三维球状体细胞培养具有优秀体外模型的潜力,正在被越来越多地应用到基础生物医学、组织再生工程、药物发现与测试、临床治疗方案评估等场合中。同时在这些研究实践运用中已经体现出对球状体培养实施精准孵育与调控的强烈需求。由于几十微米至数百微米直径的球状体生长大小尺度,与新兴的液滴微流控技术发展出的众多针对包括含有细胞的生物流体流控操作过程极为契合,液滴微流控技术将可为克服常规球状体培养与操作技术提供全新技术方案。因此,国际上正在针对球状体应用中的众多技术操作需求,开展球状体的液滴微流控技术开发。诸如球状体制备与递送、存活维持与刺激作用、微环境调控、生物过程分析以及球状体规模化应用中设备低成本化等成为液滴微流控技术的新颖研究课题。本论文探讨简捷微加工工艺下构建加工的液滴微流控装置中,将液滴生成、细胞包封等过程集成起来用于细胞球状体制备的可行性。（1）采用微铣削和复制模塑相结合的简捷微加工工艺,构建出一种可以将液滴生成与液滴锚定过程集成的微流控装置。其主要特征是,构建工艺中装置由上下两层结构键合而成,上层包括一种典型的流动聚焦结构,其下游出口衔接一个锥形增宽区域,其中布置有4个通道型导轨,通向一个矩形微腔（5mm*5.5mm*250μm）,再经一个锥形变窄区域到出口,腔室外部分是两个在“乳化通道”两侧对称平行的“辅助流通道”,其中所有微通道的深度与宽度均为200μm;下层中对应于上层的矩形微腔区域布置有6×6个直径和深度均为300μm的微孔阵列。（2）采用单独构建的流动聚焦装置,对上述装置中的流动聚焦结构的液滴生成行为进行表征。发现这种装置几何条件下具有以下液滴生成特点:（a）在分散相（1wt%的海藻酸钠溶液）流量固定1μl/min时,连续相（含有1wt%Span 80的油相）与分散相的流量比从1增加到7,装置生成液滴呈滴流模式,海藻酸钠液滴的平均直径从270±1.7μm单调递减到181±3μm,而液滴生成频率从每秒1.4个增加到5个。（b）当两相由不同浓度的分散相与油相组成时,在相同流量比下,液滴平均直径随分散相浓度的增大而减小;在3组不同两相流量比（2、3、4）下,由1.5wt%的海藻酸钠溶液与油相组成的两相,在分散相流量≥4μl/min时,液滴生成都会转呈射流模式,而分散相为1wt%的海藻酸钠溶液时,液滴生成仍呈滴流模式。（c）当分散相分别与含有不同表面活性剂浓度的油相生成液滴时,在相同流量比下,液滴平均直径随表面活性剂浓度的增大而减小;在3组不同两相流量比（2、3、4）下,由1wt%的海藻酸钠溶液与含有1wt%Span 80的油相组成的两相,在分散相流量≥5μl/min时,液滴生成都会转呈射流模式,相对照的是,此时若油相中无表面活性剂,液滴生成仍呈滴流模式。这些结果有助于确定出将装置用于后续细胞包封与液滴在微腔阵列中定位所需要的流控条件。（3）基于集成式液滴微流控装置,探究了液滴生成（细胞包封）之后的分布、锚定以及细胞培养行为。观察到:（a）滴流模式下生成的液滴,当液滴直径大于微腔深度时,抵达锥形增宽区域的液滴,如果没有辅助流作用,它们的流速逐渐放缓,大部分液滴取导轨通道方向流向下游,但有液滴聚并行为发生。（b）如果启动辅助流使下游的腔内流量接近连续相入口流量范围（5-7μl/min）,液滴的聚并行为可有效抑制,并高效率地被下游微孔阵列所捕获并锚定。（c）以黑色素瘤细胞A375或肝癌细胞HCCLM3两种肿瘤细胞为液滴化培养对象,当分散相为纯细胞培养悬液时,所形成的液滴包封细胞,在24h孵育后的活力均超过80%,但此时的细胞尚无明显聚集现象;当分散相为与DMEM培养基混合制备的1wt%海藻酸钠溶液时,在液滴包封后即引入氯化钙形成藻酸钙微凝胶包封细胞的球状结构中,孵育24h时可见或松散或紧密的细胞聚集体,但细胞似丧失活力。这些结果提示,本文所设计构建的微流控液滴技术构型及操作方案,为进一步实现细胞球状体制备的精准调控提供一定的技术基础。