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基于MEMS技术的安培酶免疫传感器研究 被引量:3
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作者 边超 许媛媛 +3 位作者 孙红光 张虹 陈绍凤 夏善红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第11期2195-2198,共4页
该文采用MEMS工艺制备可集成安培酶免疫传感器,用于人免疫球蛋白IgG的检测。该传感器以硅作为基底,铂作为电极,工作电极敏感面积1mm2。SU-8胶形成的微反应池结构使该传感器试剂用量仅为μl量级。聚吡咯作为酶与电极之间的电子转移基体... 该文采用MEMS工艺制备可集成安培酶免疫传感器,用于人免疫球蛋白IgG的检测。该传感器以硅作为基底,铂作为电极,工作电极敏感面积1mm2。SU-8胶形成的微反应池结构使该传感器试剂用量仅为μl量级。聚吡咯作为酶与电极之间的电子转移基体聚合于工作电极敏感表面,戊二醛作为交联剂进行抗体(羊抗人IgG)的固定。抗体与酶标抗体(辣根过氧化物酶HRP标羊抗人IgG)对人IgG进行特异性夹心识别,通过检测酶标HRP对底物H2O2催化产生的电流信号实现免疫检测。该传感器工作电压?0.3V,检测下限5ng/ml,线性范围5~255ng/ml,响应时间3min,具有响应快、下限低、试剂用量少、微型化、便于集成等优点。 展开更多
关键词 安培酶免疫传感器 MEMS 聚吡咯 IGG
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基于分子印迹聚合膜的胆固醇丝网印刷生物传感芯片 被引量:4
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作者 薛茜男 边超 +4 位作者 任振兴 孙楫舟 卞贺明 韩泾鸿 夏善红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第11期2735-2739,共5页
该文基于自组装技术在丝网印刷金电极表面制备分子印迹膜,研制胆固醇电化学仿生生物传感芯片。利用扫描电镜(SEM)对平面裸金电极、厚膜裸金电极及其修饰电极进行了形貌的分析比较,采用循环伏安分析法对电极修饰过程的电化学特性进行表征... 该文基于自组装技术在丝网印刷金电极表面制备分子印迹膜,研制胆固醇电化学仿生生物传感芯片。利用扫描电镜(SEM)对平面裸金电极、厚膜裸金电极及其修饰电极进行了形貌的分析比较,采用循环伏安分析法对电极修饰过程的电化学特性进行表征,采用计时电流法对胆固醇生物传感芯片的浓度响应特性进行检测。结果表明,基于丝网印刷工艺的厚膜电极不仅能满足自组装分子印迹仿生膜的修饰,而且电极表面具有明显的纳米放大效应。传感器对0~700nM不同浓度胆固醇进行检测,线性范围50nM~700nM,灵敏度达到-4.94μA/[lg(nM)],线性相关系数为0.994。该胆固醇传感芯片具有较高的准确性,检测准确度达到了99.56%。 展开更多
关键词 电化学传感芯片 分子印迹 自组装单层膜 胆固醇 丝网印刷
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基于金银合金薄膜的波长检测型表面等离子体共振传感器 被引量:4
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作者 张喆 刘杰 +1 位作者 逯丹凤 祁志美 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1771-1777,共7页
