微电极阵列及生物电阻抗检测

MEMS · 公众号 · · 2025-05-15 00:00

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授课背景及内容：

生物电阻抗法是一种利用生物组织与器官的电特性及其变化规律提取与生理、病理状况相关的生物医学信息的检测方法。它借助电极系统向检测目标施加幅值较小的交流激励，并使用扫频的方式测量每种频率下检测目标对应的电阻抗值，具有无创、廉价、操作简单、功能信息丰富等特点。生物电阻抗法还可以利用微电极阵列（MEA）检测生物细胞的电导率和介电常数，并引入电介质物理模型的数值计算，获得细胞外液、细胞膜和细胞质的电学信息，由此来区分不同种类的细胞。微流控（Microfluidics）是一种利用具有微米级特征结构的芯片来操控微尺度流体的技术，可以把生化样品制备、反应、分离、检测等基本操作集成于一体，实现高度自动化的芯片实验室（Lab-on-a-chip）。近年来，微电极阵列与微流控技术的结合，成为生物传感、细胞分析、器官芯片、药物筛选、组织工程等领域的重要发展趋势。集成微电极阵列的微流控系统兼具电信号实时监测与微环境动态调控能力，极大提升了对微环境中细胞功能、电活动及分子交换的解析能力。本课程从生物电阻抗理论和模型出发，详解微弱生物信号检测与锁相放大器，剖析集成微电极阵列的微流控生物电阻抗传感系统，最后还介绍多模态电阻抗融合感知技术。