9、声学在微物体操控与图案化中的应用

声学在微物体操控与图案化中的应用

1. 驻表面声波（SSAW）的应用

驻表面声波（SSAW）与流体集成的技术已被广泛用于根据颗粒大小对其进行分选。这种技术能够在悬浮介质中对细胞进行图案化，从而更好地控制组织工程中的过程。
- 细胞发育研究 ：在七边形声学平台中使用驻波来引导和研究施万细胞在不同配置下的发育，结果表明其能够引导神经突生长。
- 肌肉纤维形成 ：在甲基丙烯酰化明胶（GelMA）中对成肌细胞进行声学图案化，可显著增强肌原纤维生成并促进肌肉纤维形成。
- 心脏细胞图案化 ：基于SSAW的平台还成功地在GelMA水凝胶中对心脏细胞进行图案化，并在5 - 7天内观察到细胞跳动。

2. 行波（Travelling Waves）的应用

行波是从声源发出的单向传播波。行表面声波（TSAW）是在微流体系统中引入声波的常用方法，通常由一组IDT组成，并确保反射波被通道材料或远端的扩散器吸收。
- 颗粒分选与操控 ：与SSAW类似，TSAW可根据颗粒的可压缩性和大小对其进行分选和引导，且工作范围大于声表面波或声波波长的一半。通过引入PDMS柱作为声导，增加了对齐的容差，进一步提高了该技术的适应性。Ng等人还展示了TSAW和SSAW的组合使用，利用声表面波在耦合能量到流体时的固有衰减特性，提高了颗粒分选的效率和灵敏度。
- 液滴操控 ：TSAW还可用于操控水性介质中的悬浮液滴，实现液滴的合并、转向和分裂。
- 颗粒图案化