在生物医学领域，研究人员每天面对的都是细胞、外泌体等生物颗粒，有大量 “操控生物颗粒” 的需求。操控生物颗粒就像指挥军队作战，需要一系列安全性、效率、灵敏度和准确性都很高的操控工具。
声镊技术是一种利用声波来移动和操控细胞或微小颗粒的技术，它对各种生物颗粒具有很高的生物安全性。声镊研究报导最早可以追溯到 1982 年。
“在过去的十年，声镊技术得到了快速发展并逐渐成熟，且不断展示着其在生物医学领域的应用能力。这项新技术已经在单分子、单细胞、液滴、纳米颗粒等操控上显示出无与伦比的优势。” 武汉欧必诺生物科技有限公司的联合创始人杨欣告诉生辉。
据了解，欧必诺由杨欣、许怡然、孙超、武震林等 4 位海归学者联手创立于 2019 年，总部位于武汉，是全球首批声镊技术平台之一。欧必诺通过声镊技术赋能生命科学仪器，致力于不断提高生命科学研究、创新药物研发、个性化精准诊疗的质量与效率。目前，其开发的单细胞操控仪已提供给客户试用。
在日前举办的《麻省理工科技评论》中国・第二届生命科学创业大赛中，欧必诺生物被授予 “年度新锐奖”。
▲图丨杨欣（来源：受访者提供）
系全球首批声镊技术平台之一同声镊技术类似，“通过非接触的方式来操控生物颗粒” 的技术还包括光镊、电镊、磁镊技术等，其中最知名的是光镊技术。
1986 年，物理学家阿斯金开始研究光学镊子技术，此后该技术迅速被用作生物学、化学和物理学中的宝贵工具。2018 年，光镊技术以黑马之势夺得诺贝尔物理学奖，名扬天下。
不过，从实际应用来看，光镊技术设置的限制颇多。
传统的光镊需要复杂的光学器件，包括高功率激光器和高数值孔径透镜，导致光镊技术解决方案的系统复杂度和成本都非常高，且光镊需要很高的能量而有可能对生物样品造成损害。
另一个不能忽略的不利因素是，目前这些技术仍基本被西方公司垄断。
为了填补光镊技术的缺陷，提高无接触粒子操控技术的可及性和多功能性，声镊技术得到迅速的发展。
与光镊技术相比，声镊技术自身的优势如下：其一，成本低；其二，生物安全性或者生物兼容性更好；其三，以声镊技术作为核心器件的系统，其集成的复杂性更低、稳定性则更高。
“B 超、彩超等检查在临床上的应用已有几十年，且孕妇也可以使用，这正彰显了声波是一种非常温和的能量形式。” 杨欣说道。
总的来说，基于超声的声镊技术既能够对各种生物颗粒进行安全有效的操控，又是被人们广泛接受的一种能量形式。
杨欣、许怡然、孙超、武震林等 4 人看到了声镊技术的巨大潜力，由此打造了全球首批声镊技术平台之一。
（来源：受访者提供）
杨欣在求学阶段的研究内容一直围绕着医学超声，他的博士生导师 Peter Wells 院士，是超声手术和超声功率测量仪器以及二维关节臂超声通用扫描仪和水浸式超声乳腺扫描仪的鼻祖和研制者。2012~2021 年，杨欣就职于卡迪夫大学，之后离职回国。
许怡然曾领导两家公司上市，在欧必诺负责公司管理和资本运作；孙超曾在全球最大的超声造影剂公司工作，目前是西京医院超声科的一名医生，同时作为欧必诺的科学顾问；武震林曾在 Science 主刊发表论文。
转化落地优势强，单细胞打印机已给客户试用“我觉得，在未来一段时间，声镊技术转化落地的便利性比光镊技术要高。” 杨欣说道。
“对于产业化来说，成本低、复杂度可控，意味着研发速度、迭代速度都能够尽可能提高；另一方面，声镊技术不涉及‘卡脖子’的东西，它所依赖的原材料、加工的工艺、所需的设备，全部都有国产的解决方案。”
“当然，将来国内也可能出现很好的激光器、透镜，但那是另一种情况了。”
（来源：受访者提供）
