微纳机器人领域是一个新兴领域,因为其在微观尺度上可以操控,被定位以及实现功能化引起了科研工作者极大的兴趣。尤其是近几年越来越多的微纳机器人被用在生物医学领域,开阔了该领域研究的新方向。目前研发新型的微纳米机器人和探索微纳机器人的制备保存条件和相关运动都是研究重点。有研究表明微螺旋结构被认为是低雷诺数环境中理想的模型,在高粘度的情况下运动速度最快。而螺旋藻（Spirulina）作为藻类生物中完美螺旋形状的代表,尤其是其中含有的各种营养物质可以在抗炎、抗癌、治疗糖尿病、血管生成等方面充分发挥作用。基此本论文采用螺旋藻作为基体,探究设计、制备不同方式的螺旋微纳机器人并对其初步应用进行探索。研究内容及主要结论概述如下:（1）基于光驱动原理设计了新型的光驱动螺旋微纳机器人:PB@Spirulina。使用临床上的解毒剂普鲁士蓝（PB）光热转换性能好,生物安全性高,在重大疾病治疗方面有很大的应用价值。创新性结合PB与Spirulina的优势制备光驱动微纳机器人,以治疗肿瘤和炎症等目前无法治愈的疾病。通过其性质表征和测试,表明其具有完美的螺旋结构,表面普鲁士蓝分布均匀,稳定性能好说明成功制备微纳机器人。光源刺激可驱动该机器人能朝向光源方向定向运动,为后续光驱动微纳机器人在抗氧化等疾病治疗提供重要的可行性基础。（2）光驱动穿透深度还比较有限,在此基础上选择穿透深度好的磁场驱动。故此探究基于外场磁驱动的螺旋微纳机器人:Fe₃O₄@Spirulina。利用Spirulina的螺旋运动和Fe₃O₄的磁性能及在生物医疗领域的广泛应用,探究螺旋微机器人的制备。从表观形貌、成分组成、热性能和磁性能分析等方面证明Fe₃O₄@Spirulina的成功合成,并初步探索在磁场运动运动性能佳。为扩大微纳机器人的应用范围,研发了简易的可批量生产的新装置,设计了实验室小量保存的替代装置和改进了保存大量的最佳方案,为实验室小量储存和工业化生产提供了新方法。（3）进一步研究磁驱动微纳机器人的载药释药性能,在热性能基础上依据生物模板法设计了空心螺旋状的微纳机器人:Spiral Fe₃O₄ microbots。微观形貌和成分结构分析表明Hollow Spiral Fe₃O₄ microbots的成功制备。由孔径分析和磁性能及相关对比发现中空的螺旋结构载药能力好,饱和磁化强度高,更易于磁调控。磁调控单个microbot的运动轨迹为群体调控提供思路,调控microbots群体分散聚集与旋转运动为药物释放提供方案。此外创新性的设计了载药方案,探究微纳机器人在磁调控下的药物释放情况。结果表明磁调控可以明显增加微纳机器人的药物释放性能,为后续载药微纳机器人在动物体内进行疾病治疗提供重要依据。