北京航空航天大學(xué)機械工程及自動(dòng)化學(xué)院馮林教授課題組學(xué)生宋斌，近日在國際期刊《Biomicrofluidics》發(fā)表了一篇文章“On-chiprotational manipulation of microbeads and oocytes using acoustic microstreaming   generated   by  oscillating   asymmetrical microstructures"。研究人員在實(shí)驗過(guò)程中使用了深圳摩方材料科技有限公司微尺度3D打印設備S140，該設備具有10um精度的分辨率，94*52*45mm大小的三維加工尺寸?；谠撛O備加工了尖銳側邊和尖銳底面微結構，通過(guò)PDMS二次倒模并與玻璃基底鍵合形成聲流體芯片。該聲流體芯片通過(guò)正弦信號激勵壓電換能器振動(dòng)，從而帶動(dòng)芯片內微結構振動(dòng)，并在其周?chē)a(chǎn)生局部微聲流，最終實(shí)現卵細胞的三維旋轉。該研究在細胞三維觀(guān)測、細胞分析及細胞微手術(shù)方面有重大研究意義。

（聲流體芯片制備工藝示意圖）

  （a）圖中聲流道長(cháng)度15mm, 深度250μm，最小寬度200μm。槽道內分布著(zhù)對稱(chēng)的尖銳結構和斜坡陡坎結構：尖銳結構頂角20°，高度250μm；斜坡陡坎斜角28°，高度80μm。

聲流體芯片制備工藝如上圖所示，先通過(guò)深圳摩方（BMF）10μm精度的微立體光固化3D打印機S140打印出微米級別的尖銳側邊和尖銳底面微結構(最小尖.端20°)，再倒模出純PDMS模具，然后經(jīng)表面處理之后二次倒模獲得的PDMS尖銳側邊和尖銳底面微結構。最后把PDMS二次倒模的結構與玻璃基底鍵合形成聲流體芯片。

本研究聲流體芯片的實(shí)驗操作系統如上圖a所示，主要觀(guān)測系統和驅動(dòng)系統兩部分組成。上圖b展示了聲流體芯片的概念圖，由受正弦信號激勵的壓電換能器振動(dòng)，帶動(dòng)尖銳側邊和尖銳底面微結構振動(dòng)，從而在相應的微結構周?chē)a(chǎn)生微漩渦（如上圖c所示）。在由微漩渦產(chǎn)生的扭矩作用下，最終實(shí)現了細胞的三維旋轉。對應的微流道及微結構尺寸如上圖d-f所示。

細胞三維旋轉作為一項基本的細胞微手術(shù)技術(shù)，在單細胞分析等領(lǐng)域有著(zhù)重大科學(xué)意義和工程意義。本文提出了一種基于聲波驅動(dòng)微結構振動(dòng)誘導產(chǎn)生微聲流以實(shí)現細胞搬運及三維旋轉的簡(jiǎn)單有效的方法。細胞旋轉的方向和轉速均可以通過(guò)施加不同頻率和電壓來(lái)實(shí)現。本研究以單細胞為操作對象，以微流控芯片為手段，以高通量全自動(dòng)化多功能微操作為目標，為促進(jìn)我國在微操作技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展以及生物醫學(xué)工程交叉學(xué)科的革新，進(jìn)一步為加強我國微納制造水平提供系統性方法。

（BMFnanoArch®S140 System）

了解更多>>>https://www.bmftec。。ｃｎ/links/7