O enriquecimento acústico encontrou 63 aglomerados celulares contendo CTCs em 9 de 12 homens com câncer de próstata metastático, enquanto o sistema comparador CellSearch não detectou nenhum aglomerado no sangue dos mesmos pacientes (Magnusson et al., Analytical Chemistry 2024). O mesmo conjunto de ferramentas baseado em som removeu mais de 99,999% das células do sangue antes de isolar exossomos com 98,4% de pureza (Wu et al., PNAS 2017), e um método de aprisionamento acústico de 2024 relatou 93% de rendimento de vesículas extracelulares em 1 minuto contra 50% em 480 minutos para a ultracentrifugação (Rufo et al., Microsystems and Nanoengineering 2024). A velocidade ainda é a questão em aberto: os separadores acústicos mais rápidos relatados aqui operam na casa de poucos milhares de eventos por segundo, abaixo do FACS comercial (veja a seção 7). Reunimos dados de Nature Methods, PNAS, Analytical Chemistry, Lab on a Chip, Science Advances, Scientific Reports, Cytotherapy, Clinical Chemistry and Laboratory Medicine e artigos de revisão indexados no Europe PMC, com foco mais restrito na triagem de células em microcanais com fluxo do que nosso levantamento sobre levitação acústica e manipulação ultrassônica de partículas.
Uma observação sobre o vocabulário usado ao longo do texto: “pinças acústicas” são dispositivos que usam ondas sonoras para empurrar, aprisionar ou separar células e partículas sem tocá-las. “Pureza” é a parcela do material coletado que corresponde ao tipo celular-alvo; “recuperação” (ou rendimento) é a parcela das células-alvo da entrada que acaba na saída. Um bom dispositivo precisa de ambas.
TL;DR
- A triagem acústica de gotículas ativada por absorbância chegou a 1 kHz (1.000 gotículas por segundo) com 98,5% de recuperação e 99,9% de pureza (Richter et al., Lab on a Chip 2022).
- Um chip de onda acústica de superfície com ângulo inclinado processou amostras de células tumorais circulantes a 7,5 mL/h, contra cerca de 1,2 mL/h em trabalhos anteriores (Wu et al., Small 2018).
- A lavagem acústica recuperou 99% das hemácias e removeu 99% ou mais da albumina com uma lavagem em circuito de duas etapas (Sugier et al., Cytotherapy 2023).
- A separação acustoforética do plasma deixou menos de 0,01% de células no plasma, com diferenças nos analitos em relação ao plasma centrifugado de 0,84% a 10,50% (Nath et al., Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025).
- A viabilidade das células HeLa foi de 90,4% com o campo acústico ligado contra 91,5% com ele desligado (Li et al., PNAS 2015).
- O enriquecimento acústico encontrou 63 aglomerados contendo CTCs em 9 de 12 pacientes com câncer de próstata; o CellSearch não encontrou nenhum (Magnusson et al., Analytical Chemistry 2024).
- Um chip acústico integrado removeu mais de 99,999% das células do sangue e isolou exossomos com 98,4% de pureza e 82,4% de recuperação (Wu et al., PNAS 2017).
- Matrizes de microbolhas oscilantes isolaram exossomos com 93% de pureza a partir de sangue total de camundongo não diluído em cerca de 3 minutos, contra cerca de 16 horas dos métodos convencionais (Li et al., Science Advances 2025).
- As pinças acústicas usam 0,01 a 10 W/cm2, contra 1.000.000 a 10.000.000 W/cm2 das pinças ópticas (Ozcelik et al., Nature Methods 2018).
- Um separador acústico baseado em imagem chegou a até 400 células por segundo com mais de 92% de pureza e mais de 90% de viabilidade (Nawaz et al., Lab on a Chip 2023).
- A triagem por FACS elevou a razão entre glutationa oxidada e reduzida quase 7 vezes nas células triadas (Llufrio et al., Redox Biology 2018).
1. Taxa de Processamento: Ondas de Volume, Ondas de Superfície e a Lacuna de Vazão
O campo da acustofluídica se divide em duas famílias de dispositivos, e essa divisão aparece primeiro na taxa de processamento. Os dispositivos de onda acústica de volume (BAW) fazem vibrar o canal inteiro para criar uma onda estacionária através dele; os dispositivos de onda acústica de superfície (SAW) enviam ondas ao longo da superfície de um chip piezoelétrico, o que dá controle mais fino em volumes menores. Os dispositivos BAW chegam a cerca de 10 mL/min, enquanto os dispositivos SAW processam menos de 1 mL/min (Ozcelik et al., Nature Methods 2018). A maioria dos resultados de precisão deste levantamento vem de chips SAW; a maioria dos resultados de volume vem de BAW.
