众所周知，细胞是基本生命单位、独立的活体，同时又是较复杂的“机器”、有自己的器官的完整组织系统。细胞内的器官叫做细胞器，而细胞器又能调节许许多多生物化学过程。
科学家、生物学家同活细胞打交道的领域之一——细胞工程学，是能够解决许多独立课题的一门科学，是与当前既普及又有前途的学科——生物工程学密切相关的一门科学，它在生物工艺学中起着重要的作用。细胞工程学已经迈出了可喜的一步，成就非常惊人，为生物学及其许多应用实践开阔了新的视野。只要我们回顾一下，在遗传工程学领域的许多实验过程中对活细胞做了多少既有意义而又复杂的手术，就足以说明这个问题了。
今天，科学家们已经能够成功地把某些基因植入动物细胞之中。为了说明这类实验的可能性，仅举一例，这项实验是在老鼠身上进行的。首先把一种酶的基因——一个一个的纯脱氧核糖核酸分子从一种动物的细胞里分离出来（现在这类工作已不足为奇：近几年来，分子生物学家已能分离和繁殖许多种对机体非常重要的蛋白质基因），然后，把基因溶液用显微移液管输入老鼠的卵细胞中（这只老鼠的卵细胞染色体中原先没有这种基因），后来，在由这些卵细胞而生出的所有老鼠身上找到了异类基因。这说明，在它们的机体中生成一种原来根本不可能出现的新酶，而且，新的基因完全按照传统的遗传规则传给后代，这就是说，移植基因手术改变了（可以说永远改变了）用于试验的老鼠的品种。
把异类基因作为诱发物直接输入细胞，不经过任何遗传妙法，就能形成具有高组织能力动物的卵细胞染色体，这个事实使科学家们受到很大启发。这项实验表明，矫正由于缺损某些基因而引起的先天性遗传病，原则上是可能的。而且也表明，创造具有新品质的动植物（例如能对抗某些顽固疾病或者提高某些蛋白的含量）也是完全可能的。以上实验只不过是前进道路上的开端。然而，不管试验内容怎样变化，都只有在最完美的活细胞微控制技术条件下才能实现。
当前，对细胞实施手术或进行许多其它复杂的控制工艺，目的是解决许多实际问题，如理论生物学、实践生物学、医学、农业、工业微生物学等方面的重要应用问题。细胞工程学要解决的一系列课题中包括：获得农作物和动物的高产途径，同不孕症作斗争，消除机体发育缺陷，探索有效的抗癌办法等。要解决这些问题，就必须对细胞做手术：从细胞中取出某些细胞器（如细胞核），或向细胞中植入某些细胞器；从细胞里取出某些染色体甚至某些基因，或向细胞里植入某些染色体甚至某些基因；进行某些物质的微注射，输入某些微分子；使细胞互相隔离，选出个别细胞，监查细胞状态，而且还要保证在手术过程中保全细胞的生命力等等。
那么，这一切工作是怎样进行的呢？怎样才能从一个细胞里取出“零件”并把它装配到另一个细胞里，不仅不伤害它，而且还能迫使它以新的方式生活和工作呢？不应忘记，活细胞不只是非常复杂，而且还是极易受损的微小“机器”：最大的细胞——无脊椎动物（乌贼、蜗牛）的巨大神经元直径大约有150微米（即0.15毫米），而人的脑细胞直径只有10 ~ 30微米（0.01 ~ 0.03毫米），卵细胞直径大约100微米（0.1毫米）。可想而知，为了对付这些“患者”，手术室该是何等微小，“外科医生”的工具该是多么细微而精密啊！为说明这个问题，我们不妨看看细胞微外科工具所需要的某些数字：“手术刀”或其它工具的位移精度必须达到0.5微米；某些工具应达到0.2微米的规格（比人头发的直径小100倍）；为进行注射，使用的注射器应供给的剂量约为10-11毫升左右（如果每秒钟向口杯里滴这么一份，那么只有过一百万年以后才能把杯子注满）。
最早的微控制器出现在本世纪初，这是比较粗笨的仪器，然而却能使研究人员用来借助显微镜对300 ~ 600微米（阿米巴、藻类）的大细胞或单细胞机体进行观察和研究。
从那以后过了几十年，研究细胞的显微技术宝库得到明显的改进，五十年代出现了充满电解液的极细微的玻璃管（直径达到2微米）——微电极，用微电极可以在不破坏细胞生命力的前提下把电位、电信号透过活细胞的细胞膜送入细胞内部，使细胞发生振荡以回报各类刺激。
然而，实验技术愈加改进，仪器的制作就愈加手工化，每个实验室各自为自己（而且仅仅为了自己的课题、为了具体研究对象）制作仪器。但是，细胞工程学领域的工作范围迅速扩大，细胞微外科学仪器需要者的数量急剧增加，一个需要制造适合于成批生产、对一切生命场合都通用的显微仪器问题提到日程上来了。苏联科学院生物物理研究所和生物仪器仪表制造业专业设计局（在普施诺生物中心）的一些科学家，在Б. H. 韦普林采夫教授的领导下，制造出了活细胞微电极和微外科研究通用综合体，解决了这个课题。这个仪器综合体像“儿童构筑匣”中的一套零件一样，能够集合多种功能装置，便于为选定的实验研究法和生物对象（不管是神经细胞还是肌肉纤维、红血细胞还是卵细胞，也不管是微生物还是植物细胞）而任意反复组合、
