본 발명은 세포 패터닝과 대사산물 검출의 기능을 가진 미세패턴된 다층 구조의 나노섬유 스캐폴드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 세포의 대사산물을 검출할 수 있도록 하는 제 1 나노섬유층과 3차원 구조에서 세포를 배양할 수 있는 제 2 나노섬유층으로 구성되며, 여기에 하이드로겔이 소정의 형태로 패터닝되어 있는 다층 구조의 나노섬유 스캐폴드에 관한 것이다.본 발명에 따른 다층 구조의 나노섬유 스캐폴드는 특정 세포에서는 일반적인 2차원적 배양에서 생성되지 않는 세포 미소 구체를 형성시키며, 동시에 그 세포가 분비하는 대사산물을 검출할 수 있도록 한다.