球被磁化后的磁控小馬達(dá)吸附，在磁控小馬達(dá)去磁化后與之分離，通過磁控小馬達(dá)的運(yùn)動驅(qū)動磁性顆粒運(yùn)動到特定位置，進(jìn)而實現(xiàn)分離檢測傳感。
[0019]所述的功能化磁性顆粒主要是在鐵或其氧化物(Fe3O4或T-Fe2O3)顆粒外通過聚合一層高分子材料如聚異丙基丙烯酰胺進(jìn)行載藥定點釋放。也可在鐵或氧化鐵Fe3O4微球(具有一定的導(dǎo)電性能)外通過電聚合反應(yīng)聚合一層化學(xué)傳感薄膜，如基于苯硼酸及其衍生物的傳感膜，檢測相應(yīng)的糖類分子。還可以在磁性微球外沉積一層金薄膜，通過化學(xué)修飾在金表層修飾不同的基團(tuán)如氨基或巰基基團(tuán)等，這些基團(tuán)與酶、抗原、抗體、核酸等生物活性物質(zhì)特異性結(jié)合，進(jìn)而進(jìn)行功能化檢測。
[0020]本發(fā)明所提出的基于液態(tài)金屬的磁控小型馬達(dá)及其制造方法，使得馬達(dá)的驅(qū)動運(yùn)動在不依賴外界能量的供給的前提下，具有高度可控性，且馬達(dá)的設(shè)計與控制簡單易行，填補(bǔ)了自體供應(yīng)能量驅(qū)動物體運(yùn)動可控性的空白，具有極大的自主能動性以及可控性，更為重要的是選用的材料具有柔性、流動性及適形化特點，且不限于微納尺度，可在毫米厘米尺度下發(fā)揮馬達(dá)宏觀運(yùn)動能力，擴(kuò)展了馬達(dá)的應(yīng)用范圍，具有廣闊的應(yīng)用前景。此外，在磁控小型馬達(dá)的基礎(chǔ)上通過將馬達(dá)自身功能化或者用馬達(dá)驅(qū)動其他具有一定功能的磁性微球，進(jìn)而展開相關(guān)應(yīng)用，使得此馬達(dá)具有實際應(yīng)用價值。本技術(shù)的發(fā)展將極大推動柔性機(jī)器人與柔性驅(qū)動機(jī)器的設(shè)計以及傳感分離檢測等的發(fā)展。
【附圖說明】
[0021]圖1是磁控液態(tài)金屬小型馬達(dá)在自由溶液中磁鐵控制其運(yùn)動起止及軌跡示意圖。
[0022]圖2是磁控液態(tài)金屬小馬達(dá)在內(nèi)含三維結(jié)構(gòu)的槽道中運(yùn)動示意圖。
[0023]圖3是磁控液態(tài)金屬小馬達(dá)鎳層聚合電化學(xué)傳感膜分離檢測細(xì)胞示意圖。
[0024]圖4是磁控液態(tài)金屬小馬達(dá)鎳層噴濺金后表面化學(xué)修飾分離檢測核酸示意圖。
[0025]圖5是磁控液態(tài)金屬小馬達(dá)在外磁場作用下加載免疫磁珠分離檢測細(xì)胞示意圖。
[0026]圖6是磁控液態(tài)金屬小馬達(dá)在外磁場作用下加載表面功能化的磁性微球分離檢測抗體示意圖。
【具體實施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明作更詳細(xì)的說明。
[0028]實施例1:
[0029]如圖1所示，本實施例以圓形培養(yǎng)皿內(nèi)磁鐵控制小型馬達(dá)運(yùn)動起止與運(yùn)動軌跡為例進(jìn)行描述。
[0030]1.在培養(yǎng)皿內(nèi)倒入一定量的水溶液，將磁控小馬達(dá)置于其中，用鑷子夾取一小片鋁置于水溶液中，并將鋁與未覆蓋鎳處的液態(tài)金屬2接觸，在液態(tài)金屬2的作用下，鋁與水溶液快速電化學(xué)腐蝕放出氫氣，形成鋁的碎片I緊貼在液態(tài)金屬2與鎳層3結(jié)合處。
[0031]2.磁控馬達(dá)獲得足夠的驅(qū)動力，可自驅(qū)動前行，其運(yùn)動軌跡為A-B-C-A。
