天津大学高频超声波研究获突破

　　一种新技术能够“吸引”分子聚集，提升癌症抗原浓度10万倍；一颗芝麻粒大的谐振器能把液体缩小到“一滴水的十亿分之一”；一把“声波镊子”能精准操控细胞和微纳米颗粒……近日，天津大学微机电系统团队在胡小唐教授、庞慰教授、段学欣教授指导下，围绕高频超声波器件研究连续取得重大突破。

　　癌症早期检测主要以癌症抗原为对象，癌症抗原是能引起免疫反应的大分子，而诸如前列腺癌等多种癌症的抗原分子浓度极低，用传统方法很难检测到。该团队利用高频超声波微纳机电谐振器，在液体中产生三维声流场和虚拟微口袋效应，可以在生理条件下高效地捕获和聚集生物分子，将分子局部浓度提高10万倍，实现在极低浓度下的高灵敏检测。该技术生物兼容性好，易于与现有的生物传感器集成使用，为基础研究、疾病诊断、药物开发等领域的低浓度检测提供全新分析手段和思路。相关研究成果论文作为封面文章发表于期刊《美国化学学会中心科学》和《物理应用综述》上。

　　生物芯片被预言为“21世纪产值最大的高技术产业”，其原理是在一块极小材料上放置生物样品，由计算机分析数据结果。制造生物芯片，需要将蛋白质或DNA等活性物质形成“微液滴”放置在极小的区域上，“微液滴”尺寸极小，甚至与人类细胞相当。天津大学研发高频超声波制备微液滴技术，使用一枚不及芝麻粒大的高频超声波谐振器作用于液体表面，形成稳定的“液体尖峰”。当尖峰顶部接触到平面基底，微量的液体就会被吸附到基底表面，形成“微液滴”。相关研究成果论文作为封面文章发表于工程技术领域期刊《芯片实验室》上。

　　声镊是以声波能量为镊的操作系统，可以对细胞或微小颗粒进行操控。因低能耗、小型化等优势，其成为手术医疗、生物制药等领域的利器。该团队将高频超声波器件与微流控芯片结合，掌握了全新的粒子操纵技术——声流体镊。与传统声镊相比，声流体镊体积更小，操控更为精细精准，不仅可以操控细胞，甚至能够分选移动、精确控制、裂解细胞，为生物医学研究、疾病早期诊断等领域提供有效、精确、生物兼容性更好的工具。相关研究成果作为封面文章发表于期刊《粒子及粒子系统表征》上。