CN116679043B - 适用于磁泳分析平台的机器人及制备方法、磁泳分析平台 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种适用于磁泳分析平台的机器人及制备方法、磁泳分析平台，该机器人包括主体部，由液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制成；外壳，覆盖主体部，外壳被配置为在磁泳分析平台将细胞裂解后，基于外壳上的识别分子与细胞中的目标分析物键合，以捕获目标分析物；其中，机器人具有磁性，以使机器人在磁泳分析平台磁场的控制下运动。

Description

适用于磁泳分析平台的机器人及制备方法、磁泳分析平台

技术领域

本发明涉及生物检测技术领域，尤其涉及一种适用于磁泳分析平台的机器人及制备方法、磁泳分析平台。

背景技术

免疫分析是实现精确医学诊断的关键手段之一，免疫分析平台的小型化和微型化是实现便携式免疫分析的关键技术。其中，生物磁珠在免疫分析领域的广泛应用为免疫分析平台小型化和便携化提供了支持。已有研究将生物磁珠用于操纵和测量免疫分析物的实际应用，但在实际使用中通常需要大量的生物磁珠。

然而，当前的免疫分析平台在进行免疫分析时存在多个挑战：操作繁琐、耗时、体积较大，且需要较强的磁场来控制生物磁珠。此外，由于生物磁珠数量的未知损失，会导致免疫分析结果存在较大误差。因此，开发一种简单、快速、小型化、并且可以减少磁珠损失对分析结果影响的免疫分析设备显得尤为重要。

发明内容

为至少部分地克服上述提及的至少一种或者其它发明的技术缺陷，本发明的至少一种实施例提供一种适用于自动化磁泳分析平台的机器人，通过用液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制作机器人的主体部使得机器人具有剩磁，可以实现利用较小的磁场控制机器人运动的目的。

有鉴于此，本发明实施例提供了一种适用于磁泳分析平台的机器人，包括：主体部，由液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制成；以及外壳，覆盖上述主体部，上述外壳被配置为在上述磁泳分析平台将细胞裂解后，基于上述外壳上的识别分子与上述细胞中的目标分析物键合，以捕获上述目标分析物；其中，上述机器人具有磁性，以使上述机器人在上述磁泳分析平台磁场的控制下运动。

可选的，机器人还包括：多个凸起，由液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制成，形成于上述主体部上，上述外壳覆盖上述凸起。

可选的，上述主体部形成有容纳腔，上述容纳腔被配置为容纳荧光探针液。

可选的，上述主体部还包括密封层，设置在上述容纳腔的开口处，上述密封层被配置为将上述荧光探针液封闭在上述容纳腔内，上述密封层在红外线照射的情况下融化，以使上述荧光探针液由上述容纳腔内流出。

本发明还提供了一种如上述的机器人的制备方法，包括：S1：将液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒的混合物置入已加工好的模具中，加热固化后形成主体部； S2：将上述混合物涂敷在上述主体部的表面上，使用永磁体诱导上述钕铁硼颗粒带动上述混合物沿磁感应线运动，在上述主体部上生成锥状微结构，经加热固化后形成凸起；S3：在上述主体部和上述凸起上制备二氧化硅层，以形成外壳； S4：对上述外壳进行表面改性、活化处理，并将识别分子连接到改性后的上述外壳上，形成初始机器人；以及S5：对上述初始机器人进行充磁，形成具有磁性的上述机器人。

根据本发明实施例，上述聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒的质量比为 3:2。

本发明还提供了一种磁泳分析平台，包括：如上述的机器人；裂解模块，被配置为裂解细胞，在上述细胞裂解后，上述机器人基于上述识别分子捕获上述细胞中的目标分析物；控制洗涤模块，与上述裂解模块连通，上述机器人在上述控制洗涤模块内带动上述目标分析物运动，以洗涤上述机器人和上述目标分析物上的杂质；以及扩增检测模块，与上述控制洗涤模块连通，上述扩增检测模块被配置为提高上述目标分析物的数量。

