CN214781883U - 超声给药实验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于生物医药实验器械技术领域，尤其涉及一种超声给药实验装置。其中，超声给药实验装置包括：样本承载器，样本承载器具有容纳腔，容纳腔装盛有用于培养实验细胞的培养基溶液；声子晶体板，声子晶体板放置在容纳腔内，并且声子晶体板浸没在培养基溶液中，声子晶体板上贴壁生长有实验细胞；超声造影剂，超声造影剂混合在培养基溶液中；超声波发射组件，超声波发射组件设置于样本承载器的底部，超声波发射组件用于向声子晶体板发射预定频率的超声波。应用本实用新型的技术方案解决了现有技术无法对微泡的空间位置进行有效操控，使得微泡与细胞之间的距离随机不可控，从而导致了较低的药物递送效率的问题。

Description

超声给药实验装置

技术领域

本实用新型属于生物医药实验器械技术领域，尤其涉及一种超声给药实验装置。

背景技术

超声递送药物和基因技术(即超声给药技术)主要是基于超声联合超声造影剂微泡对细胞穿孔的生物物理过程实现的，这一过程也被称为声致穿孔效应(sonoporation)：微泡在超声场中的空化效应，在细胞膜表面产生可修复的几十纳米至几百纳米大小的孔隙，从而增强了细胞膜的通透性，使得细胞外的DNA、蛋白质等生物大分子可穿过小孔进入细胞内发挥作用。声致穿孔效应是短程效应，微泡与细胞之间的距离对于声孔效应的效率有重要影响，因此直接影响了药物递送效率的高低。当前，超声给药研究中，通常将细胞培养在培养皿表面，将微泡溶液加入培养皿后，再外加超声。这种方法无法对微泡的空间位置进行有效操控，且由于浮力的作用，微泡多漂浮在培养液表面而远离细胞贴壁生长的培养皿表面，使得微泡与细胞之间的距离随机不可控，且通常远远大于微泡与细胞的有效作用距离，从而导致了较低的药物递送效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种超声给药实验装置，旨在解决现有技术无法对微泡的空间位置进行有效操控，使得微泡与细胞之间的距离随机不可控，从而导致了较低的药物递送效率的问题。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种超声给药实验装置，包括：样本承载器，样本承载器具有容纳腔，容纳腔装盛有用于培养实验细胞的培养基溶液；声子晶体板，声子晶体板放置在容纳腔内，并且声子晶体板浸没在培养基溶液中，声子晶体板上贴壁生长有实验细胞；超声造影剂，超声造影剂混合在培养基溶液中；超声波发射组件，超声波发射组件设置于样本承载器的底部，超声波发射组件用于向声子晶体板发射预定频率的超声波。

可选地，声子晶体板包括基板和多个谐振凸条，全部谐振凸条均分布在基板朝向超声波发射组件的一侧板面上，基板背离谐振凸条的另一侧板面上贴壁生长有实验细胞。

可选地，任意相邻两个谐振凸条之间的间隔距离相等。

可选地，基板的厚度t为微米，任意相邻两个谐振凸条之间的间隔距离p为微米。

可选地，各谐振凸条为直条状、曲线状或折线状的一种。

可选地，各谐振凸条的任意位置处垂直于该位置的切线方向的横截面为矩形截面，该矩形截面的宽度w为微米，该矩形截面的高度h为微米。

可选地，超声波发射组件包括信号发生器、功率放大器和超声换能器，信号发生器与功率放大器电性连接，功率放大器与超声换能器电性连接，超声换能器安装在样本承载器的底部，超声换能器向声子晶体板发射预定频率的超声波。

可选地，超声换能器的超声探头穿过样本承载器的底部延伸进容纳腔中，并且超声换能器的超声探头与声子晶体板间隔设置。

可选地，超声换能器的超声探头贴靠在样本承载器的底部，并且超声换能器的超声探头与培养基溶液被样本承载器的底部隔离。

可选地，超声造影剂具有由外壳包裹气体构成的微泡，微泡的外壳为PLGA高分子材料、磷脂、白蛋白材料中一种构成，微泡的气体为空气、六氟化硫、全氟丙烷中的一种。

本实用新型至少具有以下有益效果：

应用该超声给药实验装置进行实验操作过程中，发射超声波激发声子晶体板的共振频率使得声子晶体板的板面产生局域声场来捕获混合在培养基溶液的超声造影剂的微泡，实现对微泡相对于贴壁生长的实验细胞的空间位置进行有效操控，使得漂浮在培养基溶液中的微泡能够靠近并紧密接触实验细胞，然后诱发微泡与实验细胞之间的声致穿孔效应达到增强细胞膜的通透性的目的，使得培养基溶液中混合的药物能够顺利地进入实验细胞内产生作用，大大提高了药物递送效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一的超声给药实验装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的超声给药实验装置的声子晶体板的局部剖视图；

