多功能微型声学镊子面世

据美国《每日科学》网站8月31日报道，美国宾州州立大学的科学家研制出一种以声音作为镊子的系统，其小至可以放置在芯片上，对单个细胞或纳米大小的颗粒进行操控。这将终结之前仅能使用光镊等大型设备操纵微型物体的历史。 “目前使用的方式都需要消耗大量能量，并可能损害甚至杀死活体细胞。”工程科学和力学系的助理教授黄俊（音译）说，“声学镊子远小于光学镊子，消耗的能量也要少50万倍。”由于体积很小，声镊可通过标准的芯片加工技术制成，在不伤害活体细胞的情况下对其进行操控。声镊与其他镊子不同，它能同时为多个微小物体进行定位，将其等距离放置到平行线或网格上。而网格布局或是对生物学应用最有帮助的结构，研究人员可以将干细胞放在网格上进行测试，或借助网格培养皮肤细胞，以获取新的皮肤组织。同时，科研人员也可观察到任一类型的细胞如何生长。黄俊表示，声镊不仅能用在生物学领域，还能应用于物理、化学和材料学等创造纳米粒子图样以制造涂料或腐蚀剂的学科。声镊通过设立连续的表面声波而工作。若两个声源彼此相对，且每个声源都发出相同波长的声音，就会出现一个点，使得相对的声音相互抵消。这个点可被视为波谷。因为声波具有压力，能够推动非常小的物体。因此细胞或纳米粒子会随着声波移动，直至声波抵达波谷不再运动。粒子或细胞也将随之停止移动，“落”入谷底。如果声音来自两个平行的声源，波谷便会形成一条线或一系列的线。而如果声源彼此成直角，波谷将形成如棋盘般均匀等距的行或列。同样，这些粒子也将被推动至声音不再移动的地点。研究人员利用直径约为1.9微米的荧光聚苯乙烯颗粒及牛的红血球和单细胞大肠杆菌对声镊进行了测试。在两群细胞形状和大小明显不同的情况下，测试结果证明了声镊技术的多能性。具体报告发布在最新一期的《芯片上的实验室》（lab on chip）杂志上。科学家表示图样的性能独立于粒子的电、磁和光学特性。“绝大多数细胞或粒子可在几秒内形成图样。由于它们具有不同的特性，声镊也能从死细胞中分离出活细胞，或者不同类型的粒子。”黄俊说。由于自身的多能性、低能耗、技术简便和小型化等特性，声镊显示出明显的优势。研究人员希望未来声镊能成为更加强大的工具，为（生物）组织工程、细胞研究和药物筛选等应用提供更大的帮助。（来源：科技日报张巍巍）特别声明：本文转载仅仅是出于传播信息的需要，并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性；如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用，须保留本网站注明的“来源”，并自负版权等法律责任；作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜，请与我们接洽。