XDA16021101多模生物传感器及采集装置的研发

本课题研制的设备预期可用于不同尺度的类器官（从百微米级至十毫米级）的培养和指标检测。对于小尺寸类器官，一个腔室中可以培养数十个；对于大尺寸类器官，一个腔室可以培养一个或者几个。针对不同尺度类器官培养过程中多种检测指标同时检测的问题，传感器的布局采用不同方案：
（1）同一培养腔室内进行功能分区，分区域布置多种传感器，实现对多指标的同时探测：对于小尺度类器官，一个腔室下面只放置一种传感器；对于大尺度类器官，一个腔室下面可放置多种传感器。
（2）通过微流道对类器官进行培养位置的控制，在不同的微流道和培养位置进行不同指标的检测。
以上两种设计，可在一个标准培养芯片或流动室中实现多传感器同时检测多个细胞指标，如图1所示。
该课题的传感器设计已预先考虑了在不干扰类器官培养过程的前提下，实现多参数活体监测。阵列电极、电化学传感、柔性传感器等均是非介入式传感，不会对类器官等测试对象造成损伤。同时，选择具有生物相容性的传感器材料和针对性设计的多层传感封装工艺，在实现多器官活体生理指标监测的同时不影响类器官的活性。如3D电极，可在不损伤细胞的情况下，对神经细胞和心肌细胞的电活动进行mV和pA量级的探测，电化学传感器可在不影响细胞生长环境的情况下，对肝细胞/肝脏类器官培养时分泌的胆固醇等生化指标进行传感。