磁镊控制装置、实验系统、控制方法以及药物递送方法

技术领域

本发明涉及磁镊设备技术领域，特别涉及一种磁镊控制装置、实验系统、控制方法以及药物递送方法。

背景技术

现有技术中，主要利用电磁装置产生磁场使磁性颗粒聚集形成磁性微群。常用的电磁装置通常为亥姆霍兹线圈或麦克斯韦线圈等，但这些装置的体积较大，不易操作和控制。且在电磁装置所形成的磁场中，磁性微颗粒需要靠彼此之间的相互吸引与排斥而聚集形成动态的磁性微群。由于该聚集过程需要依赖磁性颗粒之间的相互作用力而产生，因此，需要将磁性颗粒的初始分布密度设置地足够大，这样才能够在磁性颗粒间产生较强的相互作用力，以使磁性颗粒能够相互吸引而聚集。

但在实际使用过程中，磁性颗粒的初始分布可能是分散或不均匀的，采用现有技术中的电磁装置并不能很好地聚集这些分散或不均匀的磁性颗粒，并且通过现有的电磁装置也不能很好地将这些磁性颗粒均匀地扩散。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明实施例所要解决的技术问题是提供了一种磁镊控制装置、实验系统、控制方法以及药物递送方法，用于解决磁性颗粒均匀扩散的问题。此外，还可以解决低密度磁性颗粒难以聚集的问题。

本发明的上述目的可采用下列技术方案来实现，本发明提供了一种磁镊控制装置，包括：

旋转座；

移动机构，与所述旋转座相接，用于带动所述旋转座运动；

设置在所述旋转座上的磁性结构，在所述旋转座处于转动状态下，所述磁性结构形成旋转磁场；

以及设置在所述旋转磁场中的磁性颗粒，所述磁性颗粒在所述旋转磁场作用下聚集形成磁性微群；

在所述旋转磁场沿第一方向往复运动的状态下，所述磁性微群能够被扩散。

在本发明的一较佳实施方式中，所述磁性结构包括磁性相接的第一磁性件和第二磁性件，所述第一磁性件和所述第二磁性件间隔设置在所述旋转座上，在所述旋转座处于旋转状态下，所述第一磁性件和所述第二磁性件之间形成所述旋转磁场。

在本发明的一较佳实施方式中，所述第一磁性件包括设置在所述旋转座上的第一磁块、以及磁性连接在所述第一磁块上的第二磁块，所述第二磁性件包括设置在所述旋转座上的第三磁块、以及磁性连接在所述第三磁块上的第四磁块，所述第二磁块与所述第四磁块异极相对设置，在所述旋转座处于旋转状态下，所述第二磁块和所述第四磁块之间形成所述旋转磁场。

在本发明的一较佳实施方式中，所述移动机构包括三轴移动平台，所述三轴移动平台包括沿第一水平方向设置的第一滑台、沿第二水平方向设置的第二滑台、以及沿高度方向设置的第三滑台，所述第一滑台、所述第二滑台和所述第三滑台两两垂直设置，所述旋转座可转动地设置在所述第三滑台上；

在所述第二滑台带动所述磁性结构沿所述第一方向往复运动的状态下，所述磁性微群能够被扩散。

在本发明的一较佳实施方式中，所述三轴移动平台上设有旋转驱动装置，所述旋转驱动装置设置在所述第三滑台上，所述旋转驱动装置与所述旋转座可传动相接；

在所述旋转驱动装置带动所述旋转座处于转动状态下，所述磁性微群能够被聚集。

在本发明的一较佳实施方式中，所述磁性颗粒在所述旋转磁场中相互吸引组成长短不一的磁性微链，所述磁性微链在所述旋转磁场作用下聚集形成所述磁性微群。

本发明还提供了一种磁镊实验系统，包括：

如前述的磁镊控制装置；

可升降地载物台，设置在磁性结构和磁性颗粒之间，用于承托所述磁性颗粒；

以及观察设备，所述观察设备用于观察所述磁性颗粒的状态。

在本发明的一较佳实施方式中，所述磁镊实验系统还包括升降装置，所述升降装置与所述载物台相连接，用于调节所述载物台的高度位置。

在本发明的一较佳实施方式中，所述磁镊实验系统还包括减震平台，所述磁镊控制装置和所述升降装置均设置在所述减震平台上。

本发明还提供了一种应用权前述的磁镊实验系统的磁镊控制方法，包括：

聚集步骤：将磁性颗粒放置到载物台上；转动旋转座带动磁性结构形成旋转磁场；调节所述载物台高度，使所述载物台进入所述旋转磁场，所述旋转磁场的旋转轴相交在所述载物台的第一位置形成聚集点，所述磁性颗粒在所述旋转磁场作用下聚集在所述第一位置形成磁性微群；

