專利名稱：一種井型神經(jīng)芯片及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于神經(jīng)體外電生理測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種井型神經(jīng)芯片及其制備方法。
背景技術(shù)：
神經(jīng)芯片是指可以在神經(jīng)細(xì)胞、組織或者系統(tǒng)水平多通道、實(shí)時(shí)地檢測神經(jīng)電生理信號(hào)或神經(jīng)遞質(zhì)的微型裝置總稱，最早平面神經(jīng)芯片是1972由Thomas等人報(bào)道的，用于記錄體外培養(yǎng)心肌細(xì)胞的電活動(dòng)。但是這種神經(jīng)芯片面臨一個(gè)問題體外培養(yǎng)的神經(jīng)細(xì)胞會(huì)隨機(jī)的粘附在基底上， 并非準(zhǔn)確定位在電極上，造成大部分細(xì)胞與電極的貼附性較差或有距離，因此電刺激和電信號(hào)檢測有可能發(fā)生在不同細(xì)胞的不同部位上。由于細(xì)胞外電極記錄電信號(hào)對細(xì)胞與電極的空間位置關(guān)系非常敏感，導(dǎo)致獲得的電信號(hào)幅值往往偏小(特別是對早期發(fā)育階段的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行記錄)，形狀也較復(fù)雜，故不利于電信號(hào)的軟件分選以及確定對應(yīng)的神經(jīng)細(xì)胞。 因此，如果能提供一種方法將細(xì)胞定位在記錄電極上，將大大增強(qiáng)芯片的檢測性能并擴(kuò)大其適用范圍。目前常見控制細(xì)胞定位的方法主要有兩種。一種方法是通過化學(xué)修飾方法， 利用細(xì)胞在不同材料上的貼附性差異，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞定位。第二種方法是通過微加工方法制作微型的凹坑、凹槽等結(jié)構(gòu)。本發(fā)明旨在利用微加工的方法制作一種井型神經(jīng)芯片，通過在電極上方制備神經(jīng)井的方式來增強(qiáng)神經(jīng)芯片的檢測性能，其中其井壁可以允許神經(jīng)突起通過的同時(shí)保證胞體位于電極上方。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種可以滿足電極與神經(jīng)細(xì)胞之間一對一的關(guān)聯(lián)、研究小型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)電生理活動(dòng)的神經(jīng)芯片。本發(fā)明的目的還在于提供上述神經(jīng)芯片的制備方法。—種井型神經(jīng)芯片，該神經(jīng)芯片由芯片單元和培養(yǎng)腔組成；芯片單元由基底、金屬引線、微電極、絕緣層和神經(jīng)井組成；基底為玻璃；金屬引線為金；基底上有微電極陣列，微電極的直徑在IOym 50μπι之間，微電極陣列為點(diǎn)陣，微電極數(shù)量為4 1 個(gè)，微電極與微電極之間的間距為100 μ m 500 μ m，微電極表面進(jìn)行鉬黑處理，絕緣層為SiO2和Si3N4 的混合層；每一個(gè)神經(jīng)井對應(yīng)一個(gè)微電極；神經(jīng)井的墻壁由殼聚糖多孔網(wǎng)絡(luò)組成，孔隙率大于90%，孔徑在Iym 5μπι之間。培養(yǎng)腔與芯片單元間的連接方式為無縫連接。