基于声表面波的微粒图案化操控技术仿真设计方法研究
作者:
作者单位:

中北大学 省部共建动态测试技术国家重点实验室,山西 太原 030051

作者简介:

曹建玮(1998-),男,山西省朔州市人,硕士生。通信作者:王红亮(1978-),男,教授,博士生导师。

通讯作者:

基金项目:

山西省基础研究计划项目(20210302123034)

伦理声明:



Research Progress of Patterning Manipulation of Biological Particles Based on Surface Acoustic Waves
Author:
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Affiliation:

State Key Laboratory of Dynamic Measurement Technology, North University of China, Taiyuan 030051 , China

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    摘要:

    基于声表面波(SAW)的微粒操控技术因具有结构简单、生物相容、非侵入、可扩展和多功能等特性而成为操纵微/纳米颗粒/细胞群的重要工具。基于此类生物医疗领域的需求设计了一种由四组均匀叉指换能器组成的SAW微粒操控器件,通过建立三维有限元模型对声表面波器件进行仿真分析并得到了多种不同的声压场图案,再使用COMSOL软件的粒子追踪模块进行仿真,验证了粒子在各种声压场下都可以排列成对应图案。该设计方法有望在组织工程、体外细胞研究、创建3D仿生组织结构等方面得到应用。

    Abstract:

    Surface acoustic wave (SAW)-based manipulation of particles is an indispensable tool to manipulate micro/nanoparticle/cell populations owing to its structural simplicity, biocompatibility, non-invasiveness, scalabili ty, and versatility. This paper presents a design method of a SAW-based particle control device containing two pairs of uniform interfingered transducers. A three-dimensional (3D) finite element model is established to simulate and analyze the SAW device, and various sound pressure field patterns are obtained. The particle tracking module of COMSOL software was used to simulate and verify that the particles can be arranged into patterns under various sound pressure field patterns. The proposed design is expected to be applied in tissue engineering, in-vitro cell re search, creating 3D bionic tissue structures, and other applications.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

曹建玮,王红亮.基于声表面波的微粒图案化操控技术仿真设计方法研究[J].压电与声光,2024,46(6):884-889. CAO Jianwei, WANG Hongliang. Research Progress of Patterning Manipulation of Biological Particles Based on Surface Acoustic Waves[J]. PIEZOELECTRICS AND ACOUSTOOPTICS

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  • 收稿日期:2024-06-28
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  • 在线发布日期: 2023-11-06
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