CN111693408A - 一种基于线圈微操控结构的磁性纳米粒子操控装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于线圈微操控结构的磁性纳米颗粒操控装置，由顶层带电极板结构、磁阻传感器、中间磁性纳米粒子和底层线圈微通道结构构成；磁阻传感器位于顶层带电极板下表面中心位置，底层线圈微通道位于顶层带电极板正下方且与顶层带电极板平行，中间的磁性纳米粒子位于顶层带电极板正下方，同时位于底层线圈微通道的正上方区域；由于通电底层线圈微通道结构的操纵，磁性纳米粒子得以被控制在顶层带电极板和磁阻传感器的正下方，进而通过顶层带电极板对磁性纳米粒子产生静电力使其向上悬浮。本发明降低了顶层带电极板对磁性纳米粒子粘附性。

Description

一种基于线圈微操控结构的磁性纳米粒子操控装置

技术领域

本发明涉及线圈微操控技术和磁阻传感器检测技术领域，具体涉及到一种基于微线圈操控结构的磁性纳米粒子操控装置。

背景技术

线圈微操控技术通过在通电导线之间切换电流产生电磁场梯度，从而使得磁性纳米粒子可以移至检测区域进行检测。线圈微操控通道由承载电流的导电回路组成，以操纵磁性纳米粒子，确保线圈微操控通道上的所有磁性纳米粒子最终都***纵到感应位置进行检测。 与外部磁体相比，线圈微操控通道以最小的占用空间来操纵磁性纳米粒子，成为极具吸引力的片上组件。

关于利用磁阻传感器检测磁性纳米粒子的工作已经开展了很多。磁阻传感器灵敏度高，价格便宜，并且与大多数片上实验室应用兼容。 基于磁阻传感器的芯片与磁性微结构结合以操纵和检测磁性纳米粒子，可以建立一种简单，廉价且实用的微型设备以受控方式操纵磁性纳米粒子，具有许多潜在的生物医学应用。

将线圈微操控技术与集成的磁阻传感器技术结合，从而形成用于检测磁性纳米粒子的完全集成的微芯片。在芯片级别操纵磁性纳米粒子的能力，提高粒子的控制精度，降低检测成本，为生物医学应用和即时医疗设备提供了非常重要的功能。

发明内容

本发明将磁操控技术与磁阻传感器技术相结合，并采用了磁阻传感器作为检测方法，提出了一种基于微线圈操控结构的磁性纳米粒子操控装置，具有稳定性好，精度高，粘附性低等诸多优点。

其中从总体结构正视图分析, 总体结构正视图由顶层带电极板结构、磁阻传感器、中间磁性纳米粒子和底层线圈微通道结构构成；

磁阻传感器位于顶层带电极板下表面中心位置，底层线圈微通道位于顶层带电极板正下方且与顶层带电极板平行，中间的磁性纳米粒子位于顶层带电极板正下方，同时位于底层线圈微通道的正上方区域；

由于通电底层线圈微通道结构的操纵，磁性纳米粒子得以被控制在顶层带电极板和磁阻传感器的正下方，进而通过顶层带电极板对磁性纳米粒子产生静电力使其次向上悬浮，与此同时磁阻传感器通过检测顶层带电极板与磁性纳米粒子的距离来调整顶层带电极板所带电压值，使得磁性纳米粒子能够稳定地悬浮在顶层带电极板与底层线圈微通道结构之间地区域，从而构成统一整体。

本发明进一步改进在于：从顶层带电极板结构的俯视图分析,所述顶层带电极板结构由四个第一、二、三、四正方形带电极板关于顶层带电极板中心点对称分布组成，磁阻传感器位于顶层带电极板结构的中心位置；第一、二、三、四正方形带电极板上所带电压值均为V，磁阻传感器能够调整V的值从而提供一个合适的电压值。极板中心集成微型磁阻传感器用于测量顶层带电极板与磁性纳米粒子的距离，并控制带电极板的电压值，使得磁性纳米粒子能够以理想的高度稳定地操控在底层线圈微通道结构的上方。在水平面上，单个磁性纳米粒子在未通电的底层线圈微通道上随机分布，底层线圈微通道通电后将控制磁性纳米粒子有规律地向底层线圈微通道的中心区域移动，直至磁性纳米粒子位于磁阻传感器的正下方，此时底层线圈微通道断电，顶层带电极板电操控并控制磁性纳米粒子。操控完成后，顶层带电极板断电，同时底层磁性线圈上电产生感应力以减少磁性纳米粒子对顶层带电极板的磁性黏附性，从而实现完整的磁性纳米粒子的操控。