一種井型神經(jīng)芯片的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行(1)選擇SiA玻璃為基底，在玻璃上濺射一層1000Α ~5000人的金膜，利用 lift-off技術(shù)形成電極與引線結(jié)構(gòu)；(2)在步驟⑴形成的基底上，使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法形成SiO2-Si3N4-SiO2三明治型的絕緣層，自下而上為3000A -5000A厚的SW2層、 3000A ~5000人厚的 SiN4 層和500A ~2000人厚的 SiO2 層；(3)在電極的位置，對三明治型的絕緣層施加反應(yīng)離子刻蝕，露出電極；(4)將露出的電極通過電鍍法電鍍鉬黑；( 在步驟(4)基礎(chǔ)上，在基底材料上旋涂光刻膠SU-8 2050，然后在每個(gè)電極上方刻蝕出一個(gè)直徑為50 μ m 150 μ m、高為30 μ m 70 μ m的SU-8圓柱形空腔；(6)在室溫條件下將二甲基硅氧烷與SYGARD 184有機(jī)硅彈性體按照質(zhì)量比為 10 1的比例混合均勻，倒入上述樣品中，使聚二甲基硅氧烷液面高出SU-8 2050上表面 200 μ m-1000 μ m,然后在60°C中固化2 3個(gè)小時(shí)；將上述樣品放入等離子發(fā)生器中，利用氧等離子體氧化清除掉SU-8 2050，在電極上方形成直徑為50 μ m 150 μ m、高為30 μ m 70 μ m的圓柱狀突起的聚二甲基硅氧烷模具；(7)將殼聚糖溶于質(zhì)量濃度為2%的醋酸溶液中，形成質(zhì)量濃度為2%的殼聚糖溶液；在其中加入質(zhì)量濃度為0. 25%的戊二醛，攪拌交聯(lián)；然后將其注射入步驟(6)形成的聚二甲基硅氧烷模具中；將其植入-196°C -80°C的環(huán)境下預(yù)凍12小時(shí)以上；然后將其冷凍干燥，形成多孔殼聚糖井型墻壁；(8)除去聚二甲基硅氧烷模具，形成由多孔殼聚糖墻壁組成的井型結(jié)構(gòu)；(9)將步驟⑶所得的材料，在0. IM的NaOH溶液中浸泡2_7小時(shí)，然后將其浸泡在質(zhì)量濃度為 2%硼氫化鈉溶液中6小時(shí)，二次冷凍干燥，制成芯片單元；(10)將無底的玻璃培養(yǎng)腔，使用硅酮樹脂將其與芯片單元無縫粘連。本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于神經(jīng)井結(jié)構(gòu)可以束縛神經(jīng)元胞體，其神經(jīng)井墻壁的殼聚糖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以允許神經(jīng)突起通過，但神經(jīng)細(xì)胞不可通過，可用于神經(jīng)細(xì)胞定位電生理測量。實(shí)現(xiàn)了電極與神經(jīng)細(xì)胞之間一對一的關(guān)聯(lián)，可以為體外培養(yǎng)的小型神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究提供一個(gè)有利的工具。


圖1為井型神經(jīng)芯片電極區(qū)域的剖面圖；圖中，IOl-SiA基底玻璃、102-金電極與金引線、103-Si02/Si3N4/Si&三明治結(jié)構(gòu)的絕緣層、104-鉬黑、105-神經(jīng)井多孔殼聚糖墻壁。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。以下實(shí)施例所使用的醋酸、戊二醛、氫氧化鈉、硼氫化鈉、二甲基硅氧烷均為分析純；殼聚糖的脫乙酰度分子量大于85%，分子量約為20萬；其余材料均為商業(yè)化產(chǎn)品。實(shí)施例1本實(shí)施例的井型神經(jīng)芯片，由芯片單元和一無底的培養(yǎng)腔組成(如圖1所示)。 