运送步骤：通过移动机构带动所述旋转座移动，带动所述旋转磁场的旋转轴移动并相交在所述载物台的第二位置，从而通过所述旋转磁场驱动所述磁性微群由所述第一位置运动至所述第二位置；

扩散步骤：通过所述移动机构带动所述旋转座沿第一方向做往复运动，进而带动所述旋转磁场同步运动，使所述旋转磁场与所述磁性微群之间产生速度差，所述磁性微群在所述速度差作用下被拆解并扩散。

在本发明的一较佳实施方式中，所述磁性微群的扩散率的计算公式为：

λ

式中，λ

本发明还提供了一种应用权前述的磁镊控制装置的药物递送方法，包括如下步骤：将药物结合在磁性颗粒上；将所述磁性颗粒注射进血管；利用磁镊控制装置使所述磁性颗粒在所述血管内聚集形成磁性微群；通过所述磁镊控制装置控制所述磁性微群沿所述血管运动至目标位置；通过所述磁镊控制装置控制所述磁性微群在所述目标位置扩散，从而释放所述药物。

本发明的技术方案具有以下显著有益效果：

本发明所述磁镊控制装置使用时，通过旋转座带动磁性结构转动，利用磁性结构产生旋转磁场，将磁性颗粒置于旋转磁场中，进而磁性颗粒在旋转磁场的作用下，会聚集形成磁性微群。通过移动机构可带动旋转座移动，进而带动磁性微群运动；当需要使磁性微群扩散时，则控制移动机构带动旋转座沿第一方向做往复运动，使得旋转磁场与磁性微群之间产生速度差，进而磁性微群在该速度差的作用下，沿旋转磁场扩散开，从而实现扩散操作。

具体的，当磁性颗粒被放置在旋转磁场中时，旋转磁场的磁力会作用在磁性颗粒上，使磁性颗粒相互吸引形成长短不一的磁性微链，然后，在旋转磁场的驱动下，大量磁性颗粒会朝向聚集点进行螺旋运动，并聚集在聚集点形成磁性微群。

在磁性颗粒聚集形成磁性微群后，当聚集点的位置发生改变时，磁性颗粒会在旋转磁场的作用下自动地朝向聚集点移动并重新聚集形成磁性微群。其中，当移动机构带动聚集点低速运动时，磁力微群能够自动地跟随聚集点移动。而当聚集点的移动速度高于磁性微群的最大运动速度时，则磁性微群不能紧密地跟随聚集点移动，使得磁性微群被拆解并扩散。通过移动机构控制聚集点的移动速度，从而能够实现磁性微群的拆解和扩散过程。由于旋转磁场的旋转特点，能够带动磁性微群作旋转运动，从而当通过移动机构快速地控制聚集点做往复运动时，则磁性微群在速度差的作用下被拆解并向四周均匀的扩散。

当磁性颗粒在第一位置和第二位置之间低速运动时，磁性颗粒能够自动地聚集在聚集点形成磁性微群，并且磁性微群能够跟随聚集点运动。通过移动机构控制聚集点的移动位置便可精准地控制磁性颗粒的运动路径，使得磁性微群的运送过程不需要依赖成像装置反馈磁性颗粒的位置，提高了磁性微群的控制便捷性。

且通过移动机构控制磁性结构进行高速地往复运动，还可实现磁性微群的拆解和均匀扩散过程，从而能够利用磁性颗粒携带靶向药物通过血管网络精准地递送至病变位置，具有易于控制和操作方便等优点。

且在使用过程中，设计人员可根据需要设计移动机构的运动范围，进而便于调整和拓展磁性结构的工作范围，能够增加磁性结构对磁性微群的运送范围，提高了磁镊控制装置的操作范围，具有更好地使用灵活性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本发明的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本发明。

