(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210513076.9 (22)申请日 2022.05.11 (71)申请人 武汉理工大 学 地址 430070 湖北省武汉市洪山区珞狮路 122号 (72)发明人 牟方志　刘剑峰　官建国　 (74)专利代理 机构 湖北武汉 永嘉专利代理有限 公司 42102 专利代理师 刘洋 (51)Int.Cl. B25J 7/00(2006.01) B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种光子链纳米 机器人集群的操控方法 (57)摘要 本发明公开了一种光子链纳米机器人集群 的操控方法， 在光子链纳米机器人集群上施加旋 转磁场使其抵达指定部位； 通过控制旋转磁场的 强度、 频率控制集群运动速度； 通过控制旋转磁 场的取向控制集群的运动方向； 施加与视野同向 的磁场在光子链纳米机器人集群上， 使用近红外 光照射在光子链纳米机器人集群上， 光子链纳米 机器人吸收光子， 将光能转化为热能； 同时光子 链纳米机器人集群在环境温度影响下产生结构 色变化， 通过结构色辨别集群周边环境温度； 通 过调节光照功率、 时间、 光子链纳米机器人集群 浓度来调节温度， 消融指定 部位的细胞。 权利要求书1页 说明书6页 附图5页 CN 114986477 A 2022.09.02 CN 114986477 A 1.一种光子链纳米机器人集群的操控方法， 其特 征在于包括以下步骤： (1)在光子链纳米机器人集群上施加旋转磁场使其抵达指定部位； 通过控制旋转磁场 的强度、 频率控制集群运动速度； 通过控制旋转磁场的取向控制集群的运动方向； (2)施加与视野同向的磁场在光子链纳米机器人集群上， 使用近红外光照射在集群上， 光子链纳米机器人吸收光子， 将光能转化为热能； 同时光子链纳米机器人集群在环境温度 影响下产生结构色变化， 通过 结构色辨别集群周边环境温度； (3)通过调节光照功率、 时间、 光子链纳米机器人集群浓度来调节温度， 消融指定部位 的细胞。 2.如权利要求1所述光子链纳米机器人集群的操控方法， 其特征在于所述光子链纳米 机器人是磁驱光 热响应性光子链纳米机器人， 由热敏性凝胶连接Fe3O4纳米粒子组成的链状 结构。 3.如权利要求1所述光子链纳米机器人集群的操控方法， 其特征在于所述光子链纳米 机器人按以下 方法制备而来： 根据Fe3O4@PVP胶体粒子的超顺磁性和光热特性， 以其为 组装基元， 将PAA作为桥联剂把 热敏性单体 NIPAM、 亲水性较高的非热敏性单体NHMA和Fe3O4@PVP胶体粒子相连接， 在磁场的 诱导下， 使用氢键诱 导模板UV光聚合的方式制备 得到磁驱光热响应性 光子链纳米机器人。 4.如权利要求1所述光子链纳米机器人集群的操控方法， 其特征在于增加磁场频率， 集 群速度呈线性增加， 达到失步频率后， 集群速度逐渐降低； 增加磁场强度， 集群速度先增大 后稳定。 5.如权利要求1所述光子链纳米机器人集群的操控方法， 其特征在于所述旋转磁场由 XYZ三个方 向的直流和交流磁场组成， 三个方向合成 的总磁场为 光子链纳米机器人在该 磁场中受到力矩的作用而运动， 的方向决定着光子链的运动。 6.如权利要求1所述光子链纳米机器人集群的操控方法， 其特征在于所述近红外光波 长808nm。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114986477 A 2一种光子链纳米机 器人集群的操控方 法 技术领域 [0001]本发明属于材 料技术领域， 具体涉及一种光子链纳米机器人集群的操控方法。 背景技术 [0002]微纳米机器人是一类尺寸在微米或纳米级别， 可自动执行任务的机器装置。 由于 微纳米机器人的运动特性和在液相介质中操控微纳米 “货物”的能力， 它们有望为药物递 送、 微手术、 环境治理及微纳加工等领域提供变革性技术方案。 微纳米机器人按其驱动方式 可分为化学驱动和外场 驱动微纳米机器人两大类。 磁驱微纳米机器人， 作为一种典型 的外 场驱动微纳米机器人， 由于无需外加燃料且外磁场精确可调等特点， 具有环境适应性 强、 生 物相容性好、 驱动力强、 运动可控性好、 与现有磁成像技术(如磁共振成像MRI和磁性粒子成 像MPI)兼容等优势， 在生物医学领域有着良好的应用前景。 然而， 目前发展的磁驱集群微纳 米机器人的基元或个体多为无机粒子(如Fe3O4和Fe2O3粒子等)， 功能单一， 难以高效完成复 杂生物医学任务。 [0003]开发具有高度特异性和患者依从性、 低毒性的抗癌治疗药物或技术具有重要意 义， 新兴的光热疗法以其无创性、 特异 性高、 对正常组织的副作用小、 抗癌功效强等优点， 逐 渐引起了人们的广泛关注。 肿瘤对42445℃的高温更加敏感， 而正常组织受该温度影响较 小， 目前所使用的光热剂主要由无机和有机纳米材料组成， 具有良好的光热效应以及生物 相容性， 足以杀死癌细胞。 然而， 传统的光热材料不具备自驱动能力， 难以实现肿瘤靶向高 效光热治疗。 微纳米机器人不仅可以靶向性运动到肿瘤组织， 而且还 可以通过携带药物， 以 及自身的化学反应(如催化反应等)和物理效应(光热、 磁热效应等)实现对肿瘤的药物、 光 (化学)动力和光/磁热治疗， 有望为肿瘤治疗提供变革 性技术方案。 发明内容 [0004]本发明目的在于提供一种光子链纳 米机器人集群的操控方法， 通过磁场控制光子 链纳米机器人集群运动速度和方向抵达靶向部位， 通过光热转换产热、 原位温度监测协同 表达， 达到可视化 监测‑光热控温消融指定 部位的细胞。 [0005]为达到上述目的， 采用技 术方案如下： [0006]一种光子链纳米机器人集群的操控方法， 包括以下步骤： [0007](1)在光子链纳米机器人集群上施加旋转磁场使其抵达指定部位； 通过控制旋转 磁场的强度、 频率控制集群运动速度； 通过控制旋转磁场的取向控制集群的运动方向； [0008](2)施加与视野同向的磁场在光子链纳米机器人集群上， 使用近红外光照射在集 群上， 光子链纳米机器人吸收光子， 将光能转化为热能； 同时光子链纳米机器人集群在环 境 温度影响下产生结构色变化， 通过 结构色辨别集群周边环境温度； [0009](3)通过调节光照功率、 时间、 光子链纳米机器人集群浓度来调节温度， 消融指定 部位的细胞。 [0010]按以上方案， 所述光子链纳米机器人是磁驱光热响应性光子链纳米机器人， 由热说　明　书 1/6 页 3 CN 114986477 A 3