图3为本实用新型实施例二的超声给药实验装置的结构示意图；

图4为本实用新型的超声给药实验装置在实验过程中发射超声波时声子晶体板产生的局域声场(吸力)的效果示意图；

图5为本实用新型的超声给药实验装置在实验过程中发射超声波时声子晶体板产生的局域声场(斥力)的效果示意图；

图6为根据Gor’kov’s理论计算模拟得到的本实用新型的超声给药实验装置的声子晶体板对球形颗粒形成的局域声场的声辐射力效果示意图；

图7为本实用新型的超声给药实验方法的执行步骤框图。

其中，图中各附图标记：

10、样本承载器；11、容纳腔；12、培养基溶液；13、凸耳；20、声子晶体板；21、基板；22、谐振凸条；30、超声波发射组件；31、信号发生器；32、功率放大器；33、超声换能器；40、微泡。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

实施例一：

如图1所示，其示出了本实用新型的实施例一的超声给药实验装置的结构示意图。在实施例一中，该超声给药实验装置包括样本承载器10、声子晶体板20、超声造影剂(未图示)和超声波发射组件30，这些组成部件是该超声给药实验装置的组成部分，通过这些组成部件之间相互配合使用，并按照实验流程进行操作，从而对培养得到的细胞进行超声给药实验。在具体实验操作过程中，样本承载器10具有容纳腔11，容纳腔11装盛有用于培养实验细胞的培养基溶液12。声子晶体板20放置在容纳腔11内，并且声子晶体板20浸没在培养基溶液12中，声子晶体板20上贴壁生长有实验细胞，也就是培养基溶液12将实验细胞浸没以使贴壁生长的实验细胞能够继续汲取养分而存活生长。超声造影剂混合在培养基溶液12中，超声波造影剂中包含有微泡40，微泡40中含有气体，一般地，超声波造影剂混合在培养基溶液12之后大多数的微泡40漂浮在培养基溶液12表面，这些微泡40与贴壁生长的实验细胞之间的距离大于微泡40与实验细胞之间的有效作用距离。因此，超声波发射组件30设置于样本承载器10的底部，并且在超声给药实验过程中超声波发射组件30用于向声子晶体板20发射预定频率的超声波，这样，使得到达声子晶体板20的超声波的预定频率接近于(理想情况是等于)声子晶体板20自身的共振频率，从而使预定频率的超声波在到达声子晶体板20后声子晶体板20的工作频率被激发而在板面上产生超声场，在声子晶体板20的板面上产生了局域声场，如图4所示，图中箭头表示超声波辐射力的方向，声子晶体板20的局域声场的共振频率小于微泡40的共振频率具有吸力(相应地，如图5所示，图中箭头表示超声波辐射力的方向，声子晶体板20的局域声场的共振频率大于微泡40的共振频率具有斥力)，因而局域声场将大多数的微泡40吸引靠近实验细胞，然后诱发微泡40发生空化效应而破裂，对贴壁生长在声子晶体板20上大规模实验细胞产生高效声致穿孔效应，从而在实验细胞的细胞膜表面产生了可修复的几十纳米至几百纳米大小的孔隙，从而增强了细胞膜的通透性。然后，混合在培养基溶液12中的药物分子、DNA、蛋白质等生物大分子药物可以穿过孔隙进入实验细胞内发挥作用。

