發(fā)布日期：2018-11-20
一種新技術(shù)能夠“吸引”分子聚集，提升癌癥抗原濃度10萬倍；一顆芝麻粒大的諧振器能把液體縮小到“一滴水的十億分之一”；一把“聲波鑷子”能精準(zhǔn)操控細(xì)胞和微納米顆粒……近日，天津大學(xué)微機(jī)電系統(tǒng)團(tuán)隊在胡小唐教授、龐慰教授、段學(xué)欣教授指導(dǎo)下，圍繞高頻超聲波器件研究連續(xù)取得重大突破。
癌癥早期檢測主要以癌癥抗原為對象，癌癥抗原是能引起免疫反應(yīng)的大分子，而諸如前列腺癌等多種癌癥的抗原分子濃度極低，用傳統(tǒng)方法很難檢測到。該團(tuán)隊利用高頻超聲波微納機(jī)電諧振器，在液體中產(chǎn)生三維聲流場和虛擬微口袋效應(yīng)，可以在生理條件下高效地捕獲和聚集生物分子，將分子局部濃度提高10萬倍，實現(xiàn)在極低濃度下的高靈敏檢測。該技術(shù)生物兼容性好，易于與現(xiàn)有的生物傳感器集成使用，為基礎(chǔ)研究、疾病診斷、藥物開發(fā)等領(lǐng)域的低濃度檢測提供全新分析手段和思路。相關(guān)研究成果論文作為封面文章發(fā)表于期刊《美國化學(xué)學(xué)會中心科學(xué)》和《物理應(yīng)用綜述》上。
生物芯片被預(yù)言為“21世紀(jì)產(chǎn)值最大的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)”，其原理是在一塊極小材料上放置生物樣品，由計算機(jī)分析數(shù)據(jù)結(jié)果。制造生物芯片，需要將蛋白質(zhì)或DNA等活性物質(zhì)形成“微液滴”放置在極小的區(qū)域上，“微液滴”尺寸極小，甚至與人類細(xì)胞相當(dāng)。天津大學(xué)研發(fā)高頻超聲波制備微液滴技術(shù)，使用一枚不及芝麻粒大的高頻超聲波諧振器作用于液體表面，形成穩(wěn)定的“液體尖峰”。當(dāng)尖峰頂部接觸到平面基底，微量的液體就會被吸附到基底表面，形成“微液滴”。相關(guān)研究成果論文作為封面文章發(fā)表于工程技術(shù)領(lǐng)域期刊《芯片實驗室》上。
聲鑷是以聲波能量為鑷的操作系統(tǒng)，可以對細(xì)胞或微小顆粒進(jìn)行操控。因低能耗、小型化等優(yōu)勢，其成為手術(shù)醫(yī)療、生物制藥等領(lǐng)域的利器。該團(tuán)隊將高頻超聲波器件與微流控芯片結(jié)合，掌握了全新的粒子操縱技術(shù)——聲流體鑷。與傳統(tǒng)聲鑷相比，聲流體鑷體積更小，操控更為精細(xì)精準(zhǔn)，不僅可以操控細(xì)胞，甚至能夠分選移動、精確控制、裂解細(xì)胞，為生物醫(yī)學(xué)研究、疾病早期診斷等領(lǐng)域提供有效、精確、生物兼容性更好的工具。相關(guān)研究成果作為封面文章發(fā)表于期刊《粒子及粒子系統(tǒng)表征》上。（記者李哲 通訊員焦德芳）
來源：健康報
