人民日报海外版官网:天津大学科研团队"高频超声波"领跑尖端生物科技

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摘要:一颗芝麻粒大的谐振器能把液体缩小到“一滴水的十亿分之一”、一把“声波镊子”能精准操控细胞和微纳米颗粒、一种新技术能够“吸引”分子聚集,提升癌症抗原浓度十万倍......近

一颗芝麻粒大的谐振器能把液体缩小到“一滴水的十亿分之一”、一把“声波镊子”能精准操控细胞和微纳米颗粒、一种新技术能够“吸引”分子聚集,提升癌症抗原浓度十万倍......近日,天津大学微机电系统团队在胡小唐教授、庞慰教授、段学欣教授指导下,围绕“高频超声波器件”研究连续取得重大突破。团队三项科技成果达到世界领先水平,被国际一流期刊选为封面文章重点推介,有望造福人类健康,得到学界广泛关注和认可。

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生物芯片被预言为“21世纪产值最大的高技术产业”,其原理是在一块极小材料上放置生物样品,由计算机分析数据结果。生物芯片可对基因、配体、抗原等活性物质快速测试分析,将为生命科学、个性化医疗、化学、军事等领域带来重大影响,拥有巨大商业潜力。

健康报(2018年11月20日 第02版)

制造生物芯片,需要将蛋白质或DNA等活性物质形成“微液滴”放置在极小的区域上。液滴在生活中随处可见,而制造生物芯片所要求的“微液滴”尺寸极小,甚至与人类细胞相当。传统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”,是全球科学家长期以来攻坚的难点。

本报讯 (记者李哲 通讯员焦德芳)一种新技术能够“吸引”分子聚集,提升癌症抗原浓度10万倍;一颗芝麻粒大的谐振器能把液体缩小到“一滴水的十亿分之一”;一把“声波镊子”能精准操控细胞和微纳米颗粒……近日,天津大学微机电系统团队在胡小唐教授、庞慰教授、段学欣教授指导下,围绕高频超声波器件研究连续取得重大突破。

天津大学微机电系统团队成功研发“高频超声波制备微液滴”技术,使用一枚不及芝麻粒大的“高频超声波谐振器”作用于液体表面,形成稳定的“液体尖峰”。当尖峰顶部接触到平面基底,微量的液体就会被吸附到基底表面,形成微液滴。这种新技术不仅降低了成本,还避免了现有技术针尖易磨损、喷嘴易堵塞等问题。相关研究成果已作为封面文章发表于工程技术领域顶级期刊《芯片实验室》。

癌症早期检测主要以癌症抗原为对象,癌症抗原是能引起免疫反应的大分子,而诸如前列腺癌等多种癌症的抗原分子浓度极低,用传统方法很难检测到。该团队利用高频超声波微纳机电谐振器,在液体中产生三维声流场和虚拟微口袋效应,可以在生理条件下高效地捕获和聚集生物分子,将分子局部浓度提高10万倍,实现在极低浓度下的高灵敏检测。该技术生物兼容性好,易于与现有的生物传感器集成使用,为基础研究、疾病诊断、药物开发等领域的低浓度检测提供全新分析手段和思路。相关研究成果论文作为封面文章发表于期刊《美国化学学会中心科学》和《物理应用综述》上。

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