本发明属于微流控技术领域，具体涉及了一种基于单细胞水平检测循环肿瘤细胞分泌物的微流控芯片系统。所述系统包微流控芯片、微液滴孵育设备、光源设备、检测设备。其中，芯片由一级螺旋结构和二级微液滴形成结构构成；一级螺旋结构包含血液样品入口、周期性扩张的螺旋通道、血细胞出口、将目标肿瘤细胞输出到二级结构的连接通道；二级结构包含分泌物检测底物入口、蛇形混合通道、油相入口、十字形液滴生成结构、微液滴出口。以本发明建立集成循环肿瘤细胞分选、封装单个循环肿瘤细胞于微液滴的微流控芯片系统可以实现循环肿瘤细胞分离和分泌物检测连续进行的目的。