基于声流控技术的载细胞微滴与载体微粒共封装无标记分离方法

本文创新性地提出了一种基于行波表面声波(TSAW)诱导声辐射力(ARF)的无标记、免检测声流控技术，实现了载细胞微滴与聚合物载体微粒(PMMA/PS)共封装体系的高纯度(>92.5%)分离。通过调控微粒尺寸(19.2-31.4 μm)和压缩性差异，该平台成功分离了含大肠杆菌(E. coli)和血小板(PLTs)的微滴，为单细胞分析、药物筛选等微流控应用提供了新一代操控工具。

　　

创新亮点

我们开发了一种革命性的声流控平台，利用行波表面声波(TSAW)产生的声辐射力(ARF)，像"智能声波镊子"般实现了载细胞微滴的无标记分选。这项技术的巧妙之处在于：通过共封装不同尺寸(19.2-31.4 μm)和材质(PMMA/PS)的聚合物"声波信标"微粒，使微滴在声场中产生差异化的运动轨迹，就像给细胞穿上了可识别的"声学外套"。

<材料与方法>

如图1所示，这个"声流控交响乐团"由三个关键部分组成：上游的双T型结微滴生成器、中游的叉指换能器(SFIT)阵列、以及下游的声波分选通道。特别设计的SFIT能在38.8 MHz频率下产生精准定位的TSAW，就像在微流控芯片上演奏出精确的"声波乐章"。

<选择性操控聚合物微粒>

我们发现31.4 μm的PMMA微粒在声场中展现出独特的"共振舞步"，其声辐射力峰值比19.2 μm微粒高3.2倍。更有趣的是，相同尺寸(31 μm)的PS微粒由于较低的压缩系数，其声学响应就像"踩着不同舞步的舞者"，与PMEA微粒产生明显区分。这种尺寸和材料依赖性的声学行为，为后续细胞分选提供了"双重识别密码"。

<结论>

这项研究成功实现了两大突破：首先，建立了基于载体微粒的"声学条形码"系统，无需任何标记或检测即可区分不同细胞；其次，攻克了微小生物样本(<10 μm)如血小板和大肠杆菌的操控难题。就像为微流控世界发明了一种全新的"细胞分选语言"，这项技术将显著推动单细胞分析和精准医疗的发展。