[0032]3.在需要運(yùn)動暫停的地方附近放一磁塊4，則馬達(dá)運(yùn)動至此處后鎳層在磁場的作用下，阻礙馬達(dá)前行，撤去磁塊4后馬達(dá)可接著自驅(qū)動運(yùn)動。如在B’處放置磁塊4，則馬達(dá)從A運(yùn)動至B’后停止運(yùn)動。撤除磁塊4后，馬達(dá)從B’開始運(yùn)動，運(yùn)動軌跡為B’ -C -A’ -C。
[0033]4.當(dāng)在磁塊4作用下馬達(dá)停止運(yùn)動后，可通過旋轉(zhuǎn)磁塊4，改變鎳層3朝向，進(jìn)而改變馬達(dá)的運(yùn)動方向，或在磁塊4的牽引下鎳層帶動馬達(dá)到達(dá)另一位置，撤走磁塊后馬達(dá)開始運(yùn)動位置發(fā)生變化，進(jìn)而改變運(yùn)動軌跡。
[0034]實施例2:
[0035]如圖2所示，本實施例以基于液態(tài)金屬的磁控小馬達(dá)在內(nèi)含三維結(jié)構(gòu)的環(huán)形槽道中運(yùn)動為例進(jìn)行描述。
[0036]1.在內(nèi)部有高低起伏及寬窄變化的環(huán)形槽道內(nèi)倒入一定量的水溶液，將磁控小馬達(dá)置于其中，用鑷子夾取一小片鋁置于水溶液中，并將鋁與未覆蓋鎳處的液態(tài)金屬2接觸，在液態(tài)金屬2的作用下，鋁與水溶液快速電化學(xué)腐蝕放出氫氣，形成鋁的碎片I緊貼在液態(tài)金屬2與鎳層3結(jié)合處。
[0037]2.磁控小馬達(dá)在鋁的作用下獲得一定的驅(qū)動力，自驅(qū)動前行。
[0038]3.在槽道較窄處，磁控小馬達(dá)通過自身柔性擠壓前行，若動力不足，可以通過外加磁場(磁塊4)牽引鎳層帶動磁控小馬達(dá)擠壓通過窄處。
[0039]4.運(yùn)動至上坡處自驅(qū)動運(yùn)動動力不足以使馬達(dá)爬坡時，可以通過外加磁場(磁塊4)提供動力牽引馬達(dá)爬過坡頂，進(jìn)而向前運(yùn)動。
[0040]實施例3:
[0041]如圖3所示，本實施例以基于液態(tài)金屬的磁控小馬達(dá)表面鎳層聚合化學(xué)傳感薄膜進(jìn)行分離檢測傳感為例進(jìn)行描述。
[0042]1.將80mmol的3_氨基苯硼酸，0.3mol的硫酸鈉及0.125mol的鹽酸加入pH為7.4的IL磷酸緩沖液PBS中。取一定量的溶液，將其置于一容器內(nèi)，將磁控小馬達(dá)半浸入溶液中，浸入溶液中的部分為鎳層3，未浸入溶液中的部分為裸露的液態(tài)金屬2。將磁控小馬達(dá)與電化學(xué)工作站的工作電極相連，采用循環(huán)伏安法在鎳層3表面上電聚合一層苯硼酸聚合物膜5。將含聚合傳感薄膜的磁控小馬達(dá)取出后用蒸餾水清洗備用。
[0043]2.在特定容器6內(nèi)倒入一定量的水溶液，將含聚合傳感薄膜的磁控小馬達(dá)置于容器6的A側(cè)，并在A側(cè)內(nèi)加入一定量的酵母菌細(xì)胞。用鑷子夾取一小片鋁置于溶液中，并將鋁與未覆蓋鎳處的液態(tài)金屬2接觸，在液態(tài)金屬的作用下，鋁與溶液快速電化學(xué)腐蝕放出氫氣，形成鋁的碎片I緊貼在液態(tài)金屬2與鎳層3結(jié)合處。
[0044]3.用磁塊4將磁控小馬達(dá)從A側(cè)牽引至通道B處，磁控馬達(dá)自驅(qū)動通過通道B，到達(dá)容器6的C側(cè)。如需進(jìn)一步分離酵母菌細(xì)胞，則可在C側(cè)溶液內(nèi)加入果糖，酵母菌細(xì)胞在果糖的競爭下釋放，進(jìn)而達(dá)到分離糖類或細(xì)胞的目的。
