微流控行业的下游用户主要是医疗诊断、环境检测、药物筛选、食品安全、农业等。下游议价能力中等，产品多数为对元技术平台的替代，如果价格较高，替代成本增加，不利于产品推广；产品多销往医院及第三方实验室，终端检测价格多为政府定价。
2013-2017年中国体外诊断市场规模及增速（单位：亿元）
各类用户需求特点分析：
1. 医学
在医学方面，通过利用微流控芯片在速率和准确率方面的优点，可大大降低医学诊断和药物筛选成本。目前，研究者已将其运用在癌症的研究方面，以期为人类早日攻克癌症提供技术支持。Ziober等开发了用于空腔鳞状细胞癌（OSCC）筛查和诊断的芯片实验室，而且运用类似的方法也可以对其他癌症进行早期筛查。有学者制作了一种微流控芯片对肿瘤细胞进行长期的培养，并施以不同频率、不同浓度的抗癌药物后观察细胞的变化，以此来评价抗癌药物的活性。相对其他可行的分析方法来说，该方法不需要停止细胞培养就可以对肿瘤药物响应进行长期监测并对响应浓度进行定量测定。在类似体内的微流控环境下，微系统对以细胞为基础的研究来说是一个理想的方法。
目前典型的研究工作是以现场即时检测（point-of-care,POC）为代表的微流控芯片诊断。Chin等开发了一种POC装置用于传染病的早期检测。该装置可忠实地复制酶联免疫吸附法的所有步骤，不仅可以用１μＬ未处理的全血进行HIV的诊断，也可以对HIV和梅毒进行同时诊断。POC检测除了具有小型、便携、快捷、方便等优点外，其诊断范围也广泛，包括癌症和许多地方病，因而适用于发达国家的家庭和发展中国家的偏远贫困地区，有效推动全球健康水平的提高。
当前，传统的体外诊断技术已经极为成熟。微流控体外诊断产品若要进入体外诊断市场，势必要展示出高人一筹的能力。相比较传统的宏观检验设备，微流控产品最大的市场拓展潜力在于：1.针对传统产品无法适用的应用环境开发产品；2.发展性能指标和操作便利性具有明显优势的颠覆性新产品。
全球IVD 市场已经进入成熟发展期。根据EvaluateMedTech 的估计，2017年全球IVD行业市场规模约540亿美元，且未来6年增速仅为5.6%，从行业发展阶段来看，国际巨头们已经进入一个成熟发展阶段，未来的主要增长动力在于以中国这类尚存在一定技术差距、使用量鸿沟的国家的需求增长上。
千讯咨询发布的中国临床检测仪器市场前景调查分析报告显示，2009年，国内体外诊断行业的市场规模约为108亿元，到2015年已增长到440亿元左右。据中国医疗器械协会体外诊断系统专业委员会预计，未来5年我国的体外诊断市场规模年均增幅将在15%-20%之间。根据CACLP统计，中国的体外诊断行业虽然起步晚，但是发展非常迅速，过去五年，中国已经成为仅次于美国、欧盟和日本的IVD市场。根据CACLP统计，2017年我国体外诊断市场规模已达650亿元以上，未来体外诊断市场增速将有所放缓，但仍能保持15%左右的增长速度。
从我国的市场细分看，按照诊断方式分，免疫诊断占35%、生化诊断占32%、血液诊断占15%、分子诊断占5%、其他诊断占13%。与全球市场细分构成比较，我国其他诊断产品市场份额仅为13%，小于全球市场的39%，未来还有较大的提升空间。
我国IVD行业虽然近年来在快速追赶，以华大基因、万孚生物、三诺生物、基蛋生物等为代表的标杆企业已在市场上占有一席之地，但行业集中度却比较低，且同质化非常严重，缺乏核心竞争力，高端IVD市场仍被罗氏、雅培、强生等进口企业所垄断。
全国卫生产业企业管理协会秘书长宋海波表示，截止到2017年末，我国的体外诊断生产企业已达一千余家，经营企业有两万多家，但超过10亿元的体外诊断生产企业不到15家，而且这15家的市场销售总额，也仅仅相当于某一知名国际品牌在国内市场的销售总额。这表明，中国体外诊断市场未来还有很大的发展空间。
一个成功的微流控体外诊断产品，需要在操作便利性、分析速度、分析通量和测试成本等几个方面达到平衡。以下就几个关键的临床检验应用领域的研究工作加以介绍。
（1）分子诊断
分子诊断是新兴的检验医学领域。随着荧光定量PCR的推广，基因检测技术在临床医学中得到了广泛应用。尽管如此，现有核酸分析平台的一些不足之处还是限制了分子诊断技术的推广：场地要求严格，试剂准备、核酸提取和扩增需要分别在独立房间内进行，极大限制了该技术在医疗资源有限条件下的开展；采用离线式分析，操作复杂、分析周期较长，不利于应对突发性事件；现有的荧光定量PCR方法多是针对单一指标检测设计，对于多重基因检测无论是操作繁琐程度还是测试成本均是难以接受的。