A referência prática é um tubo de sangue. Um chip SAW estacionário com ângulo inclinado processou 7,5 mL de sangue de pacientes a 7,5 mL/h, o que dá cerca de uma hora por tubo padrão (7,5 mL / 7,5 mL/h = 1 h), e os autores o descrevem como uma melhoria de até sete vezes sobre os cerca de 1,2 mL/h do projeto anterior (Wu et al., Small 2018). O processamento clínico de sangue estabelece um patamar muito mais alto: a aférese exige 30 a 80 mL/min (Hossein e Angeli, Biophysical Reviews 2023), ou 1.800 a 4.800 mL/h, o que equivale a 240 a 640 vezes o chip de 7,5 mL/h.
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Taxa de processamento típica, dispositivos de onda acústica de volume (BAW) versus dispositivos de onda acústica de superfície (SAW) | Cerca de 10 mL/min versus menos de 1 mL/min | Ozcelik et al., Nature Methods 2018 |
| Faixa de vazão do lavador acústico de células AcouWash 2 (fluxo instável a 900 µL/min) | 100 a 900 µL/min | Adler et al., Scientific Reports 2025 |
| Taxa de processamento na separação de células tumorais, chip SAW com ângulo inclinado, projeto de 2018 versus projeto anterior | 7,5 mL/h versus cerca de 1,2 mL/h | Wu et al., Small 2018 |
| Lavagem acústica de células, vazão de entrada | 45 mL/h | Sugier et al., Cytotherapy 2023 |
| Separação de células de neuroblastoma de produtos de células-tronco, taxa de processamento de células | 100.000 células/min | Olm et al., Scientific Reports 2019 |
| Vazão necessária para a aférese clínica (coleta de componentes do sangue) | 30 a 80 mL/min | Hossein e Angeli, Biophysical Reviews 2023 (citando Zhou e Papautsky 2020) |
Nota de contexto: vários parâmetros de taxa de processamento desta seção são anteriores a 2023; o número do SAW com ângulo inclinado de 2018 é o dado mais recente disponível para essa classe de dispositivos. A revisão de 2025 da Analytical Chemistry sobre o campo (Godary et al.) cita um dispositivo acustofluídico operando a 3 a 520 µL/min (Mendis et al.), ainda bem abaixo do que a aférese exige.
2. Pureza e Recuperação da Separação: Componentes do Sangue e Lavagem de Células
A separação acústica funciona porque as células diferem em tamanho, densidade e compressibilidade, e a força de radiação acústica as empurra para perto ou para longe dos nós de pressão de acordo com isso. O histórico de longo prazo com componentes do sangue é forte: a separação acústica de plaquetas e hemácias chegou a 99% de recuperação de plaquetas (Petersson 2007, citado em Wu et al., Microsystems and Nanoengineering 2019). Os números mais novos tratam de saber se essa precisão sobrevive à fabricação real e aos fluxos de trabalho clínicos.
Dois estudos recentes sugerem que sim, com compensações. Um sistema de lavagem de células para a produção de terapia celular removeu até 90% da albumina em uma única passagem ao recuperar 99% das hemácias, e um circuito de duas etapas elevou a remoção de albumina para 99% ou mais com 99% de recuperação; células estromais derivadas de tecido adiposo lavadas mostraram apenas dois genes diferencialmente expressos (Sugier et al., Cytotherapy 2023). Um separador de plasma em linha, voltado a reduzir a perda de sangue em bebês prematuros, deixou menos de 0,01% de células no plasma, mas ainda assim mais células residuais do que a centrifugação (mediana de 642 contra 205 por µL) (Nath et al., Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025).