对于声镊技术应用场景的拓展，杨欣也十分看好。“在科研过程中我们观察到，有一些场景无法依靠现有技术很好地解决问题，或者根本没有对应的解决方案，对此声镊技术可以做出自己的解决方案，且是低成本的。” 杨欣说道。
据他介绍，值得探索的应用场景包括：
其一，单克隆抗体的筛选。声镊技术有潜力替代目前昂贵的光、电镊技术实现单细胞的分离、分选；
其二，微液滴生成与操控。声镊技术可以取代各种微泵。例如，单细胞测序中涉及的微液滴生成，其系统多基于微泵，声镊技术无需再使用微泵而直接生成微液滴，既节省了成本，也降低了系统的复杂程度，大大改善其稳定性。
“欧必诺的第一款产品 —— 单细胞打印机，这是一个利用声镊进行单细胞分选的自动化设备，已经开始给客户试用；另一款产品，纳升级的微量移液系统，比传统微升级的系统还要小两个数量级，现在准备推进到试用的阶段。”
“还有基于声镊技术的外泌体富集仪，目前在给科研院所、企业研发部门使用，或将取代传统的超速离心机。”
传统的离心机是现在富集各种生物颗粒的主要工具之一，它的缺点比较明显，时间特别长、劳动密集型，且不适合于流水线化。
“基于声镊技术的仪器在非常非常短的时间内，如细胞用时为几秒、外泌体和病毒用时为几十秒，即可完成富集，这样既节约时间又降低了成本。”
目前，欧必诺是全球六家以声镊技术为基础的公司之一，声镊技术应用的能力也在逐步显现。“我认为，还有很多声镊可以涉足去实现替换或者改进现有技术方案的领域。”
已收到积极反馈，预计 2~3 年可抢占较大市场“作为第一个吃螃蟹的人”，新的技术需要一个被接受、被认可的过程，也就是教育市场。从我们收到的信息和反馈来看，大家对于新的技术带来的革新，认可度比较高。”
“应用场景多、客户痛点强也是声镊技术发展的有利形势。比如单细胞打印机在抗体发现、细胞系的构建、基因编辑、合成生物学、单细胞组学，还有稀有细胞分离的六大场景都有非常广泛的应用。”
“在新兴的一些市场领域，如合成生物学，声镊技术也能很快地渗透进去，创造出一些解决方案。”
“目前，欧必诺还在爬坡的阶段，包括销量爬坡、市场占有爬坡，要先打造自己的口碑，‘一传十、十传百’才能不断被大家认可。我认为，公司正在研发和推向市场的这几款产品，最快在未来 2~3 年内就会在市场上占有比较大的空间。”
（来源：受访者提供）
杨欣还介绍了公司未来的商业模式，“整体以仪器的销售、与仪器相关的耗材的销售，作为主要的收入来源；也可以与临床做结合，目前正在积极筹备中。”
目前，声镊技术的应用才刚刚开始，覆盖的应用场景主要是研发。“接下来，我们还将不断地展示和挖掘声镊技术在一些解决方案还不够完善的场景内的应用。”
“我相信，声镊技术的发展能够为生命科学研究，比如药物发现、精准诊疗，提供一系列的提高安全性、增加效率、提高灵敏度和准确性的工具，并有效地推进其发展。”
参考链接：
1.https://doi.org/10.1063/5.0134646
2.https://doi.org/10.1016/j.aca.2023.341120
3.https://doi.org/10.1016/j.actbio.2022.07.041
4.https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00005
5.https://en.wikipedia.org/wiki/Peter_Wells_(medical_physicist)
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