中国科学院深圳先进技术研究院(SIAT)Zheng Hairong教授领导的研究小组最近开发了一种新型的声镊-相控阵全息声镊(PAHAT)系统，该系统基于高密度平面阵列换能器，能够产生可调谐的三维体声波。研究人员希望这个系统能实现药理学版的“心灵遥感”。这项研究最近发表在《Nature Communications》杂志上。

由于各种组织、器官、骨骼、血管和血流的特性不同，体内环境极其复杂。如此复杂的环境带来了巨大的挑战:如何使用声学方法来“捕获”细菌，使它们对肿瘤产生治疗效果?                

该团队利用全息声场研究了复杂环境下的动态目标操纵。他们随后开发了高密度超声换能器阵列，这使得产生强大的梯度声场并施加精确的时空控制成为可能。

然后，研究人员利用基因编辑技术在细菌细胞中制造亚微米的气体囊泡，提高它们的声灵敏度。这些基因工程细菌在声场辐射力的影响下形成簇。通过将显微成像与PAHAT相结合，研究人员能够在活小鼠中实现对细菌簇的精确操作，从而展示了一种有希望的靶向药物传递和癌症治疗中的细胞治疗方法。

该研究的共同通讯作者Ma Teng教授说，研究人员可以“精确地控制细菌按照预定的路径到达病灶”，而该研究的共同通讯作者Yan Fei教授说，操纵技术改善了肿瘤内的簇聚集，从而有效地减缓了肿瘤的生长。

Zheng教授说:“PAHAT可以对生物体中的细胞进行精确的非接触操作。与功能性细胞和细胞球体相结合，在免疫治疗、组织工程、靶向给药等领域具有巨大的潜力。”

参考文献:

“In-vivo programmable acoustic manipulation of genetically engineered bacteria” by Ye Yang, Yaozhang Yang, Dingyuan Liu, Yuanyuan Wang, Minqiao Lu, Qi Zhang, Jiqing Huang, Yongchuan Li, Teng Ma, Fei Yan and Hairong Zheng, 6 June 2023, Nature Communications.