生物相容性微电极的制作方法

本发明涉及用于脑疾病和行为障碍中，对神经递质释放和再摄取进行体内和体外即时成像的生物相容性微电极。

本发明特别涉及一种生物相容性微电极，其通过表面涂层在体内和体外多次使用后仍可以保持其测量稳定性。

背景技术：

伏安法一般是指一种通过电极进行测量的方法，其用于被施予连续变化数据的电流作为基础的技术。在该技术中使用的微电极具有不同的设计，而当它们需要共同施用时，它们对使用者构成一定的缺点。其中最重要的缺点是，诸如纳飞安(nafion)和膜电位染料(mpd)之类的涂料具有非常低的耐久性，并且在体内和体外的寿命也很短。此外，它们不具有生物相容性。在市场上通常可买到的，使用这种涂层用于进行亚秒级神经递质测量的电极都没有生物相容性。

接地入口是决定此类电极的检测精度的关键细节之一。由于接地入口位于现有电极的电极外部，因此背景噪声可能会妨碍获得实际的测量结果。此外，由于其结构而难以将其保持在手中，因此电极可能经常掉落和破裂。这些电极在初次使用后再次使用时，也会失去其测量精度。检测精度也不足以识别低电流信号。

现有技术中的专利申请wo2017048421涉及几乎同时测量神经元活性和神经递质浓度的方法和系统。该系统使用伏安法探针进行神经递质记录，并使用电生理探针进行神经合奏记录。然而，所述系统未提及可以消除本领域缺陷的电极构造。此外，它不包含生物相容性屏障。这种屏障可以从脑中数十种物质中选择性地测量出需要测量的神经递质。此外，该屏障是生物相容的。该屏障是本发明所独有的，没有找到任何其他示例。

毕竟，由于到目前为止所描述的现有解决方案有缺点和不足，因此需要在相关技术领域进行开发。

技术实现要素：

本发明消除了前述缺点，并且涉及一种生物相容性电极；本发明将所述生物相容性电极的新优点引入相关技术领域。

本发明的主要目的是进行体内和体外神经递质测量，以用于伏安法技术，并提出了一种用于即时监测的生物相容性微电极。电极的记录区被宽铂表面覆盖，为神经递质的检测提供了便利。与现有电极相比，可以测量更低浓度的神经递质。

本发明的另一个目的是以高检测精度进行测量，并且不受体外声音的影响。

本发明的另一个目的是由于其包括宽的硅基底，有助于在不损坏的情况下进行处理。由于光致抗蚀剂和所用之基材的物理特性，电极受到了很小的冲击，因此受到保护。这些特性使得能够以不会造成病理伤害也不会轻易破坏(无论是在体内或体外)的尺寸进行生产。

本发明的另一个目的是由于在中心区域放置了接地入口，从而消除了在测量过程中的背景噪声。

本发明的另一个目的是它可以稳定地工作而不会在长期(例如1个月)的重复使用中损失精度，并且在其上具有agnps/氧化石墨烯，2-氨基苯并咪唑，2-氨基苯并噻唑类型的涂层，使其不受体内和体外条件的影响。由于有这种涂层，可以使用具选择性，生物相容性和特定性的屏障来测量所要测量的神经递质。

参考以下附图将更清楚地理解本发明的结构和特性及其所有优点，因此，需要通过考虑附图和以下详细描述来理解本发明。

附图说明

图1是本发明的生物相容性微电极的顶视图。

图2是本发明的生物相容性微电极的末端部分的详细视图。

图3是本发明的生物相容性微电极的保持部分的详细视图。

图4示出了本发明的生物相容性微电极的不同类型的详细视图。

附图不一定按比例绘制，并且可能已经省略了对于理解本发明不是必需的细节。除此之外，用相同的附图标记示出至少基本相同或具有至少基本相同功能的元件。

附图元件

1.生物相容性微电极

a.末端部分

10.陶瓷基底

20.记录表面

b.保持部分

30.硅基底

40.导体电路

c.接地入口

具体实施方式

本发明的优选实施例通过数个实施例子来描述，目的只是促进对本发明的理解，不在于对本发明构成任何限制。

本发明涉及用于脑疾病和行为障碍中，对神经递质释放和再摄取进行体内和/或体外即时成像的生物相容性微电极(1)，其包括位于末端部分(a)上的记录表面(20)。记录表面(20)与神经递质和导电电路(40)接触；导电电路(40)位于保持部分(b)上，保持部分(b)能够在生物相容性微电极(1)的应用过程中保持着生物相容性微电极(1)，并将从记录表面(20)采集的测量数据传输到传感器/测量装置。通过在生物相容性微电极上隔离的记录表面(20)上涂覆生物相容性微电极(1)的表面涂层，能够进行神经递质的选择性和精确的体内和体外测量。

图1是本发明的生物相容性微电极的顶视图。根据图1，本发明基本上包括获得测量结果的末端部分(a)和能够在使用期间保持着装置的保持部分(b)。这两个主要元件通过接地入口(c)相互连接。由于将接地连接的接地入口(c)放置在电极上末端部分(a)和保持部分(b)之间，通过防止测量时背景产生的噪声，对测量结果的影响程度会减少。

图2是本发明的生物相容性微电极(1)的末端部分(a)的细节图。因此，末端部分(a)的陶瓷基底(10)构成主体结构。能够实现记录操作的优选为铂的记录表面(20)位于陶瓷基底(10)上，该陶瓷基底(10)能够粘附到该记录表面并实现隔离。构成末端部分(a)基底的陶瓷基底(10)具有生物相容性和无毒的结构。

图3是本发明的生物相容性微电极(1)的保持部分(b)的细节图。保持部分(b)包括硅基底(30)，该硅基底(30)通过便于将生物相容性微电极握在手中来防止生物相容性微电极在施加期间掉落和折断。位于构成保持部分(b)的基底的硅基底(30)上的铜导体电路(40)能够将从末端部分(a)接收到的测量结果移送到测量装置。通过印刷在硅酸盐和塑料制成的宽基底，从而将铜导电电路(40)连接。

测量装置检测到的电流为na电平，并在进行增强和数字化操作后将电流无线发送到计算机的分析软件。该测量装置是便携式的，尺寸为0.6cmx3.7cmx2.4cm，重量为7.1千克，并简要实现了以下操作。

在连接到生物相容性微电极(1)之后，测量装置发出0.7v的激活能量，所产生的电流与生物相容性微电极(1)所在周围环境中神经递质的浓度成比例。这种纳安(na)电平的电流被发送到测量装置的增强器。读取的电流值经过滤波和数字化，然后由蓝牙通过微控制器传输到备有计算机软件的分析接口。使用编写在此接口上的分析算法进行分析。

对于表面涂层，在记录表面(20)上使用agnp/氧化石墨烯(添加了银纳米颗粒的氧化石墨烯)。为了实现选择性，根据神经递质的类型，使用2-氨基苯并咪唑，2-氨基苯并噻唑衍生物创建屏障，获得了生物相容性，选择性，精确的电极。由于其表面涂层，该表面涂层在体内和体外多次使用后可以保持其测量稳定性。

具有高击穿电压和适于高分辨率制造的相容介电系数的生物相容性正性光致抗蚀剂和负性光致抗蚀剂被用于隔离微电极，作为记录表面(20)上的隔离层/物质。

图4中不同形式的生物相容性微电极(1)是本发明不同实施方案的图示。可以根据前述描述以许多不同的形式和组合来创建许多实施例。