微声手:由声学气体-液体-固体相互作用驱动的生物医学微操作.
Xiaoming Liu1, Yuyang Li1,2, Fengyu Liu1
1Key Laboratory of Biomimetic Robots and Systems, Ministry of Education, State Key Laboratory of Intelligent Control and Decision of Complex System, and School of Mechatronical Engineering, Beijing Institute of Technology, Beijing 100081, China.
Science advances
|March 28, 2025
概括
声学相互作用使一种新的微操纵技术,即μSonic手,可用于安全,低成本的生物物体处理. 这种方法为混合,细胞操纵和在生物医学应用中在各种尺度上运输提供了多功能控制.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 声学 声学 在声学方面
- 微流体学 微流体学
背景情况:
- 微操作对于生物医学研究和应用至关重要.
- 目前微操作的方法通常很昂贵,缺乏多功能性,或范围有限.
- 存在对生物物体的可访问,多功能和安全的微操作技术的需求.
研究的目的:
- 引入一种由声学气体-液体-固体相互作用驱动的新,多功能微操作方法.
- 为了证明这种方法对各种液体和生物物体操纵的功能.
- 为先进的生物医学应用提供低成本,生物相容的解决方案.
主要方法:
- 利用声波在微管管内作用于气液多相系统.
- 使用压电传感器产生声学微流并控制.
- 应用该技术来操纵液体 (混合,分散) 和生物物体 (HeLa细胞,胚胎).
主要成果:
- 实现了高效的质量转移,增强了液体微操作,如混合和细胞透性.
- 在一个开放的环境中,证明了稳定的3D捕获,快速运输和生物对象的多方向旋转.
- 成功操纵从微米到毫米的物体,克服微流体芯片的局限性.
结论:
- 微Sonic手提供了一种多功能,低成本和生物相容的微操作解决方案.
- 这种声学驱动的方法显著提高了跨尺度处理生物物体的能力.
- 该技术有可能对生物医学科学和应用产生广泛的影响.