[0045]實施例4:
[0046]如圖4所示，本實施例以基于液態(tài)金屬的磁控馬達(dá)上鎳層表面噴濺金層后再進(jìn)行表面化學(xué)修飾分離檢測核酸為例進(jìn)行描述。
[0047]1.在磁控液態(tài)金屬小馬達(dá)鎳層3處噴派一層金薄層7。將金薄層7表面修飾單鏈脫氧核糖核酸探針。
[0048]2.在特定容器6內(nèi)倒入一定量的水溶液，將含金薄層的磁控小馬達(dá)置于容器6的A偵U，并在A側(cè)內(nèi)加入一定量的含待分離檢測的核酸物質(zhì)。用鑷子夾取一小片鋁置于溶液中，并將鋁與未覆蓋鎳處的液態(tài)金屬2接觸，在液態(tài)金屬的作用下，鋁與溶液快速電化學(xué)腐蝕放出氫氣，形成鋁的碎片I緊貼在液態(tài)金屬2與鎳層3結(jié)合處。
[0049]3.用磁塊4將磁控馬達(dá)從A側(cè)牽引至通道B處，磁控馬達(dá)自驅(qū)動通過通道B，到達(dá)容器6的C側(cè)，進(jìn)而達(dá)到從樣品中分離核酸的目的，可對分離出來的物質(zhì)進(jìn)行集中的定量檢測，排除生物樣品中其他物質(zhì)的干擾。
[0050]實施例5:
[0051]如圖5所示，本實施例以基于液態(tài)金屬的磁控馬達(dá)驅(qū)動免疫磁珠進(jìn)行分離檢測物質(zhì)為例進(jìn)行描述。
[0052]1.將磁控小馬達(dá)置于?300mT的磁場中一段時間，使其表面鎳層磁化。
[0053]2.將磁化的磁控馬達(dá)置于水溶液中，用鑷子夾取一小片鋁置于水溶液中，并將鋁與未覆蓋鎳處的液態(tài)金屬2接觸，在液態(tài)金屬的作用下，鋁與水溶液快速電化學(xué)腐蝕放出氫氣，形成鋁的碎片I緊貼在液態(tài)金屬2與鎳層3結(jié)合處，磁控馬達(dá)獲得自驅(qū)動能力。
[0054]3.在特定容器6內(nèi)倒入一定量的水溶液，在容器6的A側(cè)內(nèi)加入一定量的待檢測分離樣品溶液，然后加入免疫磁珠8 (表面覆有高分子材料9)，通過免疫磁珠表面的功能基團(tuán)與樣品溶液中待檢測物質(zhì)，如相應(yīng)細(xì)胞的共價結(jié)合。將可自驅(qū)動的磁化的磁控馬達(dá)置于A偵U，磁化的磁控馬達(dá)可以吸附已結(jié)合待檢測物質(zhì)的免疫磁珠。
[0055]4.用磁塊4將吸附了免疫磁珠的磁控馬達(dá)從A側(cè)牽引至通道B處，磁控馬達(dá)自驅(qū)動通過通道B，到達(dá)容器6的C側(cè)，進(jìn)而達(dá)到從樣品中分離特定物質(zhì)的目的，可對分離出來的物質(zhì)進(jìn)行集中的定量檢測，排除生物樣品中其他物質(zhì)的干擾?？筛淖兇艍K4的方向，將磁控馬達(dá)去磁化，使得馬達(dá)與免疫磁珠分離。
[0056]實施例6:
[0057]如圖6所示，本實施例以基于液態(tài)金屬的磁控馬達(dá)驅(qū)動功能化磁性微球進(jìn)行分離檢測物質(zhì)為例進(jìn)行描述。
[0058]1.在磁性微球(鐵或氧化鐵)表面噴濺一層金薄層7。將金薄層7表面修飾特定的功能基團(tuán)如抗體等，形成功能化的磁性微球10，用于分離檢測相應(yīng)的抗原等。
[0059]2.將磁控小馬達(dá)置于?300mT的磁場中一段時間，使其表面鎳層磁化。
[0060]3.將磁化的磁控馬達(dá)置于水溶液中，用鑷子夾取一小片鋁置于溶液中，并將鋁與未覆蓋鎳處的液態(tài)金屬2接觸，在液態(tài)金屬2的作用下，鋁與溶液快速電化學(xué)腐蝕放出氫氣，形成鋁的碎片I緊貼在