图1为本发明所述磁镊控制装置的一种结构示意图；

图2为药物递送方法的一种流程示意图；

图3为磁性结构的一种磁场结构示意图；

图4为磁性结构的磁场分布仿真示意图；

图5为磁性颗粒聚集形成磁性微群的过程示意图；

图6为一个旋转周期内三个磁性颗粒组成的磁性微链姿态变化示意图；

图7为磁性微链朝向聚集点的运动轨迹图；

图8为三个不同长度的磁性微链在不同起始位置向聚集点聚集的仿真轨迹图；

图9为磁性微群在聚集点引导下在工作空间中运动轨迹示意图；

图10为磁性微群在高速往复运动下时被拆解和扩散的过程示意图。

以上附图的附图标记：

1、旋转座；

2、移动机构；21、三轴移动平台；211、第一滑台；212、第二滑台；213、第三滑台；

3、磁性结构；31、第一磁性件；311、第一磁块；312、第二磁块；32、第二磁性件；321、第三磁块；322、第四磁块；

4、磁性颗粒；41、磁性微链；42、磁性微群；

5、旋转驱动装置；

6、载物台；61、升降装置；

7、观察设备；71、显微相机；

8、减震平台。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请结合参阅图1至图10，本发明提供了一种磁镊控制装置，包括：旋转座1；移动机构2，与所述旋转座1相接，用于带动所述旋转座1运动；设置在所述旋转座1上的磁性结构3，在所述旋转座1处于转动状态下，所述磁性结构3形成旋转磁场；以及设置在所述旋转磁场中的磁性颗粒4，所述磁性颗粒4在所述旋转磁场作用下聚集形成磁性微群42；在所述旋转磁场沿第一方向往复运动的状态下，所述磁性微群42能够被扩散。

整体上，本发明所述磁镊控制装置使用时，通过旋转座1带动磁性结构3转动，利用磁性结构3产生旋转磁场，将磁性颗粒4置于旋转磁场中，进而磁性颗粒4在旋转磁场的作用下，会聚集形成磁性微群42。通过移动机构2可带动旋转座1移动，进而带动磁性微群42运动；当需要使磁性微群42扩散时，则控制移动机构2带动旋转座1沿第一方向做往复运动，使得旋转磁场与磁性微群42之间产生速度差，进而磁性微群42在该速度差的作用下，沿旋转磁场扩散开，从而实现扩散操作。

在本实施例中，所述磁性结构3包括磁性相接的第一磁性件31和第二磁性件32，所述第一磁性件31和所述第二磁性件32间隔设置在所述旋转座1上，在所述旋转座1处于旋转状态下，所述第一磁性件31和所述第二磁性件32之间形成所述旋转磁场。

具体的，旋转座1可设置为圆盘形，第一磁性件31和第二磁性件32相对设置在旋转座1上。通过旋转座1带动第一磁性件31和第二磁性件32做转动运动，使得第一磁性件31和第二磁性件32之间的磁场形成旋转磁场。当磁性颗粒4进入旋转磁场时，旋转磁场能够带动磁性颗粒4进行旋转以及姿态的变换，使磁性颗粒4能够沿旋转磁场的磁力线自发地向中心聚集。聚集过程的初始阶段并不依赖磁性颗粒4之间的相互磁力作用，无需考虑磁性颗粒4的初始分布密度，从而利用本发明能够利用旋转磁场将高度分散的磁性颗粒4聚集形成磁性微群42。

在本实施例中，所述第一磁性件31包括设置在所述旋转座1上的第一磁块311、以及磁性连接在所述第一磁块311上的第二磁块312，所述第二磁性件32包括设置在所述旋转座1上的第三磁块321、以及磁性连接在所述第三磁块321上的第四磁块322，所述第二磁块312与所述第四磁块322异极相对设置，在所述旋转座1处于旋转状态下，所述第二磁块312和所述第四磁块322之间形成所述旋转磁场。

具体的，第一磁块311、第二磁块312、第三磁块321和第四磁块322均可选用永磁体，例如钕铁硼强磁铁，当然设计人员也可选用其他材质，这里不做限制。第一磁块311和第三磁块321可设置为长方体，第一磁块311的一端和第三磁块321的一端与旋转座1相接。第二磁块312和第四磁块322也设置为长方体，第二磁块312可连接在第一磁块311的另一端上，第四磁块322可连接在第三磁块321的另一端上。其中，第二磁块312与第四磁块322的极面相对设置，第二磁块312和第四磁块322之间的极面距离d决定了磁性颗粒4的聚集范围，设计人员可根据需要确定极面距离d的大小，这里不做限制。第二磁块312和第四磁块322在旋转座1带动下绕旋转座1的转动轴l