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Eficiência de separação de células mononucleares do sangue periférico (linfócitos e monócitos), a até 20 µL/min | 85% | Godary et al., revisão na Analytical Chemistry 2025 (citando Alsved et al.) |
| Enriquecimento de linfócitos e monócitos do sangue total (aumento em vezes) e recuperação | 2.800 vezes; 88% | Wu et al., revisão na Microsystems and Nanoengineering 2019 (citando Urbansky et al.) |
| Remoção de albumina com recuperação de hemácias, uma única passagem de lavagem acústica | Até 90% de remoção; 99% de recuperação | Sugier et al., Cytotherapy 2023 |
| Remoção de albumina com recuperação de células, lavagem em circuito de duas etapas | 99% ou mais de remoção; 99% de recuperação | Sugier et al., Cytotherapy 2023 |
| Genes diferencialmente expressos em células estromais após a lavagem em circuito versus a entrada | 2 genes (HES4 e MIR-3648-1) | Sugier et al., Cytotherapy 2023 |
| Células remanescentes no plasma após a separação acustoforética | Menos de 0,01% | Nath et al., Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025 |
| Mediana de plaquetas por µL no plasma, acustoforese versus centrifugação | 20.477 versus 1.537 | Nath et al., Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025 |
| Diferença nos resultados de química clínica, plasma por acustoforese versus plasma centrifugado (12 exames) | 0,84% (sódio, IC de 95% 0,48-1,19) a 10,50% (AST, IC de 95% 5,02-15,99) | Nath et al., Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025 |
Nota sobre valores atípicos: o estudo de Nath também encontrou menos hemoglobina livre de células no plasma separado por acústica (faixa de 0,0-0,2 g/L) do que no plasma centrifugado (0,1-0,3 g/L), o que é consistente com menos ruptura de hemácias (hemólise), enquanto a passagem residual de plaquetas foi o claro ponto fraco.
3. Viabilidade Celular Após a Exposição Acústica
A viabilidade é onde os métodos acústicos apresentam seu argumento mais forte. Entre projetos de separadores, frequências e tipos de células, a viabilidade pós-triagem nos artigos revisados aqui fica entre cerca de 90% e 99%, e comparações controladas não mostram perda relevante em relação a células não expostas. Em um estudo de separação de células tumorais, a viabilidade foi de 90,4 ± 4,7% com o campo acústico ligado e 91,5 ± 7,6% com ele desligado (Li et al., PNAS 2015).
Os testes mais cuidadosos olham além da sobrevivência. Um estudo de 2013 submeteu micróglia a um campo de 1,94 MHz a até 20 Vpp (volts pico a pico, uma medida da tensão de acionamento) e não encontrou mudança significativa na morte celular, na apoptose, na função mitocondrial nem na resposta inflamatória; as células passaram cerca de 1 segundo no campo acústico (Burguillos et al., PLoS One 2013). Hemácias mantidas em um dispositivo acústico por até 30 minutos não mostraram alteração na viabilidade (Ozcelik et al., Nature Methods 2018). Dado mais recente disponível para o trabalho fundamental de biocompatibilidade: Burguillos et al., 2013.
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Viabilidade de células HeLa, campo acústico ligado versus desligado | 90,4 ± 4,7% versus 91,5 ± 7,6% | Li et al., PNAS 2015 |
| Morte de micróglia, controle não processado versus processamento acústico a 20 Vpp | 9,7 ± 5,7% versus 11,6 ± 6,9% (sem diferença significativa) | Burguillos et al., PLoS One 2013 |
| Viabilidade pós-triagem, separador acustofluídico ativado por fluorescência (células HeLa) | 99,18% | Nawaz et al., Analytical Chemistry 2015 |
| Viabilidade normalizada, separador acústico de fluorescência de onda estacionária, em relação às células não triadas | 94,9 ± 2,0% | Ren et al., Small 2018 |
| Viabilidade pós-triagem, separador acústico de gotículas com transdutores focalizados | 93,5% | Zhong et al., Small 2021 |
| Células mortas após a separação acústica de células tumorais em duas etapas versus controles incubados em gelo | 3,2% versus 8,2% | Undvall Anand et al., Analytical Chemistry 2021 |
| Células necróticas após lavagem acústica versus lavagem por centrífuga (células de linfoblasto T murino radiomarcadas) | 7% ± 2% versus 12% ± 3% (P = 0,0093) | Adler et al., Scientific Reports 2025 |
| Proliferação de células T no dia 6, triadas por método acústico versus não triadas | 89,8 ± 5,0% versus 86,7 ± 4,3% (sem diferença significativa) | Olm et al., Scientific Reports 2019 |
Nota de contexto: a delicadeza tem um custo. O mesmo estudo de 2025 encontrou recuperação média de células de 22% ± 10% com o lavador acústico contra 55% ± 2% com a centrífuga (P = 0,06, n = 5), de modo que o método mais gentil com as células perdeu mais células (Adler et al., Scientific Reports 2025).