本发明进一步改进在于：从底层线圈微通道结构第一种设计的俯视图分析，所述底层线圈微通道结构由6路开关电流围成一个矩形环状通道，最外层开关电流围成的矩形与底层线圈微通道重合，磁性纳米粒子的圆心位于底层线圈微通道的中心 ；其中矩形环状通道的一端分别从外到内依次连接第十、十一、十二、十三、十四、十五开关，从最外层向中心聚拢，矩形环状通道的另一端都接地，

第十开关可接VCC端或A端电源，第十一开关可接VCC端或B端电源，第十二开关可接VCC端或C端电源，第十三开关可接VCC端或D端电源，第十四开关可接VCC端或E端电源，第十五开关可接VCC端或F端电源，其中A、B、C、D、E、F端为电压幅值相同的直流电源； 其中底层线圈微通道结构工作时，将第十开关闭合，使得第十开关所连电路吸引周围磁性纳米粒子至电路通道附近后将第十开关断开；再将第十一开关闭合，使得第十一开关所连电路吸引周围磁性纳米粒子至电路通道附近后将第十一开关断开；之后将第十二开关闭合，使得第十二开关所连电路吸引周围磁性纳米粒子至电路通道附近后将第十二开关断开；再重复以上操作，直到将第十五开关闭合，使得第十五开关所连电路吸引周围磁性纳米粒子至电路通道附近后将第十二开关断开，从而将磁性纳米粒子操控至底层线圈微通道的中心；

当悬浮结束之后，此时底层线圈微通道结构中的磁性线圈开始工作，第十、十一、十二、十三、十四、十五开关都同时接入VCC端，VCC提供的交流电压使得底层磁性线圈结构产生磁场力，将磁性纳米粒子迅速吸附到底层极板上，大大减少顶层极板对磁性纳米粒子的粘附性。

本发明进一步改进在于：从底层线圈微通道结构第二种设计的俯视图分析，所述底层线圈微通道结构由4个关于原点对称的弧形电流环路组成，左上方电路一端通过分别通过第十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五、二十六开关接入电源，另一端接入右边的公共地端，右上方电路与左上方电路镜面对称分布，

一端通过分别通过第二十七、二十八、二十九、三十、三十一、三十二、三十三、三十四开关接入电源，另一端接入左边的公共地端，左下方电路一端通过分别通过第三十五、三十六、三十七、三十八、三十九、四十、四十一、四十二、四十三、四十四、四十五开关接入电源，另一端接入左边的公共地端，右下方电路与左下方电路或右上方电路呈镜面对称分布，一端通过分别通过第二十七、二十八、二十九、三十、三十一、三十二、三十三、三十四开关接入电源，另一端接入右边的公共接地端；

其中每个开关都可接交流电源VCC或相应的直流电源；其中，第十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五、二十六开关对应的直流电源分别为：A、B、C、A、B、C、A、B、C、A；第二十七、二十八、二十九、三十、三十一、三十二、三十三、三十四开关对应的直流电源分别为：C、B、A、C、B、A、C、B、A；第三十五、三十六、三十七、三十八、三十九、四十、四十一、四十二、四十三、四十四、四十五开关对应的直流电源分别为：A、B、C、A、B、C、A、B、C、A；第四十六、四十七、四十八、四十九、五十、五十一、五十二、五十三开关对应的直流电源分别为：C、B、A、C、B、A、C、B、A；其中A、B、C为电压幅值相同的直流电源；底层线圈微通道结构工作时，将所有可以接通直流电源A的第十六、十九、二十二、二十五、二十吧、三十一、三十四、三十五、三十八、四十一、四十四、四十七、五十、五十三开关闭合，使得A端所连电路吸引周围磁性纳米粒子至电路通道附近后将A端开关断开；再将第十七、二十、二十三、二十七、三十、三十三、三十六、三十九、四十二、四十六、四十九、五十二开关闭合，使得开关B端所连电路吸引周围磁性纳米粒子至电路通道附近后将B端开关断开；之后将第十八、二十一、二十四、二十六、二十九、三十二、三十七、四十、四十三、四十五、四十八、五十一开关闭合，使得C端开关所连电路吸引周围磁性纳米粒子至电路通道附近后将C端开关断开；此时磁性纳米粒子已经位于顶层带电极板的中心，也即磁阻传感器的正下方位置，为下一步顶层带电极板的操控控制做准备；当操控控制完成之后，顶层带电极板断电，此时底层线圈微通道结构中的磁性线圈开始工作，第十六~五十三开关都同时接入VCC端，VCC提供的交流电压使得底层磁性线圈结构产生磁场力，将磁性纳米粒子迅速吸附到底层极板上，大大减少顶层极板对磁性纳米粒子的粘附性。

