Microfluidics has demonstrated significant potential for advancing biomedical research. However, the widespread adoption of current microfluidic devices within the biomedical community is hindered by 2 major challenges: standardization and throughput. To address these issues, emerging micro-/millifluidic plates based on microtiter plate format have been proposed. On the one hand, the established standards for microtiter plates facilitate clear communication between microfluidic engineers and end-users, enabling untrained users to manipulate micro-/millifluidic plates directly without the need to be proficient in understanding the mechanisms behind the platform. On the other hand, micro-/millifluidic plates inherit the high-throughput capabilities of microtiter plates, enhancing their utility in applications such as organ-on-a-chip and point-of-care testing. This review is intended to provide a timely and insightful overview of micro-/millifluidic plates, covering their design strategies, liquid-driven systems, applications, and commercialization status. Additionally, the review discusses the challenges facing micro-/millifluidic plates and highlights emerging positive trends in this field. We believe that our unique perspective on micro-/millifluidic plates can facilitate innovation and accelerate academic transformation by appealing to the microfluidic community to establish a consistent chip development plan to match end-user expectations in the biomedical field.
微流控技术在推动生物医学研究方面展现出巨大潜力，然而其广泛应用仍面临两大核心挑战：标准化不足与通量有限。当前大多数微流控设备缺乏统一标准，导致工程师与普通用户之间存在沟通壁垒，非专业人员难以直接操作复杂的芯片系统，且传统设计往往牺牲了高通量筛选能力。本文旨在综述基于微量滴定板格式的新一代微/毫流体板的最新进展，通过整合现有文献与设计策略，为从实验室研发到市场化应用提供系统性见解，以解决上述瓶颈问题并促进该领域的标准化进程。
本综述深入分析了微/毫流体板的设计架构与工作原理，重点探讨其如何继承微量滴定板的国际标准格式（如96孔、384孔等）。这些新型平台采用液驱动系统作为核心机制，将复杂的流控功能集成于标准化的物理接口中，使得未受过专业训练的研究人员也能直接进行实验操作。文章详细梳理了从芯片设计策略到液体输送系统的技术细节，涵盖了器官芯片构建与即时检测（POCT）等多种应用场景下的具体实施方案，并评估了当前商业化产品的市场现状与技术成熟度。
研究指出，基于微量滴定板格式的微/毫流体平台通过标准化接口显著降低了使用门槛，实现了微流控技术与终端用户需求的无缝对接。这种设计不仅保留了传统微流控的高灵敏度与精确控制优势，更赋予了其高通量并行处理的能力，使其在器官芯片模型构建及大规模药物筛选中展现出独特价值。综述发现，当前的技术趋势正从单一功能向多功能集成转变，液驱动系统的优化进一步提升了实验的可重复性与操作便捷性，为生物医学研究提供了更为灵活且高效的工具平台。
尽管微/毫流体板在标准化与高通量方面取得了显著进展，但该领域仍面临芯片开发计划缺乏统一规范、商业化产品种类有限等挑战。本文强调，未来需要学术界与产业界共同努力，建立一致的芯片研发标准以匹配生物医学领域的实际需求，从而加速从实验室创新到市场转化的进程。通过呼吁微流控社区形成共识并制定统一的开发路线图，我们期望这一独特视角能推动技术创新，消除应用障碍，最终实现微流控技术在更广泛生物医学场景中的普及与深度整合。
La microfluidique a démontré un potentiel significatif pour faire avancer la recherche biomédicale, mais son adoption généralisée au sein de la communauté est entravée par deux défis majeurs : le manque de standardisation et une faible capacité de débit. Les dispositifs actuels souffrent souvent d'une absence de normes claires, créant des barrières entre les ingénieurs en microfluidique et les utilisateurs finaux qui ne maîtrisent pas les mécanismes sous-jacents. Cet article vise à fournir un aperçu opportun et perspicace sur les plaques micro-/millifluidiques basées sur le format de plaque de microréacteurs, couvrant leurs stratégies de conception, systèmes liquides, applications et statut commercialisation pour adresser ces lacunes critiques.
L'approche présentée repose sur l'intégration des standards établis pour les plaques à micro-puits dans la conception de nouveaux dispositifs microfluidiques. Ces plateformes héritent du format standardisé permettant une communication claire entre ingénieurs et utilisateurs, facilitant ainsi la manipulation directe par des opérateurs non formés sans nécessiter d'une expertise approfondie en mécanismes fluidiques. Le texte examine les stratégies de conception détaillées, y compris les systèmes à entraînement liquide, tout en illustrant comment ces plaques sont adaptées pour des applications exigeantes telles que l'organe-sur-puce et les tests au point de soins, offrant une vue d'ensemble technique complète.
