三項“高頻超聲波”技術(shù)領(lǐng)跑生物科技
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、一種新技術(shù)能夠“吸引”分子聚集,提升癌癥抗原濃度十萬倍......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。團(tuán)隊三項科技成果達(dá)到世界領(lǐng)先水平,被國際一流期刊選為封面文章重點(diǎn)推介,未來應(yīng)用有望造福人類生命健康。 高效低成本制造“微液滴” 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。生物芯片可對基因、配體、抗原等活性物質(zhì)快速測試分析,將為生命科學(xué)、個性化醫(yī)療、化學(xué)、軍事等領(lǐng)域帶來重大影響,擁有巨大商業(yè)潛力。 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。液滴在生活中隨處可見,而制造生物芯片所要求的“微液滴”尺寸極小,甚至與人類細(xì)胞相當(dāng)。傳統(tǒng)的微液滴制造方法成本高、兼容性差,如何快速高效地制造“微液滴”,是全球科學(xué)家長期以來攻堅的難點(diǎn)。 天津大學(xué)微機(jī)電系統(tǒng)團(tuán)隊成功研發(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。這種新技術(shù)不僅降低了成本,還避免了現(xiàn)有技術(shù)針尖易磨損、噴嘴易堵塞等問題。 “聲流體鑷”突破極限 “聲鑷”顧名思義,是一種“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。由于其低能耗、小型化等優(yōu)勢,聲鑷正成為手術(shù)醫(yī)療、生物制藥等領(lǐng)域的“利器”。目前,如何精準(zhǔn)控制微納米尺度的物體成為了聲鑷技術(shù)亟待突破的瓶頸。 |