神经信号检测跨尺度微纳电极阵列芯片、制备方法及其应用技术

本发明专利技术提供一种神经信号检测跨尺度微纳电极阵列芯片、制备方法及其应用，属于传感器技术，该芯片由基底、微纳电极阵列、对电极、参比电极、引线及外接触点组成，微纳电极阵列中的微米电极点上分布有等间距排列的纳米级圆柱阵列，采用溅射、光刻、干法刻蚀、湿法刻蚀等微机电系统传统工艺和自组装微球掩膜、温控相变熔融生物创新工艺相结合制备。其中，微纳电极阵列的纳米柱阵列单元可以促进细胞与电极的耦合，减少漏电流，且在不改变电极几何直径的前提下增加了电极的表面积，减小阻抗。本发明专利技术芯片检测信号幅值高、噪声小、综合提高神经信号检测的信噪比，芯片制备方法经济、快速、方便，适用于神经科学的相关研究。适用于神经科学的相关研究。适用于神经科学的相关研究。

【技术实现步骤摘要】
神经信号检测跨尺度微纳电极阵列芯片、制备方法及其应用


[0001]本专利技术属于生物传感器的微加工
，涉及一种神经信号检测跨尺度微纳电极阵列芯片、制备方法，该方法制备的芯片用于神经信号高信噪比的检测。

技术介绍

[0002]神经系统是人体高度复杂也是最为核心的生命系统之一，而神经元作为神经系统最基本的结构和功能单元，通过递质化学传导和动作电位传送进行着各种复杂信号整合和传递过程，对神经元的信号进行实时、准确、全面、同步的检测，是促进神经科学研究发展、神经性疾病诊断、药物开发及康复治疗的重要途径和手段。
[0003]基于微电子机械系统技术的微电极阵列将几十甚至上百个神经信息检测通道集成一体，或适用于动物体植入式研究，或适用于离体细胞培养，朝着集成度高、信噪比高、生物相容性良好的方向发展。
[0004]相比于植入式神经电极阵列的复杂性和多因素性，体外微电极阵列技术在电极表面培养神经元细胞从而接收来自单个神经元或神经元网络的信号，具有无损伤、多位点、操作简便等优点。现有的离体微电极阵列形式多为平面式，具有细胞与电极耦合性差、信号本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种神经信号检测跨尺度微纳电极阵列芯片，其特征在于：所述的芯片包括电极阵列支撑基底(1)、微纳电极阵列(2)、微米电极点(3)、纳米级圆柱阵列(4)、电化学参比电极(5)、电化学对电极(6)、电生理对电极(7)、备用参考电极(8)、引线(9)、外接引脚(10)、将引线与组织液绝缘的绝缘层(11)；所述的支撑基底的中心位置设有跨尺度微纳电极阵列(2)，微纳电极阵列(2)由多个结构相同的微纳电极组成，每个微纳电极包括一个圆形微米电极点(3)和设于微米电极点(3)表面上的纳米级圆柱阵列(4)；所述的微纳电极阵列(2)的四周分布了电化学参比电极(5)、电化学对电极(6)、电生理对电极(7)、备用参考电极(8)；微纳电极、参比电极、对电极均通过引线(9)与外接引脚触点(10)连接，用于与外部设备连接，电极阵列、参比电极、对电极、引线、触点均为导电材料，参比电极的导电层上有Ag/AgCl复合薄膜，所有引线(9)表面覆盖绝缘层(11)。2.根据权利要求1所述的一种神经信号检测跨尺度微纳电极阵列芯片，所述的多个圆形微米电极点(3)以矩阵形式排布于支撑基底(1)上表面中心，每个微米电极点(3)上表面分布等间距排列的纳米级圆柱阵列(4)。3.根据权利要求1所述的一种神经信号检测跨尺度微纳电极阵列芯片，所述的支撑基底1的材料是硅，可利用反应性离子刻蚀法对其进行加工，基底边长40mm～70mm，厚度0.5mm～2mm。4.根据权利要求1所述的一种神经信号检测跨尺度微纳电极阵列芯片，所述的微米电极点3的形状为圆形，直径为10μm～30μm，间距为210μm～300μm；所述的纳米柱阵列4中的纳米柱直径为100nm～200nm，柱与柱的中心间距为1000nm～1500nm，柱高度为500nm～1000nm。5.一种权利要求1
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4任一所述的神经信号检测跨尺度微纳电极阵列芯片的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：1)在支撑电极阵列的硅基底(1)上溅射厚度50nm～80nm的金属层；2)旋涂厚度1微米～1.5微米的光刻胶，光刻显影后无胶的区域为微米电极点(3)阵列；3)采用气液界面法在光刻胶图案表面自组装微球阵列；4)采用剥离工艺去除多余微球，只在微电极点阵列上留下微球掩膜；5)通过氧等离子刻蚀缩小微球直径，加热熔融微球，使微球与金属基底由点接触变为面接...

【专利技术属性】
技术研发人员：李经民，尹树庆，卢若雨，王彦圣，刘冲，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：