【综述】基于声表面波（SAW）微流控技术的粒子操控

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基于声表面波（SAW）的微流控芯片可在微纳尺度下精确操控粒子和细胞，适用于包括泵送、混合、分选和分离在内的粒子操控。本综述中，作者对基于 SAW 的微流控芯片在微纳粒子操控方面的最新进展进行了概述和探讨，深入讨论了芯片叉指换能器（IDT）设计、材料、制造技术、微流控通道特性以及 SAW 工作模式。SAW 微流控芯片主要基于铌酸锂（LiNbO₃）压电基底和其表面的叉指换能器（IDT），具有多种波长、微通道尺寸和换能器配置，可用于不同的流体操控，如混合、分选和分离等，实现不同尺寸范围内粒子准确分选，已成功应用于医学诊断和环境监测等实际领域。此外，文中还探讨了基于 SAW 的微流控技术的发展趋势、挑战及潜在的改进方向。

1. 引言

粒子和细胞操控在医疗、生物技术和环境科学等多个领域具有重要应用。微流控粒子操控技术可大致分为被动式和主动式，被动式技术利用流体本身特性和流体动力对粒子和细胞进行操控，设备设置相对简单。相比之下，主动式技术则依赖于外部场（如磁场、光场、声场、电场和热场）来对粒子和细胞进行控制，具有更高的灵活性、准确性和通量。

声学技术具有低能耗、高通量、无需标记、非接触和非侵入性的特点，这些优势促进了声学技术与微流控技术的融合，由此产生了声流控技术。声流控技术基于粒子或细胞的尺寸、密度或机械特性（如可压缩性或可变形性）在微米或纳米尺度上进行粒子和细胞操控，具有高分离精度、低功耗、低样品体积需求等优势，因此，声流控技术在近期的研究中已被广泛应用于流体操控以及微米和纳米粒子的操控。除上述应用外，声流控器件在微流控技术中作为传感器也具有巨大潜力。声波与介质的相互作用可用于高灵敏度地检测物理化学性质，如质量、粘度、密度和生物分子浓度。声流控传感器通常在约 100 MHz 至超过 10 GHz 的频率范围内工作，可通过测量压电基底表面变化引起的波速衰减来输出结果，使其成为生物传感、化学反应监测和病原**测的理想选择。

在声流控技术中，流体和粒子通过声波进行操控，根据声波产生原理和传播方式主要分为体声波（BAWs）和声表面波（SAWs）。两者均基于压电基底材料传播，但 BAWs 在整个基底材料厚度上传播，而 SAWs 则仅限于基底表面传播，且能量损失极小。因此，与基于 BAWs 的平台相比，SAWs 微流控平台通常仅需更少的能量即可达到相同的声学效果。此外，BAWs 适用于操控较大的粒子，而 SAWs 则允许在微米和纳米尺度进行精确操控，具有高空间分辨率。通过调控 SAWs 的频率和振幅，可以在粒子或细胞上施加局部声力，从而在微流控通道内实现精确操控和分选。

粒子大小是决定操控特性的关键因素，较大的粒子（10-100 µm）更容易受到声力的影响，适合在微流控通道内进行高效的捕获、分离和浓缩。例如，多数生物细胞（5-50 µm）可以采用声流控器件进行有效操控。在医疗应用中，如血细胞（6-8 µm）和外泌体（30-150 nm）等粒子需要更精确的操控策略。声流控器件可以选择性地操控特定大小的粒子，从而实现基于尺寸的精确分选。

近期，基于声表面波（SAW）的微纳颗粒操控技术取得了显著进展，大幅提升了声学技术在纳米尺度上操控颗粒的精度和效率。高频声表面波的开发以及倾斜角声表面波（taSAWs）的应用，对更小颗粒（如纳米颗粒和外泌体）的操控更为有效，在微流控通道中能够以更低的能耗和更高的空间分辨率，进行颗粒分选、捕获和富集。尽管取得了上述进展，但仍面临若干挑战，例如，在复杂流体中操控纳米颗粒仍可能导致颗粒聚集或处理效率低下，同时，将 SAW 器件规模化以应用于高通量场景仍存在困难。此外，实现对多种不同类型颗粒的选择性和精确操控，也面临挑战。