进一步地，可将第一磁块311和第三磁块321设置为45mm的立方体，将第二磁块312和第四磁块322设置为10mm的立方体。当然，设计人员也可通过增加磁体的数量以及尺寸来调整磁镊的性能，这里不做限制。

在本实施例中，所述移动机构2包括三轴移动平台21，所述三轴移动平台21包括沿第一水平方向设置的第一滑台211、沿第二水平方向设置的第二滑台212、以及沿高度方向设置的第三滑台213，所述第一滑台211、所述第二滑台212和所述第三滑台213两两相垂直，所述旋转座1可转动地设置在所述第三滑台213上；在所述第二滑台212带动所述磁性结构3沿所述第一方向往复运动的状态下，所述磁性微群42能够被扩散。

其中，第一水平方向可设置为Y轴，第二水平方向可设置为X轴，高度方向可设置为Z轴。所述第一方向可以为X轴方向，也可以为Y轴方向，也可以为X轴与Y轴之间任意方向。当然，设计人员也可根据使用需要自行确定具体的方向，这里不做限制。

当然，移动机构2还可选用多轴电动平台，通过多轴电动平台能够带动磁性结构3进行多个自由度移动，从而便于控制磁性微群42的运动路径。或者，设计人员也可将移动机构2设置为其他运动结构，例如机械臂等，这里不做限制。

在本实施例中，所述三轴移动平台21上设有旋转驱动装置5，所述旋转驱动装置5设置在所述第三滑台213上，所述旋转驱动装置5与所述旋转座1可传动相接；在所述旋转驱动装置5带动所述旋转座1处于转动状态下，所述磁性微群42能够被聚集。

具体的，旋转驱动装置5可选用驱动电机，驱动电机与旋转座1相连接，用于驱动旋转座1按照设定的转动速度转动，从而带动磁性结构3形成稳定的旋转磁场。通过将旋转驱动装置5设置在三轴移动平台21上，利用三轴移动平台21能够带动驱动电机和旋转座1同步运动，进而能够用于控制磁性微群42的运动路径。

其中，第一滑台211、第二滑台212和第三滑台213可由步进电机驱动，各滑台的运动行程能够决定该磁镊控制装置的工作空间尺寸，因此可根据需要调节各滑台的行程进而能够调节该磁镊控制装置的工作空间大小。

当然，还可在三轴移动平台21和旋转驱动装置5上设置驱动控制模块，通过驱动控制模块便于使用人员精准地控制三轴移动平台21的运动路径以及旋转驱动装置5的转动速度，进而便于控制磁性颗粒4形成聚集状态或扩散状态。

当需要使磁性颗粒4形成聚集状态时，则启动旋转驱动装置5带动旋转座1转动，从而带动旋转座1上的磁性结构3形成旋转磁场。在旋转磁场的作用下，磁性颗粒4会自发地聚集，从而形成聚集状态。

当需要使磁性颗粒4形成扩散状态时，则利用第二滑台212带动第三滑台213沿第一方向做往复运动，从而带动磁性结构3沿第一方向做往复运动，使得旋转磁场与聚集状态下的磁性颗粒4之间产生不同的加速度，进而在旋转磁场与磁性颗粒4之间产生速度差，在速度差的作用下，所述磁性颗粒4被扩散。此时，由于旋转磁场的转动作用，因此磁性颗粒4能够沿转动方向向各个方向扩散开，从而形成扩散状态。

具体的，驱动控制模块可以包括计算机、与计算机电连接的多通道电机控制电路板以及与多通道电机控制电路板电连接的多个电机驱动器，电机驱动器可以分别连接三轴移动平台21和旋转驱动装置5上的电机用于实现控制过程。当然，还可将该驱动控制模块与配套的软件系统相结合，进而便于使用人员通过软件程序控制磁性颗粒4的聚集或扩散，这里不做限制。

当然，设计人员也可将旋转驱动装置5设置为其他结构，这里不做限制。

在本实施例中，所述磁性颗粒4在所述旋转磁场中相互吸引组成长短不一的磁性微链41，所述磁性微链41在所述旋转磁场作用下聚集形成所述磁性微群42。

当磁性颗粒4被放置在旋转磁场中时，在旋转磁场作用下磁性颗粒4被磁化，磁化后的磁性颗粒4会吸引附近的磁性颗粒4组成长短不一的磁性微链41。

请结合参阅图1至图10，本发明提供了一种磁镊实验系统，包括：前述实施例中所述的磁镊控制装置；可升降地载物台6，设置在磁性结构3和磁性颗粒4之间，用于承托所述磁性颗粒4；以及观察设备7，所述观察设备7用于观察所述磁性颗粒4的状态。

