本发明所要解决的技术问题是提供一种规避重力影响，提升测量精度 的磁镊装置。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种磁镊装置，用于实现对单分 子样品的运动控制；包括：

样品池，用于盛放所述单分子样品及溶液；其中，所述单分子样品置 于溶液中，所述单分子样品一端连接在所述样品池的盖玻片底部，另一端 连接磁球；

磁体控制单元，位于样品池下方，用于磁球的运动控制；

成像单元，用于向样品池投射光并输出记录所述磁球运动状态的反射 光信号；

控制单元，用于接收并转换所述反射光信号，进行所述磁球的运动测 量及分析。

进一步地，所述磁体控制单元包括：永磁铁，位于样品池下方，通过 磁力控制磁球的运动；

旋转电机，固定在所述永磁铁下方，带动所述永磁铁在水平面内旋转；

线性电机，与所述旋转电机底部相连，带动所述旋转电机以及永磁铁 在竖直方向上运动。

进一步地，所述成像单元包括：T形管、位于T形管内T形衔接部的 分光镜、光源以及物镜；所述光源输出的光信号通过T形管中段管口进入， 经所述分光镜作用，通过与所述T形管底端口相连的物镜，投射到所述样 品池内；样品池的反射光信号从所述T形管的底端的物镜进入，经T形管 的顶端口输出。

进一步地，所述控制单元包括：

摄像机，用于收集经T形管的顶端口输出的所述反射光信号，并将其 转换成电信号；

控制器，将上述电信号进行分析处理，获取磁球的运动状态和受力情 况；

压电陶瓷，通过一个电压放大器VA与所述控制器相连，控制所述压 电陶瓷的形变进而产生位移；其中，压电陶瓷与所述物镜的底座相连，通 过压电陶瓷的位移，带动物镜移动，观测样品池内的不同位置。

进一步地，所述样品池包括：载玻片、池体、盖玻片以及储液腔；所 述载玻片、池体以及盖玻片叠放形成样品池密闭结构；所述储液腔通过毛 细管向样品池密闭结构中输送溶液及样品；所述样品池密闭结构通过管路 与外界相通，排出溶液。

进一步地，所述磁镊装置还包括：温度控制器；所述温控器位于样品 池上，用于控制池内温度。

进一步地，所述温度控制器的精度为0.1℃。

进一步地，所述控制单元采用测力公式：F＝kBT(X+R)/<δy2>，其中， kB为玻尔兹曼常数，T为热力学温度，X为分子长度，R为磁球直径，< δy2>为磁球布朗运动y方向的均方差。

本发明提供的磁镊装置，通过改变结构设计以及改变磁球的控制方式， 解决了现有磁镊中，重力影响分子测量的系统误差；即，通过位于在竖直 方向上的磁体控制单元配合样品池，完成上下行的磁球控制，即此时的重 力方向与磁力方向相同，此时的重力为恒定的，计算式可补偿，避免了造 成不规则阻尼摆，而且分子的长度在垂直方向测量准确，从而提升了测量 精度；此外通过光学成像结构，反射光信号记录磁球的运动状态，也一定 程度上优化了信号采集流程，效率更高，数字性更好，便于分析计算。