音響濃縮により、転移性前立腺がんの男性12人中9人で63個のCTC含有細胞クラスターが検出されたが、比較対象のCellSearchシステムは同じ患者の血液でクラスターを1個も検出しなかった(Magnussonら, Analytical Chemistry 2024)。同じ音を利用した手法は、血球の99.999%超を除去したうえで純度98.4%のエクソソームを分離し(Wuら, PNAS 2017)、2024年の音響トラッピング法は、超遠心分離の480分で収率50%だったのに対し、1分で細胞外小胞の収率93%を報告した(Rufoら, Microsystems and Nanoengineering 2024)。速度は依然として未解決の課題だ。ここで報告された最速の音響ソーターは毎秒数千イベントで動作し、市販のFACSを下回る(セクション7を参照)。本稿ではNature Methods、PNAS、Analytical Chemistry、Lab on a Chip、Science Advances、Scientific Reports、Cytotherapy、Clinical Chemistry and Laboratory Medicine、およびEurope PMCに索引されたレビュー論文のデータを集計した。流れるマイクロチャネル内での細胞ソーティングに絞っており、当社の音響浮揚と超音波による粒子操作のまとめより対象が狭い。
本稿全体で使う用語についての注記:「音響ピンセット」とは、音波を使って細胞や粒子に触れることなく押す、捕捉する、またはソーティングするデバイスのことだ。「純度」は回収された出力のうち標的細胞種が占める割合であり、「回収率」(または収率)は入力に含まれる標的細胞のうち出力に到達する割合である。優れたデバイスには両方が必要だ。
主なポイント
- 吸光度活性化音響液滴ソーティングは、回収率98.5%、純度99.9%で1 kHz(毎秒1,000液滴)に達した(Richterら, Lab on a Chip 2022)。
- 傾斜角表面弾性波チップは循環腫瘍細胞サンプルを7.5 mL/hで処理し、従来の約1.2 mL/hから向上した(Wuら, Small 2018)。
- 音響洗浄は赤血球の99%を回収しつつ、2段階ループ洗浄でアルブミンの99%以上を除去した(Sugierら, Cytotherapy 2023)。
- 音響泳動による血漿分離では血漿中の細胞が0.01%未満にとどまり、遠心分離血漿との分析対象物の差は0.84%〜10.50%だった(Nathら, Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025)。
- HeLa細胞の生存率は、音響場オンで90.4%、オフで91.5%だった(Liら, PNAS 2015)。
- 音響濃縮は前立腺がん患者12人中9人でCTC含有クラスター63個を検出し、CellSearchは1個も検出しなかった(Magnussonら, Analytical Chemistry 2024)。
- 統合型音響チップは血球の99.999%超を除去し、純度98.4%、回収率82.4%でエクソソームを分離した(Wuら, PNAS 2017)。
- 振動マイクロバブルアレイは、希釈していないマウス全血から約3分で純度93%のエクソソームを分離したが、従来法では約16時間かかる(Liら, Science Advances 2025)。
- 音響ピンセットは0.01〜10 W/cm2を使用し、光ピンセットの1,000,000〜10,000,000 W/cm2と対照的だ(Ozcelikら, Nature Methods 2018)。
- 画像ベースの音響ソーターは、純度92%超、生存率90%超で毎秒最大400細胞に達した(Nawazら, Lab on a Chip 2023)。
- FACSソーティングは、ソーティングされた細胞で酸化型対還元型グルタチオン比を約7倍に引き上げた(Llufrioら, Redox Biology 2018)。
1. スループット:バルク波、表面波、流量のギャップ
音響流体の分野は2つのデバイス群に分かれ、その違いはまずスループットに現れる。バルク弾性波(BAW)デバイスはチャネル全体を振動させて内部に定在波を作り、表面弾性波(SAW)デバイスは圧電チップの表面に沿って波を送るため、より小さな体積でより細かい制御が可能になる。BAWデバイスは約10 mL/minに達するのに対し、SAWデバイスは1 mL/min未満を処理する(Ozcelikら, Nature Methods 2018)。このまとめにある精度に関する結果の大半はSAWチップから、処理量に関する結果の大半はBAWから得られている。