从实验和理论两方面详细研究了金银合金膜表面等离子体共振(SPR)传感器在可见光波段的敏感特性.实验方面,通过在玻璃基底上溅射50 nm厚的金银合金薄膜制备了一种新型的SPR传感芯片,并且自行搭建了基于Kretschmann结构的波长检测型SPR传... 从实验和理论两方面详细研究了金银合金膜表面等离子体共振(SPR)传感器在可见光波段的敏感特性.实验方面,通过在玻璃基底上溅射50 nm厚的金银合金薄膜制备了一种新型的SPR传感芯片,并且自行搭建了基于Kretschmann结构的波长检测型SPR传感器测试平台.利用不同浓度的氯化钠(NaCl)水溶液和浓度为10μmol·L-1的牛血清蛋白(BSA)水溶液分别作为折射率样品和分子吸附样品,研究了传感器的折射率灵敏度和吸附灵敏度,并与金膜和银膜SPR传感器进行了对比研究.结果表明,对于折射率灵敏度的测试,金银合金膜SPR传感器大幅高于金膜SPR传感器,略低于银膜SPR传感器;而对于吸附敏感的研究,金银合金膜SPR传感器的灵敏度与银膜SPR传感器相近,是金膜SPR传感器的3倍.理论方面,利用菲涅尔公式和等效折射率计算公式仿真计算了这三种薄膜结构的SPR传感器的灵敏度和精确度,结果指出金银合金膜SPR传感器的灵敏度与银膜SPR传感器接近,是常规金膜SPR传感器的2.31倍,而半高峰宽仅为金膜和银膜SPR传感器的1.36倍.在稳定性方面,金银合金膜SPR传感器与金膜SPR传感器均具有良好的化学稳定性,而银膜SPR传感器较易氧化,使用寿命低,不常被采用.综上,金银合金膜在改善传感器灵敏度的同时,不会降低精度,是一种高灵敏、低成本、良好稳定性的SPR传感器敏感材料. 展开更多
关键词 金银合金薄膜 表面等离子体共振 波长检测型 灵敏度
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MEMS固态风速风向传感器的设计与制作 被引量:3
4
作者 杜利东 赵湛 庞程 《微纳电子技术》 CAS 2007年第7期245-248,共4页
风速风向参数的测量在气象测量中占有重要的地位。基于MEMS技术的固态风速风向传感器具有体积小、重量轻、成本低的优点。设计了两种基于MEMS工艺的固态测风传感器,即硅薄膜式测风传感器和硅悬梁式测风传感器,用流体力学原理对这两种风... 风速风向参数的测量在气象测量中占有重要的地位。基于MEMS技术的固态风速风向传感器具有体积小、重量轻、成本低的优点。设计了两种基于MEMS工艺的固态测风传感器,即硅薄膜式测风传感器和硅悬梁式测风传感器,用流体力学原理对这两种风速风向传感器进行了理论分析及ANSYS CFD软件模拟仿真,得出了风速与挠度、剪切力的关系。用惠斯通电桥测量传感器输出信号,通过单个传感器的二次封装测量风向信号。制作出了硅悬梁式测风传感器,并进行了初步测试。 展开更多
关键词 MEMS技术 ANSYS分析 风速风向 硅薄膜 硅悬梁
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谐振式微型电场传感器芯片级真空封装及测试 被引量:1
5
作者 毋正伟 彭春荣 +3 位作者 杨鹏飞 闻小龙 李冰 夏善红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2282-2286,共5页
为了降低传感器的驱动电压,提高该器件的品质因数和信噪比,该文研究封装材料和工艺对真空封装性能的影响,针对一种微机电系统(MEMS)谐振式微型电场敏感结构芯片,采用独特的共晶键合技术,实现该传感器的芯片级真空封装。实验结果表明,该... 为了降低传感器的驱动电压,提高该器件的品质因数和信噪比,该文研究封装材料和工艺对真空封装性能的影响,针对一种微机电系统(MEMS)谐振式微型电场敏感结构芯片,采用独特的共晶键合技术,实现该传感器的芯片级真空封装。实验结果表明,该传感器封装后的品质因数达到了30727.4,是常压封装的500倍;该封装器件具有更低的驱动电压,只需要直流分量100 m V和交流分量60 m Vp-p,与常压测试时相比,分别只有原来的1/200和1/16。 展开更多
关键词 微机电系统 微型电场传感器 芯片级 真空封装
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基于电聚合蛋白A固定抗体的免疫微传感芯片