本文全面回顾了基于声表面波（SAW）的微流控器件用于操控微/纳米级颗粒或细胞的研究，文中重点突出了 SAW 的类型、通道设计和芯片特性，以及它们在微/纳米尺度上的应用。聚焦于 SAW 芯片叉指换能器（IDT）工作原理，详细阐述了流体中粒子受到的作用力，阐明了其在 SAW 芯片微通道中的行为模式。此外，文中对多种 SAW 芯片及其成果进行了全面分析，并讨论突出了未来 SAW 芯片需要改进的方向。

2. 声表面波（SAW）工作原理

下图所示为一种基于 SAW 的微流控细胞分选装置， SAW 由在压电基底铌酸锂（LiNbO₃）表面沉积叉指换能器（IDT）触发。当向叉指换能器电极施加交流信号时，会产生振荡电场，该电场导致压电基底发生形变，在其表面产生声波。基底材料应具有高的机电耦合系数，以便能够将机械形变转换为电荷或将电荷转化为机械形变。

石英、铌酸锂（LiNbO₃）和钽酸锂（LiTaO₃）等晶体作为 SAW 芯片的基底材料，它们的晶体结构允许对声波的传播进行精确控制，从而在传感器和驱动器等应用中实现高效运行和精确传感。例如，128° YX 铌酸锂（LiNbO₃）常用于 SAW 器件中，其各向异性有助于高效生成和传播表面声波。根据声振动模式和边界条件，SAW 器件可以产生不同类型的弹性波，如瑞利波、兰姆波、乐甫波和水平剪切波。当 SAW 器件被设计用于液体中的驱动（如聚焦、分选和分离）时，瑞利波最为常见，瑞利波的特点是颗粒运动包括纵向和横向分量，导致其在基底深度方向上呈椭圆运动。当这些波遇到液体时，会在基底表面以瑞利角发生折射形成泄漏声波，这在液体中表现为声压，并会诱导出声流。

叉指换能器（IDT）材料和配置的选择显著影响 SAW 的传播模式，进而决定了器件的性能。需要考虑的关键参数包括波传播速度、耦合系数、基底厚度、指宽以及指间间距、指对数和总长度。下图展示了一种均匀分布的单电极 IDT，其指宽和指间距相等，对应于波长的 1/4。

传播速度和耦合系数取决于所选用的材料。叉指换能器（IDT）的指宽和指间间距，决定了波的周期，进而决定了 SAW 的波长 λ，而波长与频率 f 成反比。等式（1）展示了这些物理量之间的关系：

其中，v（m/s）是压电基底中的声速，f（Hz）是 SAW 的频率。因此，指宽增加意味着波长变长，从而导致相应的工作频率降低。

使反射最小化对于能量传递和信号传输至关重要，而当叉指换能器（IDT）的阻抗与声波传播介质的阻抗不匹配时，就会发生反射。通过增加指间间距，可以减小阻抗不匹配，从而降低反射。此外，当向 IDT 中设置更多的指时，声波源的数量也会增加，这量导致更多的波前干涉，整体上 IDT 产生的声信号振幅。

除上图或下图 a 所示电极方案外，如下图 b-e 所示，为了在不同环境和目标下实现精确控制，研究人员已经探索了其他设计，包括浮置、调频、倾斜和聚焦叉指换能器配置。

• 浮置叉指换能器

如上图 b 所示，其设计与单电极设计类似，但增加了额外的浮置电极。与主电极不同，浮置电极不连接任何电势，也不参与波的产生。相反，它们的目的是通过降低电极电阻、减少寄生电容、改善波传播以及提供更好的阻抗匹配使插入损耗最小化。这些优势使得器件内部能够实现更高的频率，从而提高精度。此外，由于电极更宽，它们还提供了更低的电极电阻，并且由于金属化比率的增加，能够更有效地激发高次谐波。

• 调频叉指换能器

如上图 c 所示，调频叉指换能器的设计涉及改变叉指电极的宽度和间距，以允许生成多个谐振频率，并实现对传播特性的精确控制。调频叉指换能器具有多个优势，包括能够补偿由基底材料或器件几何形状引起的分散效应。这种设计在制造过程中需要先进的光刻技术和精确的工艺控制参数。甜品叉指换能器以及倾斜叉指换能器在操纵静止流体中的单个粒子方面特别有效，通过改变频率可以精确控制声压节点的位置，从而实现粒子的精确移动。