実用上の基準は採血管1本分である。傾斜角定在SAWチップは患者血液7.5 mLを7.5 mL/hで処理し、標準的な採血管1本あたり約1時間(7.5 mL / 7.5 mL/h = 1 h)に相当する。著者はこれを従来設計の約1.2 mL/hから最大7倍の改善と述べている(Wuら, Small 2018)。臨床での血液処理ははるかに高い水準を求める。アフェレーシスには30〜80 mL/min(HosseinとAngeli, Biophysical Reviews 2023)、すなわち1,800〜4,800 mL/hが必要で、これは7.5 mL/hのチップの240〜640倍に当たる。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 典型的なスループット、バルク弾性波(BAW)デバイス対表面弾性波(SAW)デバイス | 約10 mL/min対1 mL/min未満 | Ozcelikら, Nature Methods 2018 |
| 音響セルウォッシャーAcouWash 2の流量範囲(900 µL/minで流れが不安定) | 100〜900 µL/min | Adlerら, Scientific Reports 2025 |
| 腫瘍細胞分離のスループット、傾斜角SAWチップ、2018年設計対従来設計 | 7.5 mL/h対約1.2 mL/h | Wuら, Small 2018 |
| 音響細胞洗浄、入力流量 | 45 mL/h | Sugierら, Cytotherapy 2023 |
| 幹細胞製品からの神経芽腫細胞の分離、細胞スループット | 100,000細胞/min | Olmら, Scientific Reports 2019 |
| 臨床アフェレーシス(血液成分採取)に必要な流量 | 30〜80 mL/min | HosseinとAngeli, Biophysical Reviews 2023(Zhou・Papautsky 2020を引用) |
背景に関する注記:このセクションのスループットの基準の多くは2023年より前のものであり、2018年の傾斜角SAWの数値はこのデバイス分類で入手できる最新のデータである。2025年のAnalytical Chemistryによる分野のレビュー(Godaryら)は、3〜520 µL/minで動作する音響流体デバイスを1つ挙げており(Mendisら)、アフェレーシスの要件には依然としてはるかに及ばない。
2. 分離の純度と回収率:血液成分と細胞洗浄
音響分離が機能するのは、細胞の大きさ、密度、圧縮率が異なり、音響放射力がそれに応じて細胞を圧力ノードの方へ、あるいはそこから遠ざけるように押すためである。血液成分に関する長年の実績は優れている。赤血球からの血小板の音響分離は、血小板回収率99%に達した(Petersson 2007、Wuら, Microsystems and Nanoengineering 2019に引用)。新しい数値は、この精度が実際の製造や臨床ワークフローでも維持されるかどうかに関わるものだ。
最近の2つの研究は、トレードオフを伴いつつも維持されることを示唆している。細胞治療製造向けの細胞洗浄システムは、1回の通過でアルブミンの最大90%を除去しつつ赤血球の99%を回収し、2段階ループではアルブミン除去率を99%以上に高めて回収率99%を実現した。洗浄した脂肪由来間質細胞では、発現変動遺伝子は2つだけだった(Sugierら, Cytotherapy 2023)。未熟児の採血による失血を減らすことを目指したインライン血漿分離装置は、血漿中の細胞を0.01%未満に抑えたが、遠心分離よりは残存細胞が多かった(中央値は1 µLあたり642個対205個)(Nathら, Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025)。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 末梢血単核球(リンパ球と単球)の分離効率、最大20 µL/minで | 85% | Godaryら, Analytical Chemistry 2025レビュー(Alsvedらを引用) |
| 全血からのリンパ球と単球の濃縮(倍率)と回収率 | 2,800倍;88% | Wuら, Microsystems and Nanoengineering 2019レビュー(Urbanskyらを引用) |
| アルブミン除去と赤血球回収、音響洗浄1回通過 | 最大90%除去;回収率99% | Sugierら, Cytotherapy 2023 |
| アルブミン除去と細胞回収、2段階ループ洗浄 | 99%以上除去;回収率99% | Sugierら, Cytotherapy 2023 |
| ループ洗浄後の間質細胞における発現変動遺伝子数(入力との比較) | 2遺伝子(HES4とMIR-3648-1) | Sugierら, Cytotherapy 2023 |
| 音響泳動分離後に血漿中に残る細胞 | 0.01%未満 | Nathら, Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025 |