在本实施例中，所述磁镊实验系统还包括升降装置61，所述升降装置61与所述载物台6相连接，用于调节所述载物台6的高度位置。

设计人员可调节载物台6的高度位置，使载物台6放置在旋转磁场的不同位置，进而通过观察设备7能够观察磁性颗粒4的聚集和扩散情况，以获取不同的实验结果。

具体的，观察设备7可选用显微相机71。使用时，将显微相机71通过支架安装在载物台6的上方，以便于观察载物台6上的磁性颗粒4的各种状态，并记录实验过程和实验结果。其中，通过显微相机71所采集的实验数据主要用于研究磁性颗粒4的运动状态，并不用于为磁性微群42的运动提供视觉反馈。

在本实施例中，所述磁镊实验系统还包括减震平台8，所述磁镊控制装置和所述升降装置61均设置在所述减震平台8上。

通过设置减震平台8，能够减少移动机构2和旋转驱动装置5运转时对磁性颗粒4造成的干扰，能够提高实验结果的准确性。

本发明还提供了一种应用前述实施例中的磁镊实验系统的磁镊控制方法，包括：

聚集步骤：将磁性颗粒4放置到载物台6上；转动旋转座1带动磁性结构3形成旋转磁场；调节所述载物台6高度，使所述载物台6进入所述旋转磁场，所述旋转磁场的旋转轴相交在所述载物台6的第一位置形成聚集点，所述磁性颗粒4在所述旋转磁场作用下聚集在所述第一位置形成磁性微群42；

运送步骤：通过移动机构2带动所述旋转座1移动，进而带动所述旋转磁场的旋转轴移动并相交在所述载物台6的第二位置，从而通过所述旋转磁场驱动所述磁性微群42由所述第一位置运动至所述第二位置；

扩散步骤：通过所述移动机构2带动所述旋转座1沿第一方向做往复运动，进而带动所述旋转磁场同步运动，使所述旋转磁场与所述磁性微群42之间产生速度差，所述磁性微群42在所述速度差作用下被拆解并扩散。

该磁镊控制装置的具体结构、工作原理和有益效果与前述实施中所述相同，在此不再赘述。

本发明实施例中提供了一种应用前述实施例所述的磁镊控制装置的药物递送方法，请结合参阅图2，包括如下步骤：将药物结合在磁性颗粒4上；将磁性颗粒4注射进血管；利用磁镊控制装置使所述磁性颗粒4在血管内聚集形成磁性微群42；通过所述磁镊控制装置控制所述磁性微群42沿所述血管运动至目标位置；通过所述磁镊控制装置控制所述磁性微群42在所述目标位置扩散，从而释放所述药物。该磁镊控制装置的具体结构、工作原理和有益效果与前述实施中所述相同，在此不再赘述。

具体的，可将靶向药物结合在磁性颗粒4上。将带有靶向药物的磁性颗粒4注射进血管，然后利用磁镊控制装置使磁性颗粒4在血管内聚集形成磁性微群42，通过形成磁性微群42能够提高磁性颗粒4的运动能力及抗干扰能力。随后可利用磁镊控制装置引导和驱动磁性微群42在血管内运动，使磁性微群42沿指定的参考路径进入目标位置。然后，通过磁镊控制装置控制磁性微群42在目标位置均匀地扩散，释放靶向药物实现治疗目的。其中，目标位置可以为肿瘤组织内部，当然使用人员也可根据需要调整目标位置，这里不做限制。

附图说明，请结合附图1至附图10，其中：

图1为磁镊控制装置的一种结构示意图，其中，三轴移动平台的三个轴线方向分别设为X坐标轴、Y坐标轴以及Z坐标轴。

图2为药物递送方法的一种流程示意图；

图3为磁性结构3的一种磁场结构示意图，图中：将载物台6的载物台6面设置为基平面。磁性结构3距离基平面的距离为h，h的大小能够影响基平面中磁场感应强度，因此也会影响磁性微群42的聚集速度和最大运动速度。

第一磁性件31和第二磁性件32的等效磁偶极子可分别表示为MagA和MagB，MagA与MagB的连线在基平面上的投影表示为l

由于磁性颗粒4最终会在旋转中心轴l

图4为磁性结构3的磁场分布仿真示意图，图中：(A)显示了当d＝50mm，h＝15mm时基平面上的磁感应强度分布。(B)显示了当d＝50mm，h＝15mm时，X-Z坐标系平面上的磁感应强度分布。当磁性结构3旋转时，其上方会形成锥形的旋转磁场用于驱动磁性颗粒4。