本发明进一步改进在于: 所述底层线圈微通道结构由位于圆形底层板中心的金属圆环和周围8个关于原点对称的第五十四、五十五、五十六、五十七、五十八、五十九、六十、六十一电流线金属区组成，电流线金属区由扇形金属片构成，在底层线圈微通道结构处电流线金属区最宽，越接近底层线圈微通道结构的圆心，电流线金属区越窄，金属圆环的圆心以及磁性纳米粒子的圆心与底层线圈微通道结构的圆心重合；第五十四、五十五、五十六、五十七、五十八、五十九、六十、六十一电流线金属区 较宽的一边接入直流电源V，沿着电流线金属区较窄的一边接入至通道中心的金属圆环接地；底层线圈微通道结构 工作时，将所有电流线金属区 同时接入直流电源V，使得通电后的第五十四、五十五、五十六、五十七、五十八、五十九、六十、六十一电流线金属区 由于宽度不同而产生电势差，电势在圆形通道边缘处最大，沿圆心方向逐渐降低，直至金属圆环 处电势降为零，此时磁性纳米粒子沿着电势降低的方向运动直到位于金属操控控制完成金属圆环 附近，使得磁性纳米粒子***控至底层线圈微通道结构 的中心位置；当悬浮结束之后，底层线圈微通道结构 中圆形通道***的第六十四、六十五、六十六磁性线圈 开始工作，将第六十四、六十五、六十六磁性线圈 接入接入VCC交流电源端，VCC提供的交流电压使得底层磁性线圈结构 产生磁场力，将磁性纳米粒子 迅速吸附到底层极板上，大大减少顶层极板对磁性纳米粒子的粘附性。

有益效果：

（1）本发明采用底层微通道操控、顶层电极板操控的装置对磁性纳米粒子进行操控,保证了磁性纳米粒子始终位于极板区域的正下方位置,便于磁阻传感器的检测以及场强大小的调控,容易实现对磁性纳米粒子稳定的操控。

（2）本发明采用带电极板集成磁阻传感器检测的方法，将对磁性纳米粒子的操控高度进行检测，并控制带电极板的电压值,容易实现对磁性纳米粒子准确的操控。

（3）本发明采用底层交替通电的直流电路微通道结构，实现对磁性纳米粒子的操控，使得磁性纳米粒子能够从底层通道边缘位置经过交替的电流通路***控到达微通道的中心位置，提高了带单极板的操控效果，同时也提高了磁阻传感器的精度。

（4）本发明采用底层通道复用的交流线圈结构，将操控完成后磁性纳米粒子快速吸附到底层微通道结构中，降低了顶层带电极板对磁性纳米粒子粘附性。

附图说明

图1为本发明的总体结构正视图

图2为本发明的顶层带电极板俯视图

图3为本发明的底层微通道线圈设计一俯视图

图4为本发明底层微通道线圈设计二俯视图

图5为本发明的底层微通道线圈设计三俯视图

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

本文提出的一种基于线圈微操控结构的磁性纳米颗粒操控装置，该磁性纳米颗粒操控装置由顶层传感器控制操控结构、磁性纳米粒子以及底层线圈微操控通道结构与底层磁性线圈结构构成。如图1总体结构正视图所示，总体结构由顶层带电极板结构1、磁阻传感器3、中间磁性纳米粒子4，底层线圈微通道结构2构成。磁阻传感器3位于顶层带电极板1下表面中心位置，底层线圈微通道2位于顶层带电极板1正下方且与顶层带电极板1平行，中间磁性纳米粒子4位于顶层带电极板1正下方，同时位于底层线圈微通道2的正上方区域。由于通电底层线圈微通道结构2的操纵，磁性纳米粒子4得以被控制在顶层带电极板1和磁阻传感器3的正下方，进而通过顶层带电极板1对磁性纳米粒子4产生静电力使其次向上悬浮，与此同时磁阻传感器3通过检测顶层带电极板1与磁性纳米粒子4的距离来调整顶层带电极板1所带电压值，使得磁性纳米粒子4能够稳定地悬浮在顶层带电极板1与底层线圈微通道2之间地区域，从而构成统一整体。