| 血漿中の1 µLあたり血小板数の中央値、音響泳動対遠心分離 | 20,477対1,537 | Nathら, Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025 |
| 臨床化学検査結果の差、音響泳動血漿対遠心分離血漿(12項目) | 0.84%(ナトリウム、95% CI 0.48-1.19)〜10.50%(AST、95% CI 5.02-15.99) | Nathら, Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025 |
外れ値に関する注記:Nathらの研究では、音響分離した血漿の遊離ヘモグロビンが遠心分離血漿(0.1〜0.3 g/L)より低く(範囲0.0〜0.2 g/L)、赤血球の破壊(溶血)が少ないことと整合していた。一方で、血小板の持ち越しは明らかな弱点だった。
3. 音響曝露後の細胞生存率
生存率は、音響手法が最も強い主張を展開できる領域である。ソーターの設計、周波数、細胞種を問わず、ここで検討した論文でのソーティング後の生存率は約90%から99%の間にあり、対照実験でも曝露していない細胞と比べて意味のある低下は示されていない。腫瘍細胞分離の研究では、生存率は音響場オンで90.4 ± 4.7%、オフで91.5 ± 7.6%だった(Liら, PNAS 2015)。
より慎重な試験は、生存以外の指標も調べている。2013年の研究では、ミクログリアを最大20 Vpp(ピークツーピークの電圧で、駆動電圧の指標)の1.94 MHzの場に通し、細胞死、アポトーシス、ミトコンドリア機能、炎症反応に有意な変化は見られなかった。細胞が音響場に滞在した時間は約1秒だった(Burguillosら, PLoS One 2013)。最大30分間音響デバイス内に保持した赤血球でも、生存率に変化はなかった(Ozcelikら, Nature Methods 2018)。基礎的な生体適合性研究として入手できる最新のデータは、Burguillosら, 2013である。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| HeLa細胞の生存率、音響場オン対オフ | 90.4 ± 4.7%対91.5 ± 7.6% | Liら, PNAS 2015 |
| ミクログリアの細胞死、未処理の対照対20 Vpp音響処理 | 9.7 ± 5.7%対11.6 ± 6.9%(有意差なし) | Burguillosら, PLoS One 2013 |
| ソーティング後の生存率、音響流体蛍光活性化ソーター(HeLa細胞) | 99.18% | Nawazら, Analytical Chemistry 2015 |
| 正規化生存率、定在波音響蛍光ソーター、未ソーティング細胞との比較 | 94.9 ± 2.0% | Renら, Small 2018 |
| ソーティング後の生存率、集束トランスデューサー搭載の音響液滴ソーター | 93.5% | Zhongら, Small 2021 |
| 2段階音響腫瘍細胞分離後の死細胞対氷上インキュベートした対照 | 3.2%対8.2% | Undvall Anandら, Analytical Chemistry 2021 |
| 音響洗浄後と遠心洗浄後の壊死細胞(放射性標識したマウスT細胞リンパ芽球) | 7% ± 2%対12% ± 3%(P = 0.0093) | Adlerら, Scientific Reports 2025 |
| 6日目のT細胞増殖、音響ソーティング対未ソーティング | 89.8 ± 5.0%対86.7 ± 4.3%(有意差なし) | Olmら, Scientific Reports 2019 |
背景に関する注記:穏やかさは無償ではない。同じ2025年の研究では、細胞の平均回収率が音響ウォッシャーで22% ± 10%、遠心分離機で55% ± 2%だった(P = 0.06、n = 5)。つまり、細胞に優しい手法の方が失う細胞が多かった(Adlerら, Scientific Reports 2025)。
4. 血液からの循環腫瘍細胞(CTC)の分離
循環腫瘍細胞とは血流に放出されたがん細胞であり、数が少ない。通常は血液1 mLあたり1〜100個で、数百万個の白血球の中に紛れている(Liら, PNAS 2015)。音響分離はラベルフリーであり、抗体が表面マーカーに結合することに依存しないため、原理的にはマーカーベースの検査では見逃される腫瘍細胞も捕捉できる。2024年の患者研究は、このまとめの中でそれを裏付ける最も強い証拠である。音響濃縮は転移性前立腺がん患者12人中9人で63個のCTC含有細胞クラスターを検出し、両方の検査を実施した10人全員でCellSearchより多くのCTCを検出した(Magnussonら, Analytical Chemistry 2024)。
