本发明属核医学与放射性药物领域，涉及一种小体积[¹⁸F]氟核素标记反应器及其应用；该反应器包括微通道芯片、微型玻璃反应瓶、微型夹管阀门和阀门管道结合体；微通道芯片为基座、其上设有微型玻璃反应瓶、微型夹管阀门和阀门管道结合体，微型玻璃反应瓶、微型夹管阀门和阀门管道结合体依次连接。本小体积反应器的特征在于：1)PDMS芯片可以配装多根离子交换树脂柱，采取并行吸附，串联洗脱的方式，达到提高吸附速度、缩小洗脱体积的目的；2)微型夹管阀门及由其控制而组成的阀门管道结合体，最大限度地缩小了反应器的体积、而且死体积几乎为零，试剂损失降到最低。本发明的反应器可用于放射性药物合成。