（記者李哲 通訊員焦德芳）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(duì)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(duì)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?xiàng)l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(shí)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(huì)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(jì)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(huì)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(shí)驗(yàn)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(duì)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(dòng),、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。