图5为磁性颗粒4聚集形成磁性微群42的过程示意图，图中：当大量磁性颗粒4被放置在旋转磁场中时，旋转磁场会将磁性颗粒4磁化。被磁化后的磁性颗粒4与附近磁性颗粒4相互吸引形成长短不一的磁性微链41。然后，在旋转磁场的驱动下，大量磁性微链41朝向聚集点SP进行螺旋运动，最终在聚集点SP处聚集成紧密的磁性微群42。

图6为一个旋转周期内三个磁性颗粒4组成的磁性微链41姿态变化示意图，图中：每90°为一个间隔进行记录，使一个旋转周期被分为四个阶段。在这四个阶段中，磁性微链41的旋转支点P

根据以上对磁性微链41姿态变化的分析，对磁性微链41运动进行仿真，从而得到了如图7所示的磁性微链41向聚集点SP运动时产生的运动轨迹。该轨迹整体呈现螺旋形，存在锯齿状边缘。

图7为磁性微链41朝向聚集点的运动轨迹图，其中：单个磁性微链41在旋转磁场作用下会沿螺旋轨迹向聚集点SP移动。当工作空间中存在众多磁性颗粒4组成的磁性微链41时，磁性微链41间会同时沿各自的螺旋轨迹向聚集点SP聚集。在聚集过程中，磁性微链41之间会发生相互吸引、排斥、碰撞，最终在聚集点SP处聚集成为一个动态的紧密的磁性微群42。

图8为三个不同长度的磁性微链41在不同起始位置向聚集点聚集的仿真轨迹图，其中：在实际使用时，只需将磁性颗粒4放置于磁性结构3上方的工作空间中。然后控制磁性结构3下方的旋转驱动装置5以一定频率进行旋转。等待一段时间后，磁性颗粒4就会在聚集点SP处聚集成一个动态的磁性微群42。磁性结构3的旋转频率会影响磁性颗粒4聚集的速度和最终磁性微群42的形态，因此使用人员可以根据实际需求调整旋转频率。

图9为磁性微群42在聚集点引导下在工作空间中运动轨迹示意图，其中：磁性颗粒4会在聚集点SP处聚集形成磁性微群42。当聚集点SP位置变化后，磁性颗粒4会自动地朝向新的聚集点SP位置移动并重新聚集。因此磁镊控制装置通过利用磁性微群42的这一特性实现对它的精确运送。

使用时，可预先将路径信息编程导入驱动控制模块，计算机读取路径信息后利用多通道电机控制电路板控制电机驱动器，进而控制三轴移动平台21移动磁性结构3，使得聚集点SP的位置能够安装设定的移动速度沿沿预设路径精准地移动。从而磁性微群42能够自动地跟随聚集点SP运动至目标位置。由于磁性微群42的跟随行为总是自发进行的，因此磁性微群42的位置可以通过SP进行间接地估计，使得磁性微群42的运送过程不需要依赖实时的图像反馈，也可以控制磁性微群42的运动位置和运动速度。

图10为磁性微群42在高速往复运动下时被拆解和扩散的过程示意图，其中：所述磁性微群42的扩散率的计算公式为：

λ

式中，λ

图10显示了磁性微群42在旋转磁场作用下拆解和扩散的过程，其中聚集点SP沿X轴的往复运动长度L＝1mm,运动速度V

披露的所有文章和参考资料，包括专利申请和出版物，出于各种目的通过援引结合于此。描述组合的术语“基本由…构成”应该包括所确定的元件、成分、部件或步骤以及实质上没有影响该组合的基本新颖特征的其他元件、成分、部件或步骤。使用术语“包含”或“包括”来描述这里的元件、成分、部件或步骤的组合也想到了基本由这些元件、成分、部件或步骤构成的实施方式。这里通过使用术语“可以”，旨在说明“可以”包括的所描述的任何属性都是可选的。多个元件、成分、部件或步骤能够由单个集成元件、成分、部件或步骤来提供。另选地，单个集成元件、成分、部件或步骤可以被分成分离的多个元件、成分、部件或步骤。用来描述元件、成分、部件或步骤的公开“一”或“一个”并不说为了排除其他的元件、成分、部件或步骤。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。