微流控技术是体外构建生物系统的一种很具有吸引力的技术,它为研究细胞共培养、细胞代谢活性、细胞与细胞相互作用和药物代谢机制的研究提供了一个方便的平台。随着微流控芯片在实验室中应用的不断深入,实验室对于微流控芯片的数量及功能的需求也在不断提高,传统的芯片制造理念和制备工艺已经无法满足实验室对与快速得到所需功能芯片的需求。对微流控芯片功能的快速定制方法的探索已经成为了芯片制造的有一个重要课题。本文基于光固化3D打印技术(SLA)提出了一种快速定制微流控浓度梯度芯片的方法。基于通用浓度梯度生成算法设计多种不同功能的树状结构浓度梯度模块,并通过与不同结构的细胞培养模块相互组合的方式,得到模块化组合的浓度梯度芯片。为了验证快速定制方案的可行性,本文选择了其中线性浓度梯度模块及矩形培养腔模块的组合方案作为验证方案进行了后续研究。本文首先基于通用型浓度梯度分布算法对树状网络结构的各个分流节点的位置进行了计算设计,并基于微通道中液体层流扩散理论对蛇形混合流道的最小长度进行了设计计算,最终确定了流道了整体结构。完成浓度芯片相关参数设计后,本文使用Solidworks软件对设计好的芯片模块进行了三维建模,并使用Fluent流体仿真软件对该结构的浓度梯度生成情况进行了仿真分析,最终仿真结果与设计值的误差在5%以内,初步验证了结构设计的可靠性。完成所有设计工作后,本文使用桌面级的光固化3D打印设备对上述芯片进行了快速制备,并详细论述了打印过程中参数的优化过程。针对芯片的键合问题,本文提出了一种“PMMA-芯片模块-PDMS-芯片模块-PMMA”结构的可逆键合方案,并对该键合方式进行了结构优化,提高了芯片的键合效果,最后通过泄漏检测实验,验证了该键合方案的可靠性。完成芯片的制备后,本文使用了甲基紫溶液对芯片实际浓度梯度生成情况进行了实验检测,实验通过图像平均灰度表征浓度的方式,对芯片生成的浓度梯度分布进行了数值检测,检测结果符合理论设计值,验证了浓度梯度芯片功能的可靠性。最后,本文将HUVEC细胞通入芯片并进行细胞贴壁培养,通过显微观测,发现细胞在培养腔中生长良好,说明本文定制的浓度梯度芯片具有良好的生物相容性。综合上述实验结果,最终验证了本文所提出的浓度梯度芯片的快速定制方案的可行性。