单细胞的检测与分析是研究细胞异质性的重要手段,同时也是疾病诊断,基因编辑,抗体开发等主流生物医学技术的必要环节。作为一项必要且重要的工具,单细胞水平的显微操纵技术极大促进了单细胞分析的长足进步与发展。研究人员基于各类机制已经开发了多种显微操纵平台,用于高效、高精度的单细胞操纵与分析。声学操纵作为一种无接触、非标记以及生物友好的操纵手段在近些年受到了越来越多的关注。本课题基于千兆赫兹声学谐振器开发了一套用于原位单细胞操纵的声流体镊系统,借助独特且丰富的操纵方式探索了此平台的各类生物医学应用,如单克隆细胞系生成等。本文的主要研究内容和研究成果如下:在实验室高频声流体研究的基础上,系统性阐述了千兆赫兹体声波谐振器（1.95G）产生声流体现象的机理。同时基于有限元仿真和力学分析建立了声流体镊用于单细胞操纵的理论框架。创新性提出了两种用于单细胞操纵的可控声流体涡旋模式,并通过实验验证了功率（100mw-500mw）以及作用距离（100μm-1000μm）对于微涡旋形成以及分布的影响。搭建了一套可以选择性处理目标单细胞的声流体镊系统。针对细胞显微操纵过程中的精度及通量要求,优化了声流体镊的显微操纵系统,并实现了原位单细胞的剥离、移动,接种以及组装等操纵形式,验证了其对细胞活性有限的影响（＞72%）。提出了一套以声流体镊单细胞分选为核心的生成单克隆细胞系的全流程方案。将声流体镊系统优异的单细胞操纵技术与微孔阵列的单细胞布局能力相结合开发了高效的单细胞挑选及筛分的新思路。最后成功实现了细胞的基因敲入并开发出具有完整功能表达的单克隆细胞系。本文基于千兆赫兹体声波谐振器构建了一套用于原位单细胞操纵的声流体镊系统。以声流体微涡旋的产生机理研究为基础,以高性能显微操纵系统的搭建为平台,以独特而丰富的单细胞操纵形式为媒介,以高效的单细胞分选及细胞系开发为式样凸显了千兆赫兹声流体镊这一功能强大的单细胞操纵工具在单细胞研究等生物医学工程领域的巨大潜力。