4. Isolamento de Células Tumorais Circulantes (CTCs) do Sangue
As células tumorais circulantes são células cancerígenas liberadas na corrente sanguínea e são raras: em geral na faixa de 1 a 100 células por mL de sangue, escondidas entre milhões de glóbulos brancos (Li et al., PNAS 2015). A separação acústica é livre de marcação, isto é, não depende de um anticorpo que se ligue a um marcador de superfície, então pode, em princípio, capturar células tumorais que testes baseados em marcadores deixam passar. Um estudo com pacientes de 2024 é a evidência mais forte disso neste levantamento: o enriquecimento acústico encontrou 63 aglomerados celulares contendo CTCs em 9 de 12 pacientes com câncer de próstata metastático e detectou mais CTCs do que o CellSearch em todos os 10 pacientes em que ambos foram executados (Magnusson et al., Analytical Chemistry 2024).
Os limites também são visíveis. As CTCs dos pacientes variaram de 7 a 28 µm de diâmetro, de modo que as menores células tumorais se sobrepõem aos glóbulos brancos e podem ser perdidas, e a coorte tinha apenas 12 pacientes. A pureza continua sendo a parte difícil: um método BAW de duas etapas alcançou depleção de glóbulos brancos de 459 ± 188 vezes, mas recuperou 42% das células cancerígenas viáveis (Undvall Anand et al., Analytical Chemistry 2021). As informações sobre métodos de biópsia líquida aqui são técnicas, não orientação clínica.
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Recuperação de células cancerígenas adicionadas à amostra, SAW com ângulo inclinado (remoção de glóbulos brancos de cerca de 90%) | Mais de 83% (83% a 96%) | Li et al., PNAS 2015 |
| CTCs encontradas no sangue de pacientes com câncer de mama metastático, primeiros dois pacientes (2 mL cada) | 59 e 8 | Li et al., PNAS 2015 |
| Recuperação de células cancerígenas adicionadas à amostra a 7,5 mL/h | Mais de 86% | Wu et al., Small 2018 |
| Contagens de CTCs em 5 pacientes com câncer de próstata resistente à castração | 0,93 a 400 por mL | Wu et al., Small 2018 |
| Recuperação e pureza, acustoforese de células de câncer de próstata adicionadas à amostra a 70 µL/min | 72,5-93,9% de recuperação; 79,6-99,7% de pureza | Wu et al., revisão na Microsystems and Nanoengineering 2019 (citando Augustsson 2012) |
| Pacientes com contagens de CTCs acima do ponto de corte dos controles saudáveis (13,8 células por 6 mL) | 7 de 12 | Magnusson et al., Analytical Chemistry 2024 |
| Aglomerados contendo CTCs detectados, enriquecimento acústico versus CellSearch | 63 aglomerados em 9 de 12 pacientes versus nenhum | Magnusson et al., Analytical Chemistry 2024 |
| Depleção de glóbulos brancos e recuperação de células cancerígenas viáveis, BAW em duas etapas (10.000 células adicionadas) | 459 ± 188 vezes; 42% | Undvall Anand et al., Analytical Chemistry 2021 |
Nota sobre valores atípicos: o diâmetro mediano das CTCs na coorte de próstata de 2018 foi de 16,5 µm contra 11,8 ± 0,54 µm dos glóbulos brancos (Wu et al., Small 2018), e o estudo com pacientes de 2024 acima relatou uma mediana de 17,0 µm. A triagem acústica baseada em tamanho depende dessa diferença.
5. Separação de Exossomos e Vesículas Extracelulares
Exossomos são vesículas em escala nanométrica (cerca de 30 a 150 nm) liberadas pelas células e que carregam proteínas e RNA; são difíceis de isolar porque são milhares de vezes menores que as células do sangue. A referência convencional, a ultracentrifugação, é lenta e com perdas: a Tabela 1 de uma revisão de 2023 lista 5% a 50% de rendimento e 23% a 70% de pureza para ela, contra cerca de 82% de rendimento e 98% de pureza para a acustofluídica (Hossein e Angeli, Biophysical Reviews 2023). O chip acústico integrado por trás desse número removeu mais de 99,999% das células do sangue e processou 100 µL de sangue total em cerca de 25 minutos (Wu et al., PNAS 2017).