芯片單元由基底、金屬引線、微電極、絕緣層和神經(jīng)井組成；基底為玻璃；金屬引線為金；基底上有微電極陣列，微電極的直徑為50 μ m，微電極陣列為點(diǎn)陣，微電極數(shù)量為16個(gè)，微電極與微電極之間的間距為500μπι，微電極表面進(jìn)行鉬黑處理，絕緣層為SW2和Si3N4的混合層；每一個(gè)神經(jīng)井對應(yīng)一個(gè)微電極；神經(jīng)井的墻壁由殼聚糖多孔網(wǎng)絡(luò)組成，孔隙率大于90%，孔徑為5口111。該井型神經(jīng)芯片的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行1)制備微電極陣列器件的芯片單元(1)所用SW2基底清洗干凈；(2)濺射金屬層，金屬為Au，厚度為2000 A;(3)用第一塊掩模板光刻4X4矩陣測量電極測量點(diǎn)陣，引線，并進(jìn)行刻蝕；其中共有16個(gè)微電極，微電極直徑為50 μ m,電極間距為500 μ m ；(4)應(yīng)用等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積絕緣層，此層結(jié)構(gòu)為SiO2 (5000 Λ) -Si3N4 (5000 A) -SiO2 (1000 A)；(5)用第二塊掩模板光刻測量電極，使用濕法、干法交替刻蝕絕緣層；(6)應(yīng)用恒流法、在超聲環(huán)境中電鍍鉬黑；(7)劃片并去膠清洗；(8)旋涂光刻膠SU-8 2050，用第三塊掩模板光刻井型結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行刻蝕，形成直徑為100 μ m，高為50 μ m的SU-8圓柱形空腔；(9)在室溫條件下將二甲基硅氧烷與SYGARD 184有機(jī)硅彈性體按照質(zhì)量比為 10 1的比例混合均勻，倒入上述樣品中，然后在60°c中固化2 3個(gè)小時(shí)；(10)將上述樣品放入等離子發(fā)生器中，利用氧等離子體氧化清除掉SU-82050 ；(11)將殼聚糖溶于質(zhì)量濃度為2%的醋酸溶液中，形成質(zhì)量濃度為2%的殼聚糖溶液；在其中加入質(zhì)量濃度為0. 25%的戊二醛，攪拌交聯(lián)；將殼聚糖溶液注射入帶有井型聚二甲基硅氧烷模具中，將其植入-196°C的環(huán)境下預(yù)凍，然后將其冷凍干燥；(12)除去聚二甲基硅氧烷模具；(13)將所得的材料，在用0. IM的NaOH溶液中浸泡2-7小時(shí)，然后將其浸泡在質(zhì)量為 2%硼氫化鈉中6小時(shí)，二次冷凍干燥。2)培養(yǎng)腔體的粘連利用硅酮樹脂將玻璃材料的無底培養(yǎng)腔與芯片單元無縫連接，保證電極與神經(jīng)井在腔內(nèi)。實(shí)施例2本實(shí)施例的井型神經(jīng)芯片，由芯片單元和一無底的培養(yǎng)腔組成。芯片單元由基底、 金屬引線、微電極、絕緣層和神經(jīng)井組成；基底為玻璃；金屬引線為金；基底上有微電極陣列，微電極的直徑為30 μ m,微電極陣列為點(diǎn)陣，微電極數(shù)量為32個(gè)，微電極與微電極之間的間距為300 μ m，微電極表面進(jìn)行鉬黑處理，絕緣層為SiO2和Si3N4的混合層；每一個(gè)神經(jīng)井對應(yīng)一個(gè)微電極；神經(jīng)井的墻壁由殼聚糖多孔網(wǎng)絡(luò)組成，孔隙率大于90%，孔徑為3 μ m。該井型神經(jīng)芯片的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行1)制備微電極陣列器件的芯片單元(1)所用SW2基底清洗干凈；(2)濺射金屬層，金屬為Au，厚度為2000 A;(3)用第一塊掩模板光刻4X8矩陣測量電極測量點(diǎn)陣，引線，并進(jìn)行刻蝕，其中共有32個(gè)電極，電極直徑為30 μ m,電極間距為300 μ m,；
