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。根(gen)據(ju)研(yan)究(jiu)結(jie)果(guo)，研(yan)究(jiu)人(ren)員(yuan)能(neng)夠(gou)優(you)化(hua)並(bing)開(kai)發(fa)工(gong)作(zuo)原(yuan)型(xing)，結(jie)合(he)單(dan)漩(xuan)渦(wo)聲(sheng)流(liu)與(yu)聲(sheng)輻(fu)射(she)力(li)
，以(yi)便(bian)在(zai)較(jiao)小(xiao)容(rong)量(liang)的(de)毛(mao)細(xi)管(guan)中(zhong)填(tian)充(chong)次(ci)微(wei)米(mi)與(yu)納(na)米(mi)級(ji)粒(li)子(zi)。

 

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。”