CAJ | 학술논문

细胞电生理检测芯片已成为后基因时代生物科学研究的重要工具,但是目前的细胞胞外电生理测试工具发展迅速,但存在功能单一化,指标不够稳定的缺点,如信噪比较低,难于重复与对照,且不能实现多参数同时检测,已成为细胞电生理快速分析发展的瓶颈.集成型细胞芯片通过传感器件的网络化和集成化,将细胞的电学信息、化学信息、动力学信息等生理活动信息转换为可检测的信号,并细化为微观信息量进行实时分析,实现快速微量的细胞功能信息和待测物质性质的检测,在细胞生物学、环境监测和药物开发等领域有广泛应用前景.本文设计了一种新型的集成了细胞微电极阵列、电阻抗传感器及光寻址电位传感器三个传感单元的阵列化芯片,首先分析了各单元用于细胞电生理测量的界面模型;在此基础上重点分析了各细胞传感器单元的特性曲线测试、表面处理测试,并初步进行细胞电生理参数的分析.结果显示,MEA加入测试液测试后,噪声水平在80μV左右,且器件适于细胞培养及动作电位测试;IDA器件上培养的肾细胞在药物作用下会引起细胞阻抗变化率12%～16%的变化;LAPS器件的酸化率灵敏度在50.65mV/pH,在肾细胞酸化率测试中,高浓度5-氟尿嘧啶会引起的细胞正常代谢率下降(相对酸化率下降50%).说明药物浓度越大,作用时间越长,对细胞的活性影响越大,这与IDA器件的测试结果一致.最后得到了在器件特性、系统优化及细胞测试的一些初步结果,对芯片进行了芯片各单元的互补性分析,为细胞传感器的多功能化发展开拓了一个新的应用领域.
세포전생리검측심편이성위후기인시대생물과학연구적중요공구,단시목전적세포포외전생리측시공구발전신속,단존재공능단일화,지표불구은정적결점,여신조비교저,난우중복여대조,차불능실현다삼수동시검측,이성위세포전생리쾌속분석발전적병경.집성형세포심편통과전감기건적망락화화집성화,장세포적전학신식、화학신식、동역학신식등생리활동신식전환위가검측적신호,병세화위미관신식량진행실시분석,실현쾌속미량적세포공능신식화대측물질성질적검측,재세포생물학、배경감측화약물개발등영역유엄범응용전경.본문설계료일충신형적집성료세포미전겁진렬、전조항전감기급광심지전위전감기삼개전감단원적진렬화심편,수선분석료각단원용우세포전생리측량적계면모형;재차기출상중점분석료각세포전감기단원적특성곡선측시、표면처리측시,병초보진행세포전생리삼수적분석.결과현시,MEA가입측시액측시후,조성수평재80μV좌우,차기건괄우세포배양급동작전위측시;IDA기건상배양적신세포재약물작용하회인기세포조항변화솔12%～16%적변화;LAPS기건적산화솔령민도재50.65mV/pH,재신세포산화솔측시중,고농도5-불뇨밀정회인기적세포정상대사솔하강(상대산화솔하강50%).설명약물농도월대,작용시간월장,대세포적활성영향월대,저여IDA기건적측시결과일치.최후득도료재기건특성、계통우화급세포측시적일사초보결과,대심편진행료심편각단원적호보성분석,위세포전감기적다공능화발전개탁료일개신적응용영역.