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基于微納結(jié)構(gòu)陣列的神經(jīng)細胞電耦合特性研究

發(fā)布時間:2020-12-04 15:04
  神經(jīng)細胞與微納結(jié)構(gòu)陣列間的電耦合特性對于生命科學(xué)的研究和新的生物分子電子器件的開發(fā)都起著至關(guān)重要的作用。神經(jīng)細胞具有電化學(xué)活性、納米級尺寸和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定等特性,這些獨特的內(nèi)在特性使其成為新一代分子電子材料研究的優(yōu)秀代表性模型。有關(guān)于神經(jīng)細胞在微納結(jié)構(gòu)陣列上生長行為的變化以及其間的電耦合特性的研究尤其具有吸引力。原子力顯微鏡(AFM)納米操縱技術(shù)作為一種強有力的工具在生命科學(xué)的研究中備受歡迎。高分辨率成像以及電學(xué)特性測量使其在納米醫(yī)學(xué)、生物細胞學(xué)、分子生物學(xué)等領(lǐng)域得到重要應(yīng)用。六十年代以來,細胞對微納結(jié)構(gòu)陣列基底的響應(yīng)被證實并受到研究者的高度重視。研究發(fā)現(xiàn),微納結(jié)構(gòu)陣列基底與細胞的粘附、形態(tài)鋪展、排列取向、增殖及凋亡等眾多生物學(xué)行為的調(diào)控密切相關(guān)。本文首先結(jié)合電子束光刻技術(shù)與金屬薄膜剝離技術(shù)制備出不同尺寸的微納結(jié)構(gòu)陣列,然后利用基于AFM納米操縱的細胞電特性檢測系統(tǒng)對培養(yǎng)在結(jié)構(gòu)上的神經(jīng)細胞進行測量,結(jié)果表明通過對神經(jīng)細胞生物學(xué)行為的調(diào)控可以間接地調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與細胞間的電耦合特性。通過改變偏置電壓測量多組數(shù)據(jù)繪制I-V曲線,估算出神經(jīng)細胞的介電強度。最后基于電子傳遞理論建立本界面的電子傳遞模型。 

【文章來源】:長春理工大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】:54 頁

【學(xué)位級別】:碩士

【部分圖文】:

基于微納結(jié)構(gòu)陣列的神經(jīng)細胞電耦合特性研究


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著表面靜電電位的變化而發(fā)生變化,從1-23]。早在 20 世紀 20 年代就研究出來的子結(jié)合時表面電位變化幅度很小,因此的尺寸和成本。相比之下,F(xiàn)ET 傳感器作,無需額外放大電路就可以將表面電 傳感器可用于醫(yī)學(xué)診斷[24,25]、生物研究lti-Electrode Array, MEA)技術(shù)作為非侵。第一個可植入陣列是于 20 世紀 50 年ss 和他的同事們在網(wǎng)絡(luò)神經(jīng)科學(xué)中心獨立電生理學(xué)研究[27]。后來隨著計算機以及展的愈加成熟并被大多數(shù)實驗室所采用多購自于國外廠家,如德國的 MCS(M 64 通道 MEA 芯片可穩(wěn)定、實時地提取

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圖 2.1 原子力示意圖a) 原子間勢能 V(d) -原子間距離 d; (b) 原子間力 F(d) -原子間距離 d顯微鏡的探針-樣品系統(tǒng)中,假設(shè)樣品表面是一個平面,探對式(2-2)進行積分,我們可以推算出樣品作用于探針單位由 Lifshitz 公式[43]來描述。 dpdxxpcfz exp()11exp()114()03//21223(2-3),可以寫出探針所受到的樣品的作用力為 dF ( d)f(z)G(zd)dz(2-3)和(2-4),可以求出任意形狀的探針與樣品之間的足夠小的半球的前提下,通過計算機求解,得到探針與樣品mndBdAF ( d) )類似于式(2-2)原子間相互作用力的表達式。AFM 的基礎(chǔ)

【參考文獻】:
期刊論文
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[3]三維神經(jīng)微電極陣列新制作技術(shù)研究[J]. 呂尊實,周嘉,黃宜平,是慧芳.  傳感技術(shù)學(xué)報. 2008(04)
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博士論文
[1]宏觀尺度納米結(jié)構(gòu)陣列的電化學(xué)合成及其原型器件研究[D]. 段國韜.中國科學(xué)院研究生院(合肥物質(zhì)科學(xué)研究院) 2007



本文編號:2897809

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