生物芯片(biochip)是近年来在生命科学领域中迅速发展起来的一项高新技术，它主要是指通过微加工技术和微电子技术在固体芯片表面构建的微型生物化学分析系统，以实现对核酸、蛋白质、细胞以及组织等其他生物靶标的准确、快速与大量的信息检测。其主要特点是高度并行性、高通量、微型化和自动化。介于压电生物传感器的种种优点,可以对细胞粘弹性进行探索研究。 研究目的：在理论和实验方面阐明压电传感响应特性，以细胞作为研究对象和传感元件，对黏附细胞粘弹性模型进行探索以及纳米粒子在细胞检测中的初步应用。 研究方法：将压电传感技术和体外细胞培养技术结合；在性能测试过程中利用压电生物传感芯片的实时分析技术实时动态监测细胞行为信息，并结合扫描电子显微镜(Scanning Electric Microscope, SEM)进行细胞行为的形貌观察，以及双胰酶检测(Double Trypsin Assay, DTA)进行细胞行为的压电传感响应的验证；应用研究则利用压电生物传感芯片的实时分析技术与噻唑蓝比色分析(MTT)和荧光显微技术等传统的生物学方法进行同步实验的比较分析；最后采用氯金酸还原法制备纳米粒子，并以扫描隧道电子显微镜、紫外分光法等进行了纳米粒子的表征。 研究结果： 1. 运用传输线等效电路模型，引入声阻抗概念，直接建立起压电传感响应与负载声学参数的关系，并对各种质量效应与非质量效应，以及偏离因子进行了讨论和数学分析，从而建立了压电传感对细胞及其液相环境复杂体系响应的通解模型：（略） 即在压电传感响应中起主要作用的是晶面声阻抗，而声阻抗正是细胞粘附行为及其液相环境的信息表达，从而为压电传感方式研究细胞提供了理论依据和数学模型； 2. 利用压电生物芯片对HUEVC、人正常肝细胞7702和肝癌细胞HepG2的粘附行为进行了24h实时跟踪监测，比较了正常细胞与肿瘤细胞的压电传感响应差异，并且运用细胞体系压电传感的声负载响应模型，结合阻抗方程近似解进行多参数和偏离现象的分析，得到复杂细胞体系的阻抗方程如下，从而在物理意义上分析细胞行为的压电传感响应。 3. 制备了粒径为25 nm的金纳米粒子，利用人肝癌细胞HepG2，通过压电芯片研究了纳米粒子的细胞修复功能和信号放大效应，以及纳米粒子对药物的增效作用，取得良好效果，响应信号明显放大，检出限达200个细胞，信号放大率为45.9％；相对于单独用药，纳米粒子使药效提高20％，对药物有明显增效功能。 上述研究结果的取得，为利用压电传感技术进行细胞粘弹性的研究提供了有力的理论指导；通过细胞响应模型的建立，也为细胞水平大量信息的获取打开了方便之门，压电传感技术必将以其独有的优势得到更为广泛的应用。