叶佳佳

(苏州大学物理科学与技术学院 江苏 苏州 215006)

磁镊通过在连接有生物物理样品的磁性微粒环境中施加阶梯磁场来实现对磁珠的拉伸或旋转等控制[1]．磁镊的原理和操作都很简便，生物分子对磁场不敏感，捕获仅发生于导磁微粒，在生物物理实验中有着重要的使用地位．因此选定磁镊为拉伸生物物理样品的机械教学工具[2]．磁场的产生方式有两种，永磁体磁场和电磁场．传统的永磁体磁镊产生的磁场强度过大，范围过广，不利于精细操作．与永磁铁相比，电磁铁虽然会对信号采集产生一定的影响，但由于其磁场大小位置可控，加工成本低等优点．考虑到实验成本和实验需求，显然采用电磁铁代替永磁体是经济可行的．对采集信号产生的影响则可通过电磁铁接地等行为进一步消除．同时，绕制线圈的电磁铁也方便学生动手制作，而不必借助于机械加工的办法[3]．

1 双面磁镊系统平台的搭建

磁镊系统包括磁路系统、显微成像照明系统、数据采集分析系统、样品台等部分，如图1所示．为了避免外部信号干扰，往往辅之以屏蔽笼、防震台、机械微调装置等结构．其中，核心结构为磁路系统，用以产生稳定磁场控制磁珠；显微成像系统包括显微镜、光源和采集图像信息的CCD照相机；数据采集系统则是拍摄记录CCD的计算机软件；微操纵器实现对磁路系统空间位置的控制，实现多维操作．

图1 磁镊系统示意图

2 磁路计算

能产生稳定磁场的……