微生物所杜文斌团队拓展振动微滴技术应用场景

三维多细胞体系的构建与应用是精准肿瘤学、药物研发的关键方向，也是微生物-宿主互作研究的变革性平台技术。然而传统技术受限于均一性差、标准化程度低、高通量应用难等瓶颈，难以满足临床转化和大规模科学研究的需求。

近期，中国科学院微生物研究所杜文斌团队将振动微滴技术（OsciDrop）拓展至高黏度生物材料处理和三维多细胞组装场景，研发出OsciSphere高保真生物组装平台，让振动微滴技术形成兼具原理创新、平台集成和应用拓展能力的通用技术体系，成功贯通从分子检测到三维生物制造的全应用场景。相关研究成果以“High-fidelity bioassembly of organoids and spheroids using inertial droplet microfluidics for precision oncology and tumor microenvironment modeling”为题，近期在线发表在Microsystems & Nanoengineering上。

研究团队合作在原有技术基础上研发出OsciSphere平台，实现基于振动惯性液滴微流控的高黏度生物材料精准分割与三维微组织高效构建。该平台保留前期振动液滴生成机制，结合Matrigel等温敏性高黏度支架材料的特性，增设温控模块、优化振动波形和操作参数，建立专属凝胶化与原位相转移流程，成功实现标准孔板内均一纳升微凝胶液滴的大规模稳定制备，突破传统技术的应用局限。

依托上述平台，研究人员成功构建出微型多细胞肿瘤球、组织来源类器官和患者来源类器官等多种三维模型。实验结果证实，与传统微升级基质胶穹顶培养方式相比，该平台构建的微组织模型在均一性、细胞活性和药物响应一致性等方面均表现更优。研究团队还利用该平台完成大规模组合用药筛选、基于肠道共生菌代谢分泌物的抑癌功能菌筛选，以及患者来源类器官与自体免疫细胞共培养等多项应用验证，充分展现出其在精准肿瘤学、肿瘤微环境建模和个体化治疗评估中的重要应用价值。

本研究证实，振动微滴技术在三维微组织制备中具备高均一性、高兼容性、高通量、易标准化的独特优势，可适配多种高黏度生物材料和不同类型三维多细胞体系构建，打破了传统三维生物制造技术在精度、效率和规模化上的壁垒。该技术不仅为精准肿瘤学研究提供了全新的技术工具，也为药物研发、微生物-肿瘤互作研究、肿瘤免疫微环境建模等领域提供了标准化、高通量的研究平台，未来在临床个体化治疗评估、大规模药物筛选中拥有广阔的转化应用前景。

OsciSphere平台实现三维多细胞体系的构建及应用示意图

山东第一医科大学与微生物所联合培养博士研究生黎雨尘为论文第一作者，微生物所杜文斌研究员为论文通讯作者。研究工作得到中国科学院战略性先导科技专项、国家重点研发计划和山东省重点研发计划等项目资助。

文章链接：https://doi.org/10.1038/s41378-026-01244-x