環(huán)境污染問題日益突出，簡單、快速、靈敏、便攜的環(huán)境監(jiān)測技術倍受青睞。傳統(tǒng)的監(jiān)測方法需經(jīng)采樣-儲運-測定等過程，監(jiān)測成本高，操作者需具備較高的技能和豐富的經(jīng)驗；現(xiàn)有的傳感器監(jiān)測分析的樣品范圍相對較小，干擾因素較多，使其遠不能滿足現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測的需求。20世紀90年代，瑞士Ciba-Geigy分析實驗室的Widmer和Manz等提出的微全分析系統(tǒng)（MicroTotalAnalysisSystems，μTAS）為現(xiàn)代環(huán)境監(jiān)測技術的發(fā)展提供了一個全新的技術平臺。μTAS的目標是把整個實驗室的功能，包括采樣、稀釋、加試劑、反應、分離、檢測等集成在數(shù)cm2的微芯片上，實現(xiàn)被分析物的快速、實時、在線和便攜式分析檢測。

以下是基于微流控芯片的環(huán)境監(jiān)測應用研究的幾個例子：

利用毛細管電泳微流控芯片系統(tǒng)來檢測飲用水中高氯酸鹽含量。該裝置能夠在較大的線性范圍內(nèi)檢測出高氯酸鹽的含量，檢測的最低濃度為5.6 μg/L。此外，其檢測時間縮短至如離子色譜（IC）、電導檢測法以及質譜法的1/15～1/30。

金納米粒子探針可用于如汞、鉛和銅等重金屬離子的檢測。采用微流控芯片與光學檢測相結合的裝置，可使砷離子的檢出限低至10～50 μg/L。基于熒光金納米離子（AuNPs）的微流控芯片可對農(nóng)藥實時、快速檢測。通過測量熒光強度分析出所測物質中農(nóng)藥的含量，如對二硫代氨基甲酸農(nóng)藥福美鋅的檢出濃度可低至6 μg/L。

而另一種基于電化學檢測方法，將微流控裝置與樣品注射系統(tǒng)（FIA）相結合的平臺可實現(xiàn)快速、高靈敏度且有選擇性的檢測出河水樣品中炔雌醇（EE2）的含量。該系統(tǒng)采用直接競爭性免疫檢測法，其中EE2多克隆抗體被固定在經(jīng)3－氨基丙基改性的磁性微球體上，使用該微球體不僅增加了反應的表面積而且降低了擴散距離。

部分基于微流控紙芯片檢測的裝置設備用于環(huán)境污染物的檢測，則更能體現(xiàn)其快速、簡便的特性，如各類化學污染物和重金屬等。根據(jù)比色機理，基于微流控紙芯片的聚二乙炔（PDA）比色傳感器可用于檢測揮發(fā)性有機化合物（VOCs）。

在氣相條件下，通過測量RGB色值變化，可分辨出多達18種揮發(fā)性有機物。基于免疫色譜電化學的試紙條生物傳感器（IEB）可以實現(xiàn)對三氯吡啶（TCP）的檢出濃度低至0.1 ng/mL，且在濃度范圍在0.1~100 ng／mL內(nèi)保持良好的線性度。

在檢測重金屬方面，一種基于固相生物活性的微流控紙芯片能夠在10min內(nèi)通過比色檢測以下各金屬的含量：汞（II）＝0.001 mg/L；銀（I）＝0.002 mg/L；銅（II）＝0.020 mg/L；鎘（II）＝0.020 mg/L；鉛（II）＝0.140 mg/L；鉻（VI）＝0.150 mg/L；鎳（II）＝0.230 mg/L。

微流控芯片應用于實際環(huán)境樣品分析時，雖然采樣體積小，樣品不具備代表性，但可利用其快速分析的特點，進行網(wǎng)絡布點采樣，從而在時間和空間上獲得大量數(shù)據(jù)，避免不具備代表性采樣的問題。迄今為止，微流控分析檢測系統(tǒng)應用于實際環(huán)境樣品的分析十分有限，這主要是由于存在一些尚未解決好或有待解決的理論和技術問題：（1）目前絕大多數(shù)微流控芯片還不具備分析復雜試樣的能力；（2）μTAS的分離和分析的可靠性問題；（3）微流控芯片裝置制備的重現(xiàn)性問題；（4）實時在線分析時，微流控芯片裝置與環(huán)境之間應有良好接口問題等等。

因此，以下幾個方面將會成為未來微全分析系統(tǒng)在環(huán)境監(jiān)測方面的研究熱點：

（1）集成包括吸收、凈化、濃縮、稀釋、衍生等試樣預處理單元，使微流控芯片逐步具備處理分析復雜試樣的能力；

（2）在微流控芯片裝置與環(huán)境之間有良好接口，包括具備好的過濾系統(tǒng)，避免樣品引入系統(tǒng)中導致生物有機體的生長，具備重現(xiàn)性較好的自動進樣系統(tǒng)，以實現(xiàn)原位實時檢測；

（3）無線通信與微流控芯片裝置的集成化，即低功率無線集成網(wǎng)絡傳感器，可生成自動網(wǎng)絡工作站，提供大量信息，避免環(huán)境檢測繁瑣取樣的限制。