超聲波細胞穿孔裝置設計研究.pdf

1、生物組織和組織液中包含許多微小氣泡，這些微小氣泡在超聲波作用時能產生空化效應，同時伴隨著超聲波的熱效應和機械效應，致使細胞膜表面產生孔狀結構，使其通透性增加，超聲波停止作用后細胞膜又恢復原狀，該現象被稱為超聲波聲孔效應。該技術現在已經被科技工作者運用到生物技術的相關研究領域，主要是將大分子（藥物、基因）導入細胞內部。
　　超聲波的應用現在分支較多，已經不僅僅局限于某個單獨領域。超聲自90年代開始被生物技術工作者嘗試應用。因為在生物

2、技術相關實驗中，往往需要將大分子藥物導入到細胞內，或者將基因轉移進入細胞內。正常狀態(tài)下細胞膜的通透性是無法使大分子藥物和基因進入到細胞內的，這時就需要改變細胞膜的通透性。超聲穿孔技術正是在這個前提下孕育而生被人們所發(fā)現并應用的。
　　但是超聲穿孔技術存在一些制約因素。在超聲輻射時，如果劑量較大可能導致細胞直接破碎死亡，太小又不能實現有效穿孔，同時不同種類的細胞導致穿孔的劑量又不同，所以該項技術中影響較大的就是超聲的輻射劑量，也就是

3、發(fā)射功率和發(fā)射總時間。
　　本文主要從超聲穿孔技術相關的發(fā)射功率和時間參數的關鍵點出發(fā)，設計制作一套完整的實驗裝置，能夠有效產生超聲波，并能在一定范圍靈活有效的改變超聲換能器的發(fā)射功率和發(fā)射作用的時間，從而適應相關超聲穿孔實驗的要求。設計中我們使用AT89C2051單片機構成控制系統，能產生可變占空比的方波控制信號，通過鍵盤輸入確定工作的時間和所選用的占空比，再由顯示電路完成占空比和剩余工作時間數據的顯示。同時設計了振蕩激勵信號電