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作者 边超 孙辑舟 夏善红 《微纳电子技术》 CAS 2007年第7期370-372,386,共4页
采用MEMS工艺在硅衬底上制备了电极型免疫微传感芯片,重点探索了微传感器敏感表面抗体固定化的方法。尝试采用蛋白A与吡咯共同电化学聚合,进而由蛋白A结合抗体的方法,实现了抗体的固定。将该免疫传感器对人免疫球蛋白G(HIgG)进行... 采用MEMS工艺在硅衬底上制备了电极型免疫微传感芯片,重点探索了微传感器敏感表面抗体固定化的方法。尝试采用蛋白A与吡咯共同电化学聚合,进而由蛋白A结合抗体的方法,实现了抗体的固定。将该免疫传感器对人免疫球蛋白G(HIgG)进行检测,在5-160ng/mL以及160-640ng/mL呈分段线性的特性,实现了微剂量、低浓度的免疫检测,验证了该固定化方法的可行性。此法具有省时、简便、易控、适合微传感器固定的优点。 展开更多
关键词 免疫微传感器 微机电系统 电化学聚合 聚吡咯 蛋白A
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基于色相算法的表面等离子体共振成像传感器对苯并芘的敏感特性 被引量:4
7
作者 范智博 龚晓庆 +2 位作者 逯丹凤 高然 祁志美 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2017年第5期1001-1009,共9页
报道了一种用于原位探测水中苯并芘的彩色表面等离子体共振成像(SPRI)传感器,该传感器既能提供直观的图像信息,又能借助色相算法定量分析待测物质的浓度及其吸附/脱附过程。首先利用自制的波长-图像同步检测型SPR传感器测试了裸金薄膜... 报道了一种用于原位探测水中苯并芘的彩色表面等离子体共振成像(SPRI)传感器,该传感器既能提供直观的图像信息,又能借助色相算法定量分析待测物质的浓度及其吸附/脱附过程。首先利用自制的波长-图像同步检测型SPR传感器测试了裸金薄膜芯片在不同入射角下的共振波长和共振图像,然后利用色相算法建立了SPR共振波长与图像色相的依赖关系,基于该依赖关系获得了SPR传感器最佳色相灵敏度对应的起始共振波长约为650 nm;另一方面,制备了聚四氟乙烯涂覆的SPR传感芯片,基于聚四氟乙烯膜对水中苯并芘的可逆富集作用实现了苯并芘的原位快速探测。实验取得以下4个结果:(1)在20-100 nmol?L-1浓度范围内彩色SPR图像的平均色相值随着苯并芘浓度的升高线性减小;(2)对100 nmol?L-1的苯并芘的响应和恢复时间分别约为7和5 s;(3)由于聚四氟乙烯膜的厚度大于SPR消逝场穿透深度,检测结果不受溶液折射率影响;(4)在聚四氟乙烯敏感膜厚度较小且不均匀的情况下,传感器容许获取敏感膜的不同厚度区域对苯并芘的色相灵敏度。实验结果有力地证明了这种彩色SPR图像传感器在生化物质检测中具有良好的应用前景。 展开更多
关键词 彩色表面等离子体共振成像 色相 苯并芘 聚四氟乙烯富集层 原位检测
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一种电极型MEMS电场传感器封装结构 被引量:4
8
作者 闻小龙 任天令 夏善红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第11期2960-2964,共5页
为了提高MEMS电场传感器敏感芯片封装的环境适应性,该文提出一种新型的电极型MEMS电场传感器封装结构。区别于将传感器敏感芯片及探头放置于被测环境中,该文通过在MEMS电场传感器封装管壳外部增加封装电极,仅将封装电极暴露在被测环境中... 为了提高MEMS电场传感器敏感芯片封装的环境适应性,该文提出一种新型的电极型MEMS电场传感器封装结构。区别于将传感器敏感芯片及探头放置于被测环境中,该文通过在MEMS电场传感器封装管壳外部增加封装电极,仅将封装电极暴露在被测环境中,有效避免了传感器敏感芯片封装管壳受到多种恶劣环境的干扰。研制出基于新型封装结构的MEMS地面电场传感器及探空电场传感器,仿真及试验结果表明,该结构传感器能够实现对电场高精度准确测量,在高湿、低温等恶劣环境下输出稳定可靠。 展开更多
