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《基于MEMS技術(shù)的離子圖象和細(xì)胞傳感器的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文基于MEMS技術(shù)的離子圖象和細(xì)胞傳感器的研究姓名：賀慧琦申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程指導(dǎo)教師：王平2003.6.1浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要r基于MEMS技術(shù)的生化傳感器，是目前傳感器發(fā)展的趨勢，它有著集成度高，靈敏度＼?。高，進(jìn)樣量少和成本低等特點(diǎn)礦本文研究了兩種與微加工工藝相結(jié)合的微傳感器陣列——用于液態(tài)成分分析的離子圖象微傳感器陣列和用于檢測細(xì)胞生理活動的場效應(yīng)管細(xì)胞傳感器。／離子圖象微傳感器陣列可對pH=1．12的溶液樣本和包括cu2+，F(xiàn)e2+，F(xiàn)e3+，ca2+，zn2+，Mf+L在內(nèi)的6種金屬離子實(shí)現(xiàn)定性、定量的測量。該傳感器陣列是一種將傳統(tǒng)滴定方法與
2、微加工技術(shù)相結(jié)合的新的嘗試，采用了陣列設(shè)計(jì)的思想，消除了分離傳感器選擇性不高、交叉敏感的缺點(diǎn)，大大提高了傳感器的靈敏度和檢測下限。實(shí)驗(yàn)中我們采用傳統(tǒng)的濕法腐蝕工藝在P型硅基底上制備出微井和微通道，將吸附了對pH和金屬離子敏感的染料和熒光物質(zhì)的微球做為化學(xué)傳感器放入微井中，并記錄下指示劑遇到特定離子時發(fā)生的顏色變化，可以一次性檢測多個指標(biāo)。此外，本文還采用三種多變量數(shù)據(jù)分析方法來處理從微球中獲取的原始數(shù)據(jù)并預(yù)測結(jié)果。研究成果表明采用主元分析(PCA)可成功的將六種金屬離子實(shí)現(xiàn)聚類，偏最小二乘法(PLS)和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN)都可以定量計(jì)算pH值，且PLS比ANN迭代次數(shù)少、精度高。，L，為了實(shí)現(xiàn)
3、微傳感器的自動進(jìn)樣，我們設(shè)計(jì)了一種微泵，將進(jìn)樣系統(tǒng)和反應(yīng)腔體相結(jié)合，采用有限元分析軟件ANSYS對微傳感器的動力學(xué)特性進(jìn)行進(jìn)行了靜力場、動力場和流體場的綜合分析，模擬了這些微結(jié)構(gòu)器件的工作狀況，優(yōu)化了該傳感器的設(shè)計(jì)。，，基于場效應(yīng)管陣列的細(xì)胞傳感器是一種無損測量細(xì)胞動作電位的器件，可以定位到單個、?的細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)實(shí)時檢測外界電刺激和藥物作用下的膜電位的改變4皋文采用傳統(tǒng)IC工藝方，法設(shè)計(jì)并制備了場效應(yīng)管陣列，用化學(xué)方法(涂附多聚鳥氨酸和層粘素)處理硅片引導(dǎo)心肌細(xì)胞的生長，并測試細(xì)胞在興奮劑和抑制荊作用下的動作電位的變化。通過進(jìn)一步的研究可以將離子圖象傳感器陣列與場效應(yīng)管細(xì)胞傳感器相結(jié)合，從而確
4、定引起膜電位變化的具體離子種類，了解外界電刺激和藥物作用下細(xì)胞膜電位和離子流的關(guān)系，進(jìn)而明確藥物對于離子通道的作用機(jī)理。關(guān)鍵詞：生物微機(jī)械電子系統(tǒng)；微傳感器陣列；離子圖象傳感器；細(xì)胞傳感器IV浙江大學(xué)碩士學(xué)位論文AbstractThebiochemicalsensorbasedonMEMStechnologyisdevelopingquicklynowadays．Ithastheadvantagesofhigherintegration,highersensitivity,lesssamplevolumeandlowercost．Inthispaper’tWOmicrosensorarray
5、sarestudied一一theionimagesensorarrayusedforliquidcomponentsanalysis，andtheFieldEffectTransistor(FEDarrayusedfordetectingtheactivepotential(AP)oflivingcell．TheionimagemicrosensorsarraycandetectthepHvaluerangingfrom1to12and6kindsofmetalions，includingCu2十，F(xiàn)e2’，F(xiàn)e”，Ca2+，Zn2+andMg”qualitativelyandquantit
6、atively．Itcombinesthetraditionaltitrationmethodwithmicrofabcricationtechnology．Alsotlleideaof‘'array”isadopted．whichCanreducethedisadvantageofCROSS-sensitivitycausedbythediscreteselectivesensorandhastheadvantagesofsignificantlylowerdetectionlimit．Intheexperiments，Wefabricatethemicrowellsandmicrocha
7、rmelsonaPtypesiliconwaferwithwetetchingtechnologyanddepositethemicrobeadswithpHandmetalindicatorsabsorbedonthesurfaceoftheminthemicrowells．Theimageinformationunderdifferentsolutionsamplesisrecordedincompute
