杜克大学 在培养皿中使用声镊的三个概念验证实验装置
从左到右，站立模式用于分类，漩涡用于集中，高频波束状波用于集中和刺激
信用:托尼黄，杜克大学 杜克大学的机械工程师展示了一套利用声波操纵培养皿中的粒子和细胞的原型
这种在科学界被称为“声镊”的设备是制造这类工具的第一次尝试，迄今为止，这类工具一直归属于拥有特定设备和专业知识的实验室，可以在各种环境中使用
描述这项技术的论文发表在9月9日的《科学进步》杂志上
声镊是一种功能强大、用途广泛的工具，它利用声波来操纵生物颗粒，从纳米大小的细胞外小泡到毫米大小的多细胞生物
在过去的几十年里，声镊的能力已经从简单的粒子捕获扩展到细胞和生物在三维空间的精确旋转和平移
“最近的进步导致了许多先进的、多功能的工具，”威廉·比万机械工程和材料科学杰出教授黄竣说，他已经在这个领域工作了十多年
“然而，归根结底，这一领域的成功取决于最终用户(如生物学家、化学家或临床医生)是否愿意采用这项技术
本文展示了朝着更友好的工作流程迈出的一步，使最终用户更容易采用这项技术
" 在它们的第一次应用中，声镊使用从微流体芯片或腔室的相对侧产生的声波来创建细胞或微粒被捕获的节点
将声波的波阵面移动穿过腔室的相对表面可以控制粒子在二维空间中的位置，而调整声波的振幅可以在三维空间中推动或拉动它们
更先进的装置已经被演示出来，声波在整个流体室中回荡
例如，根据应用，可以创建和改变模式来同时分离和操纵多个粒子，或者可以形成漩涡来集中一组粒子
但是无论他们的能力有多先进，声镊都因此被归入了原型演示和拥有专门设备的实验室；很少有生物学家采用这项技术
黄说:“我们的目标是在声学创新和生物/临床工作台之间架起一座桥梁。”
在这篇论文中，黄和他的同事演示了三种原型装置，它们使用换能器来产生声波，从而操纵生物医学实验室中最常见的ce ll培养皿中的粒子
在第一种设计中，一组四个传感器，在培养皿的每一侧各有一个，产生声波，声波相互作用，在培养皿的液体样本中形成一个固定的模式
该装置可用于多构型细胞模式、细胞间相互作用研究和三维组织构建
第二种设计使用一个倾斜的传感器，从皮氏培养皿下面发出一个倾斜的声波，形成一个漩涡，将培养皿的内容物集中在中心
这种能力将使研究人员能够集中生物粒子用于信号增强和大细胞球体的构建
在最后的设置中，全息叉指换能器——两个像拉链一样安装在一起的换能器——从培养皿下面产生高频波束状波，以控制特定位置的粒子
通过在不同的设计之间切换，该装置可以刺激细胞以及浓缩和捕获生物颗粒
这些装置一起展示了易于使用的声镊，可以轻轻操作各种细胞和粒子，而无需触摸或标记它们
潜在的应用包括图案化和印刷细胞，分离和分类细胞，控制细胞间的相互作用，构建组织和旋转多细胞生物
“这项研究的目的是在培养皿中复制我们以前的声镊的一些功能，”黄说，他还与人共同创建了一家公司，致力于这项技术的商业化
“我们的下一个目标是建立一个单一的原型，实现这三种设置的所有能力，如果不是更多的话
"
来源：由phyica.com整理转载自PH，转载请保留出处和链接！
