由(you)多(duo)國(guo)研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)組(zu)成(cheng)的(de)國(guo)際(ji)研(yan)究(jiu)團(tuan)隊(dui)利(li)用(yong)方(fang)形(xing)玻(bo)璃(li)微(wei)流(liu)體(ti)在(zai)聲(sheng)紋(wen)振(zhen)動(dong)下(xia)的(de)特(te)殊(shu)機(ji)械(xie)特(te)性(xing)，將(jiang)納(na)米(mi)粒(li)子(zi)濃(nong)縮(suo)於(yu)液(ye)體(ti)中(zhong)，針(zhen)對(dui)各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)進(jin)行(xing)分(fen)析(xi)。

 

研究人員在《ACS Nano》期刊發布的“利用聲流體增強納米粒子濃度”(Enriching Nanoparticles via Acoustofluidics)一文中，介紹一種富含聲流體納米粒子的組件
，能透過使用低功耗聲波，在玻璃毛細管中產生單漩渦聲流。

如上圖所示，該聲流體組件相當於一個硬幣大小；低至5V作業的低功耗設置包括在頂部製造的壓電基板(LiNbO3)與叉指換能器(IDT)，以及方形玻璃毛細管采用UV環氧薄層接合在基板上。

 

施加射頻(RF)信號至換能器(在MHz範圍內)，可產生表麵聲波(SAW)
，並以垂直於玻璃毛細管的方式行進，啟動扭轉振動模式，並產生具有單漩渦的聲流。

以3D圖顯示基於聲流體的納米粒子組件
，而側視圖(下)則顯示SAW如何在表麵傳播，並在玻璃毛細管中引起扭轉振動

 

這個看似簡單的配置已經預先證實
，並可作為機械模擬工具。genjuyanjiujieguo，yanjiurenyuannenggouyouhuabingkaifagongzuoyuanxing，jiehedanxuanwoshengliuyushengfusheli，yibianzaijiaoxiaorongliangdemaoxiguanzhongtianchongciweimiyunamijilizi。

 

研究人員並以實驗驗證其最新發現，在毛細管的中心軸向聚集二氧化矽和聚苯乙烯粒子至80nm至500nm範圍。聲流體芯片還可用於免疫測定責，以熒光擷取標記生物標識物的納米粒子被濃縮，以增強發射信號。

 

在某些情況下，毛細管內的軸向濃度允許以非常低的濃度(低至0.9nM)檢測生物標識物，從而增強了30倍信號強度，相形之下，直接進行熒光測量則無法顯示同樣微弱存在的生物標識物。

 

這種低功耗且低成本的聲流體芯片還整合了微型光譜儀，適於許多定點照護(POC)應用
，目前也已有一家新創公司準備商用化這種聲流體芯片。

 

美國杜克大學(Duke University)普拉特工程學院(Pratt School of Engineering)教授Tony Jun Huang表示，“我們初步的發展藍圖是在2020年實現商用化。”