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是一種利用聲波在微流體通道中產生的特定流場效應來實現細胞分選的方法。這種技術結合了聲學、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生的流場效應能夠迅速作用于細胞，實現快速分選。(3)精準性：通過調整聲波參數和微流體通道的設計，可以實現對不同種類細胞的精準分離。（4）可擴展性：聲流控技術可以與其他微流控技術相結合，構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，該技術還可以用于細胞治療前的細胞質量控制，確保治療用細胞的活性和純度。隨著微納加工技術、聲學技術和生物技術的不斷發(fā)展，基于聲流控的活死細胞分選技術將不斷向更高精度、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生的聲流體隧道，實現活死細胞的分選

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產生預期的流場效應。在微流體通道的兩側設置壓電換能器，使用信號發(fā)生器產生激勵信號，再通過ATA-1372A寬帶放大器放大驅動壓電換能器，通過施加電信號產生聲波，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

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審核編輯 黃宇