关键词 电场传感器 微机械电子系统 封装 环境适应性 大气电场探测
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用于免疫微传感器的CMOS微弱电流读出电路 被引量:2
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作者 李策 杨海钢 +1 位作者 夏善红 边超 《电子器件》 EI CAS 2006年第4期1090-1093,共4页
分析了传感器微电极产生信号的特点,阐述了读出电路的工作原理和设计要点,采用电流转换为时间的方法实现了弱信号的读出,最小可测量1 pA的直流电流,量程达5个数量级,相对误差小于0.1。并且系统自带10位数字信号输出,避免了使用AD转换器... 分析了传感器微电极产生信号的特点,阐述了读出电路的工作原理和设计要点,采用电流转换为时间的方法实现了弱信号的读出,最小可测量1 pA的直流电流,量程达5个数量级,相对误差小于0.1。并且系统自带10位数字信号输出,避免了使用AD转换器带来的功率和空间的消耗。系统采用Chartered 0.35μm标准CMOS工艺流片。 展开更多
关键词 安培型 免疫传感器 微弱电流检测 读出电路
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电磁激励微谐振式传感器的设计与制作 被引量:1
10
作者 高振宁 陈德勇 +1 位作者 王军波 毋正伟 《微纳电子技术》 CAS 2008年第10期597-600,共4页
利用微电子机械加工技术成功研制出电磁激励-电磁拾振硅谐振梁式压力传感器。传感器以"H"型双端固支梁为谐振器,采用差分检测结构。工艺制作采用体硅加工工艺,并且采用一种减小封装应力的结构完成压力传感器的真空密封及封装... 利用微电子机械加工技术成功研制出电磁激励-电磁拾振硅谐振梁式压力传感器。传感器以"H"型双端固支梁为谐振器,采用差分检测结构。工艺制作采用体硅加工工艺,并且采用一种减小封装应力的结构完成压力传感器的真空密封及封装。利用锁相环微弱信号检测技术建立的开环频率特性测试系统及闭环自激测试系统测试了传感器的频率、压力特性等相关技术指标。谐振器在空气中的品质因素Q值大于1200;在真空中的Q值大于7000。压力满量程刻度为0~120kPa。差分输出的结果优于单个谐振梁的输出结果,差分输出结果的线性相关系数为0.9999,灵敏度为225.77Hz/kPa。 展开更多
关键词 微机电系统 谐振式压力传感器 电磁激励电磁拾振 差分检测 体硅微加工工艺
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机载同时同频MIMO-SAR系统研究概述 被引量:6
11
作者 王杰 丁赤飚 +2 位作者 梁兴东 陈龙永 祁志美 《雷达学报(中英文)》 CSCD 北大核心 2018年第2期220-234,共15页
针对传统合成孔径雷达(SAR)体制带来的模式单一、核心指标已接近极限等瓶颈问题,近年来提出了一种新体制多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)。该雷达系统通过更多的收发阵元获得更为丰富的系统自由度,并以此突破传统SAR体制限制,实现... 针对传统合成孔径雷达(SAR)体制带来的模式单一、核心指标已接近极限等瓶颈问题,近年来提出了一种新体制多输入多输出合成孔径雷达(MIMO-SAR)。该雷达系统通过更多的收发阵元获得更为丰富的系统自由度,并以此突破传统SAR体制限制,实现高分辨率宽测绘带跨越发展和多模式协同。该文深度剖析了MIMO-SAR概念内涵与技术特点,概括了国内外研究现状与技术发展趋势,总结归纳了国际首部同时同频MIMO-SAR研制经验与飞行试验结果,并展望分析了MIMO SAR应用前景,以期为我国未来SAR技术奠定基础。 展开更多
关键词 同时同频MIMO-SAR 多维正交波形 多模式协同 飞行试验