O trabalho de 2024-2025 desloca o foco da pureza para a velocidade e o tamanho da amostra. Um método de disco acústico relatou um tempo de 30 minutos da amostra ao resultado a partir de 10 µL de sangue, com 86% de rendimento e aumento de 120 vezes na pureza (Naquin et al., Science Advances 2024). Um projeto de 2025 que seus autores chamam de metamaterial (a mesma ideia de estrutura projetada abordada em nosso levantamento sobre metamateriais acústicos), construído com 46.750 microbolhas oscilantes, isolou exossomos com 93% de pureza a partir de sangue de camundongo não diluído em cerca de 3 minutos, em um chip que custa menos de US$ 1 (Li et al., Science Advances 2025).
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Taxa de remoção de células do sangue, chip de exossomos acustofluídico integrado | Mais de 99,999% | Wu et al., PNAS 2017 |
| Pureza e recuperação de exossomos do sangue total (partículas abaixo de 140 nm) | 98,4% de pureza; 82,4% de recuperação | Wu et al., PNAS 2017 |
| Rendimento e pureza de exossomos, ultracentrifugação (faixa da literatura) | 5-50% de rendimento; 23-70% de pureza | Hossein e Angeli, Biophysical Reviews 2023 |
| Rendimento e pureza de exossomos, kit de precipitação ExoQuick (faixa da literatura) | 40-80% de rendimento; 28-87% de pureza | Hossein e Angeli, Biophysical Reviews 2023 |
| Rendimento de vesículas extracelulares e tempo de processamento, aprisionamento acústico FLOAT versus ultracentrifugação (urina) | 93% versus 50%; 1 min versus 480 min | Rufo et al., Microsystems and Nanoengineering 2024 |
| Rendimento de exossomos e aumento de pureza, disco acústico ASCENDx | 86% de rendimento; aumento de 120 vezes na pureza | Naquin et al., Science Advances 2024 |
| Pureza de exossomos e tempo de processamento, matrizes de microbolhas oscilantes versus métodos convencionais | 93% em cerca de 3 min versus cerca de 16 horas | Li et al., Science Advances 2025 |
| Rendimento de vesículas, nanofiltro SAW estacionário para vesículas abaixo de 200 nm | Cerca de 90% | Lan et al., revisão na Advanced Science 2025 (citando Lee et al. 2015) |
Nota de contexto: os resultados diagnósticos associados a esses métodos vêm de conjuntos pequenos. O ASCENDx relatou 95,8% de sensibilidade e 100% de especificidade na classificação de amostras de câncer versus amostras saudáveis, mas a partir de espectros de um pequeno conjunto de pacientes (Naquin et al., Science Advances 2024), e o estudo das microbolhas usou apenas sangue de camundongo.
6. Frequências de Operação, Potência e Forças
As pinças acústicas ocupam um canto suave da física. Elas aplicam 0,01 a 10 W/cm2 de potência acústica, contra 1.000.000 a 10.000.000 W/cm2 das pinças ópticas, em frequências de 1 kHz a 500 MHz (Ozcelik et al., Nature Methods 2018). Os autores comparam isso com o ultrassom diagnóstico, de 2 a 18 MHz e abaixo de 1 W/cm2; o ultrassom terapêutico é um regime totalmente diferente, como mostram nossas estatísticas de ablação tumoral por HIFU. As forças envolvidas são minúsculas: as forças de radiação acústica sobre hemácias são de aproximadamente 2 pN.
A frequência define a escala do controle. Os dispositivos SAW usados em biologia celular geralmente operam de 10 a 400 MHz, com comprimentos de onda estacionária de 10 a 400 µm compatíveis com o tamanho das células (He et al., Science Advances 2025). Os valores de potência a seguir costumam vir em dBm, uma unidade logarítmica em que 24 dBm equivalem a cerca de 251 mW e 33 dBm a cerca de 2 W. O projeto do transdutor importa tanto quanto a frequência: um separador de gotículas com transdutor focalizado opera abaixo de 20 Vpp, enquanto outros separadores são descritos como precisando de mais de 200 Vpp (Zhong et al., Small 2021). Para o mercado de hardware por trás desses componentes, veja nossas estatísticas do mercado de transdutores ultrassônicos.