分子诊断是微流控芯片技术最具有代表性的应用领域。对于分子诊断应用，微流控芯片最大的贡献在于该技术有潜力将核酸提取、扩增和检测集成于同一装置，因而可摆脱繁琐操作以及对专业实验室的依赖。此外，由于反应过程处于封闭的环境中，可以消除交叉污染的可能性。除了功能集成，微流控核酸分析芯片还需要具有一定的分析通量以满足临床实际需求。已经商业化的微流控分子诊断产品基本都是针对病原微生物检测应用，其价值在于：实现现场快速检测；解决难于培养鉴定病原（如结核杆菌、病毒、支原体等）鉴定问题。
（2）免疫检测
免疫检测是临床检验极为重要的领域。目前，临床免疫检测的主流技术是化学发光和免疫比浊法，具有灵敏度高和检测线性范围宽的优势。这些检测方法一般使用大型仪器，分析通量较高。但是，由于购置成本和仪器体积因素，这类设备仅适合于大型实验室使用。基于试纸条的胶体金法是快速免疫检测的主流技术，该技术虽然使用方便，但在灵敏度和线性范围方面受限。因此，临床检验工作需要一种兼具操作便利性、检测灵敏度和定量准确性的免疫检测平台，这对于急诊以及基层医疗单位尤其重要。
（3）病原微生物检测
病原微生物检测主要包括病原鉴定和药物敏感性判定两个方面。目前，临床微生物检测面临的最大问题就是检测周期过长。感染性疾病大多病情凶险，需要及时诊断和治疗，留给病原检测的时间窗口只有30分钟左右。然而，目前的病原微生物鉴定和药物敏感性判定的典型周期是2-3天，这显然难以满足临床需求。病原检测技术的限制所带来的结果是，一方面经验性诊断的准确性难于保证，另一方面抗生素滥用引发了严重的耐药问题。
微流控技术对于病原微生物鉴定的解决方案多是采用核酸检测策略，这在前面部分已经叙述。鉴于药物敏感性(Antimicrobial Susceptibility Testing，AST) 判定的实质是病原在药物暴露条件下的增殖情况判定，微流控技术采用的策略是：通过培养器体积的减小，实现检测信号的相对富集；使用更为精准的病原定量技术。这两种策略均可以通过缩短病原培养时间实现快速的药物敏感性判定。遵循这种理念，作者课题组发展了一种基于液滴阵列微流控芯片的数字化抗生素敏感性测试方法。我们的设想是借助于数字化分析的精准定量能力显着缩短细菌培养时间。细菌悬液与抗生素孵育后引入微流控芯片完成液滴发生和捕获，生成高密度微液滴阵列。通过对液滴阵列进行荧光扫描成像，检测每个液滴中的荧光信号并以此计算出细菌存活率（v）和阳性微液滴比例（p）。根据阳性微液滴比例，可以泊松分布算法推算出细菌密度，依据细菌密度变化可确定最小抑菌浓度（minimuminhibitory concentration，MIC）。我们的初步研究结果显示应用该方法仅需30 min抗生素暴露时间即可判定大肠杆菌的抗生素敏感性。
（4）细胞水平抗肿瘤药物敏感性测试
体外抗肿瘤药物敏感性测试是指导抗肿瘤药物合理使用的有效手段。虽然基因检测可以用来预测抗肿瘤药物敏感性，然而该方法存在一定的不确定性。相比之下，细胞水平的药物测试仍然是判定抗肿瘤药物敏感性更为直接可靠的手段。然而，由于细胞水平抗肿瘤药物敏感性测试存在体内外实验结果差异大、测试通量有限以及操作难于标准化等问题，至今在临床难以推广。
针对该问题，课题组开发了一套微流控肿瘤微阵列药物测试系统，其核心是一种复合式结构开放式微流控芯片。芯片顶层是开放式储液池，底层是细胞培养池阵列，中间层是纳米孔薄膜。利用纳米孔薄膜不允许液体通过只允许跨膜扩散的特性，将其用做止流阀实现细胞悬液自动分配以及用作扩散屏障仿真血管内皮层。配合移液工作站，这种微流控芯片可以实现药物筛选所包含的长期细胞培养、换液、多药物处理以及细胞存活检测等一系列操作步骤。
研究利用自行设计加工的1010微流控细胞培养阵列芯片，实现了细胞培养阵列构建、长期细胞培养、换液、多药物处理以及细胞存活检测等一系列功能。乳腺癌细胞在持续培养3天后增殖形成了类组织结构。利用开放式微流控组织阵列芯片实现了3因素3水平正交药物组合测试，并依据细胞存活率检测结果筛选出最佳的抗乳腺癌药物组合。研究结果显示这种明微流控芯片能够以高度仿真的组织实现多药组合测试，因而有潜力成为指导肿瘤个体化精准治疗的有力工具。