应用本实用新型提供的超声给药实验装置进行实验对实验细胞进行超声给药操作，将事先培养好的实验细胞放置在声子晶体板20的板面上，并提供培养基溶液12，使得实验细胞在声子晶体板20的板面上贴壁生长，然后将声子晶体板20携带贴壁生长的实验细胞一同放入样本承载器10中并使培养基溶液12浸没，其中，培养基溶液12中混合有超声造影剂以及所需的向实验细胞内递送的药物，接着操作超声波发射组件30向声子晶体板20发生预定频率的超声波，超声波频率激发声子晶体板20的共振频率，使得声子晶体板20的板面产生局域声场，从而吸引漂浮在培养基溶液12中微泡40靠近并紧密接触贴壁生长的实验细胞，并诱发微泡40发生空化效应而对实验细胞实现声致穿孔效应，在实验细胞的细胞膜表面产生了可修复的几十纳米至几百纳米大小的孔隙，从而增强细胞膜的通透性，混合在培养基溶液12中的药物分子、DNA、蛋白质等生物大分子药物可以穿过孔隙进入实验细胞内发挥作用，实现超声给药的实验目的。因此，应用该超声给药实验装置进行实验操作过程中，发射超声波激发声子晶体板20的共振频率使得声子晶体板20的板面产生局域声场(吸引力)来捕获混合在培养基溶液12的超声造影剂的微泡40，实现对微泡40相对于贴壁生长的实验细胞的空间位置进行有效操控，使得漂浮在培养基溶液12中的微泡40能够靠近并紧密接触实验细胞，然后诱发微泡40与实验细胞之间的声致穿孔效应达到增强细胞膜的通透性的目的，使得培养基溶液12中混合的药物能够顺利地进入实验细胞内产生作用，大大提高了药物递送效率。

如图2所示，该超声给药实验装置的声子晶体板20包括基板21和多个谐振凸条22，全部谐振凸条22均分布在基板21朝向超声波发射组件30的一侧板面上，这些谐振凸条22对到达声子晶体板20的超声波具有谐振作用，从而在超声波的声波频率激发下产生共振，从而在声子晶体板20的没有设置谐振凸条22的另一侧板面上产生局域声场，基板21的没有设置谐振凸条22的另一侧板面上贴壁生长有实验细胞。这样，局域声场对微泡40产生的吸力将漂浮在培养基溶液12的微泡40吸引靠近贴壁生长的实验细胞，然后在超声波的激发下破裂形成声致穿孔效应，并且声致穿孔效应产生的作用力作用在实验细胞的细胞膜上，使得细胞膜产生了可修复的几十纳米至几百纳米大小的孔隙，从而增强了细胞膜的通透性。

在该声子晶体板20中，任意相邻两个谐振凸条22之间的间隔距离相等。具体地，基板21的厚度t为(200±20)微米，优选地t＝200微米，任意相邻两个谐振凸条22之间的间隔距离p为(800±80)微米，优选地p＝800微米。其中，各谐振凸条22为直条状、曲线状或折线状的一种，本实施例的声子晶体板20中优选为直条状的谐振凸条22。进一步地，各谐振凸条22的任意位置处的垂直于该位置的切线方向的横截面为矩形截面，该矩形截面的宽度w为(100±10)微米，优选地w＝100微米，该矩形截面的高度h为(100±10)微米，优选地h＝100微米。可选地，各个谐振凸条22的任意位置处的垂直于该位置的切线方向的横截面也可以是三角形、多边形或半圆形，当谐振凸条22的横截面形选用为三角形、多边形或半圆形时，横截面的面积大小可以参照横截面为矩形形状的横截面面积大小进行制备。

在制备声子晶体板20时，需要对所需制备的声子晶体板20的工作频率进行确定，然后进行针对性制备成型。根据所需的声子晶体板20的结构几何尺寸和材料参数，理论预测声子晶体板20的表面产生局域声场模式的超声工作频率，在制备出声子晶体板20样品之后，进行实验测试，从而实验测得声子晶体板20的表面产生局域声场模式的超声工作频率，实验工作过程中，可以将声子晶体板20放置在水中，通过测量透射频谱获得共振频率。

对于一个直径远小于声波波长的球形颗粒而言(即微泡40的直径远小于超声波波长)，其在声场中所受到的声辐射力主要由声势的梯度引起，计算声辐射力可通过经典的Gor’kov’s理论，声辐射力F_R如下公式所示：

其中，u₁和p₁分别为周围流体介质中的入射声波的速度和声压；ρ₀和c₀分别是声场中球形颗粒(即微泡40)的密度和声速；<···>表示为括号中物理量的时间均值(例如<p₁ ²>是声压的时间均值),▽为哈密顿算子，表示对U求梯度，a代表颗粒的粒径。根据该理论，球形颗粒(即微泡40)或者实验细胞等实心颗粒在声子晶体板20的共振局域声场中受到吸引力而被捕获在一个周期内的两个特定位置，如图6所示的箭头所指A位置和B位置。

