动态暴露需要同时控制浓度与流量
体外药物实验若要比较不同暴露时程，需要让培养体系接触的浓度按预定曲线变化。美国加利福尼亚大学戴维斯分校（University of California, Davis）团队在 Journal of Biological Engineering 报道一种电控微流控装置，用荧光素检验可编程浓度波形的生成。
装置的目标是在总流量不变的情况下改变溶液浓度。这样可以在后续细胞实验中分别控制化学刺激与流动条件，因为流速变化本身也会改变贴壁细胞受到的剪切力。本次研究集中验证液体控制，未加入细胞或测试药物。
3 类芯片把开关信号转为连续浓度变化
系统采用脉宽调制（pulse width modulation，PWM）：开关只有高、低两种状态，但每次维持的时间可以改变。流路选择阀在同浓度、不同液位的两个储液器之间切换，产生不同流速的脉冲。滤波芯片再平滑这些脉冲，使输出流量逐渐接近目标曲线。
另一条流路通过流阻芯片提供缓冲液，两股液体随后在混合芯片中汇合。出口以恒定速率抽液，因而两条支路的流量总和保持不变；分析物所占比例随时间改变，最终表现为浓度变化。滤波、流阻和混合组件可以分别调整。
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滤波速度和混合均匀性需要一起评价
滤波芯片用柔性膜覆盖液腔，并与微通道组合，分别提供储液和限制流动的作用。团队比较膜下液腔直径不同的 3 种设计，测量阶跃输入后的响应时间和截止频率。液腔增大后，储液能力增加，截止频率下降，输出变化也更慢。
混合部分比较人字纹结构、障碍物结构及没有混合纹理的等长通道。单纯依靠扩散时，通道宽度方向仍存在明显浓度差；加入混合结构后更均匀。障碍物结构的混合较均匀，但通道长 38.3 mm；最终采用的 3 个周期人字纹结构长 6.9 mm，兼顾混合与响应速度。
混合器也会平滑快速变化的浓度信号。停留时间过长时，波形会被展宽，峰值降低。因此，混合是否充分和目标波形能否保留，需要在同一装置中一起核对。
荧光素生成 4 种波形，快速变化仍受限制
团队以荧光素作为小分子示踪物，用显微镜记录通道内荧光，再将强度换算为浓度变化。优化后，系统生成了 100 mHz 的正弦、三角、锯齿和方形浓度波形。改变电控制信号的频率，也会改变输出形状。
快速输出的限制主要来自混合器。主文报告滤波芯片的截止频率约为 200–500 mHz，混合器约为 15–70 mHz。提高控制信号频率后，锯齿波逐渐接近三角波，说明目标信号不能在任意速度下完整保留。
作者将这种装置视为研究动态可溶性刺激的工具，讨论了药物给药时程、耐受反应和激素节律等用途。当前结果首先证明了浓度控制的工程可行性；药物在材料中的损失、细胞响应以及具体给药方案的效果，均不属于本次荧光素验证的实测结果。