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Faixa típica de frequência de operação, dispositivos BAW versus SAW | 100 kHz a 10 MHz versus 1 MHz a 1 GHz | Wu et al., revisão na Microsystems and Nanoengineering 2019 |
| Potência de entrada, pinças acústicas versus pinças ópticas | 0,01 a 10 W/cm2 versus 1.000.000 a 10.000.000 W/cm2 | Ozcelik et al., Nature Methods 2018 |
| Tensão de acionamento, separador acústico de gotículas com transdutor focalizado versus outros separadores | Abaixo de 20 Vpp versus mais de 200 Vpp | Zhong et al., Small 2021 |
| Faixa de frequência SAW usada em biologia celular e comprimento de onda correspondente | 10 a 400 MHz; 10 a 400 µm | He et al., Science Advances 2025 |
| Enriquecimento de CTCs de próstata por BAW, campos de pré-focalização e de separação | Cerca de 5 MHz e cerca de 2 MHz | Magnusson et al., Analytical Chemistry 2024 |
| Separação de CTCs por SAW com ângulo inclinado, frequência e potência | 19,573 MHz; 37-38 dBm | Li et al., PNAS 2015 |
| Separador SAW progressiva focalizada baseado em imagem, frequência e potência versus projeto anterior de SAW estacionária | 135 MHz; cerca de 1,9 W versus cerca de 3,8 W | Nawaz et al., Lab on a Chip 2023 |
| Separador de gotículas ativado por absorbância, frequência SAW e potência | 162 MHz; 251 mW (24 dBm) | Richter et al., Lab on a Chip 2022 |
Nota de contexto: o calor é a restrição habitual. O estudo de Burguillos relatou que 25 Vpp excedeu seu limite de temperatura de 37 C, e a matriz de microbolhas de 2025 relatou um aumento de temperatura de apenas 1,92 C (Li et al., Science Advances 2025).
7. Separadores Acústicos versus FACS e Outros Métodos
A triagem celular ativada por fluorescência (FACS) é o instrumento de referência para separar células por marcadores fluorescentes e, em velocidade bruta, ainda vence. O FACS comercial passa de 10.000 partículas por segundo, enquanto o primeiro sistema FACS totalmente acústico separou 150 partículas por segundo (Wu et al., revisão na Microsystems and Nanoengineering 2019). Os projetos SAW já fecharam boa parte dessa distância: um separador acústico de onda estacionária manteve a pureza acima de 90% a 2.500 eventos por segundo, o que seus autores ainda descrevem como cerca de uma ordem de grandeza mais lento que o FACS comercial (Ren et al., Small 2018).
O argumento acústico trata do que acontece com as células, não da velocidade. Em astrócitos triados por FACS (pressão da bainha de 45 psi), a razão entre glutationa oxidada e reduzida subiu quase 7 vezes, as espécies reativas de oxigênio subiram cerca de 50% e a razão ADP/ATP mais de 4 vezes (Llufrio et al., Redox Biology 2018). Esse estudo não testou a triagem acústica, então é uma referência de estresse do FACS, não um resultado comparativo direto. Projetos acústicos mais novos acrescentam capacidades que o FACS não tem, como decisões baseadas em imagem (Nawaz et al., Lab on a Chip 2023) e triagem de gotículas em kHz (Richter et al., Lab on a Chip 2022).
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Taxa de processamento, FACS comercial versus primeiro sistema FACS totalmente acústico (BAW) | Mais de 10.000 versus 150 partículas/s | Wu et al., revisão na Microsystems and Nanoengineering 2019 |
| Taxa de processamento e pureza, separador acustofluídico ativado por fluorescência (células HeLa) | Cerca de 1.200 eventos/s; 92,3 ± 3,39% | Nawaz et al., Analytical Chemistry 2015 |
| Taxa de processamento em que a pureza se mantém acima de 90%, separador acústico de fluorescência de onda estacionária | 2.500 eventos/s | Ren et al., Small 2018 |
| Taxa máxima teórica de triagem com tempo de deflexão acústica de 100 µs | 10.000 eventos/s | Ren et al., Small 2018 |
| Taxa e pureza da triagem acústica baseada em imagem | Até 400 células/s; mais de 92% | Nawaz et al., Lab on a Chip 2023 |
| Taxa de processamento e pureza do separador acústico de gotículas (gotículas com células, 14,8% antes da triagem) | Mais de 1.000 eventos/s; até 99,2% | Zhong et al., Small 2021 |
| Taxa, recuperação e pureza da triagem acústica de gotículas ativada por absorbância | 1 kHz; 98,5% de recuperação; 99,9% de pureza | Richter et al., Lab on a Chip 2022 |
| Razão entre glutationa oxidada e reduzida em células triadas por FACS versus células processadas rapidamente | Quase 7 vezes maior | Llufrio et al., Redox Biology 2018 |
Nota de contexto: as comparações de velocidade misturam triagem com e sem marcação, esferas e células. O separador de onda estacionária de 2018 acima é o dado mais recente disponível para uma afirmação direta de taxa de processamento entre acústico e FACS. A revisão de 2025 da Analytical Chemistry (Godary et al.) relata um separador de gotículas a 1.000 gotículas/s e a triagem de aglomerados de células beta derivadas de células-tronco a até 0,2 aglomerado/s, o que mostra o quanto a taxa de processamento varia com o objeto triado.