限界も明らかだ。患者のCTCの直径は7〜28 µmの範囲で、最小の腫瘍細胞は白血球と重なり失われる可能性があり、コホートも12人にすぎなかった。純度は依然として難しい点である。2段階BAW法は白血球を459 ± 188倍に減少させたが、生存がん細胞の回収率は42%だった(Undvall Anandら, Analytical Chemistry 2021)。ここでのリキッドバイオプシー手法に関する情報は技術的なものであり、臨床上の助言ではない。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 添加がん細胞の回収率、傾斜角SAW(白血球除去約90%) | 83%超(83%〜96%) | Liら, PNAS 2015 |
| 転移性乳がん患者の血液中で検出されたCTC、最初の2人(各2 mL) | 59個と8個 | Liら, PNAS 2015 |
| 7.5 mL/hでの添加がん細胞の回収率 | 86%超 | Wuら, Small 2018 |
| 去勢抵抗性前立腺がん患者5人のCTC数 | 0.93〜400個/mL | Wuら, Small 2018 |
| 70 µL/minでの添加前立腺がん細胞の音響泳動における回収率と純度 | 回収率72.5-93.9%;純度79.6-99.7% | Wuら, Microsystems and Nanoengineering 2019レビュー(Augustsson 2012を引用) |
| 健常対照のカットオフ(6 mLあたり13.8細胞)を上回るCTC数の患者 | 12人中7人 | Magnussonら, Analytical Chemistry 2024 |
| 検出されたCTC含有クラスター、音響濃縮対CellSearch | 12人中9人で63個対ゼロ | Magnussonら, Analytical Chemistry 2024 |
| 白血球の減少と生存がん細胞の回収、2段階BAW(添加細胞10,000個) | 459 ± 188倍;42% | Undvall Anandら, Analytical Chemistry 2021 |
外れ値に関する注記:2018年の前立腺がんコホートにおけるCTC直径の中央値は16.5 µmで、白血球は11.8 ± 0.54 µmだった(Wuら, Small 2018)。上記2024年の患者研究では中央値17.0 µmが報告された。大きさに基づく音響ソーティングは、この差に依存している。
5. エクソソームと細胞外小胞の分離
エクソソームは細胞から放出されるナノスケールの小胞(おおよそ30〜150 nm)で、タンパク質とRNAを運ぶ。血球より数千倍小さいため、分離が難しい。従来の基準である超遠心分離は遅く、損失も大きい。2023年のレビューの表1は、これについて収率5%〜50%、純度23%〜70%を挙げており、音響流体の収率約82%、純度98%と対照的だ(HosseinとAngeli, Biophysical Reviews 2023)。この数値の背後にある統合型音響チップは、血球の99.999%超を除去し、全血100 µLを約25分で処理した(Wuら, PNAS 2017)。
2024〜2025年の研究は、純度から速度とサンプルサイズへと焦点を移している。ある音響ディスク法は、血液10 µLからサンプル受付から結果まで30分、収率86%、純度120倍の向上を報告した(Naquinら, Science Advances 2024)。著者がメタマテリアルと呼ぶ2025年の設計(当社の音響メタマテリアルのまとめで扱った、人工構造という同じ考え方)は、46,750個の振動マイクロバブルで構成され、1ドル未満のチップ上で、希釈していないマウス血液から約3分で純度93%のエクソソームを分離した(Liら, Science Advances 2025)。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 血球除去率、統合型音響流体エクソソームチップ | 99.999%超 | Wuら, PNAS 2017 |
| 全血からのエクソソームの純度と回収率(140 nm未満の粒子) | 純度98.4%;回収率82.4% | Wuら, PNAS 2017 |
| エクソソームの収率と純度、超遠心分離(文献値の範囲) | 収率5-50%;純度23-70% | HosseinとAngeli, Biophysical Reviews 2023 |
| エクソソームの収率と純度、ExoQuick沈殿キット(文献値の範囲) | 収率40-80%;純度28-87% | HosseinとAngeli, Biophysical Reviews 2023 |
| 細胞外小胞の収率と処理時間、FLOAT音響トラッピング対超遠心分離(尿) | 93%対50%;1分対480分 | Rufoら, Microsystems and Nanoengineering 2024 |
| エクソソームの収率と純度の向上、ASCENDx音響ディスク | 収率86%;純度120倍向上 | Naquinら, Science Advances 2024 |