• 倾斜叉指换能器

类似调频叉指换能器，在倾斜叉指换能器中，输入信号可以在一定频率范围内进行调谐。如上图 d 所示，倾斜叉指换能器的特征是换能器一侧的电极指间间距逐渐减小或增大形成锥形形状。通过控制叉指换能器的角度并优化倾斜几何形状，可增强的波传播特性，包括增加波速、减少色散以及提高信噪比等。

• 聚焦叉指换能器

如上图 e 所示，聚焦叉指换能器采用弯曲电极将声能集中聚焦在一个很小的焦点上。对声能分布的精确控制，使得聚焦叉指换能器相比均匀叉指换能器能够实现更高的分辨率和灵敏度，适合用于精确操纵粒子或细胞。

上述叉指换能器（IDT）类型的选择，取决于微流控设备的具体性能标准和操作需求。SAW 通常存在两种不同的工作模式：行波声表面波（Traveling Surface Acoustic Wave, TSAW）和驻波声表面波（Standing Surface Acoustic Wave, SSAW）模式。如图下 a 和 b 所示，在 TSAW 模式中，单个叉指换能器（IDT）接收到电信号时，会在基底表面产生行波。而在 SSAW 模式中，两个相对的叉指换能器（IDTs）接收到相同的输入信号，产生两个反向传播的行波并形成驻波场，其特点是存在压力波节（压力振幅最小的点）和压力波腹（振幅最大的点）。

3. 微流控中的声学驱动

近年来，SAW 技术在微通道或腔室内操纵流体和悬浮颗粒方面的应用显著增加，在微纳米颗粒分选和分离方面，SAW 技术展现出了诸多优势。基于 SAW 的微流控系统无需标记即可实现高精度颗粒操控，同时，其非接触式操作可防止颗粒受到物理损伤。SAW 技术的多功能性允许基于多种标准，如尺寸、密度等进行颗粒分选，此外，基于 SAW 的微流控系统具有批量生产的潜力，使其成为研究和工业中各种应用的有前景的工具。

下图展示了两种不同配置的基于 SAW 原理的微流控芯片，及其各自对微珠的操控效果。该芯片具有沉积在压电基底顶部的金属电极（叉指换能器，IDT），此外还设置了微流控通道，使得流体流动方向与 SAW 的传播方向垂直。微通道的材料尺寸和几何形状显著影响着声流体平台的性能，在基于 SAW 的微流控芯片中，用于制造微流控通道的最常用材料包括聚二甲基硅氧烷（PDMS）、聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）、玻璃和硅。

在驻波声表面波（SSAW）系统中，通道宽度与 SAW 的波长匹配至关重要，其决定了通道内的压力节点数量。例如，如果通道宽度接近波长的一半，那么通道中心将会存在一个压力节点。与被动微流控技术不同，SAW 的操作不需要复杂或精细的通道设计，其通常采用具有多个入口和出口的简单直线型配置，其中多个入口孔设计为了实现鞘流，防止粒子向微通道侧壁靠近。

通过调整叉指换能器（IDT）和流道设计参数，以匹配目标颗粒的特征尺寸，可提高微流控分选和分离效率、分辨率和通量。为了方便理解系统中相互作用，有必要探讨 SSAW 和 TSAW 技术中所涉及的力。

控制方程

用于描述基于 SAW 的微流控设备的控制方程涵盖了压电学、声波传播以及微流控环境下的流体动力学的基本原理。首先，压电效应是产生 SAW 的基础。压电学的本构方程涉及机械应力、应变、电场和电位移之间的关系，对于理解这一过程至关重要。考虑线性压电效应时，应力张量和电位移方程（分别为方程 2 和 3）通常表示为：

其中， 为恒定电场下的刚度张量， 和 分别为应变张量和应力张量的分量， 为电场， 为恒定应变下的介电常数张量。其次，声波传播描述了产生的 SAW 如何沿着压电材料的表面传播，并与微流控通道中的流体相互作用。在这种多物理场问题中，亥姆霍兹波动方程中的声压振幅是由压电问题方程输出的压力得出的。流动和颗粒行为对于理解微流控设备中用于操纵细胞的机制至关重要。声波在水中的声压分布可被视为由亥姆霍兹波动方程控制的谐波问题：

其中，pa 是声压振幅，ω 是角频率，ua 是介质中的声速。

最后，微流控中的流体动力学涉及流体在声波（即其声压场）影响下的行为。对于牛顿流体，纳维-斯托克斯方程（方程 5）与连续性方程（方程 6）是描述流体运动的基本方程，方程分别体现了动量和质量的守恒定律：