(4)應(yīng)用等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積絕緣層，此層結(jié)構(gòu)為SiO2 (5000 Λ) -Si3N4 (5000 A) -SiO2 (1000 A)；(5)用第二塊掩模板光刻測量電極，使用濕法、干法交替刻蝕絕緣層；(6)應(yīng)用恒流法、在超聲環(huán)境中電鍍鉬黑；(7)劃片并去膠清洗；(8)旋涂光刻膠SU-8 2050，用第三塊掩模板光刻井型結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行刻蝕，形成直徑為50 μ m，高為70 μ m的SU-8圓柱形空腔；(9)在室溫條件下將二甲基硅氧烷與SYGARD 184有機(jī)硅彈性體按照質(zhì)量比為 10 1的比例混合均勻，倒入上述樣品中，然后在60°c中固化2 3個(gè)小時(shí)；(10)將上述樣品放入等離子發(fā)生器中，利用氧等離子體氧化清除掉SU-82050 ；(11)將殼聚糖溶于質(zhì)量濃度為2%的醋酸溶液中，形成質(zhì)量濃度為2%的殼聚糖溶液；在其中加入質(zhì)量濃度為0. 25%的戊二醛，攪拌交聯(lián)；將殼聚糖溶液注射入帶有井型聚二甲基硅氧烷模具中，將其植入-196°C的環(huán)境下預(yù)凍，然后將其冷凍干燥；(12)除去聚二甲基硅氧烷模具；(13)將所得的材料，在用0. IM的NaOH溶液中浸泡2-7小時(shí)，然后將其浸泡在質(zhì)量濃度為為 2%硼氫化鈉中6小時(shí)，二次冷凍干燥。2)培養(yǎng)腔體的粘連利用硅酮樹脂將玻璃材料的無底培養(yǎng)腔與芯片單元無縫連接，保證電極與神經(jīng)井在腔內(nèi)。實(shí)施例3本實(shí)施例的井型神經(jīng)芯片，由芯片單元和一無底的培養(yǎng)腔組成。芯片單元由基底、 金屬引線、微電極、絕緣層和神經(jīng)井組成；基底為玻璃；金屬引線為金；基底上有微電極陣列，微電極的直徑為30 μ m，微電極陣列為點(diǎn)陣，微電極數(shù)量為19個(gè)，微電極與微電極之間的間距為200 μ m，微電極表面進(jìn)行鉬黑處理，絕緣層為SiO2和Si3N4的混合層；每一個(gè)神經(jīng)井對應(yīng)一個(gè)微電極；神經(jīng)井的墻壁由殼聚糖多孔網(wǎng)絡(luò)組成，孔隙率大于90%，孔徑為4 μ m。該井型神經(jīng)芯片的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行1)制備微電極陣列器件的芯片單元(1)所用SW2基底清洗干凈；(2)濺射金屬層，金屬為Au，厚度為1000 A;(3)用第一塊掩模板光刻六邊形測量電極點(diǎn)陣，引線，并進(jìn)行刻蝕。其中共有19個(gè)電極，電極直徑為30 μ m,電極間距為200 μ m ；(4)應(yīng)用等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積絕緣層，此層結(jié)構(gòu)為SiO2 (4000 Λ) -Si3N4 (4000 A) -SiO2 (2000 A)；(5)用第二塊掩模板光刻測量電極，使用濕法、干法交替刻蝕絕緣層；(6)應(yīng)用恒流法、在超聲環(huán)境中電鍍鉬黑；(7)劃片并去膠清洗；(8)旋涂光刻膠SU-8 2050，用第三塊掩模板光刻井型結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行刻蝕，形成直徑為150 μ m高約為30 μ m的SU-8圓柱形空腔；
