流控芯片已经成为在单细胞分辨率下研究生物系统的强大工具。同时，微流控芯片不仅可以广泛应用于操纵生成微滴，微流体扩散筛分和检测蛋白质与配体的相互作用,而且也可以用于实现生物化学中的分子测定。微纳流控芯片技术，也被称作芯片实验室（Lab on a Chip，  LOC），可以把化学、生物、物理等各类实验室的一些重要基本功能集成到一个很小尺度的芯片上来开展相关实验。

微纳流控芯片具有很多优点，例如：高自动化程度、高效率、高通量、微型化、低成本以及超低的试剂消耗等，尤其在精确操控微纳流体方面对流体的操控精度能达到纳升（nL）乃至飞升（fL）精度，因此在生物、医学、物理、化学等学科的诸多交叉领域具有巨大的研究潜力。 微流控芯片技术诞生于 20 世纪 90 年代，最早 Manz等人成功地利用微流控芯片技术进行了体外细胞电泳分离，实现了等同毛细血管的重要功能，预言了微流控芯片在分析领域中具有极大的发展潜力。1995 年，美国国防部提出了手提式士兵个体生化自检装备项目，引发了国际社会对微流控芯片的极大关注。之后，越来越多的专家学者认为微流控芯片可以发展成为一种分析化学中所需要的极佳平台，并把它们命名为“微全分析系统”（Miniaturized Total Analysis Systems，μTAS）。2000 年，哈佛大学的 Mcdonald等人首次提出基于 PDMS（聚二甲基硅氧烷）作为工艺基底的一种软光刻的工艺方法，大幅度简化了微流控芯片的加工工艺，极大促进了微流控芯片加工工艺的迅速发展。同年，Quake等人在 Science 上发表了题为“Microfluidic Large-Scale Integration”的论文，在一个芯片上集成了上千个控制阀和几百个反应器，并利用微阀微泵技术来精准控制微流体流动，掀起了广大科研工作者对于微纳流控芯片技术应用领域的广泛重视和关注。2006 年，Daw等人在 Nature 杂志上发表了题为“Lab on a Chip”的报导，从多个视角去分析并阐述了微纳流控芯片的发展、应用，并将 LOC 列为“本世纪七大技术”之一。至此，芯片实验室所显示的战略意义，已在更高层面和更大范围内被学术和产业界所认同。

当微纳流控芯片上的通道尺寸由微米（µm）减小到纳米（nm）量级时，通道内部的范德瓦尔兹力、静电力、毛细力在对流体的作用中逐步占主导地位。在这些力共同作用之下会产生不同于宏观尺度以及微米流体的特点，例如：与界面有关传热、表面力大大增加等物理现象，这激发了人们对于纳米流控芯片的极大兴趣。