对于不可压缩流体，该方程可简化为：

方程 5 至 7 中，ρ 代表流体密度，v 代表流体速度，p 代表压力，μ 代表动力粘度，f 代表体积力，如由声流引起的力。

当微流体中的颗粒暴露于驻波声表面波（SSAW）时，它们会与周围介质发生复杂的相互作用，并受到两种主要力的作用：由声流流动引起的拖曳力（Fd）和声辐射力（Fr）。拖曳力（Fd）的计算源于斯托克斯定律，该定律描述了低雷诺数下小球形颗粒在粘性流体中运动时所受到的拖曳力：

其中，μ 是流体的剪切粘度（Pa·s），R 是球形颗粒的半径（m），v 是颗粒相对于流体的速度（m/s）。在驻波场中，作用在球体上的声辐射力的大小由以下公式给出：

其中，p₀ 是声压（Pa），Vₚ 是颗粒体积（m³），βf 和 βp 分别是流体和颗粒的压缩性（Pa⁻¹），ρf 和 ρₚ 分别是流体和颗粒的密度（kg/m³），λ 是波长（m），k 是波数（m⁻¹），x 是到压力节点的距离（m），φ 是声对比系数。下图展示了行波驻波声表面波（SSAW）微流控系统中所涉及的作用力。

由方程 9 和 10 可知，φ 声对比系数受到颗粒及其周围介质的密度和压缩性的共同影响。然而，φ 的重要性在于它决定了声辐射力（Fr）的方向，进而决定了颗粒的运动方向。正 φ 会导致颗粒被吸引向压力节点，而负 φ 则会使颗粒向波腹移动，大多数细胞和颗粒在水溶液中表现出正的 φ。

此外，颗粒尺寸与流体波长的相对大小决定了哪种力起主导作用。当颗粒周长小于流体波长时，颗粒主要受到由声流流动引起的拖曳力（Fd）作用。相反，如果颗粒周长超过流体波长，声辐射力（Fr）则成为主导力，推动颗粒运动。随着颗粒直径减小到纳米级别，声辐射力的衰减速度超过了流体粘性力的衰减速度，给 SAW 精确操控纳米颗粒带来了挑战。因此，每种作用力对颗粒的影响取决于颗粒的大小、密度和压缩性，凸显了颗粒特性与声学环境之间复杂的相互作用。

如下图所示，行波声表面波（TSAWs）也可以通过类似的力在微流控系统中操控颗粒。与驻波不同，行波会使颗粒轨迹发生偏转，但不会形成明显的压力节点模式场。TSAWs 通过从波到颗粒的动量传递对悬浮颗粒施加力，随着行波在流体介质中传播，它将动能传递给颗粒，使颗粒受到使其轨迹发生偏转的力。这一作用力的大小和方向取决于多种因素，包括颗粒的特性（如大小和密度）以及波的特性（如频率和振幅）。TSAWs 主要应用包括微流控混合、浓缩、图案化和传输。虽然 TSAWs 和 SSAWs 都可以利用声流和声辐射力来操控颗粒，但具体的机制和结果可能因波的类型和微流控设备的设计而异。理解颗粒特性与声学环境之间这些复杂的相互作用对于优化基于表面声波的微流控系统以及推进纳米颗粒操控技术至关重要。

4. 讨论
4.1 材料与制备

尽管文献报道了适用于声波驱动应用的不同材料，但所有器件都采用了相同的压电基底材料铌酸锂（LiNbO₃）。用于 IDT 的金属材料各不相同，其中铬（Cr）、金（Au）、铝（Al）、钛（Ti）和银（Pt）是最常见的材料。此外，Cr/Au 混合物（比例为 1:10 和 2:8）尤其普遍。在大多数研究中，IDT 和通道的制备工艺非常相似，典型的制备工艺包括使用光刻技术和电子束蒸发技术，将 IDT 材料图案化和沉积到基底上，随后进行剥离工艺。在 IDT 设计方面，单电极设计（指宽和间距为 SAW 波长 1/4）是主流配置。这种配置因其制备工艺简单而受到青睐，在微米级目标的操控方面表现出良好的效果。

