压电微膜阵列可重构声流控技术：超灵敏生物标志物检测新突破

本文推荐一种基于压电微膜阵列（PMDA）的可重构声流控技术，通过多模态共振频率驱动实现微粒富集（particle enrichment），兼容微滴（microdroplet）、封闭/开放微腔（microchamber）等多种配置。创新性提出可拆卸组装设计，结合荧光放大技术将microRNA检测限提升一个数量级，为肿瘤细胞即时检测（point-of-care）提供新方案。

　　

Highlight

压电微膜阵列（PMDA）通过可重构声流控技术为超灵敏生物检测开辟新路径。

Conceptualization of acoustofluidics on PMDA for biomarkers detection

如图1所示，3×3 PMDA阵列由9个圆形谐振器组成，其核心机制为逆压电效应驱动超声机械波。图1a展示器件剖面结构：0.16 μm氮化硅屏障层、1 μm电极层与5 μm锆钛酸铅（PZT）压电层协同工作，在微滴中产生动态声场。当交流电信号激发时，PZT薄膜振动引发流体声辐射力（acoustic radiation force）与声流（acoustic streaming），实现¹μm至¹⁰μm微粒的精准操控。

Conclusion

本研究开发的3×3 PMDA阵列通过多频共振实现微粒富集模式重构，其创新点包括：

1. 首创可拆卸开放微腔设计，解决一次性生物实验的交叉污染难题

2. 结合DNAzyme荧光放大技术，将microRNA检测灵敏度提升10倍

3. 系统揭示微粒尺寸/浓度/驱动功率与富集效率的量化关系

   该技术为肿瘤标志物即时检测提供了"芯片实验室"（lab-on-a-chip）新范式。