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超声波基因导入是近年来发展起来的一种新的基因递送技术,超声波不直接作用于细胞,而是通过声孔效应将细胞周围的DNA片段等推送到细胞内。超声波的基因细胞导入已经成为生物工程领域的一项重要研究内容,作为基因治疗的一种手段在临床应用中具有重要意义。传统的基因导入方法如病毒转染,需要引入病毒作为媒介,安全性低,不适用于人体。常规的物理导入方法如电穿孔、显微注射等往往对细胞膜造成一定的机械损伤,且只能对少量体积较大的细胞进行操作,而超声波基因转染可以克服以上缺点,已经被认为是某些细胞基因导入的理想手段。通常超声波细胞基因导入是在宏观体积进行的,所需样本细胞量大。而在微流体环境中,微管道尺寸和细胞大小相当,微流体与超声波器件结合,有望实现精确、快速、高效的细胞导入。本文着重研究微流体环境中细胞基因导入的一种方法。利用化学方法检测不同形状和频率的超声波发生器的空化效应产额,研究超声波对细胞形态和存活率的影响,利用实验室自行研制的MEMS聚焦超声波换能器阵列及与之集成的微流体芯片进行细胞转染实验,探究微流体环境下基因导入效果。本文研究为研发微流体超声波细胞基因导入器件奠定基础。本文的主要研究工作如下：1.建立了超声空化效应强度的定量检测方法,了解影响超声空化强度的关键影响因素,为MEMS聚焦超声波换能器阵列及与之集成的微流体芯片的设计提供支持。我们首先对宏观超声波换能器低频率组和高频率组的空化效应产额做定量检测,测量了超声变幅杆,超声波清洗槽,碗形聚焦超声换能器和球形超声换能器的空化效应产额,讨论影响超声空化效应的因素。2.采用小型聚焦超声波换能器,探究超声空化产额对人肾上皮细胞系(293T细胞)的影响。超声辐照后,观察293T细胞形态变化,统计异形细胞百分比,探讨其与超声空化产额、超声辐照时间的关系。检测细胞在超声辐照下对染色液碘化丙啶(PI)分子的吸收率,检测异形细胞百分比和细胞膜通透性的关系。3.利用本实验室研制的超声波基因递送微流体芯片进行细胞导入,实现了微流体环境下的细胞导入,并用检测细胞导入效果实验验证了超声波细胞基因导入微流控芯片的可行性和有效性。