系统生物学作为后基因组时代的一门新兴学科，强调在细胞水平、个体水平上研究生物体，这给当前的实验分析技术带来了极大的挑战[1，2]。在诸多新兴技术中，微全分析技术因其具有与大多数细胞和微生物相似的特征尺寸，并且易于实现微型化、功能集成化、多路并行处理等优点，因此在单细胞、单生物体分析中扮演了重要的角色[3-5]。在本工作中，我们提出了一种基于微流控芯片的灵活的流体控制策略—水力门控进样，该方法能够在一个简单的十字型微流控芯片中实现高时空分辨率（时间分辨率：5 ms；空间分辨率：4 μm）的样品传输控制。我们首先建立了水力门控进样的理论模型，然后通过数值仿真和流动可视化实验对该模型进行了验证。基于此方法，我们针对不同的实验应用提出了三种不同的样品进样模式。将该技术和荧光检测相整合，我们实现了基于连续流的细胞分选和基于二相流的选择性液滴包裹细胞，并得到了较高的细胞纯度和回收率。将该技术和脉冲压力驱动的细胞定位技术相结合，我们实现了高时空精度的细胞刺激，并将之应用于单细胞分析和细胞间通讯的研究中。我们期望该技术能够为基于微流控芯片的细胞和生物体处理与分析提供一种简单易行、灵活可靠的选择，并且有益于系统生物学的研究。