如图2顶层带电极板结构俯视图所示，顶层带电极板结构1由第一、二、三、四正方形带电极板5、6、7、8关于顶层带电极板1中心点对称分布组成，磁阻传感器3位于顶层带电极板结构1的中心位置。第一、二、三、四正方形带电极板5、6、7、8上所带电压值为V，磁阻传感器3能够调整V的值从而提供一个合适的电压值。

如图3底层线圈微通道结构第一种设计的俯视图所示，所述底层线圈微通道结构2由6路开关电流围成一个矩形环状通道，最外层开关电流围成的矩形与底层线圈微通道2重合，磁性纳米粒子4的圆心位于底层线圈微通道2的中心 ；其中矩形环状通道的一端分别从外到内依次连接第十、十一、十二、十三、十四、十五开关10、11、12、13、14、15，从最外层向中心聚拢，矩形环状通道的另一端都接地，

第十开关10可接VCC端或A端电源，第十一开关11可接VCC端或B端电源，第十二开关12可接VCC端或C端电源，第十三开关13可接VCC端或D端电源，第十四开关14可接VCC端或E端电源，第十五开关15可接VCC端或F端电源，其中A、B、C、D、E、F端为电压幅值相同的直流电源；

其中底层线圈微通道结构2工作时，将第十开关10闭合，使得第十开关10所连电路吸引周围磁性纳米粒子4至电路通道附近后将第十开关10断开；再将第十一开关11闭合，使得第十一开关11所连电路吸引周围磁性纳米粒子4至电路通道附近后将第十一开关11断开；之后将第十二开关12闭合，使得第十二开关12所连电路吸引周围磁性纳米粒子4至电路通道附近后将第十二开关12断开；再重复以上操作，直到将第十五开关15闭合，使得第十五开关15所连电路吸引周围磁性纳米粒子4至电路通道附近后将第十二开关12断开，从而将磁性纳米粒子4操控至底层线圈微通道2的中心；

当悬浮结束之后，此时底层线圈微通道结构2中的磁性线圈开始工作，第十、十一、十二、十三、十四、十五开关10、11、12、13、14、15都同时接入VCC端，VCC提供的交流电压使得底层磁性线圈结构2产生磁场力，将磁性纳米粒子4迅速吸附到底层极板1上，大大减少顶层极板1对磁性纳米粒子4的粘附性。

如图4底层线圈微通道结构第二种设计的俯视图所示，所述底层线圈微通道结构2由4个关于原点对称的弧形电流环路组成，左上方电路一端通过分别通过第十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五、二十六开关16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26接入电源，另一端接入右边的公共地端，右上方电路与左上方电路镜面对称分布，

一端通过分别通过第二十七、二十八、二十九、三十、三十一、三十二、三十三、三十四开关27、28、29、30、31、32、33、34接入电源，另一端接入左边的公共地端，左下方电路一端通过分别通过第三十五、三十六、三十七、三十八、三十九、四十、四十一、四十二、四十三、四十四、四十五开关35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45接入电源，另一端接入左边的公共地端，右下方电路与左下方电路或右上方电路呈镜面对称分布，一端通过分别通过第二十七、二十八、二十九、三十、三十一、三十二、三十三、三十四开关27、28、29、30、31、32、33、34接入电源，另一端接入右边的公共接地端；