Les analyses révèlent que l'adoption du format plaque standardisée permet non seulement de surmonter la barrière de compétence mais aussi d'améliorer considérablement le débit des expériences. Les plaques micro-/millifluidiques combinent ainsi les avantages de la précision microfluidique avec une capacité de traitement à haut débit, rendant ces outils particulièrement utiles pour le criblage pharmaceutique et la modélisation tissulaire avancée. La revue met en lumière comment cette approche favorise l'innovation en alignant le développement des puces sur les attentes réelles du domaine biomédical, tout en identifiant les tendances émergentes positives qui redéfinissent les pratiques actuelles.
Malgré ces progrès, la communauté fait face à des défis persistants concernant la nécessité d'un plan de développement cohérent et l'accélération de la transformation académique vers le marché. L'article souligne que pour faciliter l'innovation future, il est impératif que la communauté microfluidique établisse une approche standardisée qui réponde aux besoins des utilisateurs finaux dans les applications biomédicales complexes. Les perspectives futures incluent le renforcement des collaborations entre ingénieurs et chercheurs cliniques pour surmonter les limitations actuelles de commercialisation et garantir que ces technologies avancées deviennent accessibles à un plus large éventail d'applications scientifiques et médicales.
マイクロ流体技術は生物医学研究の進展に大きな可能性を示していますが、現在のマイクロ流体デバイスの普及には標準化と処理能力という2つの主要な課題が障壁となっています。多くの既存デバイスでは明確な基準が存在せず、エンドユーザーが専門知識を持たずに直接操作することが困難であり、また従来の設計では高スループット性が十分に活用されていません。本稿は、これらの問題を解決するために提案されたマイクロ/ミリ流体プレートに関する最新の知見を体系的にレビューし、実験室から市場への移行における標準化の重要性と、この分野の現状と将来展望について包括的な枠組みを提供することを目的としています。
本研究では、マイクロピペットプレートの既存規格に基づいた設計戦略と液駆動システムの詳細な分析を行います。これらの新規プラットフォームは、エンジニアとエンドユーザー間の明確なコミュニケーションを可能にする標準化されたフォーマットを採用しており、専門知識がなくても直接操作可能な点に特徴があります。レビューでは、器官オンチップやポイントオブケア検査などにおける具体的な応用例とともに、液体輸送メカニズムの技術的詳細、設計上の工夫、および現在の商業化状況について包括的に解説し、実用面での利点を明確に示しています。
分析の結果、マイクロ/ミリ流体プレートは標準化されたインターフェースを通じて使用ハードルを大幅に低下させるとともに、高スループット処理能力も維持・強化することが確認されました。これにより、複雑なメカニズムの理解が不要であっても実験が可能となり、生物医学研究における効率性と再現性が向上します。特に器官モデルや大規模スクリーニングにおいてその有用性が高く評価されており、技術的な進歩がエンドユーザーの期待に合致する形で発展していることが示されています。また、この分野でのポジティブな傾向として、標準化された開発アプローチへの移行が進んでいる点が強調されます。
しかしながら、マイクロ/ミリ流体プレートには依然として課題が残っており、特に一貫したチップ開発計画の欠如や市場普及までの道のりの長さなどが指摘されています。本稿は、この分野における革新を促進し学術的変革を加速させるためには、微流控コミュニティ全体で標準的な開発方針を確立し、エンドユーザーの期待に応えることが不可欠であると結論付けています。今後の展望として、技術者間の連携強化や商業化プロセスの最適化を通じて、これらの高度なプラットフォームがより広範な生物医学応用において普及し、研究と臨床現場での実装がさらに加速されることを目指しています。
La microfluídica ha demostrado un potencial significativo para avanzar en la investigación biomédica; sin embargo, su adopción generalizada se ve obstaculizada por dos desafíos mayores: estandarización y capacidad de procesamiento. Los dispositivos actuales carecen a menudo de normas claras que faciliten la comunicación entre ingenieros y usuarios finales, lo que impide que personal no especializado manipule estos sistemas complejos sin un profundo conocimiento de sus mecanismos subyacentes. Esta revisión tiene como objetivo proporcionar una visión oportuna e insightful sobre las placas micro-/millifluídicas basadas en el formato de placa de micropocillos, cubriendo estrategias de diseño, sistemas impulsados por líquidos y su estado comercial para abordar estas limitaciones críticas.
El enfoque presentado se centra en cómo los nuevos dispositivos heredan la alta capacidad de procesamiento de las placas estándar mientras integran interfaces estandarizadas que permiten una comunicación clara entre ingenieros y usuarios. Estas plataformas utilizan sistemas de conducción líquida como mecanismo central, permitiendo que operadores no entrenados manipulen directamente las placas sin necesidad de comprender los detalles técnicos complejos del funcionamiento interno. El texto examina en detalle las estrategias de diseño, incluyendo la adaptación para aplicaciones específicas como órganos-en-chip y pruebas point-of-care, ofreciendo una descripción completa de cómo estas innovaciones técnicas están transformando el panorama experimental actual.
