細(xì)胞是所有有機(jī)體結(jié)構(gòu)與功能的基本單位，是生命活動(dòng)的基本單位。因此，對(duì)細(xì)胞本質(zhì)的研究對(duì)于研究細(xì)胞的生命本質(zhì)至關(guān)重要。在這一過(guò)程中，對(duì)細(xì)胞的研究已從細(xì)胞總體結(jié)構(gòu)和亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)深入到分子結(jié)構(gòu)，尤其是不僅要從形態(tài)學(xué)上研究細(xì)胞內(nèi)各部分的亞顯微結(jié)構(gòu)，超微結(jié)構(gòu)和分子結(jié)構(gòu)，也是研究生命活動(dòng)，如細(xì)胞內(nèi)各部分的化學(xué)成分、代謝、信號(hào)傳遞，以及它們之間的相互關(guān)系，從而揭示生物體的分化、生長(zhǎng)、遺傳、變異等基本生命活動(dòng)規(guī)律。

生物實(shí)驗(yàn)中，細(xì)胞培養(yǎng)是生物研究的基本操作單元，在無(wú)菌、適宜的溫度、穩(wěn)定的酸堿度和一定營(yíng)養(yǎng)條件下，通過(guò)可模擬人體內(nèi)環(huán)境的體外培養(yǎng)，培養(yǎng)細(xì)胞，保持細(xì)胞結(jié)構(gòu)與功能。近幾年來(lái)，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)細(xì)胞生物學(xué)的主要理論研究，如細(xì)胞全能性的揭示、癌變機(jī)制與細(xì)胞衰老、細(xì)胞周期及其調(diào)控、基因表達(dá)與調(diào)控、細(xì)胞融合及某些細(xì)胞工程技術(shù)的建立等，都是與細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)不可分離的。

從實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，動(dòng)物細(xì)胞培養(yǎng)對(duì)于藥物開(kāi)發(fā)、疫苗生產(chǎn)、腫瘤防治等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究是一個(gè)嶄新而有力的新方法。

隨著研究的不斷深入，各種與細(xì)胞有關(guān)的檢測(cè)技術(shù)不斷發(fā)展，使人們可以從不同層面、不同角度獲取細(xì)胞相關(guān)的重要信息。但是，細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)仍然停留在傳統(tǒng)的瓶、微孔板形式，操作繁瑣，試劑消耗大。其嚴(yán)重性在于，相對(duì)于細(xì)胞的微小大小，培養(yǎng)環(huán)境與體內(nèi)環(huán)境差異較大，在客觀上很難真實(shí)反映生理狀態(tài)下細(xì)胞的某些生物學(xué)特性。

伴隨著現(xiàn)代生物學(xué)研究模式的不斷轉(zhuǎn)變，以細(xì)胞為目標(biāo)的微芯片研究受到了許多研究者的關(guān)注。微流體作為一種可以在微米級(jí)流道中對(duì)納升或皮升量級(jí)流體進(jìn)行操作的技術(shù)，是當(dāng)今飛速發(fā)展的多學(xué)科高度交叉的科學(xué)技術(shù)前沿領(lǐng)域之一。研究表明，微流體控制技術(shù)將成為細(xì)胞芯片研究中極為重要的技術(shù)平臺(tái)。微流體芯片是一種高度并行化、自動(dòng)化的集成微型芯片，可將數(shù)以萬(wàn)計(jì)的細(xì)胞培養(yǎng)和檢測(cè)單元集成到幾平方厘米面積上，只有納升或皮升級(jí)。

微流體技術(shù)以其高通量、小型化、集成化等優(yōu)點(diǎn)吸引了國(guó)內(nèi)外眾多研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行細(xì)胞芯片研發(fā)，微流控芯片不同操作單元技術(shù)組合靈活，在細(xì)胞研究中，總體控制和尺度集成的特點(diǎn)主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①芯片通道(通常10-100μm)與哺乳類細(xì)胞的直徑相匹配；有利于細(xì)胞的操作和分析；②芯片的多維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成一個(gè)相對(duì)封閉的環(huán)境，其空間特性接近于生理狀態(tài)，因而容易形成類似于生理狀態(tài)的細(xì)胞培養(yǎng)微環(huán)境；③芯片通道微尺度下傳熱，質(zhì)譜傳遞速度快，能提供良好的細(xì)胞研究環(huán)境；④晶片可滿足高通量的細(xì)胞分析，并具有同時(shí)獲得大量生物信息的潛力：⑤多元芯片技術(shù)的靈活組合，使得整合的細(xì)胞研究成為可能，例如，組織/細(xì)胞進(jìn)樣、培養(yǎng)、分離、分解和分離檢測(cè)等過(guò)程均可集成到一個(gè)芯片中。