微型全分析系统的概念出现在1990年。在北美，微型全分 析系统通常使用微缩芯片实验室（Lab on a chip）这术语表示。生物或化学分析通常 可以分为三个部分：样品制备（包括从原始 样品抽提、纯化或是富集待检测物质），生物、化学反应（包括酶切、混合、温育、杂 交等）和结果检测（包括毛细管电泳、荧 光、电化学发光、电学参数的测量等）。

微缩芯片实验室早期的工作主要集中在上述单个部分的微缩化上。新近的微缩芯片实验室特色在于，除了光学检测部分的光源、气压装置和控制电路以外，整个器件（包括纳升级液体进样器、样品混合与定位系统、温控腔、电泳分离系统和荧光检测器）都是通过光刻的方法制作在一层硅片和一层玻璃上。通过流体管道中专门设计的疏水区域，可以精确地实现纳升数量级的样品和反应试剂的吸取和操作。在温控腔中可以快速地进行芯片PCR;在电泳分离系统以及与之相连的390检测系统中.可以实现快速、灵敏的DNA 分离和检测。这个器件使用分立的单元行使不同的DNA处理和分析功能，分立的单元之间依靠微加工光刻方法制作的微流体通路进行连接。