微流控芯片系统是具有革命性的新技术平台，由于其分析速度快、试剂消耗少、便于集成和高通量分析而被广泛应用于生化分析等各领域。过去二十年中，伴随材料科学的发展以及利用微加工技术对小尺度微流体操纵上的实现，微流控芯片技术取得了巨大的进步。目前，基于细胞、组织培养的微流控芯片系统已应用到高通量筛选、药物开发、毒性测试等领域，未来还可将其应用到再生医学等相关技术的发展中。纵观各项微流控芯片加工技术，尤其是针对微流控芯片在细胞生物学以及组织工程学上的研究，现有的加工技术仍存在较多的缺陷，例如在三维立体结构加工、加工深度、加工成本以及复杂的加工工序等方面仍存在很多的不足，我们急切地想要找到一种快速而又简便的低成本微流控芯片加工方法以满足应用的需要。水凝胶是一种三维亲水性网络状聚合物，因其具有高含水量及灵活多变的柔性结构，并易于模拟活体组织而被广泛应用到生物医学工程领域。聚乙二醇（PEG）基水凝胶材料生物相容性好、免疫原性低且可操控性强，可通过物理或化学交联的方法得到不同结构和功能的水凝胶，其中聚乙二醇丙烯酸酯类衍生物因其具有较好的光聚合性能而成为最常用的一种聚乙二醇基水凝胶前体。聚乙二醇双丙烯酸酯（PEGDA）在光引发剂和紫外光作用下能在室温环境中迅速聚合成聚乙二醇双丙烯酸酯水凝胶，其反应时间短、成形快、耗能低。此外，紫外光聚合反应可实现空间与时间上的可控，形成结构多样的水凝胶。本文利用聚乙二醇基水凝胶材料所具有的紫外光聚合性能，通过掩模选择性地聚合水凝胶材料，设计并制作了细胞培养及检测用的双层水凝胶微流控芯片，建立了一种快速、高效且低成本的水凝胶微流控芯片加工方法。通过对双层水凝胶微流控芯片的性能测试，验证了该水凝胶微流控芯片各个功能性微结构可分别实现对细胞的捕获、培养与检测功能。对聚乙二醇基水凝胶芯片材料进行性能测试、比较及改进，表明水凝胶芯片材料的可操控性强，通过简单的控制及修饰既能得到不同结构与功能的水凝胶材料，非常适用于细胞生物学研究。整合卟啉可视阵列传感器系统可有效实现芯片细胞培养平台上的细胞代谢指纹快速可视化传感检测。