細胞是所有有機體結(jié)構(gòu)與功能的基本單位，是生命活動的基本單位。因此，對細胞本質(zhì)的研究對于研究細胞的生命本質(zhì)至關(guān)重要。在這一過程中，對細胞的研究已從細胞總體結(jié)構(gòu)和亞細胞結(jié)構(gòu)深入到分子結(jié)構(gòu)，尤其是不僅要從形態(tài)學上研究細胞內(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，如細胞內(nèi)各部分的化學成分、代謝、信號傳遞，以及它們之間的相互關(guān)系，從而揭示生物體的分化、生長、遺傳、變異等基本生命活動規(guī)律。

生物實驗中，細胞培養(yǎng)是生物研究的基本操作單元，在無菌、適宜的溫度、穩(wěn)定的酸堿度和一定營養(yǎng)條件下，通過可模擬人體內(nèi)環(huán)境的體外培養(yǎng)，培養(yǎng)細胞，保持細胞結(jié)構(gòu)與功能。近幾年來，國內(nèi)外學者對細胞生物學的主要理論研究，如細胞全能性的揭示、癌變機制與細胞衰老、細胞周期及其調(diào)控、基因表達與調(diào)控、細胞融合及某些細胞工程技術(shù)的建立等，都是與細胞培養(yǎng)技術(shù)不可分離的。

從實際應(yīng)用來看，動物細胞培養(yǎng)對于藥物開發(fā)、疫苗生產(chǎn)、腫瘤防治等醫(yī)學領(lǐng)域的研究是一個嶄新而有力的新方法。

隨著研究的不斷深入，各種與細胞有關(guān)的檢測技術(shù)不斷發(fā)展，使人們可以從不同層面、不同角度獲取細胞相關(guān)的重要信息。但是，細胞培養(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。其嚴重性在于，相對于細胞的微小大小，培養(yǎng)環(huán)境與體內(nèi)環(huán)境差異較大，在客觀上很難真實反映生理狀態(tài)下細胞的某些生物學特性。

伴隨著現(xiàn)代生物學研究模式的不斷轉(zhuǎn)變，以細胞為目標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流道中對納升或皮升量級流體進行操作的技術(shù)，是當今飛速發(fā)展的多學科高度交叉的科學技術(shù)前沿領(lǐng)域之一。研究表明，微流體控制技術(shù)將成為細胞芯片研究中極為重要的技術(shù)平臺。微流體芯片是一種高度并行化、自動化的集成微型芯片，可將數(shù)以萬計的細胞培養(yǎng)和檢測單元集成到幾平方厘米面積上，只有納升或皮升級。

微流體技術(shù)以其高通量、小型化、集成化等優(yōu)點吸引了國內(nèi)外眾多研究團隊進行細胞芯片研發(fā)，微流控芯片不同操作單元技術(shù)組合靈活，在細胞研究中，總體控制和尺度集成的特點主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①芯片通道(通常10-100μm)與哺乳類細胞的直徑相匹配；有利于細胞的操作和分析；②芯片的多維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)形成一個相對封閉的環(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，能提供良好的細胞研究環(huán)境；④晶片可滿足高通量的細胞分析，并具有同時獲得大量生物信息的潛力：⑤多元芯片技術(shù)的靈活組合，使得整合的細胞研究成為可能，例如，組織/細胞進樣、培養(yǎng)、分離、分解和分離檢測等過程均可集成到一個芯片中。