| エクソソームの純度と処理時間、振動マイクロバブルアレイ対従来法 | 約3分で93%対約16時間 | Liら, Science Advances 2025 |
| 小胞の収率、200 nm未満の小胞向け定在SAWナノフィルター | 約90% | Lanら, Advanced Science 2025レビュー(Leeら 2015を引用) |
背景に関する注記:これらの手法に付随する診断結果は、小さな集団から得られたものである。ASCENDxは、がんと健常のサンプルの分類で感度95.8%、特異度100%を報告したが、それは少数の患者から得たスペクトルに基づくものであり(Naquinら, Science Advances 2024)、マイクロバブルの研究はマウス血液のみを用いた。
6. 動作周波数、出力、力
音響ピンセットは物理学の穏やかな領域に位置する。光ピンセットの1,000,000〜10,000,000 W/cm2に対し、音響ピンセットは0.01〜10 W/cm2の音響出力を印加する。周波数は1 kHzから500 MHzである(Ozcelikら, Nature Methods 2018)。著者らはこれを、2〜18 MHz、1 W/cm2未満の診断用超音波と比較している。治療用超音波はまったく別の領域であり、当社のHIFU腫瘍焼灼の統計が示すとおりだ。関与する力は極めて小さく、赤血球にかかる音響放射力は約2 pNである。
周波数は制御のスケールを決める。細胞生物学で使われるSAWデバイスは一般に10〜400 MHzで動作し、細胞の大きさに合わせた定在波の波長は10〜400 µmである(Heら, Science Advances 2025)。以下の出力値はdBmで示されることが多く、これは対数単位で、24 dBmは約251 mW、33 dBmは約2 Wに当たる。トランスデューサーの設計は周波数と同じくらい重要だ。集束トランスデューサーを使う液滴ソーターは20 Vpp未満で動作するが、他のソーターは200 Vpp超が必要とされる(Zhongら, Small 2021)。これらの部品を支えるハードウェア市場については、当社の超音波トランスデューサー市場の統計を参照してほしい。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| 典型的な動作周波数範囲、BAW対SAWデバイス | 100 kHz〜10 MHz対1 MHz〜1 GHz | Wuら, Microsystems and Nanoengineering 2019レビュー |
| 入力出力、音響ピンセット対光ピンセット | 0.01〜10 W/cm2対1,000,000〜10,000,000 W/cm2 | Ozcelikら, Nature Methods 2018 |
| 駆動電圧、集束トランスデューサー搭載の音響液滴ソーター対他のソーター | 20 Vpp未満対200 Vpp超 | Zhongら, Small 2021 |
| 細胞生物学で使われるSAWの周波数範囲と対応する波長 | 10〜400 MHz;10〜400 µm | Heら, Science Advances 2025 |
| BAWによる前立腺がんCTC濃縮、予備集束場と分離場 | 約5 MHzと約2 MHz | Magnussonら, Analytical Chemistry 2024 |
| 傾斜角SAWによるCTC分離、周波数と出力 | 19.573 MHz;37-38 dBm | Liら, PNAS 2015 |
| 画像ベースの集束進行波SAWソーター、周波数と出力、従来の定在SAW設計との比較 | 135 MHz;約1.9 W対約3.8 W | Nawazら, Lab on a Chip 2023 |
| 吸光度活性化液滴ソーター、SAW周波数と出力 | 162 MHz;251 mW(24 dBm) | Richterら, Lab on a Chip 2022 |
背景に関する注記:通常の制約は熱である。Burguillosの研究では、25 Vppが37 Cの温度上限を超えたと報告され、2025年のマイクロバブルアレイでは温度上昇がわずか1.92 Cだったと報告された(Liら, Science Advances 2025)。
7. 音響ソーターとFACSおよび他の手法の比較
蛍光活性化セルソーティング(FACS)は、蛍光ラベルで細胞をソーティングする際の基準装置であり、純粋な速度では今も優位にある。市販のFACSは毎秒10,000粒子超だが、最初の全音響FACSシステムは毎秒150粒子をソーティングした(Wuら, Microsystems and Nanoengineering 2019レビュー)。その後、SAW設計はこの差の大部分を埋めてきた。定在波音響ソーターは毎秒2,500イベントで純度90%超を維持したが、著者らはそれでも市販のFACSより約1桁遅いと述べている(Renら, Small 2018)。