4.2 微流控组件

微流控组件使用聚二甲基硅氧烷（PDMS）作为通道制备的主要材料，采用标准软光刻和模具复制工艺。PDMS 具有优异化学和机械特性，例如其光学和声学透明性（可最大程度减少能量损失）、柔韧性（可实现复杂的通道设计）、生物相容性以及适合快速开发原型的特点。此外，Zhao 等人采用了一种不同的方法，将软 PDMS 和硬 PDMS 混合，以提高向微流控领域的声波传输效率。数值模拟表明，这种混合硬/软 PDMS 通道的声压传输效率大幅提高，从标准软 PDMS 通道的 61.9% 提升至 92.1%。Mao 等人研究了硅和 PDMS 窄通道在细胞分离中的性能。为了研究壁效应，他们采用这两种材料，在通道和流体之间产生不同的声阻抗对比。与 PDMS 相比，使用硬材料（如硅）时，声阻抗对比更高。

如下图所示，在文献报道的研究中常见带有两个或三个样本和鞘流入口，以及与粒子分离尺寸范围对应的两个或三个出口。不同研究中通道尺寸（高度和宽度）存在差异，流速方面无一致的规律，从 0.04 µL/min 到 50 µL/min，以及从 0.33 mm/s 到 83.3 mm/s。然而，在大多数设备中，鞘流入口处的流速明显高于样品入口处，而样品入口需要较低的流速，以有效驱动微米或纳米颗粒。从已报道的研究工作来看，典型的设备由一条微流控通道与压电基底封装。此外，部分作者开发了可拆卸的声流体平台，该平台允许在重复使用表面声波（SAW）芯片的同时更换通道。

4.3 SAW工作模式
针对 43 项相关文献研究统计显示，有 24 项采用了驻波声表面波（SSAW）工作模式，其中包括 7 项采用倾斜角度 SSAW（taSSAW）的研究、5 项采用相位偏移 SSAW 的研究、2 项采用 SSAW 兰姆波的研究，以及 1 项采用级联 SSAW 的研究。相比之下，行波声表面波波（TSAW）在 17 项研究中得到应用，其中 1 项采用了倾斜角度 TSAW（taTSAW）。值得注意的是，如下图所示，其中 1 项研究中的 SAW 芯片采用了一对叉指换能器（IDT）来产生 SSAW，而 TSAW 则由另一个不同的 IDT 产生。
在常规配置中，波的传播方向与通道中的流体流动方向垂直。如下图所示，在 taTSAW 或 taSSAW 设备中，IDT 相对于流动方向存在一个微小角度。这种在聚焦和分离设备中常用的技术通过将 IDT 倾斜 5 至 15 度来提高灵敏度和效率。通过这种方式，声波会产生倾斜的压力节点线，从而增加悬浮颗粒的迁移距离。此外，研究表明，倾斜角度设备可以减轻无回声角区域问题。该现象通常出现在通道入口附近、沿通道壁处，此处流动强烈，且波反射导致声学力较低。因此，部分颗粒可能会偏离预定路径，被推向通道壁，而不与压力节点和反节点对齐，从而影响颗粒分选和分离过程的有效性。
相位偏移 SSAW 技术通过调整一对 IDT 之间输入信号的相位差来操纵微流控通道中的压力节点位置。这有助于精确控制颗粒或细胞的位置，在 3D 捕获、颗粒分选和分离等领域具有应用价值。与 taSSAW 类似，这种方法也能够在较长距离上实现颗粒的移动，可能超越传统 SSAW 系统的限制，传统 SSAW 系统的移动距离通常被限制在 SAW 波长的四分之一以内。
Ng 和 Neild 采用的方法是在通道长度方向上依次设置多对独立工作的 IDT。这种配置导致压力节点存在轻微的水平偏移，从而产生多条颗粒轨迹。通过级联 SSAW 方法，作者成功地将 5 μm 颗粒分选到四个不同的出口，使用了不同的驱动组合。

4.4 工作波长范围

行波声表面波（TSAW）器件的工作波长在数十微米范围内，而驻波表声表面波（SSAW）研究的工作波长通常在数百微米范围内，这使得工作信号频率降低，简化了相关电子设备。因此，TSAW 器件中表面声波的工作频率通常在数百兆赫兹范围内，而 SSAW 研究的工作频率则在数十兆赫兹。