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基于MEMS技术的非接触式人体静电测量装置 被引量:5
12
作者 闻小龙 彭春荣 +2 位作者 杨鹏飞 陈博 夏善红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2017年第8期1835-1840,共6页
为解决传统非接触式静电仪工作时振动或旋转部件裸露在外,无法在静电高危区域使用,难以测量运动人体带电情况等难题,该文研制出基于MEMS电场传感器的非接触式静电测量装置。提出一种新型检测电极与敏感芯片相连结构,显著增大了电场感应... 为解决传统非接触式静电仪工作时振动或旋转部件裸露在外,无法在静电高危区域使用,难以测量运动人体带电情况等难题,该文研制出基于MEMS电场传感器的非接触式静电测量装置。提出一种新型检测电极与敏感芯片相连结构,显著增大了电场感应面积,增强了灵敏度。设计11个检测电极分布式布置形成门体结构,成功实现人体头、肩、臂、手、腿、脚部位在运动过程中带电情况的同时测量。基于金属仿真带电人体,提出模拟应用现场的标定方法,准确实现了静电安检门的标定。该静电测量装置具有无裸露可动部件、安全性高、环境适应性强等突出优点,满足粉尘浓度高、易燃油气浓度高等恶劣环境下的使用需求。试验结果表明,该装置测量范围为-30~30k V,分辨力优于50 V,总不确定度优于3%。 展开更多
关键词 微机械电子系统 电场传感器 非接触 静电测量 静电仪
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基于视觉内容匹配的机器人自主定位系统 被引量:7
13
作者 曹天扬 蔡浩原 +1 位作者 方东明 刘昶 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期523-533,共11页
为了使机器人准确使用全局地图、解决被绑架问题,设计了基于视觉内容匹配的自主定位系统,充分利用每个房间、每段走廊中的物体与布局信息进行机器人导航定位。视觉内容匹配包括提取图像重叠区、重叠区域的子块分解重建和相似度匹配。首... 为了使机器人准确使用全局地图、解决被绑架问题,设计了基于视觉内容匹配的自主定位系统,充分利用每个房间、每段走廊中的物体与布局信息进行机器人导航定位。视觉内容匹配包括提取图像重叠区、重叠区域的子块分解重建和相似度匹配。首先将待匹配图像中由机器人视觉和位移造成的畸变调整为一致、然后分析图像内容相似度,并设计了天花板特征点筛选和误匹配子块剔除算法,实现重叠区的准确提取与重建。实验中,机器人视觉可与关键帧序列构建的全局地图准确匹配,实时提取与之最相似的关键帧对机器人定位,匹配准确率不低于95%,定位精度RMSE<0.5 m,被绑架时仍能准确自主定位。 展开更多
关键词 机器人视觉 图像内容匹配 图像畸变 图像重叠区 重建重叠区
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WSN节点声测距TOA值频域估计方法 被引量:8
14
作者 孟令军 王宏涛 夏善红 《电子与信息学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第4期993-997,共5页
该文研究了节点声测中TOA值的频域估计方法,与基于幅度检测的时域分析法相比,低信噪比下的测距精度高。它采用递归型的Goertzel短时频率分析算法。通过优化声信号频率及Goertzel算法窗口长度,实现了定点计算算法,节点采集测距信号的同... 该文研究了节点声测中TOA值的频域估计方法,与基于幅度检测的时域分析法相比,低信噪比下的测距精度高。它采用递归型的Goertzel短时频率分析算法。通过优化声信号频率及Goertzel算法窗口长度,实现了定点计算算法,节点采集测距信号的同时进行TOA值估计。论文还提出了一种多阈值的TOA值估计方法,提高了低信噪比下的TOA值检测精度。算法在一个具有dsPIC6014A微处理器的节点进行了验证。节点测距试验结果表明,该算法在低信噪比下的定位精度较高,可实现25m内的节点测距和定位,测距误差<3%。 展开更多
