（通讯员 李雪 秦咸明）MEMS声表面波镊子是一种多功能、非接触、高生物兼容性的微纳操纵技术。然而，这种技术通常依赖于信号调制来改变声压图案进行有限的目标操作功能，其功能、作用范围、适用目标与操作精度都会受到换能器结构的限制。如何进一步提升声表面波镊子的自由度与可控性，实现对单一目标或集群目标的平移、旋转与团聚等运动状态的精确控制，是实现高实用性、高通用性声表面波操纵系统的关键。

针对上述问题，近日西安电子科技大学机电工程学院/高性能电子装备机电集成制造全国重点实验室王卫东教授团队，联合西安交通大学、香港科技大学、美国密歇根州立大学和中国人民解放军空军军医大学等单位多位合作者，报道了一种面向细胞微纳精准操纵的可移动声表面波镊子系统。相关成果以“Movable Surface Acoustic Wave Tweezers: A Versatile Toolbox for Micromanipulation”为题在Nature旗下期刊《Microsystems & Nanoengineering》上发表。作者团队研发的微操纵平台通过对声表面波场的运动控制，实现了对粒子、液滴、细胞、微生物以及鱼卵等跨尺度（10~1000μm）目标的精准操纵，能够在毫米尺度行程上保证微米级定位精度，并能够实现微尺度目标的平移、面内旋转、面外旋转以及团聚组装等多种操纵功能，以及多功能间切换。在此基础上，作者团队利用微气泡作为次级声源通过散射效应实现了背景声表面波场的局部声能增强，从而实现了对Caco-2与Thp-1等癌细胞的空间选择性操纵与层流内精准收集组装，大大提升了声表面波操纵技术的实用性与可控性。

图1 可移动声表面波镊子系统能够在微米尺度精准绘制出蒙娜丽莎图案

西安电子科技大学华山学者准聘副教授秦咸明为论文第一作者，西安电子科技大学王卫东教授与西安交通大学韦学勇教授为论文的通讯作者，西安电子科技大学为论文第一署名单位。

未来，该研究团队将对此项技术开展深入研究，并发挥可移动声表面波镊子系统多功能的优势，进一步将此系统开发为可拓展仪器平台，实现高实用性、高通用性的声学微纳操纵仪器系统，为癌细胞精准组装、微生物高自由度操纵以及用于药物筛选的体外器官模型构建提供便捷有效的技术手段。

图2 通过微气泡对声表面波场的局部增强效应实现空间选择性癌细胞操纵

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41378-024-00777-3