一種利用聲波在微流控器件中旋轉(zhuǎn)單個(gè)顆粒、細(xì)胞、微生物的方法，使得研究人員憑借一臺手機(jī)即可獲取其3D（三維）圖像。

聲波可以沿著X、Y、Z軸移動并定位生物標(biāo)本，美國賓西法尼亞州立大學(xué)（Penn State）的研究人員首次利用聲波輕輕地、安全地轉(zhuǎn)動樣品，這在單細(xì)胞分析、藥物研發(fā)、生物研究領(lǐng)域是一項(xiàng)關(guān)鍵能力。

發(fā)表在《自然通訊》上的研究工作由工程科學(xué)與力學(xué)教授暨生物工程學(xué)Huck特聘講座教授Tony Jun Huang領(lǐng)導(dǎo)。Huang和他的團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造了一種聲流控旋轉(zhuǎn)操作（acoustofluidic rotational manipulation, ARM）方法，可在微流控器件中產(chǎn)生一系列微小空腔（氣泡）。聲波換能器類似于超聲成像傳感器，能夠在流體中形成聲波，使得氣泡產(chǎn)生振動，從而在流動的液體內(nèi)部產(chǎn)生可調(diào)諧的微漩渦，方便研究人員以任意方向或預(yù)設(shè)轉(zhuǎn)速進(jìn)行樣品轉(zhuǎn)動操作。

聲流控旋轉(zhuǎn)操作器件的設(shè)計(jì)和操作。(a)實(shí)驗(yàn)裝置示意圖。生成聲波的壓電傳感器放置于接近微流體通道的地方。聲波驅(qū)動空氣中的微小氣泡進(jìn)入側(cè)壁微腔。(b)光學(xué)影像展現(xiàn)了多個(gè)振動微小氣泡捕獲L4中期階段的秀麗隱桿線蟲（C. elegans）的場景。比例尺=100微米。

為了證實(shí)該微流控器件的性能，研究人員旋轉(zhuǎn)了秀麗隱桿線蟲（一種通常用于生物學(xué)研究的1毫米長模型生物）。他們還在通過聲流控旋轉(zhuǎn)宮頸癌癌細(xì)胞并進(jìn)行成像。

“我們的方法是一個(gè)有價(jià)值的平臺，可對單細(xì)胞水平的旋轉(zhuǎn)影響進(jìn)行成像和研究?！惫こ炭茖W(xué)與力學(xué)研究生暨論文共同作者Adem Ozceki說到，“更重要的是，隨著研究人員逐漸具備并行旋轉(zhuǎn)大量細(xì)胞的能力，我們將能展開高通量單細(xì)胞研究?！?/p>

除了適用于大部分生物和物理科學(xué)調(diào)查，聲流控旋轉(zhuǎn)技術(shù)在宮頸癌細(xì)胞領(lǐng)域也展現(xiàn)出杰出的生物適應(yīng)性，99.2%的細(xì)胞經(jīng)過聲流控旋轉(zhuǎn)操作后依舊能夠存活。

《使用聲波對單細(xì)胞和微生物進(jìn)行旋轉(zhuǎn)操作（Rotational manipulation of single cells and organisms using acoustic waves）》也需要感謝美國賓西法尼亞州立大學(xué)的前團(tuán)隊(duì)成員：Daniel Ahmed博士和研究生Nagagireesh Bojanala、Nitesh Nama、Awani Upadhyay、Yuchao Chen和Wendy Hanna-Rose，以及部分生物化學(xué)與分子生物學(xué)領(lǐng)域的專家。

美國國家衛(wèi)生研究院、美國國家科學(xué)基金、納米科學(xué)中心、賓西法尼亞州立大學(xué)國家科學(xué)基金會材料研究科學(xué)與工程中心也對此項(xiàng)研究工作給予了支持。部分工作在賓西法尼亞州立大學(xué)材料研究所的納米制備實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行。