通过上述应用实例，将微流控体外诊断技术的优势概括为：1.应用场景的拓展；2.分析效率的提高；3.分析时间的缩短以及4.检测精度的提升。由此可见，微流控芯片是极具优势的体外诊断技术平台。
2.农业
微流控芯片装置因其小型化、集成性和自动化也已成为解决畜牧业问题的一种新方法。早在2006年微流控技术就已经应用于动物生产系统中乳腺炎的检测。Rodriguez等设计了一种楔形结构的微流控芯片滑动组件用于牛奶中的病原菌检测和白细胞计数。将牛奶样品与染料混合使白细胞染色，通过毛细作用使这些体细胞均匀分布在芯片上，通过荧光显微镜来识别染色的白细胞。Lee等开发了一种生物芯片，该芯片可以对７种已知引起乳腺炎的病原菌的基因进行DNA扩增。Dimov等也开发了一种类似的微流控装置，该装置结合了固相提取和基于核酸序列的扩增（NASBA），他们用该装置识别了低数量的大肠杆菌。通过将微流控与生物芯片相整合，可以有效提高检测率、灵敏度和特异性，并有望在一个平台上实现多个目标，以实现对乳腺炎检测和治疗。
Bachman等设计了一种基于微流控的健康检测装置，该装置以唾液为样品来进行疾病检测、孕检、荷尔蒙检测、牲畜中毒和脓毒性咽喉炎检测和医学诊断并及时准确地输送药物。微流控技术也可以用于动物中的体外受精。Wheeler等先后开发了一种微流控系统，它通过控制通道内的液体和气体的流速使精子和卵子相遇达到结合的目的。该方法可以解决动物在受精方面的问题，提高受精率，可用于珍稀或濒危动物的保护当中。微流控芯片技术中将微电机械系统（MENS）和生物系统相整合，形成生物微电机械系统（BIOMEMS），它包括封闭的通道、液源、储液池和电极，该系统可将药物输送到动物体的特定部位，也能进行DNA和细胞分析。智能疾病治疗传递系统将药物分子包装然后运送到动物体的特定部位，这将有助于降低畜牧业的用药成本并有效管理牲畜的健康。
3.食品安全
当前，食品安全和食品加工不仅关系到人们的日常生活，更关系到社会的稳定与发展。面临种类繁多的安全问题，做到快速识别与检测，促进食品安全与加工对相关技术提出了更高的要求。微流控芯片正好满足了这一技术需求。
在食品安全方面，对食源性病原菌进行检测通常需要先在琼脂糖平板上培养细菌，需耗费大量时间。微流控芯片可以经济、有效、实时地对食物和水中的残留物、痕量化学物质、抗生素、病原体和毒素进行检测，可在数分钟内对食物中的相关指标进行定量检测，其检测范围涵盖田间到餐桌的全过程，包括对食品运输、加工、零售和售后等环节进行全面的定量分析。Varshney等开发了一种微流控芯片流动池来检测牛肉样品中的病原菌，该装置上面嵌入了带有磁纳米粒子抗体结合物的黄金叉指阵列（IDAM）微电极。该装置可在35min之内在牛肉样品上检测到低至1.2×103个大肠杆菌O157：H7细胞。目前检测肉毒杆菌神经毒素（BoNT）的方法是通过老鼠进行生物测定，这种方法灵敏度高，但耗时、昂贵、低通量，并需要大量动物。Frisk等开发了一个高灵敏度的微流控平台，具有在溶液中重复、实时、可靠地进行肉毒毒素检测，其最新一代可在缓冲液中检测到最低3pg/ml浓度的毒素。Li等使用带荧光的RT-PCR微流控芯片对两种食源性致病菌进行了同时检测，其样品可在１h之内被成功转录并扩增，其RNA浓度的检测限为6.4×104拷贝/μＬ，可作为食品中RNA病毒快速检测的一个理想平台。
在食品加工产业，微流控芯片技术可以通过影响食物的微结构来产生新的产品和加工工艺，使终产品具有新的流变性和功能性。乳剂和泡沫是许多食品中常见的分散体，如水包油型（如沙拉酱、蛋黄酱）和油包水型（如奶油、人造奶油）。在工业生产中大部分乳剂和泡沫是通过物理手段（混合器或均化器）将能量引入两相中，使两相进行混合。通过这些手段，每单位体积引入的能量非常有限。微流控芯片可以有效解决液体－液体、液体－固体之间的混合问题，并在液滴中进行化学物质分配，控制泡沫和乳状液的大小和分布。Okushima等使用两个Ｔ型通道制备出水－油－水双层乳状液。在上游的第一个通道的内表面是疏水的，水通过时在第一个T型处水被油包入内部形成第一层；下游的管道是亲水的，有机相液滴流入后被水包被形成第二层。通过改变装置中液体的流速和通道内的亲水特性，可以形成大小不同的液滴；通过增加通道数量，可以制备出不同层数的液滴。
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