發(fā)布時間：2021-02-23 03:34

　　場效應細胞傳感器是一種新型的,能實時監(jiān)測體外培養(yǎng)的細胞電生理信號的傳感器。在各類細胞電生理信號檢測的方法中,具有操作簡單、高通量、對細胞干擾與刺激最小、信號采集時間持久的特點。微納加工技術中涉及多種重金屬和多種腐蝕性化學試劑,考慮其原材料和制作工藝所帶來的潛在毒性,將該工藝生產的產品用于生物領域,必須經過毒性測試,確保其具有良好的生物安全性。本文從生物細胞的生理生化特性出發(fā),結合場效應傳感原理,進行高通量的場效應細胞傳感芯片的設計;在毒性測試方面,本文選取大鼠海馬神經元細胞,以康寧標準24孔板上培養(yǎng)的細胞作為對照,通過顯微鏡的定性觀察和四唑鹽比色法（MTT法）定量測試,評價由不同厚度SiO2包被傳感芯片柵極的場效應細胞培養(yǎng)皿的毒性。本文的工作成果主要為以下4方面:1.設計了一種耗盡型P-溝道的場效應細胞傳感器,供電電壓為-3～1V,導通電流范圍為30～60 μA,漏電流小于1 nA,溝道電阻為10～20 KΩ,單個有效傳感面積為2.5 μm2,并具有較好的轉移特性,能通過調節(jié)背柵電壓調整有效工作區(qū)間。2.設計了 10×10的場效應細胞傳感芯片,并完成了其實物制作。同時設計了二次地址編碼... 

【文章來源】：浙江大學浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數】：76 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１?—個完整動作電位示意圖??

時離子通透性和膜電位之間的依從關系。但是膜電位變化速度非常快，需要一個??高頻響應的放大器，確保能快速連續(xù)準確的調整輸入電流的大小。??下圖２－２為電壓鉗技術原理圖。其中放大器２為負反饋放大器，放大器２將放??大后的電壓值同時輸送給監(jiān)視器和放大器１，放大器１中接收信號發(fā)生器輸送的電??壓值和放大器２輸送的值，如果兩者有差值，則其會向軸突輸出相應方向和強度??的電子流，從而起到電壓鉗制的作用。電流的變化會在跨膜離子電流計上顯現。??圖中的監(jiān)視器主要顯示被固定的電壓值。??＾??????Ｊｋ??（Ｖ）跨膜離子??＾?士?Ｙ電流計??圖２－２電壓鉗技術原理圖??２．２．２電壓鉗在離子通道研究中的應用??Ｈａｌｌｉｗｅｌｌ等人通過電壓鉗技術用單電極在２３－３０°Ｃ下對豚鼠海馬片ＣＡ１區(qū)細胞??進行電壓鉗制，研究了－８０至－４０?ｍＶ的電壓保持下，由超極化觸發(fā)的內向電流特性。??５??

在合適的操作下可以只吸附一個或者有限個數的離子通道，形成電阻高達數千歐??的封接，從而研究這些離子通道的電信號特性，其測得的電流值最小可到ｐＡ級別。??圖２－３為膜片鉗的技術原理圖，微電極、細胞、放大電路以及參考電極一起構??成一個回路。通過場效應管Ａ１的“虛短路”效應，使得其負端子電壓總是跟隨正??端子電壓變化，且電壓近乎相等，所以在Ａ１正端給予一個控制電壓，便達到了電??壓鉗制的作用。Ａ２為單倍增益差動放大器，其輸出端為兩輸入端的差值，該差值??即為細胞膜的膜電位。??６??

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3046952