声波有望代替人手进行培养皿实验学术资讯

美国杜克大学的机械工程师们展示了一套利用声波操纵培养皿中粒子和细胞的设备模型。这些设备被称为“声波镊子”，这是科学家们首次尝试制造此类型工具。

目前这些工具仅在具有特定设备的专业实验室使用，可适用于不同环境。该论文于9月9日发表于《科学发展》杂志。

“声波镊子”是一种功能强大、用途广泛的工具，从纳米级细胞外囊泡到毫米级多细胞生物的生物制品，它都可以利用声波操纵。在过去的几十年里，声镊的功能已经从简单的粒子捕捉扩展到三维空间内细胞及生物体的精确旋转和平移。

虽然“声波镊子”功能强大，但它目前还未被广泛运用。

本文作者、机械工程和材料科学教授Huang说：“这项技术能否成功取决于生物学家、化学家或临床医生是否愿意采用这项技术。我们的目标是拉近‘声波镊子’技术创新与生物学/临床操作之间的距离。”

在这篇论文中，Huang和他的同事阐述了三种模型装置。这些装置使用换能器产生声波，操纵生物医学实验室中最常见的细胞培养皿中的粒子。

在第一种设计模型中，一组由四个换能器组成，分别置于培养皿的四侧，制造声波。这些声波相互作用，在培养皿的液体样本中形成一个直立的模式。该装置可用于多形态细胞模式构建、细胞间相互作用研究以及三维组织的构建。

第二种设计模型将换能器倾斜放置，从培养皿下方发出倾斜的声波，从而制造漩涡将培养皿内的物质集中在中心。这种装置能帮助科研人员聚集生物粒子，进行信号增强和大细胞球体构建。

最后一种装置使用全息叉指换能器，两个换能器像拉链一样装配在一起，从培养皿下方产生高频束状波，控制特定位置的粒子。通过在不同装置间切换，这种装置既可以刺激细胞，又可以聚集并捕获生物粒子。

总的来说，这些装置展示了“声波镊子”的多种功能，可以在不接触或标记的情况下轻轻操纵各种细胞和粒子。该技术具有多种应用潜质，如：细胞制图及打印、细胞拆分及分类、细胞间相互作用控制、组织构建等。

Huang表示，团队的下一目标是建立能同时实现三种装置全部功能的单一模型。他还创立了一家公司，致力于将该项技术商业化。

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编译：小贝

审稿：西莫

责编：陈之涵

期刊来源：《科学发展》

期刊编号：2375-2548

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声波有望代替人手进行培养皿实验