[發明專利]用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片及制備方法

有效

• 申請號: 201110304586.7
• 申請日: 2011-10-10
• 公開（公告）號: CN103031246A
• 公開（公告）日: 2013-04-10
• 發明（設計）人: 周帥;蔡新霞;宋軼琳;劉春秀;林楠森
• 申請（專利權）人: 中國科學院電子學研究所
• 主分類號: C12M1/34
• 分類號: C12M1/34;G01N27/333
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 周國城

1.一種用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：包括絕緣基底(1)、微電極陣列(2)、對電極(3)、參比電極(4)、引線(5)、觸點(6)及敏感膜材料(7)；絕緣基底(1)是整個芯片的載體，微電極陣列(2)在絕緣基底(1)表面的中心位置，微電極陣列(2)中分布了多個以矩陣形式排布的、由導電薄膜材料制成的圓形微電極；微電極陣列(2)表面修飾有分別用于檢測電生理信號和電化學信號的敏感膜材料(7)；微電極陣列(2)外周圓設有對電極(3)，及參比電極(4)，對電極(3)、參比電極(4)均呈多邊形，對稱分布；圓形微電極、對電極(3)及參比電極(4)均通過多個導電薄膜引線(5)延伸至基底(1)四周邊緣，基底(1)四周邊緣內側有多個方形觸點(6)，呈內外兩層設置，每一引線(5)外端與一方形觸點(6)電連接，以方便與外部電路連接；所有引線(5)表面覆蓋有絕緣層。

2.根據權利要求1所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述絕緣基底(1)，以硬質透明絕緣材料制作，基底(1)邊長25mm～80mm，厚度1mm～2mm。

3.根據權利要求2所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述硬質透明絕緣材料，是石英玻璃、聚氯乙烯或聚碳酸酯其中之一。

4.根據權利要求1所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述微電極陣列(2)，所用的導電薄膜材料為生物相容性好的金屬或金屬化合物；微電極陣列(2)包含9～64個微電極，其中用于神經電生理信號檢測的微電極直徑10μm～30μm，用于神經遞質電化學信號檢測以及施加電刺激的微電極直徑30μm～50μm，微電極間距50μm～400μm；

引線(5)及觸點(6)的導電薄膜材料與微電極相同，厚度為200～300nm，保證其機械強度能夠承受標準電子元器件中彈性金屬探針所造成的壓力。

5.根據權利要求1所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述對電極(3)為Pt薄膜對電極，參比電極(4)為Ag/AgCl復合薄膜參比電極；對電極(3)、參比電極(4)的數量為1～8個，用于提供參考電位并保持電位穩定；

當對電極(3)、參比電極(4)的數量為4或8個時，1或2對電極(3)、1或2參比電極(4)組成一組，共四組，位于對角線上，對稱分布。

6.根據權利要求1所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述敏感膜材料(7)是能夠提高對多巴胺檢測選擇性的納米復合材料，或特異性檢測乙酰膽堿或谷氨酸神經遞質的酶復合材料。

7.根據權利要求6所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述敏感膜材料(7)是納米鉑黑，氧化銥，碳納米管/nafion復合薄膜，石墨烯納米片/nafion復合薄膜，電子媒介體和酶復合材料其中之一，或它們的有機組合。

8.根據權利要求6或7所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述酶復合材料中的酶，是谷氨酸氧化酶，乙酰膽堿脂酶，膽堿氧化酶其中之一。

9.根據權利要求1或4所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述微電極陣列(2)選用的導電薄膜材料，是金、鉑、氮化鈦或銦錫氧化物其中之一。

10.根據權利要求1所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述引線(5)表面覆蓋的絕緣層材料，為有機或無機絕緣材料。

11.根據權利要求10所述的用于神經細胞多參數檢測的微電極陣列芯片，其特征在于：所述有機或無機絕緣材料，是二氧化硅、氮化硅、氮氧硅、SU8、聚酰亞胺或聚對二甲苯其中之一。