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静电打印微米级三维细胞传感电极

静电打印微米级三维细胞传感电极

供稿人:李家欣、贺健康 供稿单位:机械制造系统工程国家重点实验室  发布日期:2020-12-03

静电打印技术是一种通过在喷头与接收基板之间施加高压电场,使打印液滴尺寸远小于喷头直径,从而获得微米甚至纳米级打印精度的3D打印技术。与传统技术相比,该技术可使用较为简单的制造流程获得较高的制造精度,具有成本方面的优势。最近,来自慕尼黑工业大学和东京大学的学者使用静电打印技术制造了传统光刻工艺难以制造的微米级高深宽比细胞传感电极,并使用该电极实现了对细胞电信号的监测,相关成果发表在期刊《先进材料技术(Adcanced Materials Technologies)》上。

图1 高深宽比微米级细胞电极

由图1 所示,研究人员使用纳米金颗粒溶液,通过静电打印技术制造了宽约2μm,高度15μm的高深宽比三维细胞传感电极阵列。

图2 打印电极电学模型图

通过对静电打印的微米级三维电极电学性能的测量,研究人员发现由金纳米粒子构成的电极的电学特性与固体金属有所区别,并给出了该电极的电学模型,如图2所示。

图3小鼠心肌细胞电信号

如图3所示,研究人员成功地使用该电极阵列测量到了小鼠心肌细胞所产生的电学信号,证明了静电打印技术制造细胞传感电极的可行性,预示了静电打印技术未来在微电子领域的应用前景。

参考文献:

  1. Grob L, Yamamoto H, Zips S, Rinklin P, Hirano-Iwata A, Wolfrum B. Printed 3D Electrode Arrays with Micrometer-Scale Lateral Resolution for Extracellular Recording of Action Potentials. Adv Mater Technol. 2020;5(3):1-10. doi:10.1002/admt.201900517