细胞跳舞和声二重奏可以实现个性化的癌症治疗

杜克大学的机械工程师正在使用两个电子“声音”演唱和声二重唱，以新的有价值的方式控制悬浮粒子和细胞。他们的原型设备可以由一组粒子形成和旋转单层晶体，用给定数量的粒子创建任意形状，并将成对的生物细胞一起移动和分开数百次。

这些能力可以服务于广泛的领域，例如材料科学、软凝聚态物理、生物物理学、生命科学和医学。

例如，研究人员已经证明，该设备可以选择性地将两个单独的细胞配对并测量它们的粘附力——医生可以利用这一壮举来确定个体癌症患者的治疗方法。由于声学设备的灵巧性和温和性，研究人员将其命名为 HANDS 平台。(用于非接触、动态、选择性粒子操纵的谐波声学。)

结果于 3 月 24 日在线发表在《自然材料》杂志上。

“多年来，成对粒子或细胞的分离一直是声学操纵领域的主要目标，”杜克大学机械工程和材料科学威廉贝文特聘教授 Tony Jun Huang 说。“我们的 HANDS 平台是分离配对对象的第一种方法，它为生物物理学研究和药物发现中广泛需要的细胞-细胞相互作用研究提供了一种途径。”

声学镊子是一个快速发展的领域，它利用声波的各种物理现象轻轻地操纵悬浮在液体中的粒子或细胞，而无需接触它们。一些示例将粒子夹在两个声波之间并调整波的相位或起始点以移动它们。其他人通过将两个静态驻声波组合在一起以将粒子分成不同的形式(例如网格)来创建模式。

现在，研究人员通过在装置中引入压电旋律和和声，为这些设备增加了一层新的复杂性。以前的设备会产生静态驻波，而 HANDS 平台原型使用函数发生器来产生快速变化的复杂驻波。人们可以把它想象成，而不是机器只唱一个音符，它们现在正在与两位歌手一起演奏一部复杂歌剧的快速高潮和低谷。

新设备的工作原理是在一个装满液体的小方形腔室的每一侧放置发声换能器。这四个传感器与它们直接对面的传感器同步工作，形成两对。一个在腔室中水平创建图案，另一个在垂直方向创建图案。这两种复杂的、快速变化的声波模式的相互作用创造了前所未有的动态能力。

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