近30年以来,显微操作技术已经成为十分前沿的研究热点,其中显微注射是最常用的重要显微操作之一,被广泛应用于细胞工程、转基因工程和生物医学等领域。但目前,显微注射操作大部分还是手动注射,自动化程度不高。当在显微镜下长时间操作极其微小的对象时,操作人员很容易产生疲劳现象,精力无法集中,效率低下。本文以显微注射自动化和智能化为主题,组建一个计算机控制操作的自动化显微注射系统,并以贴壁细胞为对象来研究细胞显微注射方法。首先,阅读大量文献了解国内外关于显微注射技术和显微注射系统的研究现状,在此基础上分析总结出国内外关于显微注射技术的先进性与不足。然后分析研究贴壁细胞注射机理,建立贴壁细胞注射模型,应用ABAQUS有限元分析软件分析细胞注射的应力、应变、变形量及接触反力特性。然后,对硬件平台系统的构成进行概述,搭建显微注射硬件实验平台,并对显微注射系统进行标定。此外,对显微注射应用程序框架进行架构和功能需求分析,编写显微注射操作控制程序,为后续的细胞注射实验准备实验条件。显微注射应用程序的开发以VC6.0编程软件为开发平台,采用微软的MFC类库和开源的视觉库Open CV,对各个硬件功能进行开发、封装和模块化,完成一个人机交互的显微注射应用软件程序。在应用程序开发过程中,应用图像处理算法和其他一些控制算法实现对定位平台、微操作手和微量注射泵等执行部件精密控制,同时基于显微视觉系统的伺服反馈控制和图像处理算法实现行针尖检测与定位、细胞识别定位和重复定位等研究方法。最后,以小鼠成骨细胞和成纤维细胞进行实验研究,分别进行了针尖检测定位实验、注射量控制实验、细胞识别计数实验、细胞注射实验和细胞重复注射实验。实验研究结果表明本文中的细胞显微注射方法提高了显微注射操作的自动化程度,同时提高了显微注射的准确性和效率,其平均注射准确率达到80%,细胞注射速率为平均2-3s/个。