可选的，上述裂解模块包括：裂解池，上述裂解池内形成有第一容纳空间；至少一个第一电磁线圈，设置在上述第一容纳空间外周，上述第一电磁线圈被配置为控制上述机器人运动；以及换能器，设置在上述裂解池的底部，上述换能器被配置为将外部超声波转换为体波声源；其中，上述细胞在上述体波声源的作用下裂解，上述机器人在上述第一容纳空间内捕获上述细胞中的目标分析物。

可选的，上述控制洗涤模块包括：洗涤主体，形成有第二容纳空间，上述第二容纳空间与上述第一容纳空间连通；至少一个第二电磁线圈，设置在上述第二容纳空间外周，上述第二电磁线圈被配置为控制上述机器人运动；以及洗涤液出口，与上述第二容纳空间连通，洗涤液进入上述第二容纳空间洗涤上述机器人和上述目标分析物，在上述洗涤液洗涤完成后，上述洗涤液出口被配置为允许上述洗涤液由上述第二容纳空间流出。

可选的，上述扩增检测模块包括：扩增主体，形成有第三容纳空间，上述第三容纳空间与上述第二容纳空间连通；至少一个第三电磁线圈，设置在上述第三容纳空间的外周，上述第三电磁线圈被配置为控制上述机器人携带上述目标分析物进入上述第三容纳空间；温控单元，设置在上述第三容纳空间内，上述温控单元被配置为调节上述第三容纳空间的温度，以提高上述目标分析物的数量；以及检测单元，设置在上述扩增主体内壁上，并位于上述第三容纳空间顶部，上述检测单元被配置为检测上述目标分析物的数量。

可选的，通过用液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制作主体部可以使机器人具有剩磁，进而可以通过控制磁泳分析平台的磁场控制机器人运动，通过在主体部表面覆盖可以与目标分析物键合的外壳，可以实现捕获目标分析物，由于机器人带有磁性，可以实现利用较小的磁场控制机器人运动，可以减小线圈的尺寸，进而可以减小磁泳分析平台的尺寸，实现磁泳分析平台小型化、便携的目的。

附图说明

图1是根据本发明示意性实施例的适用于磁泳分析平台的机器人的立体图；

图2是根据本发明示意性实施例的适用于磁泳分析平台的机器人的剖视图；

图3是根据本发明示意性实施例的磁泳分析平台的工作原理图。

上述附图中，附图标记含义具体如下：

1：机器人；

11：主体部；

12：外壳；

13：识别分子；

14：凸起；

15：容纳腔；

16：密封层；

2：裂解模块；

21：裂解池；

211：第一容纳空间；

22：第一电磁线圈；

23：换能器；

3：控制洗涤模块；

31：洗涤主体；

311：第二容纳空间；

32：第二电磁线圈；

33：洗涤液出口；

4：扩增检测模块；

41：扩增主体；

411：第三容纳空间；

42：第三电磁线圈；

43：温控单元；

44：检测单元；

45：红外光源；

5：洗涤液入口；

6：等温扩增预混液入口；

7：传感器。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本发明实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本发明。在此使用的术语“包括”表明了特征、步骤、操作的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释（例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等）。

图1是根据本发明示意性实施例的适用于磁泳分析平台的机器人的立体图。图2是根据本发明示意性实施例的适用于磁泳分析平台的机器人的剖视图。

如图1所示，本发明的实施例提供一种适用于磁泳分析平台的机器人1。机器人1包括主体部11和外壳12。

具体地，主体部11由液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制成。外壳12覆盖主体部11，外壳12被配置为在磁泳分析平台将细胞裂解后，基于外壳上的识别分子13与细胞中的目标分析物键合，以捕获目标分析物。目标分析物可以是蛋白质和核酸等。钕铁硼材料具有较高的剩磁，利用钕铁硼材料制备的机器人剩磁可以达到10mT-40mT，通过利用钕铁硼颗粒制作主体部11后，对主体部11进行充磁，可以实现利用较低的磁场控制机器人1（例如，磁场强度为6mT的圆形线圈可以驱动5mm远的机器人），进而可以避免因使用大量生物磁珠而出现互相吸附降低反应效率的现象。可以通过在外壳12上设置特定的识别分子13，进而目标分析物可以与机器人1键合，从而可以实现机器人1的特异性识别功能。