其中每个开关都可接交流电源VCC或相应的直流电源；其中，第十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五、二十六开关16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26对应的直流电源分别为：A、B、C、A、B、C、A、B、C、A；第二十七、二十八、二十九、三十、三十一、三十二、三十三、三十四开关27、28、29、30、31、32、33、34对应的直流电源分别为：C、B、A、C、B、A、C、B、A；第三十五、三十六、三十七、三十八、三十九、四十、四十一、四十二、四十三、四十四、四十五开关35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45对应的直流电源分别为：A、B、C、A、B、C、A、B、C、A；第四十六、四十七、四十八、四十九、五十、五十一、五十二、五十三开关46、47、48、49、50、51、52、53对应的直流电源分别为：C、B、A、C、B、A、C、B、A；其中A、B、C为电压幅值相同的直流电源；底层线圈微通道结构2工作时，将所有可以接通直流电源A的第十六、十九、二十二、二十五、二十吧、三十一、三十四、三十五、三十八、四十一、四十四、四十七、五十、五十三开关16、19、22、25、28、31、34、35、38、41、44、47、50、53闭合，使得A端所连电路吸引周围磁性纳米粒子4至电路通道附近后将A端开关断开；再将第十七、二十、二十三、二十七、三十、三十三、三十六、三十九、四十二、四十六、四十九、五十二开关17、20、23、27、30、33、36、39、42、46、49、52闭合，使得开关B端所连电路吸引周围磁性纳米粒子4至电路通道附近后将B端开关断开；之后将第十八、二十一、二十四、二十六、二十九、三十二、三十七、四十、四十三、四十五、四十八、五十一开关18、21、24、26、29、32、37、40、43、45、48、51闭合，使得C端开关所连电路吸引周围磁性纳米粒子4至电路通道附近后将C端开关断开；此时磁性纳米粒子4已经位于顶层带电极板1的中心，也即磁阻传感器3的正下方位置，为下一步顶层带电极板1的操控控制做准备；当操控控制完成之后，顶层带电极板1断电，此时底层线圈微通道结构2中的磁性线圈开始工作，第十六~五十三开关16~53都同时接入VCC端，VCC提供的交流电压使得底层磁性线圈结构2产生磁场力，将磁性纳米粒子4迅速吸附到底层极板上，大大减少顶层极板对磁性纳米粒子4的粘附性。

如图5底层线圈微通道结构第三种设计的俯视图所示，所述底层线圈微通道结构2由位于圆形底层板中心的金属圆环62和周围8个关于原点对称的第五十四、五十五、五十六、五十七、五十八、五十九、六十、六十一电流线金属区54、55、56、57、58、59、60、61组成，电流线金属区由扇形金属片构成，在底层线圈微通道结构2处电流线金属区最宽，越接近底层线圈微通道结构2的圆心，电流线金属区越窄，金属圆环62的圆心以及磁性纳米粒子4的圆心与底层线圈微通道结构2的圆心重合；第五十四、五十五、五十六、五十七、五十八、五十九、六十、六十一电流线金属区54、55、56、57、58、59、60、61较宽的一边接入直流电源V，沿着电流线金属区较窄的一边接入至通道中心的金属圆环62接地；底层线圈微通道结构2工作时，将所有电流线金属区54~61同时接入直流电源V，使得通电后的第五十四、五十五、五十六、五十七、五十八、五十九、六十、六十一电流线金属区54、55、56、57、58、59、60、61由于宽度不同而产生电势差，电势在圆形通道边缘处最大，沿圆心方向逐渐降低，直至金属圆环62处电势降为零，此时磁性纳米粒子4沿着电势降低的方向运动直到位于金属操控控制完成金属圆环62附近，使得磁性纳米粒子4***控至底层线圈微通道结构2的中心位置；当悬浮结束之后，底层线圈微通道结构2中圆形通道***的第六十四、六十五、六十六磁性线圈64、65、66开始工作，将第六十四、六十五、六十六磁性线圈64、65、66接入接入VCC交流电源端，VCC提供的交流电压使得底层磁性线圈结构2产生磁场力，将磁性纳米粒子4迅速吸附到底层极板上，大大减少顶层极板对磁性纳米粒子4的粘附性。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述实施方式所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。

Claims (5)

1.一种基于线圈微操控结构的磁性纳米颗粒操控装置，其特征在于：磁性纳米颗粒操控装置由顶层带电极板结构、磁阻传感器、中间磁性纳米粒子和底层线圈微通道结构构成；

磁阻传感器（3）位于顶层带电极板（1）下表面中心位置，底层线圈微通道（2）位于顶层带电极板（1）正下方且与顶层带电极板（1）平行，中间的磁性纳米粒子（4）位于顶层带电极板（1）正下方，同时位于底层线圈微通道（2）的正上方区域；

