细胞微系统，也称微流控细胞芯片(Microfluidic Cell Culture Chip)，是目前细胞生物学、微系统科学以及药物筛选等研究领域的重要研究平台之一。它利用微机电系统(MEMS)技术在玻璃、硅、有机聚合物等材料上加工微通道、微池、微泵、微阀与微传感器等微结构功能单元，将细胞的培养、观测和分析在微系统平台上完成。细胞微系统可以精确地控制细胞微环境的成分、液流和温度等因素，模拟体内细胞生长的微环境。细胞微系统已经在细胞分选、胞内物质研究、组织工程以及药物筛选等领域发挥了越来越重要的作用。　　 本论文系统研究了细胞微系统，设计并研制了一种集成微阀和浓度梯度网络的微流控细胞阵列芯片，并构建了细胞微系统平台，对芯片细胞培养和药物高通量筛选进行了初步的研究探索。　　 本论文的主要工作有：　　 1.调研了国内外对微流控技术和细胞微系统技术的研究情况，针对芯片细胞培养和操控及其药物筛选，提出了自己的研究设计方案；　　 2.利用多层软光刻法制作C型坝结构的微流控细胞阵列芯片，提出了“硅刻蚀+SU8”工艺制作芯片模具，同时采用PDMS热键合方法在芯片集成微阀器件，有效实现芯片细胞和流体的控制；　　 3.将芯片与细胞培养的装置相结合，构建细胞微系统，对芯片多种细胞共培养的培养条件和生长状态进行重点研究；集成和优化药物浓度梯度网络结构，并利用该结构产生6个稳定的浓度梯度的药物溶液，对芯片培养的细胞进行药物实验和分析。　　 本论文研究表明，微流控细胞阵列芯片能够很好地控制细胞在芯片内的分布和生长，通过微阀控制网络和药物梯度浓度对细胞进行有效的刺激，验证了微流控细胞阵列芯片在实现细胞药物筛选的高通量、低消耗低成本和快速高效等功能的可行性。