Los hallazgos principales indican que este formato estandarizado no solo reduce significativamente la barrera de entrada técnica sino que también mejora sustancialmente la capacidad de procesamiento paralelo en experimentos biológicos. Las placas micro-/millifluídicas combinan así las ventajas de precisión con una escalabilidad superior, haciéndolas particularmente útiles para cribado farmacológico y modelización tisular avanzada. La revisión destaca cómo esta perspectiva única puede facilitar la innovación al alinear el desarrollo de chips con las expectativas reales del campo biomédico, identificando tendencias emergentes positivas que están redefiniendo los estándares actuales en este sector tecnológico.
A pesar de estos avances, persisten desafíos importantes relacionados con la necesidad de un plan de desarrollo consistente y la aceleración de la transformación académica hacia el mercado. El artículo enfatiza que para facilitar la innovación futura es imperativo que la comunidad microfluídica establezca una estrategia común que responda a las necesidades específicas de los usuarios finales en aplicaciones biomédicas complejas. Las perspectivas futuras incluyen un llamado a establecer planes de desarrollo coherentes y colaboraciones más estrechas entre ingenieros e investigadores clínicos para superar las limitaciones actuales de comercialización, asegurando así la adopción generalizada de estas tecnologías avanzadas.
أظهرت تقنية الميكروفلويديك إمكانات كبيرة في تقدم البحث الطبي الحيوي، إلا أن اعتمادها على نطاق واسع لا يزال يواجه تحديات رئيسية تتمثل في نقص التوحيد القياسي وقلة الإنتاجية. تواجه الأجهزة الحالية صعوبة في التواصل الواضح بين مهندسي الميكروفلويديك والمستخدمين النهائيين، حيث يتطلب التعامل معها فهمًا عميقًا للآليات المعقدة التي قد تكون غير متاحة للمستخدمين غير المدربين. يهدف هذا الاستعراض إلى تقديم نظرة شاملة ومحدثة حول ألواح المايكرو/ميلي فلويديك المستندة إلى تنسيق صواني العينات الدقيقة، تغطي استراتيجيات التصميم والأنظمة السائلة والتطبيقات والحالة التجارية لمعالجة هذه الثغرات الحرجة في المجال.
يرتكز النهج المعروض على دمج المعايير الراسخة لصواني العينات في تصميم الأجهزة الجديدة، مما يسمح بواجهة موحدة تسهل التواصل بين المهندسين والمستخدمين. تعتمد هذه المنصات الناشئة أنظمة دفع سائلة كآلية أساسية، وتمتلك القدرة على التعامل مع عمليات عالية الإنتاجية دون الحاجة إلى خبرة متخصصة في فهم الآليات الداخلية المعقدة. يغطي الاستعراض بالتفصيل استراتيجيات التصميم المختلفة والأنظمة السائلة المستخدمة، مع التركيز على تطبيقات محددة مثل الأجهزة العضوية-على-رقاقة واختبارات نقطة الرعاية، مقدماً تقييماً شاملاً للوضع التجاري الحالي لهذه التقنيات المتقدمة.
تُظهر النتائج الرئيسية أن استخدام تنسيق صواني العينات القياسي يقلل بشكل كبير من حواجز الاستخدام ويسمح بالتحكم الدقيق في العمليات البيولوجية المعقدة. توفر هذه الألواح الميكرو/ميلي فلويديك مزايا فريدة تجمع بين دقة التقنيات الدقيقة وقدرة الإنتاج العالي، مما يجعلها أدوات فعالة للغاية في تطبيقات مثل الفحص الدوائي واسع النطاق وبناء نماذج الأنسجة المتقدمة. يسلط الاستعراض الضوء على كيفية مساهمة هذا المنظور الفريد في تسريع الابتكار من خلال مواءمة خطط تطوير الرقاقات مع توقعات المستخدمين النهائيين في المجال الطبي الحيوي، مشيراً إلى الاتجاهات الإيجابية الناشئة التي تعيد تشكيل الممارسات الحالية.
على الرغم من التقدم المحرز، لا تزال هناك تحديات تواجه هذا المجال تتعلق بضرورة وضع خطة تطوير متسقة وتسريع التحول الأكاديمي نحو السوق. يؤكد الاستعراض أن تسهيل الابتكار المستقبلي يتطلب تعاوناً بين مجتمع الميكروفلويديك لإنشاء معايير موحدة تلبي احتياجات المستخدمين النهائيين في التطبيقات الطبية الحيوية المعقدة. تشمل الآفاق المستقبلية الدعوة إلى وضع خطط تطوير متسقة وتعاون أوثق بين المطورين والمستخدمين لتجاوز القيود الحالية، مما يضمن تبني هذه التقنيات المتقدمة على نطاق واسع ويسرع من تحولها من المختبرات إلى الأسواق التجارية.