机器人1可以具有磁性，以使机器人在磁泳分析平台磁场的控制下运动。根据本发明实施例，机器人1可以具有较高的响应速度，例如，响应速度可以达到0.5cm/s。

根据本发明实施例，通过用液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制作主体部11可以使机器人1具有剩磁，进而可以通过控制磁泳分析平台的磁场控制机器人1运动，通过在主体部11表面覆盖可以与目标分析物键合的外壳12，可以实现捕获目标分析物，即发生免疫反应，由于机器人1带有磁性，机器人1也可以称为免疫微磁机器人，可以实现利用较小的磁场控制机器人1运动，可以减小电磁线圈的尺寸，进而可以减小磁泳分析平台的尺寸，可以使磁泳分析平台制作成微流控芯片样式，实现磁泳分析平台小型化、易携带的目的。

在一些实施例中，机器人1还可以包括多个凸起14。凸起14可以由液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制成，形成于主体部11上，外壳可以覆盖凸起14。通过设置多个凸起14结构，可以增加机器人的面积，以增加捕获目标分析物的数量，可以提高检测的准确性和效率。

在一些实施例中，机器人1还可以包括多个长条形触角。多个触角可以均匀设置在机器人1外周并由机器人1外周向外延伸，以提升机器人1的平衡性，降低极性翻转发生的可能性。

在一些实施例中，主体部11还可以形成有容纳腔15。容纳腔15可以被配置为容纳荧光探针液，容纳荧光探针液可以用于激活目标分析物发光，以通过检测光强，检测目标分析物的数量。荧光探针液中可以包括荧光染料和荧光猝灭剂的特殊分子，它们与目标分析物结合后可以发出荧光信号。在容纳腔15中不填充物质的情况下，可以用于调节机器人在磁泳分析平台中的浮力。容纳腔15可以被配置为容纳化学发光所需的荧光抗体，荧光抗体可以用于与化学发光所需要的反应底物结合使用，以使目标分析物发生免疫反应，完成免疫分析过程。

在一些实施例中，主体部11还可以包括密封层16。密封层16可以设置在容纳腔15的开口处，例如，容纳腔15的顶部开口或底部开口处。密封层16可以被配置为将荧光探针液封闭在容纳腔15内，密封层16可以在红外线照射的情况下融化，以使荧光探针液或荧光抗体由容纳腔15内流出。可以选用近红外光线替代红外线，密封层16可以选用近红外光线敏感材料制备成。例如，近红外敏感水凝胶。

在一些实施例中，机器人1的长可以为50μm - 200μm，通过微纳米加工制成。在机器人长为100um的情况下，移动机器人1需要0.48W 的功率，而移动生物磁珠需要5W的功率，进而通过使用本实施例的机器人1可以显著降低磁泳分析平台中电磁线圈的功率需求。进一步地，在功率为5W的情况下运行电磁线圈1分钟，温度会上升到140℃，会对目标分析物造成较大损坏，而在功率为0.48W的情况下运行电磁线圈1分钟，温度上升可以保证在5℃以内，可以较大程度上改善电磁线圈发热的问题。进一步地，本发明实施例，可以通过单个较大（长度在50um - 200um之间）的机器人1，可以实现捕获目标分析物，无需设置大量生物磁珠，可以避免堆叠多个生物磁珠导致与目标分析物接触表面积减少的问题。

