實驗名稱：聲流控細胞分選

研究方向：基于聲流控的活死細胞分選技術(shù)是一種利用聲波在微流體通道中產(chǎn)生的特定流場效應來實現(xiàn)細胞分選的方法。這種技術(shù)結(jié)合了聲學、流體力學和生物學原理，能夠在不破壞細胞活性的前提下，高效、精準地分離活細胞和死細胞。

基于微流控的細胞分選主要有以下幾種分選機制，基于電學、聲學、微閥、氣泡噴射、光學的分選方法。但許多方法仍然存在一定的局限性，阻礙了其在實際應用中的可行性。例如，基于介電泳（DEP）的細胞分選需要精細維護樣品的電特性，尤其是電導率，不同生物樣品之間的電導率可能存在顯著差異。此外，施加的強電場可能導致細胞電穿孔和熱損傷。產(chǎn)生氣泡的分選方法，當微氣泡破裂時，它會回流到流道中，從而將細胞拉入目標出口的相反方向，增加錯誤分選的風險。光學分選方法光路過于復雜，無法發(fā)揮微流體系統(tǒng)體積小的優(yōu)勢。而磁分選方法過于依賴分選樣品的磁特性，不具有通用性。而聲學分選方法則具有的應用優(yōu)勢：(1)非侵入性：聲流控技術(shù)不需要對細胞進行化學標記或物理處理，因此能夠保持細胞的完整性和活性。（2）高效性：聲波在微流體通道中產(chǎn)生的流場效應能夠迅速作用于細胞，實現(xiàn)快速分選。(3)精準性：通過調(diào)整聲波參數(shù)和微流體通道的設計，可以實現(xiàn)對不同種類細胞的精準分離。（4）可擴展性：聲流控技術(shù)可以與其他微流控技術(shù)相結(jié)合，構(gòu)建集成化的細胞處理平臺。

基于聲流控的活死細胞分選技術(shù)在生物醫(yī)學研究、藥物篩選、細胞治療等領域具有廣泛的應用前景。例如，在藥物篩選過程中，可以利用該技術(shù)快速分離出對藥物敏感的活細胞和已死亡的細胞，從而評估藥物的療效和毒性。此外，該技術(shù)還可以用于細胞治療前的細胞質(zhì)量控制，確保治療用細胞的活性和純度。隨著微納加工技術(shù)、聲學技術(shù)和生物技術(shù)的不斷發(fā)展，基于聲流控的活死細胞分選技術(shù)將不斷向更高精度、更高通量和更低成本的方向發(fā)展。未來，該技術(shù)有望在更多領域得到應用和推廣，為生物醫(yī)學研究和臨床應用提供更加便捷和高效的解決方案。

圖：聲流控細胞分選測試原理框圖

實驗目的：利用壓電換能器在微流道中產(chǎn)生的聲流體隧道，實現(xiàn)活死細胞的分選

測試設備：示波器、信號發(fā)生器、ATA-1372A寬帶放大器、上位機、高速相機、超聲換能器、注射泵等。

實驗過程：設計具有特定幾何形狀和尺寸的微流體通道，以確保聲波在通道內(nèi)產(chǎn)生預期的流場效應。在微流體通道的兩側(cè)設置壓電換能器，使用信號發(fā)生器產(chǎn)生激勵信號，再通過ATA-1372A寬帶放大器放大驅(qū)動壓電換能器，通過施加電信號產(chǎn)生聲波，同時打開注射泵向微流控芯片中注射活死細胞混合溶液，再利用示波器觀察電壓大小，高速顯微鏡觀察細胞運動軌跡。

功率放大器推薦：ATA-1372A

圖：ATA-1372A寬帶功率放大器指標參數(shù)

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審核編輯 黃宇