关键词 无线传感器网络 节点定位 GOERTZEL算法 TOA 声测距
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聚吡咯氧化石墨烯修饰的神经微电极阵列 被引量:2
15
作者 王力 蒋庭君 +3 位作者 石文韬 宋轶琳 徐声伟 蔡新霞 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期623-626,共4页
利用电化学方法,在多通道神经微电极阵列芯片上制备聚吡咯氧化石墨烯薄膜材料,并对该材料的电化学行为进行了分析。对神经微电极阵列芯片采用计时电压法探究,确定了定向修饰聚吡咯氧化石墨烯薄膜的最佳电沉积条件。微电极阵列芯片为多... 利用电化学方法,在多通道神经微电极阵列芯片上制备聚吡咯氧化石墨烯薄膜材料,并对该材料的电化学行为进行了分析。对神经微电极阵列芯片采用计时电压法探究,确定了定向修饰聚吡咯氧化石墨烯薄膜的最佳电沉积条件。微电极阵列芯片为多通道实时检测神经细胞的电生理和电化学信号提供了一种新的器件,但其检测灵敏度、信噪比需进一步的提高。将聚吡咯氧化石墨烯的平面微电极阻抗值降低了92.1%,且提高了对多巴胺循环伏安响应的灵敏度,对神经电生理信号和电化学信号的检测具有重要意义。 展开更多
关键词 电沉积 阻抗 神经微电极阵列 聚吡咯氧化石墨烯
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基于ADS8364与FLASH的多通道数据采集系统设计 被引量:2
16
作者 李娜 孟令军 《水电能源科学》 北大核心 2009年第2期180-182,151,共4页
针对传统数据采集系统设计方法无法实现高精度实时采集的问题,提出了基于现场可编程和逻辑门阵列(FPGA)和高精度模数转换器ADS8364的多通道同步实时数据采集系统的设计方案,并给出了硬件接口电路和模块化设计思想。系统已成功应用于炮... 针对传统数据采集系统设计方法无法实现高精度实时采集的问题,提出了基于现场可编程和逻辑门阵列(FPGA)和高精度模数转换器ADS8364的多通道同步实时数据采集系统的设计方案,并给出了硬件接口电路和模块化设计思想。系统已成功应用于炮弹发射过程中的姿态数据采集处理,实践结果表明采用该方法设计的系统能有效完成多路同步高速数据采集任务。 展开更多
关键词 现场可编程门阵列 ADS8364 VHDL 多通道 数据采集
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双模态神经信息检测分析仪器研制
17
作者 王蜜霞 徐声伟 +5 位作者 林楠森 刘军涛 宋轶琳 蒋庭君 石文韬 蔡新霞 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期627-630,共4页
针对神经科学基础研究对神经信息检测仪器的迫切需求,研制了双模态神经信息检测分析仪器。该检测仪由中央控制模块、电生理检测模块、电化学检测模块、数据采集模块及多通道神经信息分析处理软件组成,能实现128通道神经电生理信号和8通... 针对神经科学基础研究对神经信息检测仪器的迫切需求,研制了双模态神经信息检测分析仪器。该检测仪由中央控制模块、电生理检测模块、电化学检测模块、数据采集模块及多通道神经信息分析处理软件组成,能实现128通道神经电生理信号和8通道神经电化学信号的检测。采用模拟神经信号发生器对该分析仪进行了电生理检测模块性能测试,能实时检测、分析处理128通道的微弱神经电生理信号,提取的Spike信号峰-峰值为320μV。结合64通道离体微电极阵列,采用电化学循环伏安扫描可实现对不同浓度抗坏血酸溶液的检测。实验结果表明,该分析仪能实现对微弱神经电生理和递质电化学信号的检测,为神经信息双模检测奠定了技术基础。 展开更多
关键词 双模 多通道 神经电化学 神经电生理
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