由于通电底层线圈微通道结构（2）的操纵，磁性纳米粒子（4）得以被控制在顶层带电极板（1）和磁阻传感器（3）的正下方，进而通过顶层带电极板（1）对磁性纳米粒子（4）产生静电力使其次向上悬浮，与此同时磁阻传感器（3）通过检测顶层带电极板（1）与磁性纳米粒子（4）的距离来调整顶层带电极板（1）所带电压值，使得磁性纳米粒子（4）能够稳定地悬浮在顶层带电极板（1）与底层线圈微通道结构（2）之间地区域，从而构成统一整体。

2.如权利要求1所述的一种基于线圈微操控结构的磁性纳米颗粒操控装置，其特征在于：所述顶层带电极板结构（1）由四个第一、二、三、四正方形带电极板（5、6、7、8）关于顶层带电极板（1）中心点对称分布组成，磁阻传感器（3）位于顶层带电极板结构（1）的中心位置；第一、二、三、四正方形带电极板（5、6、7、8）上所带电压值均为V，磁阻传感器（3）能够调整V的值从而提供一个合适的电压值。

3.如权利要求1所述的一种基于线圈微操控结构的磁性纳米颗粒操控装置，其特征在于：所述底层线圈微通道结构（2）由6路开关电流围成一个矩形环状通道，最外层开关电流围成的矩形与底层线圈微通道（2）重合，磁性纳米粒子（4）的圆心位于底层线圈微通道（2）的中心 ；其中矩形环状通道的一端分别从外到内依次连接第十、十一、十二、十三、十四、十五开关（10、11、12、13、14、15），从最外层向中心聚拢，矩形环状通道的另一端都接地，

第十开关（10）可接VCC端或A端电源，第十一开关（11）可接VCC端或B端电源，第十二开关（12）可接VCC端或C端电源，第十三开关（13）可接VCC端或D端电源，第十四开关（14）可接VCC端或E端电源，第十五开关（15）可接VCC端或F端电源，其中A、B、C、D、E、F端为电压幅值相同的直流电源； 其中底层线圈微通道结构（2）工作时，将第十开关（10）闭合，使得第十开关（10）所连电路吸引周围磁性纳米粒子（4）至电路通道附近后将第十开关（10）断开；再将第十一开关（11）闭合，使得第十一开关（11）所连电路吸引周围磁性纳米粒子（4）至电路通道附近后将第十一开关（11）断开；之后将第十二开关（12）闭合，使得第十二开关（12）所连电路吸引周围磁性纳米粒子（4）至电路通道附近后将第十二开关（12）断开；再重复以上操作，直到将第十五开关（15）闭合，使得第十五开关（15）所连电路吸引周围磁性纳米粒子（4）至电路通道附近后将第十二开关（12）断开，从而将磁性纳米粒子（4）操控至底层线圈微通道（2）的中心；

当悬浮结束之后，此时底层线圈微通道结构（2）中的磁性线圈开始工作，第十、十一、十二、十三、十四、十五开关（10、11、12、13、14、15）都同时接入VCC端，VCC提供的交流电压使得底层磁性线圈结构（2）产生磁场力，将磁性纳米粒子（4）迅速吸附到底层极板（1）上，大大减少顶层极板（1）对磁性纳米粒子（4）的粘附性。

4.如权利要求1所述的一种基于线圈微操控结构的磁性纳米颗粒操控装置，其特征在于：所述底层线圈微通道结构（2）由4个关于原点对称的弧形电流环路组成，左上方电路一端通过分别通过第十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五、二十六开关（16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26）接入电源，另一端接入右边的公共地端，右上方电路与左上方电路镜面对称分布，

一端通过分别通过第二十七、二十八、二十九、三十、三十一、三十二、三十三、三十四开关（27、28、29、30、31、32、33、34）接入电源，另一端接入左边的公共地端，左下方电路一端通过分别通过第三十五、三十六、三十七、三十八、三十九、四十、四十一、四十二、四十三、四十四、四十五开关（35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45）接入电源，另一端接入左边的公共地端，右下方电路与左下方电路或右上方电路呈镜面对称分布，一端通过分别通过第二十七、二十八、二十九、三十、三十一、三十二、三十三、三十四开关（27、28、29、30、31、32、33、34）接入电源，另一端接入右边的公共接地端；

