1997 年好萊塢科幻電影《千鈞一髮》劇中，主角們上班時通過管制門，僅需指尖滴血，幾秒鐘就能識別身分。想窺探對方遺傳基因優劣，只要偷根頭髮臨櫃辦理，馬上就能知道結果，像到銀行領錢般容易。在 20 世紀末看這部電影彷彿是天方夜譚，但隨著生物晶片進入 21 世紀以後的快速發展，虛幻的電影情節逐漸成為現實生活的日常！

生物晶片顧名思義就是可以處理大量生物訊息的微小薄片，體積較大者像悠遊卡，也可以縮到指甲般大小。實在很難想像科學家如何讓這麼小的空間，卻能夠處理傳統實驗室可能日以繼夜才能完成的工作，把實驗室縮小再縮小，變成可以帶著到處走的微型實驗室。

想要打造生物晶片微型實驗室，必須有承載實驗室的平台，這塊迷你的固體材料可能是尼龍膜、玻璃片、塑膠片或矽晶片等，材質的選擇與建構在上面的微型實驗室性質及功能有關，依照建構特色大致分為兩大類：微流體型和微陣列型（圖 1）。

微陣列型實驗室 (微陣列晶片)
結構較為單純，就像種植整齊的稻田般，看似整齊排列的每根稻子其實是實驗室的檢測單位。依照檢測物質不同，種在平台的檢測單位組成就不一樣，例如 DNA 基因晶片種的就是各式核酸探針，透過 DNA 與核酸探針雜交反應，辨識特定 DNA；蛋白質晶片，種的就是辨認蛋白質的抗原或抗體，經由抗原與抗體的專一性結合，鑑測不同特徵的蛋白質。

微陣列晶片的核心技術在於如何把不同性質的檢測單元穩固、整齊且高密度的建構在地基上，越準確且高密度的建構，越能提高實驗室檢測效能，透過密集排列的檢測單元，將傳統實驗室反覆進行的檢驗程序一次完成，不僅產出的檢驗量與資訊量大，更有效節省時間與人力成本。相較於微流體型晶片，微陣列型實驗室構造不僅單純，技術也較為成熟，是目前最普遍應用的生物晶片（圖 2）。

微流體型實驗室 (微流體晶片)
相對於微陣列型，微流體型實驗室建構較為複雜，外觀像座設計精美的庭園造景，擁有小橋池塘與蜿蜒流水，要做出這些流體通道就必須在迷你平台蝕刻出比頭髮還細的凹槽，還要設置幫浦控制液體流動方向，甚至安裝加熱設備，複雜的機關設置涉及技術範圍廣泛，包含微機電、電子與材料化學等，讓液體自動混和或分離，進行各種實驗程序，取代傳統實驗室的人工操作。

除了節省時間與人力，也可有效降低試劑與檢體使用量，利用微流體晶片測測傳染性疾病，更降低檢驗人員感染風險。實驗室可依照需求設計建築型態，可塑性大，應用範圍廣泛，從檢體處理到各式檢驗，甚至模擬人體器官運作。然而也因為微流體實驗室建構技術門檻較高，發展速度較慢，目前尚未被普遍應用（圖 3）。

生物晶片體積迷你、檢測速度快、耗費成本低的特色，成為生物醫學未來利器，現有應用以發展成熟的微陣列型較多，但微流體型卻是潛力新星，從科幻電影情節逐漸成為人類的生活寫實。

DNA微陣列晶片
能夠快速且大規模地檢測各種基因表現，技術發展相當成熟，已被廣泛使用。例如透過優生診斷檢測胎兒是否具有基因缺陷；檢測藥物對人體基因表現的影響開發新藥；經由基因鑑定診斷分析癌症或各種疾病高危險群；甚至運用在個人化醫療，幫助醫生精準對症下藥！

蛋白質微陣列晶片
透過抗原與抗體專一性結合的特性，檢測檢體內特定蛋白質的表現。已有許多簡易型蛋白質晶片被普遍應用，像是驗孕棒、流感或新冠肺炎快篩試劑，都是微陣列晶片。蛋白質晶片也常應用在動植物傳染病檢測，攜帶輕便與即時快速的特性，讓檢驗人員可以現在採樣立即得知結果，以高便利便提升防疫效率。

微流體晶片
利用微流體技術透過晶片實現無人實驗室的夢想，成為可以帶著走的行動實驗室。不但能夠模擬人類器官，也可檢視細胞生理狀態，對新藥開發與醫學研究助益頗多；臨床檢驗從最初的檢體處理到後端檢驗一次完成，應用範圍涵蓋疾病診斷、微生物檢測分型、血液篩檢，還可運用於環境檢測和食品檢驗等方面。微流體晶片就座夢幻島，挑戰科學家的想像和創意，只要想得到，開發得出來，就是實現夢想的基地。