(9)在室溫條件下將二甲基硅氧烷與SYGARD 184有機(jī)硅彈性體按照質(zhì)量比為 10 1的比例混合均勻，倒入上述樣品中，然后在60°c中固化2 3個(gè)小時(shí)；(10)將上述樣品放入等離子發(fā)生器中，利用氧等離子體氧化清除掉SU-82050 ；(11)將殼聚糖溶于質(zhì)量濃度為2%的醋酸溶液中，形成質(zhì)量濃度為2%的殼聚糖溶液；在其中加入質(zhì)量濃度為0. 25%的戊二醛，攪拌交聯(lián)；將殼聚糖溶液注射入帶有井型聚二甲基硅氧烷模具中，將其植入-120°C的環(huán)境下預(yù)凍，12小時(shí)以上；然后將其冷凍干燥；(12)除去聚二甲基硅氧烷模具；(13)將所得的材料，在用0. IM的NaOH溶液中浸泡2-7小時(shí)，然后將其浸泡在質(zhì)量濃度為為 2%硼氫化鈉中6小時(shí)，二次冷凍干燥。2)培養(yǎng)腔體的粘連利用硅酮樹脂將玻璃材料的無底培養(yǎng)腔與芯片單元無縫連接，保證電極與神經(jīng)井在腔內(nèi)。實(shí)施例4本實(shí)施例的井型神經(jīng)芯片，由芯片單元和一無底的培養(yǎng)腔組成。芯片單元由基底、 金屬引線、微電極、絕緣層和神經(jīng)井組成；基底為玻璃；金屬引線為金；基底上有微電極陣列，微電極的直徑為 ο μ m,微電極陣列為點(diǎn)陣，微電極數(shù)量為64個(gè)，微電極與微電極之間的間距為100 μ m，微電極表面進(jìn)行鉬黑處理，絕緣層為SiO2和Si3N4的混合層；每一個(gè)神經(jīng)井對應(yīng)一個(gè)微電極；神經(jīng)井的墻壁由殼聚糖多孔網(wǎng)絡(luò)組成，孔隙率大于90%，孔徑為2 μ m。該井型神經(jīng)芯片的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行1)制備微電極陣列器件的芯片單元(1)所用SW2基底清洗干凈；(2)濺射金屬層，金屬為Au，厚度為2000 A;(3)用第一塊掩模板光刻8X8矩陣測量電極測量點(diǎn)陣，引線，并進(jìn)行刻蝕；其中共有64個(gè)電極，電極直徑為10 μ m,電極間距為100 μ m ；(4)應(yīng)用等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積絕緣層，此層結(jié)構(gòu)為SiO2 (3000 Λ) -Si3N4 (3000 A) -SiO2 (2000 A)；(5)用第二塊掩模板光刻測量電極，使用濕法、干法交替刻蝕絕緣層；(6)應(yīng)用恒流法、在超聲環(huán)境中電鍍鉬黑；(7)劃片并去膠清洗；(8)旋涂光刻膠SU-8 2050，用第三塊掩模板光刻井型結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行刻蝕，形成直徑為150 μ m高約為70 μ m的SU-8圓柱形空腔；(9)在室溫條件下將二甲基硅氧烷與SYGARD 184有機(jī)硅彈性體按照質(zhì)量比為 10 1的比例混合均勻，倒入上述樣品中，然后在60°c中固化2 3個(gè)小時(shí)；(10)將上述樣品放入等離子發(fā)生器中，利用氧等離子體氧化清除掉SU-82050 ；(11)將殼聚糖溶于質(zhì)量濃度為2%的醋酸溶液中，形成質(zhì)量濃度為2%的殼聚糖溶液；在其中加入質(zhì)量濃度為0. 25%的戊二醛，攪拌交聯(lián)；將殼聚糖溶液注射入帶有井型聚二甲基硅氧烷模具中，將其植入-150°C的環(huán)境下預(yù)凍，12小時(shí)以上，然后將其冷凍干燥；(12)除去聚二甲基硅氧烷模具；(13)將所得的材料，在用0. IM的NaOH溶液中浸泡2-7小時(shí)，然后將其浸泡在質(zhì)量濃度為 2%硼氫化鈉中6小時(shí)，二次冷凍干燥。2)培養(yǎng)腔體的粘連利用硅酮樹脂將玻璃材料的無底培養(yǎng)腔與芯片單元無縫連接，保證電極與神經(jīng)井在腔內(nèi)。實(shí)施例5本實(shí)施例的井型神經(jīng)芯片，由芯片單元和一無底的培養(yǎng)腔組成。