在一些实施例中，外壳12可以为硅胶。外壳也可以选用金、二氧化硅或其它聚合物制备成。外壳12上的识别分子13可以是抗原、抗体等。

在一些实施例中，主体部11可以设置成菱形，利于保持机器人1平衡，降低极性翻转的发生。

本发明的实施例还提供一种上述机器人的制备方法。该方法包括步骤S1~步骤S5。

在步骤S1中，将液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒的混合物置入已加工好的模具中，加热固化后形成主体部。模具可以选用双光子3D打印机打印制备得到。液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒的混合物可以成液态。

在步骤S2中，将混合物涂敷在主体部的表面上，使用永磁体诱导钕铁硼颗粒带动混合物沿磁感应线运动，在主体部上生成锥状微结构，经在烘箱中加热固化后可以形成凸起。通过制备凸起，增加了机器人的表面积，提高了机器人捕获目标分析物的数量。

在步骤S3中，可以在主体部和凸起上制备二氧化硅层，以形成外壳。例如，可以将二氧化硅液体通过磁控溅射在主体部和凸起上形成外壳，也可以选择使用液态金属金代替二氧化硅液体，通过磁控溅射在主体部和凸起上形成外壳。

在步骤S4中，可以对外壳进行表面改性、活化处理，并将识别分子连接到改性后的外壳上，形成初始机器人。

可以通过等离子体处理对外壳进行改性，利用硅烷对改性后的外壳进行活化，外壳经过改性、活化处理后，可以与识别分子结合，识别分子可以根据目标分析物的种类，进行设置，例如，在目标分析物为DNA时，识别分子可以是捕获探针DNA。可以通过傅里叶变换红外光谱 (FTIR) 和其他表征技术确认修饰后的识别分子是否成功附着到外壳上。

在步骤S5中，可以对初始机器人进行充磁，以形成具有磁性的机器人。例如，使用进行1200V的充磁机进行充磁处理。

在一些实施例中，聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒的质量比可以在1:6-3:2之间，优选地，聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒的质量比为 3:2，以使液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒具有较好流动性的同时使制备后的机器人具有较好磁性。

图3是根据本发明示意性实施例的磁泳分析平台的工作原理图。

如图3所示，本发明的实施例还提供一种磁泳分析平台。磁泳分析平台包括上述的机器人1、裂解模块2、控制洗涤模块3和扩增检测模块4。

具体地，如图1至图3所示，裂解模块2可以被配置为裂解细胞，在细胞裂解后，机器人可以基于识别分子13捕获细胞中的目标分析物，即发生免疫反应。控制洗涤模块3可以与裂解模块2连通，机器人在控制洗涤模块内带动目标分析物运动，以洗涤机器人和目标分析物上的杂质。扩增检测模块4可以与控制洗涤模块3连通，扩增检测模块4可以被配置为提高目标分析物的数量。

进一步地，通过设置裂解模块2、控制洗涤模块3和扩增检测模块4的各模块单独工作和协同工作，可以实现磁泳分析平台的小型化和可拆卸替换功能，可以构成分析流程完整的一体化平台，方便携带，可应用于便携式场景。

在一些实施例中，用于磁泳分析平台的初始样品可以是血液、肿瘤组织或者微生物体。初始样品进入裂解模块2后，初始样品中的细胞经过裂解模块2裂解后可以获得细胞内容物，如核酸、蛋白质、肿瘤标志物等。进一步地，可以根据免疫分析的需求，确定特定的目标分析物，进而可以对机器人做相应的特异性识别修饰，即在机器人外壳上修饰识别分子13。

在一些实施例中，裂解模块2包括裂解池21、至少一个第一电磁线圈22和换能器23。具体地，裂解池21内形成有第一容纳空间211，第一容纳空间211可以被配置为容纳细胞和机器人1。第一电磁线圈22可以设置在第一容纳空间外周，第一电磁线圈22可以被配置为控制机器人运动。换能器23可以设置在裂解池21的底部，换能器23可以被配置为将外部超声波转换为体波声源。换能器23可以设置为多个较短条形结构，均匀分布在裂解池21的底部。换能器23也可以设置为一个长条形结构，均匀盘放在裂解池21的底部，以提高细胞裂解的均匀性。裂解池21可以由硅胶制成，可以通过在裂解池21形成第一容纳空间211的内壁上气相沉积镀一层致密派瑞林薄膜，进而可以避免由于裂解池21材料的非特异性吸附，损失目标分析物。

