[发明专利]用于海马脑片的微电极阵列芯片、修饰方法及测试方法

说明书

本公开提供一种微电极阵列芯片，用于海马脑片的神经电生理信号的检测，包括：绝缘基底(1)，其上形成有微电极阵列(2)，其中，微电极阵列(2)包括多个以海马脑片的胞体层轮廓排布的微电极；微电极阵列(2)表面修饰有用于神经电生理信号检测的纳米复合材料(7)；参比电极(3)，其分布在微电极阵列(2)的外围；触点(5)，其分布在绝缘基底(1)的四周，微电极阵列(2)及参比电极(3)均通过引线(4)连接至触点(5)；其中，所有引线(4)表面均覆盖有绝缘层(6)。该芯片能够实现对海马脑片各主要亚区微弱神经电生理信号的高精度高质量检测，从而实现对不同病理条件下，大鼠海马脑片神经电生理信号传导机制的研究。

技术领域

本公开涉及生物传感器的微加工领域和纳米修饰领域，特别是涉及一种用于海马脑片的微电极阵列芯片、修饰方法及测试方法。

背景技术

海马区是大脑最重要的脑区之一，其主管着近期记忆以及帮助处理长期学习。而海马区神经环路的紊乱或异常放电会引发癫痫等神经性疾病，因此，对海马区的深入研究有助于神经科学的发展。海马脑片神经电生理信号检测是研究海马区的重要方法。目前对海马脑片进行神经电生理信号检测的技术包括钨丝电极，膜片钳和微电极阵列等。由于微电极阵列技术能够同时检测多个位点的信号，成为研究海马脑片的主要方法。

然而，目前实验室所使用的微电极阵列不是专门为海马脑片设计的，其位点难以精确定位在海马脑片的各主要亚区，特别是CA区的锥体细胞层和DG区的颗粒细胞层，这大大限制了对海马脑片神经环路传导机制的研究。另一方面，海马脑片中的神经电生理信号十分微弱，这使得普通的微电极阵列无法满足海马脑片高信噪比的信号检测需求。

发明内容

(一)要解决的技术问题

针对于上述技术问题，本公开提出一种用于海马脑片的微电极阵列芯片、修饰方法及测试方法，用于至少部分解决上述技术问题。

(二)技术方案

根据本公开第一方面，提供一种微电极阵列芯片，用于海马脑片的神经电生理信号的检测，包括：绝缘基底1，其上形成有微电极阵列2，其中，微电极阵列1包括多个以海马脑片的胞体层轮廓排布的微电极；微电极阵列2表面修饰有用于神经电生理信号检测的纳米复合材料7；参比电极3，其分布在微电极阵列2的外围；触点5，其分布在绝缘基底1的四周，微电极阵列2及参比电极3均通过引线4连接至触点5；其中，所有引线4表面均覆盖有绝缘层6。

可选地，微电极以海马脑片中海马区的冠状切面的轮廓进行排布。

可选地，纳米复合材料7包括导电聚合物和碳纳米管。

可选地，微电极的直径为5μm-30μm，微电极之间的间距为50-500μm。

可选地，微电极为由导电薄膜材料制成的圆形微电极。

可选地，导电聚合物包括聚乙炔或聚吡咯或聚噻吩或聚苯胺，碳纳米管包括多壁碳纳米管或单壁碳纳米管。

可选地，参比电极3的尺寸比微电极的尺寸大一个数量级。

可选地，微电极阵列2包括28-59个微电极，参比电极3的数量为1-4个。

根据本公开另一方面，提供一种表面定点修饰方法，用于在上述微电极阵列芯片中的微电极阵列2表面修饰纳米复合材料7，包括：将微电极阵列芯片中需要修饰的微电极位点置入磷酸盐缓冲溶液进行表面活化；制备聚苯乙烯磺酸钠与碳纳米管的悬浊液，对悬浊液进行第一次超声分散；将导电聚合物加入第一次超声分散后的悬浊液，并进行第二次超声分散；将第二次超声分散后的悬浊液滴入活化后的微电极，以微电极作为工作电极，向微电极施加电压或者电流波形，使其发生聚合反应。