细胞是生物体结构和功能的基本单位，研究细胞的微观特征对揭示生命的本质有着重要的意义。阵列式的细胞芯片因其小型化、高通量等优点，已广泛应用于细胞生物学、组织工程和药物筛选等生物医疗领域中。目前在芯片上实现细胞阵列式分布所采用的直接印刷、外力作用、生物化学分子修饰等方法存在着制备技术的不成熟、系统复杂、表面分子影响细胞正常生理功能等不足。本文提出一种主要依靠基底表面拓扑结构实现细胞阵列式分布的方法。通过微加工技术制备了不同形貌的SiO2基底，探讨了形貌和亲水性对肿瘤细胞的黏附效果的影响，得到一种能有效促进细胞黏附的基底制备方法，并应用于细胞芯片的设计中。实验方法如下:　　首先采用MEMS工艺在硅片上通过控制工艺参数制备了不同形貌的SiO2基底。在单晶硅上通过DRIE制备了黑硅，刻蚀5 min、10 min和15 min分别得到了密集的高度为3μm、7μm和12μm的硅柱结构。黑硅经热氧化处理2h后得到亲水性强的微纳基底，再通过控制BOE腐蚀时间实现了对基底表面SiO2柱的高度和平整度的调整。氧等离子体处理实现了表面杂质的清除和表面能的优化。　　然后分析基底形貌对细胞黏附效果的影响。将基底制作成细胞培养容器，计算肿瘤细胞在不同基底上的黏附效率随培养时间的变化关系，并比较不同基底上细胞黏附效果的差别。结果表明，微纳基底上细胞的黏附效率明显高于平滑基底，并且等离子体处理使微纳基底上的黏附效率有了进一步提高，其中A549和H1975细胞在微纳基底上培养10h后的黏附效率可达到89.1％和92.5％。通过黏附效率的对比，确定了一个能有效促进细胞黏附的基底制备方案。　　最后进行可实现细胞阵列式分布的基底设计。分别在单晶硅片和SOI片上制备了直径为40μm，圆心距为90μm的圆槽阵列和圆台阵列，并采用前面实验总结的工艺参数，在圆形阵列区域制备微纳SiO2柱结构。细胞在基底上的培养结果表明，冲洗后圆形区域上能实现大多数细胞的固定。但圆台阵列上仍有部分细胞附着于平滑区域上和圆台侧壁上;而在圆槽阵列上绝大多数细胞选择性黏附到了槽上，呈现出清晰的阵列化效果。这表明在圆槽阵列基底上成功实现了细胞阵列化的设计，为下一步实现单细胞阵列奠定了基础。