麻省理工科技评论 22-04-07 09:00
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【科学家开发谐波声镊技术,能实现高通量细胞的可逆配对和分离,有望解决部分抗癌问题】

近年来,“声学镊子”的研究取得了较大的进步。声镊器件通过压电换能器产生和调控声波,可以实现声悬浮操控液体中的粒子或细胞,而不与它们接触。

与光镊技术(2018 年诺贝尔物理学奖)相比,采用超声技术的声镊器件,具有安全、无接触、低能耗、技术简便和小型化等优点,在材料科学、生物学、物理学等领域具有明显优势。

然而,目前基于驻波的声镊器件只能同时捕获和操纵一组粒子,无法有效的组装并选择性操控单个粒子,这极大地限制了声镊技术的发展和应用。

为了解决这个难题,杜克大学机械工程与材料科学系黄俊教授团队开发出一种全新的声学镊子操纵平台:HANDS。该平台解决了传统声镊技术空间分辨率低、选择性差等问题,并首次实现声波控制胶体物质及细胞的精确组装、可逆胞间配对和分离。

不仅如此,HANDS 平台还可以通过简单的谐波信号调制,形成并操控单细胞阵列,或有选择性地对阵列中两个目标细胞的距离进行调节,实现单细胞的配对及分离。该团队形象地将这一通过谐波调制实现的细胞操控过程,比喻为单细胞的“和声二重奏”。

近年来,“声学镊子”的研究取得了较大的进步。声镊器件通过压电换能器产生和调控声波,可以实现声悬浮操控液体中的粒子或细胞,而不与它们接触。

与光镊技术(2018 年诺贝尔物理学奖)相比,采用超声技术的声镊器件,具有安全、无接触、低能耗、技术简便和小型化等优点,在材料科学、生物学、物理学等领域具有明显优势。

然而,目前基于驻波的声镊器件只能同时捕获和操纵一组粒子,无法有效的组装并选择性操控单个粒子,这极大地限制了声镊技术的发展和应用。

为了解决这个难题,杜克大学机械工程与材料科学系黄俊教授团队开发出一种全新的声学镊子操纵平台:HANDS。该平台解决了传统声镊技术空间分辨率低、选择性差等问题,并首次实现声波控制胶体物质及细胞的精确组装、可逆胞间配对和分离。

不仅如此,HANDS 平台还可以通过简单的谐波信号调制,形成并操控单细胞阵列,或有选择性地对阵列中两个目标细胞的距离进行调节,实现单细胞的配对及分离。该团队形象地将这一通过谐波调制实现的细胞操控过程,比喻为单细胞的“和声二重奏”。

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