进一步地，对于微泡40而言，Gor’kov’s理论没有考虑微泡40在声场中振动随时间的体积变化，以及微泡40共振频率的影响。因此，进一步结合基于微泡非线性动力学方程数值求解了微泡40在局域声场中所受到的声辐射力，如下公式所示：

(1)微泡非线性动力学方程

其中，

表征微泡内部填充气的压力，R为微泡振动的瞬时半径，c为微泡周围流体媒介的声速，

为微泡振动瞬时半径的一阶导数，

为微泡振动瞬时半径的二阶导数，R₀为微泡的初始粒径，ρ_l为微泡周围流体媒介的密度，κ为微泡内部填充气的多方气体指数，P₀是环境压力，

是微泡表面的表面张力，

为微泡表面的初始表面张力，

是微泡周围流体粘度的作用力，μ为微泡周围流体的粘度，

是微泡包膜粘度的作用力，κ_s为微泡包膜的膨胀粘度，P_ac(r,t)是入射声压。

(2)微泡受到的声辐射力

声辐射力

微泡的瞬时体积

P_ac(r,t)＝P(r)cos[ωt+φ(r)]微泡所在位置的声压

可知，上述方程计算过程中需要计算微泡40的半径随时间变化的曲线R(t)，并进一步计算微泡40的瞬时体积V(t)，然后才可以得到微泡40所受到的声辐射力F_B，并且微泡40受到的声辐射力F_B仅与声压的梯度

有关。基于上述方程，计算获得振动微泡40在局域声场中所受到的声辐射力，如图4和图5所示的两种声辐射力可知，微泡40共振频率与声子晶体板20共振频率的相对大小对声辐射力的分布有显著影响。也就是：当微泡40的尺寸较大，导致微泡40的共振频率小于声子晶体板20的共振频率时，声辐射力背离声子晶体板20表面，因此微泡40受到的是排斥力，如图5所示，微泡40不会被捕获在声子晶体板20表面；当微泡40的尺寸较小，导致微泡40的共振频率大于声子晶体板20的共振频率时，声辐射力指向声子晶体板20表面，因此微泡40受到的是吸引力，如图4所示，微泡40会被捕获在声子晶体板20表面。超声造影剂所含微泡40通常具有较宽的尺寸分布，粒径分布范围为0.1-10微米，因此设计声子晶体板20的共振频率在常用1-10MHz超声频率范围内，存在微泡40共振频率大于声子晶体板20的共振频率的粒径空间，因此可以将这些较小的微泡40捕获在声子晶体板20表面。这些理论计算结果与我们的实验观察非常吻合。而先前对聚苯乙烯微球和细胞的捕获结果显示，实心颗粒始终受到声辐射力的吸引作用而被捕获在一个结构周期内的两个特定位置，如图6所示位置A和位置B，对比可知，声子晶体板20对聚苯乙烯等实心颗粒的声辐射力效应和对微泡40的声辐射力效应差异显著。

如图1所示，超声波发射组件30包括信号发生器31、功率放大器32和超声换能器33，信号发生器31与功率放大器32电性连接，功率放大器32与超声换能器33电性连接，超声换能器33安装在样本承载器10的底部，在本实施例中，超声换能器33可以是单振元超声换能器、相控阵超声换能器、线阵超声换能器、凸阵超声换能器和叉指换能器中一种，本实用新型使用的超声换能器33发射的超声波的入社功率相对较低，可以大大提高实验细胞的存活率和活性。其中，超声换能器33向声子晶体板20发射预定频率的超声波，实际上声子晶体板20的共振频率决定了发射超声波驱动频率。具体地，本实施例的超声换能器33采用了单振元超声换能器，超声换能器33的超声探头贴靠在样本承载器10的底部，并且超声换能器33的超声探头与培养基溶液12被样本承载器10的底部隔离。在实验过程中，信号发生器31产生的特定信号经功率放大器32放大后，激励超声换能器33向声子晶体板20发射超声波。

在设定信号发生器31产生特定信号时，可以设定信号发生器31产生的是发射信号是连续正弦信号，或者是脉冲正弦信号。在本实施例中，信号发生器31可以是可编程信号发生器(AFG3021，Tektronix)，相应地，功率放大器32可以是50dB的线性功率放大器(325LA，ENI)。优选地，实验过程中信号发生器31产生正弦信号，正弦信号经功率放大器32后激励超声换能器33产生超声波。

