微流控技术发展至今，已经在包括细胞操控分析、医学诊断、生物学研究等多个领域显示了较好的应用前景。
作为在微米尺度结构中操控流体的驱动力，磁场具有电场和流体动力所不具备的优势。
磁场力的大小不受通道表面电荷、溶液pH值、离子强度和温度等条件的限制，而且磁场可以不与通道内的物质直接接触而实现控制，极大降低了交叉污染的可能。 由于磁性粒子与周围介质之间的磁化率有很大差别，因此，利用磁场可以将其方便地与周围介质分离，这一特性使其在微流控芯片分离富集方面的优势显得尤为突出。 随着微电子机械系统(micro electromechanical system， MEMS)技术的进步，在微流控芯片中加工微尺度甚至阵列电磁线圈和磁体成为可能，因此，磁场控制技术在微流控系统中具有非常广阔的应用空间。 该技术在近两年发展非常迅速，尤其在免疫分析、病原体检测和分子诊断等领域的应用独具优势，在本文中，我们将对这一领域的最新进展做一介绍。 加工技术
微流控芯片系统中的磁场控制一般通过外加磁场、加工集成永磁体或电磁体等方式对微通道中磁性粒子进行有效操纵来实现。磁性粒子所受到的磁场力可以用式表示：
其中，Δχ是磁性粒子与周围溶液或介质的磁化率差，V是粒子的体积，μ0为真空磁导率， B 是磁感应强度，?B 为磁场梯度。对于均匀磁场来说，?B为0，此时，粒子在磁场中只能被磁化，而不会受力发生移动。
所以，磁性粒子只有在不均匀的磁场中才能够发生受力运动，而磁感应强度B 在磁场方向随距离增加是呈指数递减的。因此，通常为了对微通道中的磁性粒子进行精确地操纵和定位，需要磁场尽量接近微通道。
无论永磁体还是电磁体，通过提高磁感应强度来得到最大磁场力的努力总是受到材料和现有技术水平的限制，一个简单有效的办法就是缩小磁场区域，即提高磁场梯度?B。
长江三角洲经济圈对于微流控芯片来说，磁场的尺寸和形状要尽量与微米级的芯片通道相匹配，于是，基于MEMS技术的集成磁控器件的加工技术一直备受关注。在芯片上加工电磁线圈一般都需要经过多次光刻和电镀程序。
东方论坛网图显示了一种电磁线圈的加工过程，采用光刻技术在玻璃表面制作出金属线圈、导线和绝缘层等微结构单元，控制每层金属薄膜的尺寸和形状，一般在电镀之前均要沉积一层金属作为种子层，金属层之间通过SU28光胶或聚酰亚胺进行绝缘。
Ra2madan等还发现，在电磁线圈中间加工软铁芯，可以大大提高磁场梯度，有利于对磁性粒子的操控，与单纯电磁线圈相比，磁场力可提高20倍。
集成磁体的微流控系统可以得到微型化的精准磁场，但是加工工艺过于复杂，不易实现。
针对这一问题，Whitesides等报道了一种在聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane， PDMS)芯片中加工微米级电磁体的简单方法，即采用软光刻方法先在PDMS芯片中加工出微通道，然后灌注液体焊锡，冷却通电即可产生必要的电磁场。
Lin等采用类似方法在侧通道中充入并固定金属镍的磁性微球，在与其仅距25μm的分离通道中形成较强的磁场梯度，实现对磁珠的分离。
此外，与芯片集成化磁体相比，采用施加外加磁场的方法通常可以得到同样有效的磁场作用，而且，具有易于加工和低成本的优势，因此，这类方法在磁控微流控系统中的应用非
常广泛。
流体控制
泵阀
通过泵阀来控制流体是除了分离外，磁场在微流控芯片系统中的另一个主要功能，其中泵主要有磁流体动力(magnetohydrodynamic， MHD)泵，铁磁流体( ferrofluidic)泵和蠕动泵等。
MHD泵是利用施加正交的磁场和电场产生的洛伦兹力来驱动液流，适用于任何导电的液体，是较早使用的一种磁驱动模式。但MHD泵在工作时溶液经常会因电解而产生气泡，影响正常的驱动和分析操作。
Arumugam等通过在溶液中加入氧化还原剂，减少了气泡的产生，并延长了电极的使用寿命，而且这种泵需要的电压比普通直流MHD泵低，水性和非水性的溶液都可以被驱动。
与MHD 泵相比，铁磁流体驱动只需施加磁场而不需电场，因此系统更加简单。铁磁流体是磁性粒子在水溶液或者有机溶液中形成的稳定悬浊液，同时具有磁性和流动性。
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其中，铁磁流体溶液与所运输溶液必须是不互溶的，因此，当输运对象为水溶液时，磁性粒子必须分散在油性溶液中，而微通道表面亲疏水性质也会在很大程度上影响铁磁流体泵的性能。
Yobas等还设计了一种旋转的磁控芯片系统，利用磁场带动不锈钢滚珠在轨道上滚动挤压PDMS通道，巧妙地实现了蠕动泵的驱动功能。
此外，还有阻抗泵、气体泵、微齿轮泵以及利用集成二极管与交变电场相互作用来实现驱动的磁微流体装置等。
杜惠恺
对于流体动力驱动的微流控芯片系统来说，加工有效的微阀结构也是至关重要的，除了Quake课题组早年提出的气动阀外，利用磁场控制微通道的闭合和开启也可以方便地进行试剂/样品的切换，实现阀的功能，结构更为简单灵活。 混合
微米尺度条件下流体通常是层流状态，因此，在微通道中如何进行有效混合一直是科学工作者们感兴趣的课题。
解决的方法之一就是通过MEMS加工技术将磁子安置在微通道内，利用磁场带动磁子转动
以达到高效混合的目的。
但是，三维加工技术难度较大，不利于普及应用。Nallani等报道了一种倾斜曝光方法，用于加工三维的铁磁性微转子。
他们利用空气和SU28折射率不同，让紫外光以55°角入射，得到倾斜角为31.6°的SU28模具。
然后将铁镍合金注入制成具有三维结构的磁性转子，该转子转动时可引起液流的三维扰动，实现微尺度下的快速混合。
与加工磁子相比，利用磁珠的运动形成不规则流体是一种简单有效的进行混合的方法。
Hu等通过改变外加磁场频率使液滴中的磁珠扰动并形成不同形式的涡流，从而实现液滴的快速高效混合。
广西北部湾新闻Oh等则利用侧通道中一段铁磁流塞的往复运动诱导主通道中流体产生扰动，来进行有效地混合。
操控
磁珠/细胞的操纵在微流控芯片系统中对细胞或体积更小的病毒颗粒甚至单分子进行精确地操纵一直是科学家们竞相研究的热点，磁控芯片系统可以方便地通过磁珠捕获目标分子，再利用磁场进行精确控制。
为了降低电磁场所需电流并形成有效的磁场梯度，Wang等在芯片上制作了4条铜导线，并将整个芯片置于永磁铁上，通过控制铜线电流可以选择性地操控单个磁珠。
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