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6月13日，科技日報記者獲悉，中國科學院深圳先進技術研究院(以下簡稱深圳先進院)鄭海榮研究員團隊開發出一種相控陣全息聲鑷操控技術，在生物體及血流中成功實現了對含氣囊細菌群的無創精準操控和高效富集，在動物模型中實現了腫瘤靶向治療應用。相關研究論文發表在國際期刊《自然·通訊》上。
“相較而言，基于高頻聲波梯度聲場設計的聲鑷在生物體中具有作用力大、穿透性強、操控通量高和無須標記等獨特優勢。”論文通訊作者鄭海榮表示，如果能運用聲學的方法，不需要介入手段，就能“隔空”，將藥物和治療細胞精準運送到生物體病灶部位，解決臨床治療的一大難題。
對此，團隊提出并構建了可編程相控陣全息聲鑷理論、技術和儀器體系，為生物體等復雜環境下的精準聲操控奠定了基礎。
“相控陣全息聲鑷儀器系統基于高密度面陣列換能器產生可調諧三維體聲波，通過對空間聲場在活體血管內等復雜環境中的時空精準調控，可成功操控含氣囊細菌團簇，使其精準地移動到目標區域并發揮治療功能，有望為腫瘤的靶向給藥和細胞治療等提供一種理想手段。”鄭海榮介紹。
在此系統中，團隊開創性地利用時間反演矯正聲波穿越非均勻介質產生的畸變，將超聲成像與三維聲操控相結合，實現了非透明非均勻介質中三維聲鑷的自導航，率先突破了復雜環境中聲操控面臨的瓶頸問題；同時，推動了二維高密度超聲換能器陣列的微型化，融合顯微成像，初步實現了細胞、微生物等的離體三維聲操控驗證。
“通過二維高密度超聲換能器陣列形成的強梯度聲場，就像無形的‘鑷子’，控制細菌精準地按照預設路線，到達病灶部位。”團隊成員馬騰研究員說。
“該研究證明了相控陣全息聲鑷可以作為一種活體內非接觸精準操控細胞的新工具。”鄭海榮表示。
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