【摘 要】
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细胞检测一直是生物学探索的重要步骤,在传统的生物学中,对于细胞的检测的手段有流式法,免疫荧光细胞化学染色法,Elisa盒子检测,传统的检测方法具有周期长、费用高、过程复杂等问题。基于细胞的生物传感器在水的毒性和质量检测、微生物药敏分析、癌症研究、临床和卫生保健、食品科技与食物安全、药物及药理研究等方面也具有重要应用。同时,电容传感器一直存在着电场分布不均匀,精度方面难以保证。传感器表面吸附细胞通常
【基金项目】
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国家自然科学基金（批准号:81471748）； 国家自然科学基金（批准号:61571429）；
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细胞检测一直是生物学探索的重要步骤,在传统的生物学中,对于细胞的检测的手段有流式法,免疫荧光细胞化学染色法,Elisa盒子检测,传统的检测方法具有周期长、费用高、过程复杂等问题。基于细胞的生物传感器在水的毒性和质量检测、微生物药敏分析、癌症研究、临床和卫生保健、食品科技与食物安全、药物及药理研究等方面也具有重要应用。同时,电容传感器一直存在着电场分布不均匀,精度方面难以保证。传感器表面吸附细胞通常采用抗原/抗体结合的方式,该方式在抗原抗体成本和低温冷藏成本都偏高。本文提出了一种新型电容传感器,主要有以下贡献:1.基于CMOS的电容式生物传感器,采用开腔成型法使得电极 表面暴露在封装层之上,并适合大批量生产。2.3D全对称的镀金电极结构,相比于传统的非对称光刻镀金型叉指电极,电场分布更加均匀,性能均一性好,电极厚度更大,测试精度高的特点。3.采用化学分子戊二醛捕获细胞,降低成本。4.在芯片的上方组装微流控芯片,精准控制进样的速度和测试溶液的体积。5.编写数据采集软件,采集传感器多电压、多频率下的电容数据。6.基于多组数据,首先用多组数据对比分析的方法找出最佳的电压、频率测试条件。传感器在最佳测试条件下,细胞浓度对数和电容变化量呈线性关系。其次,采用机器学习的方法对两种细胞的多组数据分类,达到了99.71%的准确率。
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