Resumo: Pinças Acústicas e Triagem Celular Acustofluídica em Números
| Métrica | Valor | Fonte |
|---|---|---|
| Aglomerados contendo CTCs, enriquecimento acústico versus CellSearch (12 pacientes com câncer de próstata) | 63 em 9 de 12 pacientes versus nenhum | Magnusson et al., Analytical Chemistry 2024 |
| Depleção de glóbulos brancos e recuperação de células cancerígenas viáveis, separação BAW em duas etapas | 459 ± 188 vezes; 42% | Undvall Anand et al., Analytical Chemistry 2021 |
| Taxa e pureza da triagem acústica de gotículas ativada por absorbância | 1 kHz; 99,9% | Richter et al., Lab on a Chip 2022 |
| Taxa de processamento na separação de células tumorais, chip SAW com ângulo inclinado | 7,5 mL/h | Wu et al., Small 2018 |
| Vazão necessária para a aférese clínica | 30 a 80 mL/min | Hossein e Angeli, Biophysical Reviews 2023 |
| Remoção de albumina com recuperação de células, lavagem acústica em duas etapas | 99% ou mais; 99% | Sugier et al., Cytotherapy 2023 |
| Células remanescentes no plasma após a separação acustoforética | Menos de 0,01% | Nath et al., Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025 |
| Viabilidade de células HeLa, campo acústico ligado versus desligado | 90,4% versus 91,5% | Li et al., PNAS 2015 |
| Viabilidade pós-triagem, separador acustofluídico por fluorescência | 99,18% | Nawaz et al., Analytical Chemistry 2015 |
| Células necróticas, lavagem acústica versus por centrífuga | 7% versus 12% | Adler et al., Scientific Reports 2025 |
| Recuperação de células, lavagem acústica versus por centrífuga | 22% versus 55% | Adler et al., Scientific Reports 2025 |
| Remoção de células do sangue antes do isolamento de exossomos | Mais de 99,999% | Wu et al., PNAS 2017 |
| Pureza e recuperação de exossomos, chip acustofluídico | 98,4%; 82,4% | Wu et al., PNAS 2017 |
| Rendimento de exossomos, ultracentrifugação (faixa da literatura) | 5% a 50% | Hossein e Angeli, Biophysical Reviews 2023 |
| Rendimento de vesículas extracelulares e tempo, FLOAT versus ultracentrifugação | 93% em 1 min versus 50% em 480 min | Rufo et al., Microsystems and Nanoengineering 2024 |
| Pureza de exossomos e tempo, matrizes de microbolhas oscilantes | 93% em cerca de 3 min | Li et al., Science Advances 2025 |
| Potência de entrada, pinças acústicas versus ópticas | 0,01-10 versus 1.000.000-10.000.000 W/cm2 | Ozcelik et al., Nature Methods 2018 |
| Taxa de processamento do separador acústico com pureza acima de 90% | 2.500 eventos/s | Ren et al., Small 2018 |
| Taxa da triagem acústica baseada em imagem | Até 400 células/s | Nawaz et al., Lab on a Chip 2023 |
| Razão entre glutationa oxidada e reduzida, células triadas por FACS versus células processadas rapidamente | Quase 7 vezes maior | Llufrio et al., Redox Biology 2018 |
Metodologia e Fontes
Pesquisamos o Europe PMC e a web aberta em busca de estudos revisados por pares e revisões sobre separação acustofluídica, priorizamos textos completos de acesso aberto que pudemos ler por inteiro e, para os números extraídos de revisões, citamos o estudo original a que a revisão se refere. Todos os valores acima foram lidos no artigo ou na revisão citados durante a pesquisa para esta atualização; duas fontes (Sugier 2023, Nath 2025) foram lidas apenas no nível do resumo.