另外，超声波发射组件30还可以采用集成了超声换能器33、信号发生器31、功率放大器32以及三维位移台的圣翔高科全自动超声转染仪Sonovitro FUAUTO发射超声波。此时，设置参数为声强1W/cm²，占空比20％，作用时间3分钟。

超声造影剂具有由外壳包裹气体构成的微泡40，微泡40的外壳为PLGA高分子材料(PLGA，poly lactic-co-glycolic acid，聚乳酸-羟基乙酸共聚物，由两种单体——乳酸和羟基乙酸随机聚合而成，是一种可降解的功能高分子有机化合物，具有良好的生物相容性、无毒、良好的成囊和成膜的性能)、磷脂、白蛋白材料中一种构成，微泡40的气体为空气、六氟化硫、全氟丙烷中的一种。

如图3所示，其示出了本实用新型实施例二的超声给药实验装置的结构示意图。与实施例一相比，实施例二的超声给药实验装置具有以下不同之处。

超声换能器33的超声探头穿过样本承载器10的底部延伸进容纳腔11中，在装配时需对超声换能器33的超声探头的侧壁与样本承载器10的底部的通孔边缘进行密封，保证密封效果以防止泄漏培养基溶液12，并且超声换能器33的超声探头与声子晶体板20间隔设置，因此样本承载器10的内壁上设置了凸耳13用于承接住样本承载器10的四周边缘，则声子晶体板20就能够架空在样本承载器10的容纳腔11中，此时发射超声波则培养基溶液12将充当传播媒介将超声波传播至声子晶体板20。

实施例二的超声给药实验装置与实施例一的超声给药实验装置相比，除了以上结构不同之外，其余结构均相同，因而在此不再赘述。

如图7所示，本实用新型还提供了一种采用前述提供的超声给药实验装置进行的超声给药实验方法。具体地，该超声给药实验方法包括以下的实验主体部分的实验操作步骤：

步骤S10：在样本承载器10中盛装培养基溶液12，并在培养基溶液12中混合入超声造影剂和实验药物；

步骤S20：将板面上贴壁生长有实验细胞的声子晶体板20放置在样本承载器10中，并使得培养基溶液12浸没声子晶体板20；

步骤S30：向声子晶体板20发射预定频率超声波，超声波作用预定作用时间；

步骤S40：继续孵育实验细胞预定时长。

在执行完成步骤S40之后，利用显微镜对实验完成的实验细胞进行观察，首先需观察判断实现效果是否成功，然后进行实验数据记录以及分析整理，最后对实验进行整体总结。如果判断实验效果是失败的，例如实验细胞全部或基本灭活或者实验细胞的生物活性表现特征与实验预期结果完全相悖等情况，则可以确定实验失败，需要对实验整体操作过程进行回顾总结，并记录整理实验操作过程中的实验参数设定，然后重新规划调整实验参数并重新进行实验。如果判断实验效果是成功的，则对实验过程中的参数设定进行整理确定，并细致观察实验成功的实验细胞的生物活性表现特征等实验效果数据，并进行总结形成书面实验报告。

在执行操作步骤10之前，该超声给药实验方法还包括执行实验主体部分的实验操作前的准备步骤01：也就是，在将实验细胞放在声子晶体板20的板面上使实验细胞在声子晶体板20的板面上进行贴壁生长之前，需要对实验细胞进行培育，在本实验过程中，采用C6细胞脑胶质瘤细胞在培养瓶中培养至传代。然后，将声子晶体板20放入灭菌盒中高温高压灭菌20分钟，接着才能使用无菌镊子将声子晶体板20放入6孔板或者24孔板的培养皿中，以3*10⁴/孔的密度种植至培养皿中的声子晶体板20上，铺板过夜使实验细胞贴壁生长。

