人类大脑中大约有83%的信息都是通过眼睛获取,而视网膜是眼睛中最重要的感觉结构。视网膜是一种高度专业化的神经组织,负责将可见光转化为被大脑解释为视觉的电化学信号,一旦视网膜出现病变就有可能引起视力受损甚至是视力的丧失。因此研究视网膜的结构和电信号的产生与传导过程具有重要的意义,近些年兴起的微流控芯片技术为构建视网膜芯片提供了新的思路。本论文基于激光直写技术制备了类人视网膜视觉芯片,并将导电玻璃电极与金电极集成进芯片内,实现了对视网膜中感光细胞产生电位的检测。具体研究内容如下:首先,根据视网膜结构采用Auto CAD 2020等软件对类人视网膜视觉芯片进行设计,结合台式无掩模激光直写光刻机对制作出的模具不断进行改进与优化,解决芯片易产生气泡且气泡难以排出,加工工艺困难,光刻胶位移、变形、黏连、拉伸、通道断裂以及光刻胶脱落等问题。通过等离子清洁机对制作出的类人视网膜视觉芯片与设计的玻璃电极或金电极进行键合,制作出最终的类人视网膜视觉芯片。其次,采用COMSOL Multiphysics软件对类人视网膜视觉芯片中的部分结构的三维模型进行流体力学、粒子追踪以及二氧化碳扩散仿真。通过对类人视网膜视觉芯片三方面的仿真初步了解芯片在培养细胞过程中细胞培养液流经芯片的流速压力、细胞的位置以及芯片在细胞培养箱中CO2扩散过程。最后,确定细胞生长最快、生长率最高的接种密度为4×104～5×104 cells/m L,适宜的传代时间为4～5天。将视网膜感光细胞接种到类人视网膜视觉芯片上检测电位,结果显示光线与温度的变化均会对细胞的电位产生影响,光线会刺激视锥与视杆细胞产生电位变化,温度的变化会对细胞的活性与状态产生影响,从而间接的影响细胞电位的产生。本芯片体系能培养细胞并检测到光与温度刺激细胞产生的电位变化。本研究制备的类人视网膜视觉芯片工艺简单绿色,原料易得,能检测视网膜感光细胞产生的电位变化,与现有研究的视网膜芯片相比,本研究制作的芯片形成了视网膜中多细胞网络连接,具有一定的优越性,对研究视网膜结构与电位的检测具有重要意义,在疾病诊断方面具有潜在的生物与临床应用价值。