利用空间环境开展生命科学研究，对于解决航天飞行和空间环境影响地球生命发生和发展的问题具有重要意义;然而，在复杂的操作、基于哺乳动物和二维细胞培养实验的研究模型等方面存在局限性。低能耗、高通量、自动化水平的芯片，可实现长期实验运行、远程数据记录和传输，从而克服空间环境、实验资源稀缺、部分无人操作等挑战。程度。以微流控芯片开展相关研究，微流体的驱动和控制非常重要。在最近发表于Space: Science & Technology，北京理工大学生命科学学院生物医药与药物分离分析北京市重点实验室研究人员全面讨论总结了微流控驱动与控制系统的研究进展及其在空间领域的潜在应用与挑战科学。

重点实验室对微流控系统进展及芯片实验室在空间生命科学中的应用进行文献综述

首先，总结了当前微流控驱动和控制技术的发展。在微流控芯片中，起着流体流动传输和分配作用的微泵主要分为机械微泵(作用于芯片的某些结构上)和非机械微泵(直接驱动流体)两大类。机械微泵通过机械运动部件输送和控制微流体，其代表有隔膜微泵、活塞微泵、行星齿轮微泵、气动微泵、电动微泵、压电微泵和光驱动微泵，设计和操作简单，但受限于薄膜变形脆性大、制作工艺复杂、成本高、可靠性差、集成困难。非机械微型泵是依靠各种物理或化学作用，将一些非机械能转化为动能来驱动流体的，其代表有电渗微型泵、磁流体微型泵、气泡式微型泵、毛细管微型泵和表面声波(SAW) ) 微型泵，在制造过程中具有一定的稳定性，但在运行过程中需要复杂的驱动电路、外部设备和额外的电源。微阀是流体流动的开关控制元件，通常位于系统入口节点和通道节点的前端。微型阀在此分为主动阀和被动阀。主动阀不依靠能量的转换而是直接作用于流体的开关，如滑壁式、夹管阀等。被动微阀主要受泵腔动作频率的影响，控制流体的流动方向和压力，如相变微阀、热泡微阀、磁流体微阀等。近年来，人们越来越关注结合不同的方法来克服基于单一机制的微流体驱动或控制的缺点。

然后，简要讨论了微流控芯片或系统在模拟空间条件或某些特定航天条件下的应用。在模拟微重力下，Michel 等人。Yang 等人指出，全玻璃 LOC 平台可成功用于培养人角蛋白形成细胞和皮肤黑色素瘤细胞。发现在种子萌发的早期，种子悬浮后生长因子反应显着降低，Wang 等人构建了微重力对 Cryptobacterium hidradenum 的损伤分析，Yew 等人。开发了一种 LOC 回转系统，以满足短时间跟踪细胞反应和建立动态流体环境的需要。一些国家相继开展了基于微流控芯片的空间生命科学研究项目，如 STS-116 任务(发射第一个能够在太空中检测革兰氏阴性菌的微芯片)、“Foton-M3”航天器(近地轨道测试)、rHEALTH(设计一种可重复使用的微流控芯片设备，用于监测宇航员在太空长途飞行期间的健康)，CubeSat(不仅对 LOC 系统而且对在自由飞行的 CubeSat 中运行的微型可变 g 离心机的重要验证)，第一个由国立卫生研究院资助的空间芯片、BioSentinel(自主生物分析微系统的一个例子)和 ISRO 的模块化实验室芯片有效载荷。同时，研究团队基于微流控芯片开展空间生命科学研究已有10余年，并成功实现了多次航天发射。总结，

并简要探讨了片上器官在空间生命科学中的应用前景。人体微流控仿生器官芯片是指通过微处理在一块小芯片上模拟整个器官或器官系统的活动、力学特性和相关生理反应的多通道三维仿生微流控细胞培养装置。器官芯片的发展是朝着多芯片连接、高度集成和自动化的方向发展，因此微流控系统已经采用了驱动和控制系统。此外，器官芯片作为一项革命性的前沿生物医学技术，已被宇航局列入国际空间站计划。

最后，作者指出，微流体驱动和控制系统始终发挥着核心作用，更灵活的设计将为空间生命科学研究提供更合适的工具。