基于PDMS的人工视网膜神经微电极阵列

为了利用柔顺性材料实现电极位点与靶细胞的良好接触,同时保证微电极的可靠性,提出了一种新的聚二甲基硅氧烷(PDMS)微电极制作方法.该方法通过在硅基表面沉积金属层、光刻图形化以及电镀形成电极基本结构,然后通过PDMS浇注、湿法刻蚀、释放以及键合完成基于PDMS微电极制作.其中,微电极绝缘层制作和电极位点暴露采用浇注PDMS并结合外力夹压固化和PDMS湿法刻蚀来实现.使用该方法制作的PDMS电极,结构稳定、可靠性好,具有良好的贴附性.同时,通过SEM和阻抗测试对所制作的微电极进行了表面形貌和电学性能的测试和评价.结果显示,相对于传统方法制作的PDMS微电极,电化学阻抗降低了近60%(频率1 kHz处),基于该方法制作的PDMS微电极在力学和电学性能方面均具明显优势.

基于碳膜的柔性神经微电极阵列加工

为了实现长期安全有效的神经电刺激,避免电极腐蚀情况,提出了一种基于热解光刻胶形成碳膜作为导电材料的柔性视网膜神经微电极阵列.首先,通过高温热解图形化的光刻胶形成导电碳膜,然后利用光敏性聚酰亚胺(Durimide 7510)作为基底材料,通过光刻结合转膜、键合和牺牲层腐蚀技术,实现了具有柔性特征的碳膜神经微电极阵列.实验结果显示这种碳膜电极的电荷存储能力达到6.625 mC/cm2,是金电极的12.4倍,显示了良好的电化学稳定性和电荷注入能力,有利于其长期植入和安全有效地工作,可应用于新一代人工视网膜系统的构建.

基于渗透脱水的自动化蛋白质结晶高通量筛选芯片

构建了一种基于渗透脱水模式的自动进样微流控结晶芯片.该芯片通过真空预脱气将包含蛋白质和结晶剂的液滴自动分配至结晶微腔阵列中,然后利用集成的一排包含不同浓度盐溶液的透析管道,通过渗透脱水方式经一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)膜实现液滴的逐渐浓缩,使之趋于过饱和状态,进而形成结晶.此芯片可一次筛选较宽范围的过饱和状态,实现蛋白质结晶的快速优化.利用模式蛋白溶菌酶的结晶实验验证了该芯片的性能。

迭代法重建平板光波导折射率分布

提出了一种用于重建渐变折射率平板光波导折射率分布的方法,这种方法通过数值法求解亥姆霍兹方程,从光波导的低阶模开始采用迭代法顺次对各个模式对应的“转折点”位置进行校正,并多次重复迭代以消除“转折点”外折射率分布的变化对相应模式“转折点”位置的影响。借助WKB近似原理说明了这种方法迭代过程中“转折点”坐标的收敛性。对折射率按照指数规律变化的平板光波导的折射率分布重建结果证明这种方法具有较高的精度。分析表明这种方法克服了WKB法固有的缺陷,即忽略模式“转折点”外折射率分布对相应模式传输常量的影响和“转折点”处相移的不确定性,因而比逆WKB法具有更好的自洽性和精确性。