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三维细胞培养技术通过模拟机体内细胞生长的生理微环境，利用三维支架促进细胞生长和组织分化，从而产生具有合理形态结构和功能性的组织，其具有传统二维平板培养技术无可比拟的优势。其中微载体细胞培养是一种新兴的大规模三维细胞培养技术，它已成为动物细胞工程的基础和细胞学研究的主要技术和热点之一。细胞多元检测能实现多种细胞与生物分子之间相互作用的同时检测与分析。不过，这种技术需对细胞进行特定编码，以实现对细胞和生物分子的追踪和检测。近年来，如何将微载体培养技术和细胞多元检测技术有机整合成为细胞技术新的研究方向。这项技术的关键是选择具有良好细胞相容性的生物编码载体。胶体晶体作为一种新型的生物编码材料在多元分析领域倍受青睐。胶体晶体微球由于其周期性长程有序的结构会产生明亮的结构色，在可见光范围内具有稳定的特征反射峰。目前，还未曾有报道将光子晶体微球用于细胞培养和多元检测。二氧化硅胶体晶体微球生物相容性好、尺寸可控，是一种良好的集细胞培养和编码检测于一身的新型微载体材料。将水凝胶与胶体晶体微球结合应用于生物检测或细胞培养，不仅可以提高载体的生物相容性，其三维网状结构还有利于固定更多的生物分子，因而这种复合材料在细胞研究中将会具有更广阔的应用前景。论文正文部分的前两章探讨了胶体晶体微球的制备及将其用于肝癌细胞SMMC-7721的培养，第四章讨论了核壳型水凝胶胶体晶体微球的制备方法并用于细胞因子多元检测，提出细胞因子多元检测的模型。具体开展的工作如下:
（一）基于微流控的思路，制备两种协流式微流控装置，并搭建一套生成单分散胶体晶体的球形液滴的平台。以乳液液滴为模板，缓慢干燥固化、煅烧之后，得到大小可控、尺寸均一的胶体晶体微球。
（二）将胶体晶体微球用于肝癌细胞SMMC-7721的培养，通过光镜、倒置荧光显微镜及扫描电镜对细胞形貌进行观察。讨论细胞在96孔板、胶体晶体薄膜、胶体晶体微球表面生长时的不同形貌，最后研究细胞黏附引起的胶体晶体的光谱迁移。
（三）提出一种制备核壳型水凝胶胶体晶体微球的方法，制备壳层为反结构水凝胶，内核为水凝胶胶体晶体微球的核壳型微球。随着灌入水凝胶折射率的不同，可制备具有单峰编码和双峰编码的核壳微球。最后利用物理法将细胞因子固定在核壳型琼脂糖微球上，通过传统的ELASA方法证明因子固定成功，提出了细胞因子多元检测模型，为细胞因子的多元检测奠定了基础。