本發(fā)明公開了具有高時間分辨率的單液滴更替捕獲微芯片系統(tǒng)及其應(yīng)用，屬于微芯片及細胞分析技術(shù)領(lǐng)域，芯片系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置有微通道，通道高度遠小于單液滴直徑；通道內(nèi)設(shè)置有凹陷的勢阱，勢阱內(nèi)徑小于單液滴直徑，勢阱用于捕獲單液滴。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單、操作方便，液體更替捕獲過程具有高時間分辨率，因此通過對單液滴的更替捕獲控制，可原位完成化學(xué)反應(yīng)及細胞的高時間分辨率分析。