4.5 应用

基于 SAW 的微流控装置最常见的应用是按尺寸对微尺度生物颗粒进行分离。然而，部分文献聚焦于按密度进行分离，对于尺寸非常相似的目标颗粒，这是一种有效的方法。

如下图所示，Nguyen 等人和 Guo 等人的研究因具备 3D 细胞操控能力而脱颖而出，与大多数设备主要进行水平控制的情况形成鲜明对比。这两项研究都专注于在封闭环境中精确控制单个细胞或细胞群，并且是在静态样本而非连续流动的条件下进行实验。为实现这一目标，他们设计了带有两组正交叉指换能器（IDT）的设备，并利用 SSAW 声波场和相位偏移将细胞重新定位到特定坐标位置。

根据统计，文献中超过 90% 的研究最初都使用聚苯乙烯（PS）微球进行测试。这些微球因其尺寸、形状标准化且易于获取，常被选为测试和概念验证的标准模型颗粒。它们在微流控系统中易于操作，简化了实验装置和操控流程。此外，使用 PS 微球获得的结果为比较不同微流控设备和实验技术的性能提供了有价值的参考点。研究人员在将微流控平台应用于更复杂的生物样本之前，先用 PS 微球进行验证，以确保实验结果的可靠性和可重复性。文献中报道的研究表明，使用颗粒和细胞获得的结果具有良好的一致性。

4.6 准确性和效率
通过比较本综述中展示的结果可以发现，研究人员对于哪种 SAW 能提供更好的准确性和效率，以及最佳的叉指换能器（IDT）设计和配置，尚未达成明确共识。设计更复杂的叉指换能器，如调频型、倾斜型（下图）和聚焦型叉指换能器，常被用于产生更高效的行波，在聚焦和分选微纳米甚至纳米颗粒方面取得了非常好的效果。而简单的单电极设计被广泛用于产生驻波声场，相关研究通过改变 SAW 工作模式（包括倾斜角度和相位偏移），实现所需的压力节点和反节点分布。

行波声表面波（TSAWs）主要用于混合、分选和分离操作，而驻波声表面波（SSAWs）的应用范围则更为广泛。除了与 TSAWs 共有的应用外，SSAWs 还能实现精确捕获，甚至可进行 3D 操控。

4.7 其他考量因素

虽然本综述未涉及，但已有大量数值模拟工作被报道，且这些工作与该领域高度相关。这些研究提出了数值模型（例如，基于有限元或有限体积法的模型）及其模拟结果，用于预测波、流体和悬浮颗粒的行为，从而能够在无需实际制造和实验的成本与精力的情况下，对各种配置进行测试。上述模拟结果往往与实际情况高度吻合，可为优化设备提供参考。

5. 结论与未来展望

近年来，得益于 SAW 技术在微纳米尺度上操控颗粒和细胞的独特能力，基于 SAW 的微流控领域取得了显著进展，微加工技术的突破也进一步推动了这一进展。作者深入探讨了基于 SAW 的微流控设备中采用的设计、配置和方法，有助于获得有关材料、制造技术以及叉指换能器（IDT）和通道设计与配置趋势的宝贵见解。

在微流控通道内操控微纳米颗粒的最优 SAW 技术和设备设置方面，目前尚无共识。比较各种技术并分析其优势和局限性，对指导未来的研究工作发挥重要作用，有助于探索新的应用领域，并促进将实验室研究成果转化为针对医疗、环境和生物技术领域实际挑战的实用解决方案。

展望未来，SAW 设备有望在各领域微流控芯片中发挥作用，包括临床诊断、实验室研究、食品安全和环境监测，该技术能够在即时检测应用中实现对小目标的精确、高通量和连续操控以及多模式操作。

无需接触即可操控生物体的能力正逐渐受到关注，对于单细胞分析和运动生物体成像等具有重要意义。此外，研究表明，活细胞会根据其生理状态对 SAW 刺激作出不同的反应，这在免疫治疗应用甚至生育治疗中可能具有实用价值。

探索开发将目前单独进行的多种应用集成于一体的声流控平台尤为具有价值。例如，利用 SAW 技术在单个微流控平台上操控和感知细胞。此外，基于 SAW 的微流控技术的未来在与其他技术（如磁性、光学、化学以及人工智能方法）的融合，将会催生新的多学科技术和治疗策略。制造技术的进步，如 3D 打印和软光刻技术，可以降低基于 SAW 的微流控设备的生产成本。这将使该技术在研究和临床环境中得到更广泛的应用。