芯片實(shí)驗(yàn)室或稱微全分析系統(tǒng)是由瑞士Ciba-Geigy 公司的Manz 與Widmer 在1990 年提出。他們最初的想法是發(fā)展一種可能作為一個(gè)化學(xué)分析所需的全部部件和操作集成在一起的微型器件,強(qiáng)調(diào)“微”與“全”。所以把-TAS 看作是化學(xué)分析儀器的微型化。1993 年Harrison 和Manz 等人在平板微芯片上實(shí)現(xiàn)了毛細(xì)管電泳與流動(dòng)注射分析,借電滲流實(shí)現(xiàn)了混合熒光染料樣品注入和成功電泳分離。但直到1997 年這段時(shí)間里該領(lǐng)域的發(fā)展前景并不十分明朗。1994 年始,美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室Ramsey 在Manz 的工作基礎(chǔ)上發(fā)表了一系列論文,改進(jìn)了芯片毛細(xì)管電泳的進(jìn)樣方法,提高了其性能與實(shí)用性,引起了更廣泛的關(guān)注。在此形勢之下,第一屆Lab-on-a-chip or TAS 國際會(huì)議在荷蘭Enchede 舉行,起到了推廣微全分析系統(tǒng)的作用。1995 年美國加州大學(xué)的Mathies 等 在微流控芯片上實(shí)現(xiàn)了DNA 等速測序,微流控芯片的商業(yè)開發(fā)價(jià)值開始顯現(xiàn),而此時(shí)微陣列型的生物芯片已進(jìn)入實(shí)質(zhì)性的商品開發(fā)階段。同年9 月,首家微流控芯片企業(yè)Caliper Technologies 公司在美國成立。1996 年Mathies 又將基因分析中有重要意義的聚合酶鏈反應(yīng)(PCR)擴(kuò)增與毛細(xì)管電泳集成在一起,展示了微全分析系統(tǒng)在生物醫(yī)學(xué)研究方面的巨大潛力。與此同時(shí),有關(guān)企業(yè)中的微流控芯片研究開發(fā)工作也加緊進(jìn)行。1998 年之后,專利之戰(zhàn)日益激烈,一些微流控芯片開發(fā)企業(yè)紛紛與世界著名分析儀生產(chǎn)廠家合作,Agilent 與Caliper 聯(lián)合利用各自的技術(shù)優(yōu)勢推出首臺(tái)這方面的分析儀器Bioanalyzer2100 及相應(yīng)的分析芯片,其它幾家廠商也于近年開始將其產(chǎn)品推向市場。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),目前全世界已至少有30 多個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)室(包括MIT,Stanford 大學(xué)、加州大學(xué)柏史萊分校、美國橡樹嶺國家實(shí)驗(yàn)室等)在從事這一領(lǐng)域的開發(fā)和研究。
然而,近年來,國內(nèi)有多家大學(xué)和研究所的實(shí)驗(yàn)室已開始了這方面的研究。整體而言,這些院所所開展的工作尚處在起步階段,多數(shù)是從毛細(xì)管電泳或流動(dòng)注射分析所得到的技術(shù)積累轉(zhuǎn)移至芯片平臺(tái)上進(jìn)行研究,雖然起步較晚,但行動(dòng)較快。以中國科學(xué)院大連化物所林炳承課題組研制出了準(zhǔn)商品化的激光誘導(dǎo)熒光芯片分析儀和電化學(xué)芯片分析儀和相關(guān)的塑料分析芯片 , 浙江大學(xué)亦推出了玻璃分析芯片 等為代表的一些研究單位已進(jìn)行了卓有成效的研究,但是企業(yè)尚未真正投入到此行業(yè)中來