細胞是所有有機體結構與功能的基本單位，是生命活動的基本單位。因此，對細胞本質的研究對于研究細胞的生命本質至關重要。在這一過程中，對細胞的研究已從細胞總體結構和亞細胞結構深入到分子結構，尤其是不僅要從形態學上研究細胞內各部分的亞顯微結構，超微結構和分子結構，也是研究生命活動，如細胞內各部分的化學成分、代謝、信號傳遞，以及它們之間的相互關系，從而揭示生物體的分化、生長、遺傳、變異等基本生命活動規律。

生物實驗中，細胞培養是生物研究的基本操作單元，在無菌、適宜的溫度、穩定的酸堿度和一定營養條件下，通過可模擬人體內環境的體外培養，培養細胞，保持細胞結構與功能。近幾年來，國內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、細胞周期及其調控、基因表達與調控、細胞融合及某些細胞工程技術的建立等，都是與細胞培養技術不可分離的。

從實際應用來看，動物細胞培養對于藥物開發、疫苗生產、腫瘤防治等醫學領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，各種與細胞有關的檢測技術不斷發展，使人們可以從不同層面、不同角度獲取細胞相關的重要信息。但是，細胞培養技術仍然停留在傳統的瓶、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，培養環境與體內環境差異較大，在客觀上很難真實反映生理狀態下細胞的某些生物學特性。

伴隨著現代生物學研究模式的不斷轉變，以細胞為目標的微芯片研究受到了許多研究者的關注。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，是當今飛速發展的多學科高度交叉的科學技術前沿領域之一。研究表明，微流體控制技術將成為細胞芯片研究中極為重要的技術平臺。微流體芯片是一種高度并行化、自動化的集成微型芯片，可將數以萬計的細胞培養和檢測單元集成到幾平方厘米面積上，只有納升或皮升級。

微流體技術以其高通量、小型化、集成化等優點吸引了國內外眾多研究團隊進行細胞芯片研發，微流控芯片不同操作單元技術組合靈活，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芯片的多維網絡結構形成一個相對封閉的環境，其空間特性接近于生理狀態，因而容易形成類似于生理狀態的細胞培養微環境；③芯片通道微尺度下傳熱，質譜傳遞速度快，能提供良好的細胞研究環境；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、分離、分解和分離檢測等過程均可集成到一個芯片中。