芯片單元由基底、 金屬引線、微電極、絕緣層和神經(jīng)井組成；基底為玻璃；金屬引線為金；基底上有微電極陣列，微電極的直徑為 ο μ m，微電極陣列為點(diǎn)陣，微電極數(shù)量為32個(gè)，微電極與微電極之間的間距為100 μ m，微電極表面進(jìn)行鉬黑處理，絕緣層為SiO2和Si3N4的混合層；每一個(gè)神經(jīng)井對應(yīng)一個(gè)微電極；神經(jīng)井的墻壁由殼聚糖多孔網(wǎng)絡(luò)組成，孔隙率大于90%，孔徑為3 μ m。該井型神經(jīng)芯片的制備方法，按照如下步驟進(jìn)行1)制備微電極陣列器件的芯片單元(1)所用SW2基底清洗干凈；(2)濺射金屬層，金屬為Au，厚度為2000 A;(3)用第一塊掩模板光刻4X4+4X4雙矩陣測量電極點(diǎn)陣，引線，并進(jìn)行刻蝕；其中共有32個(gè)電極，電極直徑為10 μ m,同一個(gè)矩形點(diǎn)陣中電極間距為100 μ m,倆個(gè)矩陣中心距離為3000 μ m ；(4)應(yīng)用等離子增強(qiáng)化學(xué)汽相沉積絕緣層，此層結(jié)構(gòu)為SiO2 (5000 Λ) -Si3N4 (3000 A) -SiO2 (2000 A)；(5)用第二塊掩模板光刻測量電極，使用濕法、干法交替刻蝕絕緣層；(6)應(yīng)用恒流法、在超聲環(huán)境中電鍍鉬黑；(7)劃片并去膠清洗；(8)旋涂光刻膠SU-8 2050，用第三塊掩模板光刻井型結(jié)構(gòu)，并進(jìn)行刻蝕，形成直徑為50 μ m，高為30 μ m的SU-8圓柱形空腔；(9)在室溫條件下將二甲基硅氧烷與SYGARD 184有機(jī)硅彈性體按照質(zhì)量比為 10 1的比例混合均勻，倒入上述樣品中，然后在60°c中固化2 3個(gè)小時(shí)；(10)將上述樣品放入等離子發(fā)生器中，利用氧等離子體氧化清除掉SU-82050 ；(11)將殼聚糖溶于質(zhì)量濃度為2%的醋酸溶液中，形成質(zhì)量濃度為2%的殼聚糖溶液；在其中加入質(zhì)量濃度為0. 25%的戊二醛，攪拌交聯(lián)；將殼聚糖溶液注射入帶有井型聚二甲基硅氧烷模具中，將其植入-196°C的環(huán)境下預(yù)凍，然后將其冷凍干燥。(12)除去聚二甲基硅氧烷模具；(13)將所得的材料，在用0. IM的NaOH溶液中浸泡2-7小時(shí)，然后將其浸泡在質(zhì)量濃度為為 2%硼氫化鈉中6小時(shí)，二次冷凍干燥。2)培養(yǎng)腔體的粘連利用硅酮樹脂將玻璃材料的無底培養(yǎng)腔與芯片單元無縫連接，保證電極與神經(jīng)井在腔內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種井型神經(jīng)芯片，其特征在于，該神經(jīng)芯片由芯片單元和培養(yǎng)腔組成；芯片單元由基底、金屬引線、微電極、絕緣層和神經(jīng)井組成；基底為玻璃；金屬引線為金；基底上有微電極陣列，微電極的直徑在10 μ m 50 μ m之間，微電極陣列為點(diǎn)陣，微電極數(shù)量為4 1 個(gè)，微電極與微電極之間的間距為IOOym 500μπι，微電極表面進(jìn)行鉬黑處理，絕緣層為 SiO2和Si3N4的混合層；每一個(gè)神經(jīng)井對應(yīng)一個(gè)微電極；神經(jīng)井的墻壁由殼聚糖多孔網(wǎng)絡(luò)組成，孔隙率大于90%，孔徑在Iym 5μπι之間。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種井型神經(jīng)芯片，其特征在于，培養(yǎng)腔與芯片單元間的連接方式為無縫連接。