音響手法の主張は速度ではなく、細胞に何が起こるかにある。FACS(シース圧45 psi)でソーティングしたアストロサイトでは、酸化型対還元型グルタチオン比が約7倍に上昇し、活性酸素種が約50%増え、ADP/ATP比が4倍超に上昇した(Llufrioら, Redox Biology 2018)。この研究は音響ソーティングを試験していないため、直接比較の結果ではなくFACSのストレスの基準値である。新しい音響設計は、画像に基づく判断(Nawazら, Lab on a Chip 2023)やkHz級の液滴ソーティング(Richterら, Lab on a Chip 2022)といった、FACSにない機能を加えている。
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| スループット、市販FACS対最初の全音響(BAW)FACSシステム | 10,000超対150粒子/秒 | Wuら, Microsystems and Nanoengineering 2019レビュー |
| スループットと純度、音響流体蛍光活性化ソーター(HeLa細胞) | 約1,200イベント/秒;92.3 ± 3.39% | Nawazら, Analytical Chemistry 2015 |
| 純度が90%超を保てるスループット、定在波音響蛍光ソーター | 2,500イベント/秒 | Renら, Small 2018 |
| 音響偏向時間100 µsから算出される理論上の最大ソーティング速度 | 10,000イベント/秒 | Renら, Small 2018 |
| 画像ベースの音響ソーティング速度と純度 | 最大400細胞/秒;92%超 | Nawazら, Lab on a Chip 2023 |
| 音響液滴ソーターのスループットと純度(細胞を含む液滴、ソーティング前14.8%) | 1,000イベント/秒超;最大99.2% | Zhongら, Small 2021 |
| 吸光度活性化音響液滴ソーティングの速度、回収率、純度 | 1 kHz;回収率98.5%;純度99.9% | Richterら, Lab on a Chip 2022 |
| FACSでソーティングした細胞対迅速処理した細胞の酸化型対還元型グルタチオン比 | 約7倍高い | Llufrioら, Redox Biology 2018 |
背景に関する注記:速度の比較は、ラベルベースとラベルフリーのソーティング、ビーズと細胞を混在させている。上記の2018年の定在波ソーターは、音響とFACSのスループットを直接比較した記述として入手できる最新のデータである。2025年のAnalytical Chemistryのレビュー(Godaryら)は、毎秒1,000液滴の液滴ソーターと、幹細胞由来のベータ細胞クラスターを毎秒最大0.2クラスターでソーティングした例を報告しており、スループットがソーティング対象によってどれほど大きく変わるかを示している。
数字で見る音響ピンセットと音響流体細胞ソーティング(まとめ)
| 指標 | 値 | 出典 |
|---|---|---|
| CTC含有クラスター、音響濃縮対CellSearch(前立腺がん患者12人) | 12人中9人で63個対ゼロ | Magnussonら, Analytical Chemistry 2024 |
| 白血球の減少と生存がん細胞の回収、2段階BAW分離 | 459 ± 188倍;42% | Undvall Anandら, Analytical Chemistry 2021 |
| 吸光度活性化音響液滴ソーティングの速度と純度 | 1 kHz;99.9% | Richterら, Lab on a Chip 2022 |
| 腫瘍細胞分離のスループット、傾斜角SAWチップ | 7.5 mL/h | Wuら, Small 2018 |
| 臨床アフェレーシスに必要な流量 | 30〜80 mL/min | HosseinとAngeli, Biophysical Reviews 2023 |
| アルブミン除去と細胞回収、2段階音響洗浄 | 99%以上;99% | Sugierら, Cytotherapy 2023 |
| 音響泳動分離後に血漿中に残る細胞 | 0.01%未満 | Nathら, Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025 |
| HeLa細胞の生存率、音響場オン対オフ | 90.4%対91.5% | Liら, PNAS 2015 |
| ソーティング後の生存率、音響流体蛍光ソーター | 99.18% | Nawazら, Analytical Chemistry 2015 |
| 壊死細胞、音響洗浄対遠心洗浄 | 7%対12% | Adlerら, Scientific Reports 2025 |
| 細胞回収率、音響洗浄対遠心洗浄 | 22%対55% | Adlerら, Scientific Reports 2025 |
| エクソソーム分離前の血球除去 | 99.999%超 | Wuら, PNAS 2017 |