在进行实验操作过程中，将实验细胞贴壁生长的声子晶体板20放置入样本承载器10的容纳腔11中浸没于培养基溶液12中，并在培养基溶液12中注入含有微泡40的超声造影剂溶液以及注入12μg质粒DNA尽可能地使超声造影剂溶液和质粒DNA均匀混合在培养基溶液12中，接着利用超声波发射组件30向声子晶体板20发射超声波，作用约3分钟，从而激发声子晶体板20工作频率共振频率的超声场，即在声子晶体板20的板面上产生局域声场从而产生声吸引力捕获微泡40至声子晶体板20的板表面，使得微泡40与实验细胞紧密接触，并诱发空化效应实现声致穿孔效应，从而在实验细胞的细胞膜表面产生了可修复的几十纳米至几百纳米大小的孔隙，从而增强了细胞膜的通透性。然后，混合在培养基溶液12中的质粒DNA生物大分子药物可以穿过孔隙进入实验细胞内发挥作用进行基因转染。转染后，将实验细胞放入细胞培养箱中使用适宜条件继续孵育实验细胞4-5小时，也就是执行步骤S41：在执行完成步骤S30之后，维持使用原有的培养基溶液12继续对实验细胞孵育第一预定时长，其中第一预定时长的取值范围即为4-5小时。孵育后，弃除转染buffer即清理样本承载器10的容纳腔11中的培养基溶液，更换为新的完全培养基溶液12继续进行培养24小时或者培养时间稍大于24小时，也就是执行步骤S42：在达到第一预定时长后，将样本承载器10中的原有培养基溶液12更换为全新的完全培养基溶液12继续对实验细胞培养第二预定时长，其中第二预定时长的取值范围即是大于等于24小时。然后，在荧光显微镜下观察EGFPEGFP，Enhanced Green Fluorescent Protein，即增强绿色荧光蛋白表达情况，并记录相关实验数据以完备整理实验结果。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种超声给药实验装置，其特征在于，包括：

样本承载器(10)，所述样本承载器(10)具有容纳腔(11)，所述容纳腔(11)装盛有用于培养实验细胞的培养基溶液(12)；

声子晶体板(20)，所述声子晶体板(20)放置在所述容纳腔(11)内，并且所述声子晶体板(20)浸没在所述培养基溶液(12)中，所述声子晶体板(20)上贴壁生长有所述实验细胞；

超声造影剂，所述超声造影剂混合在所述培养基溶液(12)中；

超声波发射组件(30)，所述超声波发射组件(30)设置于所述样本承载器(10)的底部，所述超声波发射组件(30)用于向所述声子晶体板(20)发射预定频率的超声波。

2.根据权利要求1所述的超声给药实验装置，其特征在于，

所述声子晶体板(20)包括基板(21)和多个谐振凸条(22)，全部所述谐振凸条(22)均分布在所述基板(21)朝向所述超声波发射组件(30)的一侧板面上，所述基板(21)背离所述谐振凸条(22)的另一侧板面上贴壁生长有所述实验细胞。

3.根据权利要求2所述的超声给药实验装置，其特征在于，

任意相邻两个所述谐振凸条(22)之间的间隔距离相等。

4.根据权利要求3所述的超声给药实验装置，其特征在于，

所述基板(21)的厚度t为200±20微米，任意相邻两个所述谐振凸条(22)之间的间隔距离p为800±80微米。

5.根据权利要求4所述的超声给药实验装置，其特征在于，

各所述谐振凸条(22)为直条状、曲线状或折线状的一种。

6.根据权利要求5所述的超声给药实验装置，其特征在于，

各所述谐振凸条(22)的任意位置处垂直于该位置的切线方向的横截面为矩形截面，该矩形截面的宽度w为100±10微米，该矩形截面的高度h为100±10微米。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的超声给药实验装置，其特征在于，

所述超声波发射组件(30)包括信号发生器(31)、功率放大器(32)和超声换能器(33)，所述信号发生器(31)与所述功率放大器(32)电性连接，所述功率放大器(32)与所述超声换能器(33)电性连接，所述超声换能器(33)安装在所述样本承载器(10)的底部，所述超声换能器(33)向所述声子晶体板(20)发射预定频率的超声波。

8.根据权利要求7所述的超声给药实验装置，其特征在于，

所述超声换能器(33)的超声探头穿过所述样本承载器(10)的底部延伸进所述容纳腔(11)中，并且所述超声换能器(33)的超声探头与所述声子晶体板(20)间隔设置。

9.根据权利要求7所述的超声给药实验装置，其特征在于，

所述超声换能器(33)的超声探头贴靠在所述样本承载器(10)的底部，并且所述超声换能器(33)的超声探头与所述培养基溶液(12)被所述样本承载器(10)的底部隔离。

10.根据权利要求7所述的超声给药实验装置，其特征在于，

所述超声造影剂具有由外壳包裹气体构成的微泡(40)，所述微泡(40)的外壳为PLGA高分子材料、磷脂、白蛋白材料中一种构成，所述微泡(40)的气体为空气、六氟化硫、全氟丙烷中的一种。

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