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2026 article

Green staggered traveling-surface Rayleigh acoustic wave microchips for additive-free cell lysis

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7Institutions déclarées
3Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : us, cn, pk. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Efficient coupling between acoustic fields and fluid microenvironments is crucial for advancing applied physics and microfluidic engineering in advanced biomedical, environmental sustainability, and broader industrial applications. Harnessing such interactions for biological processing enables the precise, contactless, and tunable control of cell membrane disruption, facilitating reagent-free, contamination-minimized lysis. However, existing acoustic lysis devices are faced with challenges of limited efficiency and intricate structures. To overcome these limitations, we developed a staggered traveling-surface Rayleigh acoustic wave (STRAW) microchip for additive-free cell lysis. The device consists of a LiNbO 3 substrate patterned with two sets of interdigital transducers and a circular polydimethylsiloxane ring for confining cell suspension. We constructed a mathematical model for the STRAW-induced mechanical effects and optimized the alignment of interdigital transducers via theoretical modeling and finite-element analysis to maximize torque and acoustic streaming. The proposed STRAW-based platform showed over 95% lysis efficiency within 30 s for MC3T3-E1 mammalian cells, Gram-negative Escherichia coli , and Gram-positive Staphylococcus aureus . Thus, the developed design enables additive-free, structurally straightforward acoustic lysis with demonstrated compatibility across the tested cell types. Beyond basic lysis, this universal platform can be used in point-of-care diagnostics and food and environmental safety monitoring. This work illustrates how fluid structure–wave interactions may inform fluid mechanics and applied physics within a high-performance, low-complexity microfluidic system, paving the way for the widespread integration of STRAW-induced acoustic streaming in diagnostics, industry, and research.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Green staggered traveling-surface Rayleigh acoustic wave microchips for additive-free cell lysis 基于交错型声表面瑞利行波的绿色无添加微流控细胞裂解芯片
Date Crossref
01/05/2026
Éditeur
Zhejiang University Press
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

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