3.—種如權(quán)利要求1所述井型神經(jīng)芯片的制備方法，其特征在于，按照如下步驟進(jìn)行(1)選擇SiO2玻璃為基底，在玻璃上濺射一層1000Α~5000Α的金膜，利用lift-off 技術(shù)形成電極與引線結(jié)構(gòu)；(2)在步驟(1)形成的基底上，使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法形成SiO2-Si3N4-S^2 三明治型的絕緣層，自下而上為3000A~5000A厚的SiO2層、3000A~5000A厚的3丨隊(duì)層和500A ~2000人厚的SiO2層；(3)在電極的位置，對三明治型的絕緣層施加反應(yīng)離子刻蝕，露出電極；(4)將露出的電極通過電鍍法電鍍鉬黑；(5)在步驟(4)基礎(chǔ)上，在基底材料上旋涂光刻膠SU-82050，然后在每個(gè)電極上方刻蝕出一個(gè)直徑為50 μ m 150 μ m、高為30 μ m 70 μ m的SU-8圓柱形空腔；(6)在室溫條件下將二甲基硅氧烷與SYGARD184有機(jī)硅彈性體按照質(zhì)量比為 10 1的比例混合均勻，倒入上述樣品中，使聚二甲基硅氧烷液面高出SU-8 2050上表面 200 μ m-1000 μ m,然后在60°C中固化2 3個(gè)小時(shí)；將上述樣品放入等離子發(fā)生器中，利用氧等離子體氧化清除掉SU-8 2050，在電極上方形成直徑為50 μ m 150 μ m、高為30 μ m 70 μ m的圓柱狀突起的聚二甲基硅氧烷模具；(7)將殼聚糖溶于質(zhì)量濃度為2%的醋酸溶液中，形成質(zhì)量濃度為2%的殼聚糖溶液； 在其中加入質(zhì)量濃度為0. 25%的戊二醛，攪拌交聯(lián)；然后將其注射入步驟(6)形成的聚二甲基硅氧烷模具中；將其植入-196°C -80°C的環(huán)境下預(yù)凍12小時(shí)以上；然后將其冷凍干燥，形成多孔殼聚糖井型墻壁；(8)除去聚二甲基硅氧烷模具，形成由多孔殼聚糖墻壁組成的井型結(jié)構(gòu)；(9)將步驟(8)所得的材料，在0.IM的NaOH溶液中浸泡2-7小時(shí)，然后將其浸泡在質(zhì)量濃度為 2%硼氫化鈉溶液中6小時(shí)，二次冷凍干燥，制成芯片單元；(10)將無底的玻璃培養(yǎng)腔，使用硅酮樹脂將其與芯片單元無縫粘連。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于神經(jīng)體外電生理測量設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域的一種井型神經(jīng)芯片及其制備方法。該神經(jīng)芯片由芯片單元和培養(yǎng)腔組成，芯片單元由基底、金屬引線、微電極、絕緣層和神經(jīng)井組成。該神經(jīng)芯片的制備方法在基底上濺射形成金屬引線層；使用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積法形成絕緣層；施加反應(yīng)離子刻蝕露出電極；給電極電鍍鉑黑；在電極上方制備聚二甲基硅氧烷模具，將殼聚糖溶液注射入模具中，通過冷凍干燥獲得多孔井型墻壁，將聚二甲基硅氧烷模具揭下，形成芯片單元；最后將培養(yǎng)腔與芯片單元無縫連接。本發(fā)明的神經(jīng)井墻壁的殼聚糖網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)可以允許神經(jīng)突起通過，但神經(jīng)細(xì)胞不可通過，可用于神經(jīng)細(xì)胞定位電生理測量。
文檔編號(hào)G01N33/48GK102360007SQ20111017256
公開日2012年2月22日 申請日期2011年6月24日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月24日
發(fā)明者杜芝燕, 林秋霞, 段翠密, 王妍, 王常勇, 陳威震, 韓堯 申請人:中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所