| エクソソームの純度と回収率、音響流体チップ | 98.4%;82.4% | Wuら, PNAS 2017 |
| エクソソームの収率、超遠心分離(文献値の範囲) | 5%〜50% | HosseinとAngeli, Biophysical Reviews 2023 |
| 細胞外小胞の収率と時間、FLOAT対超遠心分離 | 1分で93%対480分で50% | Rufoら, Microsystems and Nanoengineering 2024 |
| エクソソームの純度と時間、振動マイクロバブルアレイ | 約3分で93% | Liら, Science Advances 2025 |
| 音響ピンセット対光ピンセットの入力出力 | 0.01-10対1,000,000-10,000,000 W/cm2 | Ozcelikら, Nature Methods 2018 |
| 純度90%超を保つ音響ソーターのスループット | 2,500イベント/秒 | Renら, Small 2018 |
| 画像ベースの音響ソーティング速度 | 最大400細胞/秒 | Nawazら, Lab on a Chip 2023 |
| 酸化型対還元型グルタチオン比、FACSでソーティングした細胞対迅速処理した細胞 | 約7倍高い | Llufrioら, Redox Biology 2018 |
方法論と出典
本稿では、Europe PMCとオープンウェブで、査読済みの音響流体分離の研究とレビューを検索し、全文を読める自由アクセスの全文を優先した。また、レビューから引いた数値については、そのレビューが引用する元の研究を明記した。上記のすべての数値は、今回の更新のための調査中に、引用した論文またはレビューで確認した。ただし2つの出典(Sugier 2023、Nath 2025)は抄録のみ確認した。
- Magnussonら, Acoustic Enrichment of Heterogeneous Circulating Tumor Cells and Clusters from Metastatic Prostate Cancer Patients, Analytical Chemistry 2024
- Ozcelikら, Acoustic tweezers for the life sciences, Nature Methods 2018
- Wuら, Acoustofluidic separation of cells and particles, Microsystems and Nanoengineering 2019
- HosseinとAngeli, A review of acoustofluidic separation of bioparticles, Biophysical Reviews 2023
- Godaryら, Acoustofluidics: Technology Advances and Applications from 2022 to 2024, Analytical Chemistry 2025
- Lanら, Microfluidic Nanoparticle Separation for Precision Medicine, Advanced Science 2025
- Heら, Acoustic technologies for the orchestration of cellular functions for therapeutic applications, Science Advances 2025
- Liら, Acoustic separation of circulating tumor cells, PNAS 2015
- Wuら, Circulating Tumor Cell Phenotyping via High-Throughput Acoustic Separation, Small 2018
- Undvall Anandら, Two-Step Acoustophoresis Separation of Live Tumor Cells from Whole Blood, Analytical Chemistry 2021
- Wuら, Isolation of exosomes from whole blood by integrating acoustics and microfluidics, PNAS 2017
- Naquinら, Acoustic separation and concentration of exosomes for nucleotide detection: ASCENDx, Science Advances 2024
- Rufoら, High-yield and rapid isolation of extracellular vesicles by flocculation via orbital acoustic trapping: FLOAT, Microsystems and Nanoengineering 2024
