[發明專利]一種電極點間距可調整的微電極陣列

有效

• 申請號: 201110428383.9
• 申請日: 2011-12-19
• 公開（公告）號: CN102556932A
• 公開（公告）日: 2012-07-11
• 發明（設計）人: 劉景全;康曉洋;田鴻昌;楊春生
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B81B1/00
• 分類號: B81B1/00;B81C1/00;G01N27/00
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 郭國中

技術領域

本發明涉及的是一種醫用器械技術領域的微電極陣列，具體是一種面向電生理應用的電極點間距可調整的微電極陣列。

背景技術

近年來，隨著微機電系統(MEMS：Micro-Electro-Mechanical?Systems)技術的不斷進步，使得微電子設備和微傳感器等微系統應用范圍不斷擴大，已廣泛應用于多個領域，特別是醫學領域。

微電極陣列是利用微機電系統技術在生物醫學方面的一個典型應用。微電極陣列是在基底表面點陣狀排列的電極，常見的電極點直徑為50～100μm，電極點間距為100-1000μm，離體組織、細胞或者切片直接緊密地置于微電極陣列上，可以同步記錄多個位點的細胞外場電位信號。微電極陣列既可記錄也可用作刺激或者接地，適用于神經和肌細胞等可興奮細胞的電生理特性和離子通道生物學特性研究。

傳統的微電極陣列包括貴金屬材料的濺射、圖形化，電氣隔絕材料的沉積，電極點的開口等等。但是這種方法制備的微電極的電極點間距是固定的，如果需要改變微電極記錄或者刺激的范圍與精度，則需要重新制備，微電極不能得到合理的重復利用。并且，有些情況需要調整電極點的間距來獲得更優的記錄或者刺激效果，這也是傳統固定間距電極所不能的。

經對現有技術的檢索發現，Merriam，S.M.E.，O.Srivannavit等人在Journal?of?Microelectromechanical?Systems?20(3)：594-600，2011撰文“AThree-Dimensional?64-Site?Folded?Electrode?Array?Using?Planar?Fabrication”(一種三維64位可折疊電極陣列的平面制備)，該技術采用濺射、刻蝕等傳統工藝實現了兩個具有探針的平面電極，其中每個探針上有四個電極點，并且這兩個平面電極可以折疊進而形成立體電極。這是一種相當復雜的電極結構，但是其每個探針上的四個電極點的相對位置卻是固定的，不能適應電極點距離需要改變的實際情況。所以，在實際使用中，這種電極靈活性不足，應用起來受到較多限制。

中國申請號201110110285.0，申請公布號CN?102178998A，該專利中公開了微電極陣列的三層結構即微電極陣列結構層、電極電路層、微電極陣列覆蓋層，其中：電極電路層被微電極陣列結構層和微電極陣列覆蓋層夾在中間。但也沒有公開該微電極陣列的電極點間距也是可以調整的。

美國專利號：US7,501,301，“Low?cost?fabrication?of?microelectrode?arrays?for?cell-based?biosensors?and?drug?discovery?methods”(以細胞為基礎的生物傳感器和藥物發現方法的低成本微電極陣列制備)，該技術公開了一種涉及利用未經改性的印刷電路板(PCB)制造工藝和材料來低成本制備微電極陣列的方法。這種微電極陣列是由聚合物薄膜包覆圖形化的導電線路構成的，并且可以在生物傳感器和藥物發現領域有很多應用。但是，該微電極陣列的電極點間距是固定的。例如不能通過改變電極點間距來改變生物傳感器的某些性能。

美國專利號：US6,896,780，“Microelectrode，microelectrode?array?and?method?for?manufacturing?the?microelectrode”(微電極與微電極陣列的制備方法)，該技術公開了一種涉及微電極與微電極陣列制備的方法，并且該微電極的溫度是可控的。該微電極由硅襯底上的一個密封腔中形成熱隔離，密封腔中有一個微加熱器，電極可以被微加熱器間接的加熱。但是，該微電極陣列的電極點間距也是固定的。

綜上，雖然微電極陣列的制備方法得到了比較詳細的研究，并且微電極陣列的相關延伸功能也得到了一定的重視，但是文獻中未見報道電極點距離可變的微電極陣列。

發明內容

本發明針對現有技術存在的上述不足，提供一種面向電生理應用的電極點間距可調整的微電極陣列，操作簡便，能夠使微電極陣列得到合理的重復利用。并且，可以通過調整電極點的間距來獲得更優的記錄或者刺激效果。

本發明是通過以下技術方案實現的，本發明包括：依次設置并組成復合結構的微電極陣列結構層、電極電路層和微電極陣列覆蓋層，微電極陣列覆蓋層與組織直接接觸，電極電路層中設置有電極點，以及設置在電極點之間且方便調整電極點間距的緩沖結構。