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微流控芯片，是一种以在微米尺度空间内对流体进行操控为主要特征的科学技术，将生物、化学等实验室的基本功能微缩到一个几平方厘米的芯片上。微流控芯片上的灌注培养及3D培养模式通过模拟体内生理条件进行细胞培养，对于细胞的研究具有重要意义。集成不同功能的微流细胞芯片实验室是微流控芯片和细胞生物学交叉研究的主要方向。
通过几何设计，在微流控芯片上形成微米级新月形气泡(MISTA)。利用气液界面表面张力的原理，MISTA控制微米级尺度内气体快速交换和气体浓度梯度的形成。MISTA理论和技术可应用于无膜微型表面张力泵及细胞的培养。玻璃芯片上MISTA及微型表面张力泵等技术进步改善了芯片中细胞的培养的条件。通过VX2组织块原代培养及细胞筛选，将细胞置于芯片中进行培养，观察芯片中细胞培养状况。
本论文主要工作如下：
1.在MISTA芯片上进行气体交换及气体浓度梯度控制。检测一定压强范围内MISTA在不同液体介质表面的曲度变化，研究MISTA的曲度变化与液体表面张力大小的关系。微通道上血红蛋白溶液颜色的变化指示CO2及O2气体在MISTA上的扩散及气体浓度梯度的形成。不同气体快速转换时，只需20s时间气体的转变就可以在MISTA中产生效应。无膜玻璃芯片通过MISTA进行气体扩散效率与透过聚二甲基硅烷膜(PDMS，polydimethylsiloxane)进行气体扩散相比较得出无膜MISTA具有较高扩散效率。
2.研究通过兔肿瘤(VX2)组织块的培养获取VX2细胞系的方法。兔后腿肌肉接种肿瘤组织块(VX2)，三星期后肿瘤明显生长。肿瘤生长25天后切取肿瘤组织块，进行组织块(VX2)的原代培养。显微镜CCD实时观察组织块的生长情况，培养6天左右组织块边缘出现细胞生长，通过反复贴壁法进行成纤维细胞及VX2细胞的分离。
3.芯片上进行细胞及组织培养过程中通过芯片上的MISTA进行氧气的输送。芯片内进行细胞培养时，观察不同培养基流速对于芯片中细胞的影响。当培养基流速大于0.5μm/s，芯片中的细胞就会皱缩脱壁，如果培养基流速保持在0.5μms内细胞又会慢慢舒张恢复原先贴壁状态。受到培养基不同流速及细胞进样时产生压强差的影响在芯片不同培养区间内细胞数目及存活率有很大不同。