根据本发明实施例，细胞可以在体波声源的作用下裂解，机器人1在第一容纳空间211内可以捕获细胞中的目标分析物。可以控制体波声源的频率在100 kHz 至 10 MHz之间，以在细胞内产生机械剪切力，破坏细胞膜和细胞器，释放细胞内容物，使细胞裂解。进一步地，可以根据需求设置波声源的频率。

如图3所示，裂解模块2设置有2个第一电磁线圈22，通过设置多个第一电磁线圈22和微流控技术可以控制裂解模块2内磁场的磁性，进而可以控制机器人1在裂解模块2内运动，以使机器人1通过识别分子13与目标分析物键合，从而达到捕获目标分析物的目的。进一步地，可以控制体波声源的频率在20 kHz 至1 MHz之间，以促进裂解细胞后的细胞内容物运动，进而可以促进细胞内容物与机器人1接触，以使机器人1加快与目标分析物键合，从而加快捕获目标分析物。细胞内容物可以包括目标分析物。裂解池21可以使用微流体管道代替，进而可以实现裂解池21的可替换性。

在一些实施例中，控制洗涤模块3包括洗涤主体31、至少一个第二电磁线圈32和洗涤液出口33。具体地，洗涤主体31可以形成有第二容纳空间311，第二容纳空间311可以与第一容纳空间211连通。洗涤主体31可以由硅胶制成，可以通过在洗涤主体31形成第二容纳空间311的内壁上气相沉积镀一层致密派瑞林薄膜，进而可以避免由于洗涤主体31材料的非特异性吸附，损失目标分析物。至少一个第二电磁线圈32可以设置在第二容纳空间311外周，第二电磁线圈32可以被配置为控制机器人1运动。由于机器人1由钕铁硼制成，本身具有剩磁，因此，可以利用较小的磁场控制机器人1运动，例如，利用4-6mT的磁场强度，可以在距离5mm处驱动机器人运动。洗涤液出口可以与第二容纳空间连通，洗涤液可以进入第二容纳空间洗涤机器人和目标分析物，在洗涤液洗涤完成后，洗涤液出口可以被配置为允许洗涤液由第二容纳空间流出。通过设置多个第二电磁线圈32和微流控技术可以控制磁场磁性，进而可以控制机器人1运动，使机器人与洗涤液充分接触。洗涤主体31可以使用微流体管道代替，进而可以实现洗涤主体31的可替换性。

