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    重庆时时彩第62期预测: 一种动态实时测量细胞膜电位的装置.pdf

    摘要
    申请专利号:

    重庆时时彩单双窍门 www.4mum.com.cn CN201410133539.4

    申请日:

    2014.04.03

    公开号:

    CN103954658A

    公开日:

    2014.07.30

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情: 未缴年费专利权终止 IPC(主分类):G01N 27/26申请日:20140403授权公告日:20170215终止日期:20180403|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G01N 27/26申请日:20140403|||公开
    IPC分类号: G01N27/26 主分类号: G01N27/26
    申请人: 西安电子科技大学
    发明人: 张鹏; 黄辰; 张毅奕; 马晓华; 郝跃
    地址: 710071 陕西省西安市太白南路二号西安电子科技大学西大楼南翼113室微电子学院宽带隙半导体技术国家重点学科实验室
    优先权:
    专利代理机构: 北京市京大律师事务所 11321 代理人: 张璐;方晓明
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410133539.4

    授权公告号:

    |||||||||

    法律状态公告日:

    2019.03.22|||2017.02.15|||2014.08.27|||2014.07.30

    法律状态类型:

    专利权的终止|||授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明涉及一种动态实时测量细胞膜电位的装置,包括:用于作为生物传感器的氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)器件、微流室、微注射泵和储液瓶。微流室、微注射泵和储液瓶依次连接,构成一个封闭的循环系统。微流室作为液体流动和细胞注入之用,微流室内的液体通过微注射泵传输给储液瓶。作为生物传感器的HEMT器件与微流室耦合,用于检测所述微流室内细胞在动态条件下的实时细胞膜电位。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种动态实时测量细胞膜电位的装置,包括:用于作为生物传感器的氮化镓(GaN)高电子迁移率晶体管(HEMT)器件、微流室、微注射泵和储液瓶,其特征在于,将所述微流室、微注射泵和储液瓶依次连接,构成一个封闭的循环系统;所述微流室作为液体流动和细胞注入之用,所述微流室内的液体通过所述微注射泵传输给所述储液瓶,所述作为生物传感器的HEMT器件与所述微流室耦合,用于检测所述微流室内细胞在动态条件下的实时细胞膜电位。

    2.  根据权利要求1所述的装置,其中所述的HEMT器件由底层到上层的累积层依次为蓝宝石衬底层、GaN缓冲层、AlN插入层、AlGaN势垒层、GaN帽层和Si3N4钝化层;其中所述GaN缓冲层厚度为1.6μm左右;所述的AlN插入层厚度为1.2nm;所述的AlGaN势垒层厚度为8~15nm左右;所述的GaN帽层厚度为1.5nm;所述的HEMT器件的势垒层铝组分在25%~40%之间;所述的HEMT器件的钝化层中间有一块长方形槽状的裸栅区域;所述的HEMT器件的裸栅区域无电极引出,尺寸在10μm~10mm范围内;所述的HEMT器件的上方的覆盖物的材质为高分子聚合材料,形状为与裸栅相同的槽状图形。

    3.  根据权利要求2所述的装置,其中所述的微流室安装在HEMT器件与高分子聚合材料形成的槽形空间内,微流室反应室尺寸设计与器件栅极图形保持一致。

    4.  根据权利要求3所述的装置,其中所述的微流室的制造材料选用聚二甲基硅氧烷(polydimethylsiloxane,PDMS),除此以外,还可采用聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA),聚酰亚胺(polyimide)等材料。;微流室包括其两侧的封接口,微流室与微注射泵连接。

    5.  一种用于如权利要求1所述的装置的HEMT器件,其制造方法包括步骤:
    1)台面刻蚀,即采用ICP方法刻蚀异质结材料形成器件的台面隔离;
    2)淀积源漏极欧姆金属,采用电子束蒸发的方法获得欧姆金属层,欧姆金属采用Ti/Al/Ni/Au四层结构,并在830℃下退火形成合金,获得良好的源漏极欧姆接触;
    3)采用PECVD方法淀积Si3N4材料作为钝化层;
    4)光刻并采用ICP方法刻蚀Si3N4,露出裸栅区域。

    6.  一种用于如权利要求1所述的装置的微流室,其制造方法包括步骤:
    1)采用光刻的方法或反应离子刻蚀(RIE)的方法制造出微流室凸突的阳模,然后在阳模上浇铸PDMS,在约50℃温度下固化后使PDMS从阳模上剥离,即制得微流室部件;
    2)微流室两端的小孔采用钻孔法得到;
    3)微流室部件与HEMT芯片封接工艺采用热压法或粘合法。

    7.  根据权利要求1所述的装置测量细胞膜电位的方法,所述方法包括步骤:
    1)在无菌条件下,将获取的新鲜的人体脐带静脉血加入1g/L胶原酶和2.5g/L胰蛋白酶(1:1)(V/V)的混合液15mL,置于37℃水浴箱中孵育8min;
    2)将步骤1)得到的液体收集入离心管,用磷酸盐缓冲液(PBS)冲洗脐静脉2次,将冲洗后的液体一同收集入离心管,1000r/min离心10min,取上清液,加入完全培养液重悬细胞;
    3)取0.1mL细胞悬液用4g/L台盼蓝染色后作活细胞计数;
    4)将2×104/L细胞接种到24孔板中,每孔加入完全培养液1mL,置于37℃、950mL/L O2、50mL/L CO2培养箱内静置培养,并采用台盼蓝排斥法,将0.1mL混匀的内皮细胞悬液与4g/L台盼蓝0.9mL混匀后,取1滴在显微镜下计数100个细胞;
    5)用酒精对HEMT器件消毒后,使用纤连蛋白溶液(fibronectin)进行处理30min,并使用PBS冲洗,然后接种细胞,使细胞密度达到5000~12000cells/mm2,并保证细胞全程置于含5%CO2的37℃恒温箱中;
    6)采用微注射泵与细胞膜电位检测装置连接形成血液动力系统,该系统架设在37℃恒温箱中维持温度稳定,实验中使用PBS作为流体,并且实验全程通入含5%CO2的空气以保持流体环境的酸碱度;
    7)器件裸栅上培养的细胞受到的剪切力由以下公式推导:
    τ=6wh2]]>
    其中τ为细胞受到的剪切力,单位为dyne/cm2;η为流体即培养液的粘滞度(viscosity),单位为g/(cm·s);Q为流体每秒的流量,单位为cm3/s;w为器件的栅宽,h为微流室内壁高度;
    8)采用半导体测试分析仪器,来测试HEMT器件的源漏电流,并通过如 下公式,转化成对应的细胞膜电位:
    VJD=ΔVGS=ΔIDS(gm)VDS]]>
    其中,为细胞膜电位,为所加漏源电压VDS下,且栅电压VGS在-70mV~0V处对应的HEMT器件跨导。由于栅电压的变化较小,可认为(gm)VDS为一个常数,由预先测量得到。

    8.  根据权利要求7所述的测量细胞膜电位的方法,所述预先测量为:对在同一晶圆上、且采用相同版图的常规三端HEMT器件,加相同漏源电压VDS,测试其转移曲线(VG-ID),得到栅电压在-70mV~0V处对应的器件跨导值。

    关 键 词:
    一种 动态 实时 测量 细胞 膜电位 装置
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