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Soft‐Contact Acoustic Microgripper Based on a Controllable Gas–Liquid Interface for Biomicromanipulations

微尺度化学 材料科学 声学 纳米技术 阻力 生物医学工程 机械 物理 工程类 数学 数学教育
作者
Yidi Zhou,Jixiao Liu,Jingbo Yan,Shuxiang Guo,Tiejun Li
出处
期刊:Small [Wiley]
卷期号:17 (49) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/smll.202104579
摘要

The manipulation of microscale bioentities is desired in many biological and biomedical applications. However, the potential unobservable damage to bioparticles due to rigid contact has always been a source of concern. Herein, a soft-contact acoustic microgripper to handle microparticles to improve the interaction safety is introduced. The system takes advantage of the acoustic-enhanced adhesion of flexible gas-liquid interfaces to capture-release, transport, and rotate the target, such as microbeads (20-65 µm) and zebrafish embryos (from 950 µm to 1.4 mm). The gas-liquid interface generated at the tip of a microcapillary can be precisely controlled by a pneumatic pressure source. The gas-liquid interface oscillation excited by acoustic energy imposes coupled radiation force and drag force on the microparticles, enabling multidimensional movements. Experiments with the microbeads are conducted to evaluate the claimed function and quantify the key parameters that influence the manipulation result. Additionally, 250 zebrafish embryos are captured, transported, and rotated. The hatching rate of the 250 manipulated embryos is approximately 98% similar to that of the nonmanipulated group, which proves the noninvasiveness of the method. The derived theories and experimental data indicate that the developed soft-contact microgripper is functional and beneficial for biological and medical applications.
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