研制工作是制定和实施超前计划的先导，一切仪器都是在需要量很少，然而却预料到其需要量将迅速增加的情况下研制出来的。经验证明，这个意图是正确的。在六十年代初，普施诺的生物物理学家们提出了建立微电报和微外科研究仪器综合供应基地的宏伟规划。他们不仅考虑到活细胞研究科学的主要发展趋势，而且考虑到仪器仪表制造工业的现实条件和前景。
在仪器综合体的制造及用于生产的过程中，科学家、设计师及制造师们必须解决许多复杂问题。显然，要同细胞打交道，首先需要创造细胞继续生活和工作所需要的条件。为此，综合体中要有对细胞做手术时所需要的几种“手术室”，“室内”能保持从0℃ ~ 40°C之间所需要的任何温度，精确度要达到0.5°C，在让细胞变'冷时又不至于使它凝冻。培养基的存储和供给滑车能使三到四种溶液透过活着的细胞“小屋”，在这个过程中溶液的流速控制幅度很广：每分钟0.5 ~ 20毫升。气体计量器和混合器保障“室内”必须保持必要的气体成分。
综合体中的第二组仪器为研究人员提供连续监督细胞状态所需要的条件。生物学家们观察处在显微镜载台上的细胞状态时，大概像外科医生监视手术台上的病人的动脉一样。灵敏的微传送器伸到细胞的某些部位，微电极探察到它的电活动性和对刺激的反应能力，保持细胞膜上的电位，测量流过细胞膜的电流。电子仪器连续不断地记录下得到的信息。
综合体中的第三组仪器能够积极地干预细胞内部生命活动，微移液管为给细胞注射“细胞剂量”（达10-11毫升，普通的吸移管所容剂量比它大几百万倍）的各种物质提供条件。设计师们制造了用机械、气压、超声波挤压所需剂量的某些型号的微注射器。物质的输入时间由实验者酌定，可从0.5到120秒。
最后是微控制器。这是微电极和微外科研究的主要工作仪器之一。微控制器是研究人员手臂的延伸物，能准确无误地在显微镜的视界内移动微仪器。选择符合于研究法和实验方案的最精确的控制器的类型，是一项复杂的任务。多年的实践证明，要想制造一件万能仪器是不可能的，因为工作的要求往往是互相矛盾的。例如，微外科需要平稳而徐缓的运动，需要微仪器的重复动作，而微电极技术、生物电位的记录则需要仪器的结构要坚硬，需要在单位时间内微电极状态稳定。生物仪器仪表制造业专业设计局的设计师们制造出了几种微控制器，这些微控制器利用了各种传动原理——从实验者的手动到机械、风动和电动原理。在这里，可取下微控制头的滑车结构，适应实验任务的要求，随意改变控制器的技术性能。
在微控过程中是不允许有振动的，十分简单的机械振动节制器的抗震底座能排除各种干扰（比如说，在碰一下仪器的某些部位时，或者工作人员在房间里走动时不可避免地会引起的各种振动、摆动、冲动等）。研究人员可以同时操纵八种微控制器，而且可以从任何角度把它们引向目标。
精密的微控制器保障8毫米距离内的位移，精确度为1微米。步进控制器是很有前途的，它的运动与毛虫拖动身体前进的运动方式相同。控制器易于改变步进长度，而在自动工作过程中容许进行迈步型运动，在这种情况下，步频可以根据实验者的意图而改变。控制器可以按预定的计划进行工作，前后左右地运动。在这个过程中，用电子计算机操纵仪器也是完全可能的。
在仪器综合体中，还包括在工作过程中直接制造必要的微仪器的一套装置。研究者可以自行制造经过严格检验、内径和外径比值都合格的各种型号的细玻璃管和移液管。只有玻璃才是制造微仪器的主要材料，它可以在800 ~ 900°C温度下进行加工，甚至在仪器规格为若干微米的情况下也仍然保持其硬度和强度，而最硬的钢用来拉制具有微米截面的各种针时也失去其弹力，像棉线一样发生弯曲。
在“加工间”里还有微锻造仪器，在这里，研究者可以用玻璃制造所需要的微型针、微解剖刀、微吸管、微柳叶刀、微型钩等。这些工具的制造过程、规格检验都是在显微镜下进行的。
问题的全面解决、活细胞微外科学特殊“构筑匣”内全套仪器设备的制造工作，最先在生物仪器仪表制造业的实验过程中着手进行。研究活细胞的全套精密仪器（当前已制造出的有100多种），正在我国和保加利亚、德意志民主共和国、波兰、捷克斯洛伐克的各种科研组织中稳步进行。微控制器综合体被授予莱比锡国际市场的金质奖章，获得苏联国民经济成就展览会的荣誉奖状和奖章。由于许多原理和技术问题的解决，获得了发明证书，在英国、日本、西德及其它一些国家取得了专利权。
业已研制出的仪器综合体，使研究活细胞的构造和功能中的许多问题及其在医学和农业中的应用得到了解决。所以说，这个由科学家、工程师、生产者团结合作研制的仪器综合体已开始成批生产，这具有非常重要的意义。
[Hαукα u Жuэнь，1982年，3月]