洗涤液可以为纯化缓冲液，纯化缓冲液可以在洗涤机器人1和目标分析物后由洗涤液出口33流出，以清洗细胞破裂后除目标分析物外的其它细胞内容物，实现目标分析物的纯化。

在一些实施例中，扩增检测模块4包括扩增主体41、至少一个第三电磁线圈42、温控单元43和检测单元44。

具体地，扩增主体41形成有第三容纳空间411，第三容纳空间411可以与第二容纳空间311连通，第三电磁线圈42可以设置在第三容纳空间的外周，第三电磁线圈42可以被配置为控制机器人1携带目标分析物进入第三容纳空间411。温控单元43设置在第三容纳空间411内，温控单元43可以被配置为调节第三容纳空间411的温度，以提高目标分析物的数量。提高目标分析物的数量的过程可以称为扩增。检测单元44设置在扩增主体41内壁上，并位于第三容纳空间顶部，检测单元44可以被配置为检测目标分析物的数量。扩增主体41可以使用微流体管道代替，进而可以实现扩增主体41的可替换性。裂解池21、洗涤主体31和扩增主体41及其连接部分，包括裂解池21和扩增主体41的入口可以是一体形成的管道，并可以使用微流体管道代替，基于微流体管道本身的柔韧性使得其可被抽取，从而可以根据需要更便捷地替换。管道还可以包括洗涤液入口5和等温扩增预混液入口6，洗涤液可以由洗涤液入口5进入并流入至控制洗涤模块3，等温扩增预混液可以由等温扩增预混液入口6流入至扩增检测模块4，洗涤液入口5和等温扩增预混液入口6可以采用微型泵进行液体注入。裂解模块2、控制洗涤模块3和扩增检测模块4之间可以设置微阀，以实现各模块的独立工作。磁泳分析平台还可以设置有用于检测机器人运动位置的传感器7，例如，霍尔传感器，可以将多个霍尔传感器分别设置在第一电磁线圈22、第二电磁线圈32和第三电磁线圈42的中间，并位于微流体管道的下方。

第一容纳空间、第二容纳空间和第三容纳空间的连通处可以设置为轴向最大截面呈扁圆形的结构，以保持微磁机器人的运动姿态，以防止机器人在管道内滚动，保证其在管道中的顺畅流动。第一容纳空间可以设置为具有较大空间的扁平圆形，以提高裂解的裂解率。

进一步地，通过调节温控单元43可以使第三容纳空间411的温度维持在满足目标分析物扩增的温度并通过加入扩增所需要的等温扩增预混液，等温扩增预混液可以包括引物、等温扩增酶以及等温扩增缓冲液，例如，在目标分析物为DNA，识别分子13可以为与目标DNA互补的捕获探针DNA，进而可以实现目标分析物的扩增。在目标分析物扩增的过程中，可以通过红外光源45发射近红外光线照射机器人，以使机器人的密封层16融化，使得容纳腔15内的荧光探针液流出，荧光探针液可以是一种含有荧光染料和荧光猝灭剂的特殊分子，在荧光探针液与扩增后的目标分析物结合后会发出荧光信号。

在一些实施例中，在目标分析物扩增后，可以通过红外光源45发射近红外光线光照射机器人，以使机器人的密封层16融化，使得容纳腔15内的化学发光所需的荧光抗体进行释放，同时与通过洗涤液入口5注入的化学发光所需要的反应底物结合，使目标分析物发生免疫反应，通过光检测器进行检测，判断免疫反应强度，以完成免疫分析过程。此过程使用化学发光法，可以实现对目标分析物的定性测量，也可以通过使用含有已知数量目标序列的标准曲线进行定量分析，并给出绝对或相对的目标DNA浓度，以完成免疫分析过程。

检测单元44可以包含微型光电二极管、光电倍增管等，以实现对荧光信号光强的检测。

本发明实施例的磁泳分析平台可以实现集裂解、捕获、清洗、扩增及检测等生物分析流程为一体的小型自动化磁泳全分析平台。该平台可以实现便携式生物分析，可以为山区、户外空间狭小地带、突发事件等无法使用大型检测设备进行生物分析的场景提供了应用支持。

至此，已经结合附图对本发明实施例进行了详细描述。需要说明的是，在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各零部件的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

还需要说明的是，在本发明的具体实施例中，除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是近似值，能够根据通过本发明的内容所得的所需特性改变。具体而言，所有使用于说明书及权利要求中表示组成的尺寸、范围条件等等的数字，应理解为在所有情况中是受到“约”的用语所修饰。一般情况下，其表达的含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10%的变化、在一些实施例中±5%的变化、在一些实施例中±1%的变化、在一些实施例中±0.5%的变化。

本领域技术人员可以理解，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本发明中。特别地，在不脱离本发明精神和教导的情况下，本发明的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本发明的范围。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种适用于磁泳分析平台的机器人，其特征在于，包括：

