超聲波細(xì)胞穿孔裝置設(shè)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(chǎn)生空化效應(yīng)，同時伴隨著超聲波的熱效應(yīng)和機(jī)械效應(yīng)，致使細(xì)胞膜表面產(chǎn)生孔狀結(jié)構(gòu)，使其通透性增加，超聲波停止作用后細(xì)胞膜又恢復(fù)原狀，該現(xiàn)象被稱為超聲波聲孔效應(yīng)。該技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)被科技工作者運用到生物技術(shù)的相關(guān)研究領(lǐng)域，主要是將大分子（藥物、基因）導(dǎo)入細(xì)胞內(nèi)部。
　　超聲波的應(yīng)用現(xiàn)在分支較多，已經(jīng)不僅僅局限于某個單獨領(lǐng)域。超聲自90年代開始被生物技術(shù)工作者嘗試應(yīng)用。因為在生物

2、技術(shù)相關(guān)實驗中，往往需要將大分子藥物導(dǎo)入到細(xì)胞內(nèi)，或者將基因轉(zhuǎn)移進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)。正常狀態(tài)下細(xì)胞膜的通透性是無法使大分子藥物和基因進(jìn)入到細(xì)胞內(nèi)的，這時就需要改變細(xì)胞膜的通透性。超聲穿孔技術(shù)正是在這個前提下孕育而生被人們所發(fā)現(xiàn)并應(yīng)用的。
　　但是超聲穿孔技術(shù)存在一些制約因素。在超聲輻射時，如果劑量較大可能導(dǎo)致細(xì)胞直接破碎死亡，太小又不能實現(xiàn)有效穿孔，同時不同種類的細(xì)胞導(dǎo)致穿孔的劑量又不同，所以該項技術(shù)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(shù)相關(guān)的發(fā)射功率和時間參數(shù)的關(guān)鍵點出發(fā)，設(shè)計制作一套完整的實驗裝置，能夠有效產(chǎn)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(yīng)相關(guān)超聲穿孔實驗的要求。設(shè)計中我們使用AT89C2051單片機(jī)構(gòu)成控制系統(tǒng)，能產(chǎn)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(shù)據(jù)的顯示。同時設(shè)計了振蕩激勵信號電