在医学研究领域，生物医学已经从分子水平上发展到探索疾病发病机理和揭示生命现象本质的阶段，并随着对肿瘤分子生物学的研究日益深入，从组织切片上，获取某一特定的同类细胞或某个单一细胞的技术即显微切割技术已受到国内外专家学者越来越广泛的关注。目前该项技术在我国国内，普遍采用手工完成，致使工作强度大、操作者易疲劳、人为误差不可避免。因此，对于面向病理分析的显微切割技术的研究具有重要意义。　　显微切割技术的倍受关注使得各国学者对如何操作显微切割技术的系统有了较深入的研究。作者在这方面进行了大量的调研工作，旨在研制一种工作效率高，安全准确性好，实用性强的面向分子病理分析技术的显微分离系统。本文对显微切割技术的特点进行了总结，并对典型的显微切割系统进行了全面的综述，深入分析了显微切割系统的结构和组成原则，并对其中的相应的切割方法和拾取方法等关键技术进行了全面的分析与研究。　　为了提高整个系统的工作效率和准确性能，降低操作者的工作强度以及尽可能减少人为误差等原因对系统精度的影响，并结合了本课题研究对象尺寸微小等特殊性质，鉴于微操作机器人系统的操作特点，本文建立了用于生物学研究的压电式超声显微分离系统。该系统能够在显微视觉系统的监控下，自动或半自动地执行各项操作任务。　　鉴于显微切割方式在显微切割技术中的重要地位即切割方法的选择将直接影响整个显微切割操作的成败，本文对切割方法的确立原则进行了深入研究。从生物组织的断裂机理为出发点，利用高强度超声波的能量传递特性，确立了超声振动的切割方式，并对超声振动切割机理及切割过程作了详细的分析。依据最小能量的切割原则，确立了相应的切割参数，为超声显微切割器的研制提供了理论依据。　　基于超声振动微切割理论，为满足最小能量的切割原则，应需要振动频率和幅值可调的超声发生装置，来满足不同切割样本对能量（振动加速度）调整的需求。比较几种常用的压电陶瓷结构形式，考虑到微切割操作过程中所需功率不大，课题中选择了叠堆型陶瓷工作在非谐振动态应用状态作为超声发生装置，设计了频率和振幅可调节的即超声振动能量可控的压电式超声显微切割器及其驱动与控制系统。　　本课题研究中，被操作的物体是各种病理切片中的细胞群或单个细胞，因而被分离的目标的尺寸非常小，通常在微米级。由于分离目标具有形状体积不规则、存在型态不同等特殊性质，因而本文对微操作对象的力学特性进行了分析，设计了能精确控制压力的真空吸附单元来进行微操作对象的拾取操作。即利用负压进行吸取收集操作，利用正压把被操作对象释放到指定的实验器皿中。　　本文最后利用研制的显微分离系统，对肝脏组织病理切片，进行了超声振动显微切割和真空拾取收集实验。实验表明了所研制的压电式超声显微分离系统的安全，可靠。压电超声微切割器的研制为生物显微切割操作系统的研究开发提供了技术保证，对生物显微操作技术的发展具有积极的推动作用。