干细胞在细胞治疗、再生医学和癌症研究方面具有重要的临床应用价值，但在伦理道德、分化潜能、免疫排斥和安全性等方面尚存亟待解决的问题。微流控芯片以其所具备的独特优势，能够在几微米至几百微米尺度下实现对细胞的操纵控制，从而实现干细胞在可控微环境/小生境下的可控增殖与分化，是干细胞机理研究不可替代的手段之一。然而使用微流控芯片研究干细胞的工作刚刚起步，还未能形成统一、高效、稳定地在微流控芯片上操纵和培养干细胞的方法。本论文通过对干细胞培养条件的分析，自行设计了适于干细胞培养的微流控芯片，并利用有限元分析软件对微流控芯片的气室区和培养区进行了优化。通过比较4种常用于制备微流控芯片的聚合物材料，选定PC材料作为微流控芯片的制备材料。在微流控芯片的制备过程中，使用光盘压印的方法对微流控芯片的微结构进行制备，使用热压键合的方法将微流控芯片盖片和基板键合到一起，通过在微流控芯片微通道中插入微针并固定的方式，实现微流控芯片中微观结构与外部设备中的宏观结构的链接。在进行细胞实验前，对微流控芯片进了低温湿法灭菌，并选定ICR小鼠骨髓间充质干细胞作为实验细胞，此外，还设计了一套手动微量注射装置，用以方便实验操作。在进行细胞注入实验时，成功地将单细胞和多个细胞注入到了微流控芯片中，并将单细胞作为微流控芯片中液体流动的标记物，对液体流速进行了测量，验证了微流控芯片的优化效果。在进行细胞培养实验时，分别在微流控芯片和96孔板中培养了单细胞并进行了对比，结果表明培养的单细胞在形态上基本一致；此外，还分别在微流控芯片、96孔板、24孔板和6孔板中培养了相同接种密度的多个细胞并进行了对比，结果表明培养的多个细胞在形态上基本一致，但微流控芯片中有限的培养面积可能对ICR小鼠骨髓间充质干细胞的增殖起到了抑制作用，并且这种作用可能与细胞种类有关。