본 발명은 마이크로플루이딕스(microfluidics) 기반 3차원 미세세포 배양 및 분석 시스템(3-dimensional microfluidic cell chip)에 관한 것으로, 보다 구체적으로 졸-겔(sol-gel) 상변이가 일어나는 물질, 배지 및 시약 주입구, 졸-겔 상변이를 일으키는 물질 및 세포 주입구, 상변이 조절 유체 주입구, 주채널(main channel), 유체 배출구로 이루어진 미세 유체 세포 칩에 관한 것이다. 본 발명의 미세 유체 세포 칩은 미세 유체 세포 칩내로 배지 및 시약을 주입함으로써 세포배양과 동시에 다양한 세포기반분석이 가능하여 약물의 흡수, 분포, 대사, 배설, 독성 등의 분석 및 스크리닝에 이용될 수 있다.