- Liら, Oscillating microbubble array-based metamaterials for rapid isolation of high-purity exosomes, Science Advances 2025
- Burguillosら, Microchannel acoustophoresis does not impact survival or function of microglia, leukocytes or tumor cells, PLoS One 2013
- Adlerら, Centrifuge-free cell radiolabeling using acoustophoresis, Scientific Reports 2025
- Olmら, Label-free neuroblastoma cell separation from hematopoietic progenitor cell products using acoustophoresis, Scientific Reports 2019
- Sugierら, Feasibility of an acoustophoresis-based system for a high-throughput cell washing, Cytotherapy 2023(抄録)
- Nathら, Acoustophoresis-based blood sampling and plasma separation for potentially minimizing sampling-related blood loss, Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025(抄録)
- Nawazら, Acoustofluidic Fluorescence Activated Cell Sorter, Analytical Chemistry 2015
- Renら, Standing Surface Acoustic Wave (SSAW)-Based Fluorescence-Activated Cell Sorter, Small 2018
- Nawazら, Image-based cell sorting using focused travelling surface acoustic waves, Lab on a Chip 2023
- Richterら, Acoustic sorting of microfluidic droplets at kHz rates using optical absorbance, Lab on a Chip 2022
- Zhongら, Acoustofluidic Droplet Sorter Based on Single Phase Focused Transducers, Small 2021
- Llufrioら, Sorting cells alters their redox state and cellular metabolome, Redox Biology 2018
- データウォッチ:これは市場ではなく研究分野であるため、業界全体の普及率や市場規模の数値はなく、掲載もしていない。多くの代表的な基準値(Li 2015、Wu 2017、Ozcelik 2018、Ren 2018)は3年以上前のものだが、それぞれの指標で入手できる最新のデータであることに変わりはない。2019年と2023年のレビューから引用した数値は、それらのレビューが引用する研究に由来する。レビューが元の年を示していない場合は、元の著者名のみを記載した。デバイスの結果は主に細胞株への添加実験と小規模な患者集団(Magnusson 2024では12人、Wu 2018では5人)から得られたものであり、臨床性能の数値ではない。報告された純度と回収率は、添加比、流量、出力に大きく左右されるため、研究間の比較は概算にとどまる。赤血球と白血球のソーティングのための集束進行波SAWチップに関する2026年のAnalyst論文(Dengら, 151巻)は、全文を入手できなかったため除外した。FLOATの論文は、超遠心分離の基準体積として抄録では20 mL、序論では100 mLを挙げており、Undvall Anand 2021の細胞1,000個の結果は、抄録では247倍の減少、結果では282倍の減少と報告している。争いのあるどちらの数値も見出しには使わなかった。
- 最終更新日:2026年10月25日。当社はこのまとめを四半期ごとに更新しており、次回の更新は、次のAnalytical Chemistryの音響流体レビューと、2026年のLab on a ChipによるCTCおよびエクソソームの新しい研究がEurope PMCに索引された時点を予定している。