化學(xué)的使命在于創(chuàng)造或改良物質(zhì)，而合成（synthesis）是必經(jīng)之路。從中世紀(jì)的煉金術(shù)開始，人們習(xí)慣于在玻璃器皿（燒瓶、燒杯）中操縱反應(yīng)原料，獲得產(chǎn)物，并基于此建立起龐大的合成帝國。然而，面對人類對新物質(zhì)、新規(guī)律的不斷需求，傳統(tǒng)玻璃器皿的劣勢日漸凸顯：集成化、自動(dòng)化程度低，資源浪費(fèi)，選擇性、重現(xiàn)性差，以及安全隱患等。在此背景下，微流控芯片反應(yīng)器（microfluidic reactor，microreactor）應(yīng)運(yùn)而生，并以其獨(dú)特優(yōu)勢，在合成方法學(xué)、藥物篩選以及大規(guī)模應(yīng)用等諸多領(lǐng)域扮演著重要角色。

玻璃器皿與微流控芯片上的化學(xué)合成

近日，國家納米科學(xué)中心的蔣興宇研究員在微流體領(lǐng)域旗艦期刊Lab on a Chip發(fā)表了題為 “Why microfluidics? Merits and trends in chemical synthesis”的邀請綜述，系統(tǒng)討論了微芯片反應(yīng)器中的化學(xué)過程，并闡述了“芯片上的化學(xué)合成”由單芯片反應(yīng)器向模塊化集成系統(tǒng)的發(fā)展邏輯與趨勢。作者結(jié)合其在微流控芯片可控組裝納米顆粒及抗腫瘤藥物篩選的研究基礎(chǔ)（Angew. Chem., Int. Ed., 2015, 54, 3952-3956，Adv. Mater., 2015, 27, 1402-1407，Nat. Commun., 2017, 8, 15130），選取了微芯片反應(yīng)器中合成小分子及微納米材料的經(jīng)典實(shí)例，詳細(xì)展現(xiàn)了交叉學(xué)科背景下，微流控芯片實(shí)驗(yàn)室在復(fù)雜過程/體系、方法學(xué)、綠色化學(xué)、批量篩選、自動(dòng)化合成、智能反饋以及工業(yè)化生產(chǎn)等多方面的應(yīng)用前景。同時(shí)，作者從芯片制造與產(chǎn)能，應(yīng)用普適性，以及智能化集成等角度深入探討了微流控芯片反應(yīng)器當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)與未來可能的解決方案。

文獻(xiàn)鏈接：

Why microfluidics? Merits and trends in chemical synthesis

Lab Chip, 2017, 17, 3960-3978, DOI: 10.1039/c7lc00627f

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