主体部，由液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制成，所述主体部具有磁性；

外壳，覆盖所述主体部，所述外壳被配置为在所述磁泳分析平台将细胞裂解后，基于所述外壳上的识别分子与所述细胞中的目标分析物键合，以捕获所述目标分析物；

其中，所述机器人基于所述主体部具有磁性，以使所述机器人在所述磁泳分析平台磁场的控制下运动；

所述主体部形成有容纳腔，所述容纳腔被配置为容纳荧光探针液；

所述主体部还包括密封层，所述密封层设置在所述容纳腔的开口处，所述密封层被配置为将所述荧光探针液封闭在所述容纳腔内，所述密封层在红外线照射的情况下融化，以使所述荧光探针液由所述容纳腔内流出。

2.根据权利要求1所述的机器人，其特征在于，还包括：

多个凸起，由液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒制成，形成于所述主体部上，所述外壳覆盖所述凸起。

3.一种如上述权利要求2所述的机器人的制备方法，其特征在于，包括：

S1：将液体聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒的混合物置入已加工好的模具中，加热固化后形成主体部；

S2：将所述混合物涂敷在所述主体部的表面上，使用永磁体诱导所述钕铁硼颗粒带动所述混合物沿磁感应线运动，在所述主体部上生成锥状微结构，经加热固化后形成凸起；

S3：在所述主体部和所述凸起上制备二氧化硅层，以形成外壳；

S4：对所述外壳进行表面改性、活化处理，并将识别分子连接到改性后的所述外壳上，形成初始机器人；以及

S5：对所述初始机器人进行充磁，形成具有磁性的所述机器人。

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述聚二甲基硅氧烷和钕铁硼颗粒的质量比为 3:2。

5.一种磁泳分析平台，其特征在于，包括：

如权利要求1至2中任一所述的机器人；

裂解模块，被配置为裂解细胞，在所述细胞裂解后，所述机器人基于识别分子捕获所述细胞中的目标分析物；

控制洗涤模块，与所述裂解模块连通，所述机器人在所述控制洗涤模块内带动所述目标分析物运动，以洗涤所述机器人和所述目标分析物上的杂质；

扩增检测模块，与所述控制洗涤模块连通，所述扩增检测模块被配置为提高所述目标分析物的数量。

6.根据权利要求5所述的磁泳分析平台，其特征在于，所述裂解模块包括：

裂解池，所述裂解池内形成有第一容纳空间；

至少一个第一电磁线圈，设置在所述第一容纳空间外周，所述第一电磁线圈被配置为控制所述机器人运动；

换能器，设置在所述裂解池的底部，所述换能器被配置为将外部超声波转换为体波声源；

其中，所述细胞在所述体波声源的作用下裂解，所述机器人在所述第一容纳空间内捕获所述细胞中的目标分析物。

7.根据权利要求6所述的磁泳分析平台，其特征在于，所述控制洗涤模块包括：

洗涤主体，形成有第二容纳空间，所述第二容纳空间与所述第一容纳空间连通；

至少一个第二电磁线圈，设置在所述第二容纳空间外周，所述第二电磁线圈被配置为控制所述机器人运动；

洗涤液出口，与所述第二容纳空间连通，洗涤液进入所述第二容纳空间洗涤所述机器人和所述目标分析物，在所述洗涤液洗涤完成后，所述洗涤液出口被配置为允许所述洗涤液由所述第二容纳空间流出。

8.根据权利要求7所述的磁泳分析平台，其特征在于，所述扩增检测模块包括：

扩增主体，形成有第三容纳空间，所述第三容纳空间与所述第二容纳空间连通；

至少一个第三电磁线圈，设置在所述第三容纳空间的外周，所述第三电磁线圈被配置为控制所述机器人携带所述目标分析物进入所述第三容纳空间；

温控单元，设置在所述第三容纳空间内，所述温控单元被配置为调节所述第三容纳空间的温度，以提高所述目标分析物的数量；

检测单元，设置在所述扩增主体内壁上，并位于所述第三容纳空间顶部，所述检测单元被配置为检测所述目标分析物的数量。