模拟生物体内浓度梯度的环境对生物学细胞分析具有很重要的意义,而迅速发展的微流控技术成为了研制新型浓度梯度生成器的新平台。本文研究基于层流原理,设计了一种新的双层微流控浓度梯度生成器,以此可以产生精确、可控、稳定、可以定量的浓度梯度；并且在此芯片的基础上进行了几种抗癌药物和心血管药物的筛选。首先,我们设计了一种新的双层微流控浓度梯度生成器和细胞引入装置,在传统的“圣诞树”结构的基础上加一层细胞引入装置,在实现芯片中不同液流分流、混合,再分流、再混合,从而形成浓度梯度的同时,对引入的细胞的分布也可以实现控制,并且可以减小流体对细胞的剪切力。在实验中,我们优化了芯片的细胞培养腔室大小,考察了不同流速下芯片中浓度梯度的分布情况,并以罗丹明123为荧光染料对生成的浓度梯度进行了荧光定量。结果显示,微量注射泵以0.1 μL/min的流速向芯片内通入液体时,形成的浓度梯度线性最好,在0.5-1 h内可以达到稳定,具有精确、可控、稳定、可以定量等优点。然后,我们利用自行设计的双层微流控芯片,分别用Hela细胞和H9c2细胞筛选了几种常见的抗肿瘤药物和心血管药物,以细胞凋亡比例和细胞内活性氧活性为指标,测定了不同药物的浓度梯度下对两种细胞的影响。最后,我们对本研究中设计的浓度梯度芯片进行了总结,并对其在药物筛选方面的应用前景进行了展望。