其中每个开关都可接交流电源VCC或相应的直流电源；其中，第十六、十七、十八、十九、二十、二十一、二十二、二十三、二十四、二十五、二十六开关（16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26）对应的直流电源分别为：A、B、C、A、B、C、A、B、C、A；第二十七、二十八、二十九、三十、三十一、三十二、三十三、三十四开关（27、28、29、30、31、32、33、34）对应的直流电源分别为：C、B、A、C、B、A、C、B、A；第三十五、三十六、三十七、三十八、三十九、四十、四十一、四十二、四十三、四十四、四十五开关（35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45）对应的直流电源分别为：A、B、C、A、B、C、A、B、C、A；第四十六、四十七、四十八、四十九、五十、五十一、五十二、五十三开关（46、47、48、49、50、51、52、53）对应的直流电源分别为：C、B、A、C、B、A、C、B、A；其中A、B、C为电压幅值相同的直流电源；底层线圈微通道结构（2）工作时，将所有可以接通直流电源A的第十六、十九、二十二、二十五、二十吧、三十一、三十四、三十五、三十八、四十一、四十四、四十七、五十、五十三开关（16、19、22、25、28、31、34、35、38、41、44、47、50、53）闭合，使得A端所连电路吸引周围磁性纳米粒子（4）至电路通道附近后将A端开关断开；再将第十七、二十、二十三、二十七、三十、三十三、三十六、三十九、四十二、四十六、四十九、五十二开关（17、20、23、27、30、33、36、39、42、46、49、52）闭合，使得开关B端所连电路吸引周围磁性纳米粒子（4）至电路通道附近后将B端开关断开；之后将第十八、二十一、二十四、二十六、二十九、三十二、三十七、四十、四十三、四十五、四十八、五十一开关（18、21、24、26、29、32、37、40、43、45、48、51）闭合，使得C端开关所连电路吸引周围磁性纳米粒子（4）至电路通道附近后将C端开关断开；此时磁性纳米粒子（4）已经位于顶层带电极板（1）的中心，也即磁阻传感器（3）的正下方位置，为下一步顶层带电极板（1）的操控控制做准备；当操控控制完成之后，顶层带电极板（1）断电，此时底层线圈微通道结构（2）中的磁性线圈开始工作，第十六~五十三开关（16~53）都同时接入VCC端，VCC提供的交流电压使得底层磁性线圈结构（2）产生磁场力，将磁性纳米粒子（4）迅速吸附到底层极板上，大大减少顶层极板对磁性纳米粒子（4）的粘附性。

5.如权利要求1所述的一种基于线圈微操控结构的磁性纳米颗粒操控装置，其特征在于：所述底层线圈微通道结构（2）由位于圆形底层板中心的金属圆环（62）和周围8个关于原点对称的第五十四、五十五、五十六、五十七、五十八、五十九、六十、六十一电流线金属区（54、55、56、57、58、59、60、61）组成，电流线金属区由扇形金属片构成，在底层线圈微通道结构（2）处电流线金属区最宽，越接近底层线圈微通道结构（2）的圆心，电流线金属区越窄，金属圆环（62）的圆心以及磁性纳米粒子（4）的圆心与底层线圈微通道结构（2）的圆心重合；第五十四、五十五、五十六、五十七、五十八、五十九、六十、六十一电流线金属区（54、55、56、57、58、59、60、61）较宽的一边接入直流电源V，沿着电流线金属区较窄的一边接入至通道中心的金属圆环（62）接地；底层线圈微通道结构（2）工作时，将所有电流线金属区（54~61）同时接入直流电源V，使得通电后的第五十四、五十五、五十六、五十七、五十八、五十九、六十、六十一电流线金属区（54、55、56、57、58、59、60、61）由于宽度不同而产生电势差，电势在圆形通道边缘处最大，沿圆心方向逐渐降低，直至金属圆环（62）处电势降为零，此时磁性纳米粒子（4）沿着电势降低的方向运动直到位于金属操控控制完成金属圆环（62）附近，使得磁性纳米粒子（4）***控至底层线圈微通道结构（2）的中心位置；当悬浮结束之后，底层线圈微通道结构（2）中圆形通道***的第六十四、六十五、六十六磁性线圈（64、65、66）开始工作，将第六十四、六十五、六十六磁性线圈（64、65、66）接入接入VCC交流电源端，VCC提供的交流电压使得底层磁性线圈结构（2）产生磁场力，将磁性纳米粒子（4）迅速吸附到底层极板上，大大减少顶层极板对磁性纳米粒子（4）的粘附性。

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