基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法、系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法、系统。该方法包括：通过石墨烯微电极记录细胞外场电位信号；对所述细胞外场电位信号进行预处理，并将预处理后的细胞外场电位信号输入信号预测模型，得到细胞内动作电位信号；其中，所述信号预测模型用于表征所述细胞外场电位信号与所述细胞内动作电位信号之间的联系；基于连续的所述细胞内动作电位信号，对细胞内动作电位进行持续监控。本申请通过细胞外场电位信号预测细胞内动作电位信号，有利于缓解细胞内记录带来的细胞损伤问题，实现稳定监测，并有利于提升监测准确度。本方法可以广泛应用于计算机技术领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及计算机，尤其是一种基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法、系统。

技术介绍

1、记录心肌细胞的细胞内动作电位对于研究心脏的电生理学、心肌病和药物开发具有重要的意义。膜片钳电极作为记录胞内动作电位的金标准。对于膜片钳技术，依赖精密仪器与操作者经验，并且需要在记录过程中形成千兆欧姆级封接，易导致细胞膜机械损伤或穿孔，影响细胞活性和长期记录稳定性。电压敏感染料/蛋白质的荧光信号通常变化较弱，信噪比较低。长时间高频激光激发易引发光漂白和细胞活性损伤，限制连续监测时长。细胞通常在细胞内记录后几小时内死亡。垂直纳米微电极阵列结合穿孔方法中，依赖电极尖端刺入细胞膜可能破坏膜完整性，导致细胞离子泄漏或凋亡，尤其对脆弱细胞(如心肌细胞)影响显著。基于短脉冲电压或光照的电穿孔和光穿孔方式通常是引起细胞可逆的穿孔，细胞膜表面的孔在较短的愈合时间内(～10min)胞内信号逐渐转换为胞外信号，这限制了胞内动作电位的长期检测。

技术实现思路

1、本专利技术的目的在于至少一定程度上解决现有技术中存在的技术问题之一。本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法，其特征在于，所述信号预测模型通过下列步骤训练得到：

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法，其特征在于，所述信号预测模型为多层感知器神经网络，所述多层感知器神经网络包括输入层、隐藏层和输出层；所述信号预测模型通过下列步骤训练得到：

4.根据权利要求2所述的基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法，其特征在于，所述损失函数通过下列步骤建立：

5...

【技术特征摘要】

1.一种基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法，其特征在于，所述信号预测模型通过下列步骤训练得到：

3.根据权利要求1所述的基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法，其特征在于，所述信号预测模型为多层感知器神经网络，所述多层感知器神经网络包括输入层、隐藏层和输出层；所述信号预测模型通过下列步骤训练得到：

4.根据权利要求2所述的基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法，其特征在于，所述损失函数通过下列步骤建立：

5.根据权利要求1所述的基于石墨烯微电极阵列的细胞内动作电位稳定监测方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢曦，徐兴元，刘苏杭，刘静，陈惠琄，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：