除了有機(jī)合成、微反應(yīng)器和化學(xué)分析等，微流控技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮了越來越重要的作用。目前，兩個重要的應(yīng)用方向是臨床診斷儀器和體外仿生模型。

臨床診斷

       微流控檢測芯片一般具有樣品消耗少、檢測速度快、操作簡便、多功能集成、體小和便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)，因此特別適合發(fā)展床邊（POC）診斷，具有簡化診斷流程、提高醫(yī)療結(jié)果的巨大潛力。

體外模型

       利用仿生微結(jié)構(gòu)和水凝膠等生物材料，微流控芯片非常適合在體外實現(xiàn)組織和器官水平的生理功能，被稱為“器官芯片”(Organs-on-Chips)。這樣可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)兩維細(xì)胞培養(yǎng)和動物實驗的不足，可以動態(tài)操控和實時觀察重要的生理病理過程，提高疾病的研究水平和藥物的研發(fā)效率。目前已經(jīng)針對肺、腸、心、腎和骨髓等器官的重要特征建立了相應(yīng)的微流控體外仿生芯片。在組織和器官水平研究單個基因或信號通路的功能已經(jīng)成為系統(tǒng)生物學(xué)研究不可或缺的重要步驟。