- Magnusson et al., Acoustic Enrichment of Heterogeneous Circulating Tumor Cells and Clusters from Metastatic Prostate Cancer Patients, Analytical Chemistry 2024
- Ozcelik et al., Acoustic tweezers for the life sciences, Nature Methods 2018
- Wu et al., Acoustofluidic separation of cells and particles, Microsystems and Nanoengineering 2019
- Hossein e Angeli, A review of acoustofluidic separation of bioparticles, Biophysical Reviews 2023
- Godary et al., Acoustofluidics: Technology Advances and Applications from 2022 to 2024, Analytical Chemistry 2025
- Lan et al., Microfluidic Nanoparticle Separation for Precision Medicine, Advanced Science 2025
- He et al., Acoustic technologies for the orchestration of cellular functions for therapeutic applications, Science Advances 2025
- Li et al., Acoustic separation of circulating tumor cells, PNAS 2015
- Wu et al., Circulating Tumor Cell Phenotyping via High-Throughput Acoustic Separation, Small 2018
- Undvall Anand et al., Two-Step Acoustophoresis Separation of Live Tumor Cells from Whole Blood, Analytical Chemistry 2021
- Wu et al., Isolation of exosomes from whole blood by integrating acoustics and microfluidics, PNAS 2017
- Naquin et al., Acoustic separation and concentration of exosomes for nucleotide detection: ASCENDx, Science Advances 2024
- Rufo et al., High-yield and rapid isolation of extracellular vesicles by flocculation via orbital acoustic trapping: FLOAT, Microsystems and Nanoengineering 2024
- Li et al., Oscillating microbubble array-based metamaterials for rapid isolation of high-purity exosomes, Science Advances 2025
- Burguillos et al., Microchannel acoustophoresis does not impact survival or function of microglia, leukocytes or tumor cells, PLoS One 2013
- Adler et al., Centrifuge-free cell radiolabeling using acoustophoresis, Scientific Reports 2025
- Olm et al., Label-free neuroblastoma cell separation from hematopoietic progenitor cell products using acoustophoresis, Scientific Reports 2019
- Sugier et al., Feasibility of an acoustophoresis-based system for a high-throughput cell washing, Cytotherapy 2023 (resumo)
- Nath et al., Acoustophoresis-based blood sampling and plasma separation for potentially minimizing sampling-related blood loss, Clinical Chemistry and Laboratory Medicine 2025 (resumo)
- Nawaz et al., Acoustofluidic Fluorescence Activated Cell Sorter, Analytical Chemistry 2015
- Ren et al., Standing Surface Acoustic Wave (SSAW)-Based Fluorescence-Activated Cell Sorter, Small 2018
- Nawaz et al., Image-based cell sorting using focused travelling surface acoustic waves, Lab on a Chip 2023
- Richter et al., Acoustic sorting of microfluidic droplets at kHz rates using optical absorbance, Lab on a Chip 2022
- Zhong et al., Acoustofluidic Droplet Sorter Based on Single Phase Focused Transducers, Small 2021
- Llufrio et al., Sorting cells alters their redox state and cellular metabolome, Redox Biology 2018
- Nota sobre os dados: este é um campo de pesquisa, não um mercado, portanto não há aqui nenhum número de adoção ou de tamanho de mercado para o setor como um todo, e não incluímos nenhum. Muitos marcos de referência (Li 2015, Wu 2017, Ozcelik 2018, Ren 2018) têm mais de três anos e continuam sendo o dado mais recente disponível para a respectiva métrica. Os números citados das revisões de 2019 e 2023 vêm de estudos que essas revisões citam; quando uma revisão não informou o ano original, nomeamos apenas o autor original. Os resultados dos dispositivos vêm principalmente de linhagens celulares adicionadas às amostras e de pequenos conjuntos de pacientes (12 pacientes em Magnusson 2024, 5 em Wu 2018), portanto não são números de desempenho clínico. A pureza e a recuperação relatadas dependem muito da proporção de células adicionadas, da vazão e da potência, o que torna a comparação entre estudos aproximada. Um artigo de 2026 na Analyst sobre um chip SAW progressiva focalizada para triagem de glóbulos vermelhos e brancos (Deng et al., volume 151) não estava acessível em texto completo e foi excluído. O artigo do FLOAT informa 20 mL no resumo, mas 100 mL na introdução como volume de referência da ultracentrifugação, e o resultado de 1.000 células em Undvall Anand 2021 relata depleção de 247 vezes no resumo, mas de 282 vezes nos resultados; não usamos nenhum dos dois números controversos como destaque.
- Última atualização: 25 de outubro de 2026. Atualizamos este levantamento trimestralmente, e a próxima revisão é esperada quando a próxima revisão da Analytical Chemistry sobre acustofluídica e novos estudos de 2026 da Lab on a Chip sobre CTCs e exossomos forem indexados no Europe PMC.