微型生物反应器(Microscale Bioreactors，MBRs)是一种在微尺度上进行生物反应过程的装置，其应用广泛于生物工艺学、生物医学、微生物学等领域。微流体学是一门研究控制和操作微米和纳米尺度流动的学科。利用微流控技术将微生物和反应物质以微米尺度进行混合和输送，从而实现生物反应过程的控制和监测。
 

　　微型生物反应器由微通道网络、控制单元和监测单元组成。微通道网络是微流控系统的核心，用于混合微生物和反应物质。微通道网络的尺寸可以根据实际需求进行设计，通常为纳米至微米尺度，能够提供大比表面积和优良的物质传输性能。微通道网络可以分为不同的区域，如进样区、反应区和出样区，以实现不同的反应过程。

  

　　控制单元是控制中枢，用于调控在微通道网络中的流动、温度、压力等参数。通过控制单元，可以实现流速和混合程度的调节，从而控制反应的速率和效果。控制单元通常由微型阀门、微型泵或压电器件等组成，可以根据需要进行集成和自动化控制。
 

　　监测单元是监测装置，用于实时监测反应过程中的物质浓度、pH值、温度等参数。监测单元可以通过光学、电化学或振动传感技术实现。例如，通过集成光电探测器和多通道分光光度计，可以实时监测反应物质的吸收或发射光谱；通过集成pH电极和温度传感器，可以实时监测反应液体的pH值和温度。
 

　　微型生物反应器在各个领域都有广泛的应用。以下是一些常见的应用领域：
 

　　1.生物医学研究：研究细胞、组织和器官的生物学特性和生理功能，例如细胞培养、药物筛选、毒性测试和疾病模型构建等。
 

　　2.药物研发：可用于药物代谢研究、药物释放评估、药物输送系统开发等，可以提高药物研发过程的效率和准确性。
 

　　3.化学合成：微生物或酶的催化反应，优势在于反应速率快、产率高、废物少，适用于合成复杂化合物和精细化学品。
 

　　4.环境监测与保护：检测和监测环境中的微生物污染和污染物降解，例如水中的细菌、病毒和污染物的检测和监测。
 

　　5.食品与饮料工业：可用于食品和饮料工业中的发酵过程控制和优化，例如酿酒、酿造和发酵食品的生产。
 

　　6.能源领域：生物能源的生产和研发，例如生物燃料电池和生物质转化为能源的过程优化。
 

　　7.农业与环境保护：农业生产中的种子培育、植物生长调控和农药筛选等领域，也可以用于环境保护中的土壤修复、有害生物控制和生态系统监测等。