基于CMOS的植入式多离子图像传感器用于脑中的Mg2+测量
Yuto Nakamura1, Hideo Doi1, Yasuyuki Kimura1
1Department of Electrical and Electronic Information Engineering, Toyohashi University of Technology, Toyohashi 441-8122, Aichi, Japan.
Sensors (Basel, Switzerland)
|April 26, 2025
概括
一个新的植入式传感器可以选择性地测量大脑中的离子 (Mg2+) 和离子 (Ca2+). 这一突破使得这些关键的细胞外离子在活体中能够实时成像和量化.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物医学工程 生物医学工程
- 传感器技术 传感器技术
背景情况:
- 细胞外离子 (Mg2+) 和离子 (Ca2+) 度对大脑功能至关重要.
- 现有的传感器往往缺乏准确,同时测量这些离子所需的选择性.
研究的目的:
- 开发和评估一种可植入的多离子图像传感器,用于在大脑中选择性细胞外Mg2+和Ca2+测量.
- 为了克服Mg2+的低选择性的挑战,对Ca2+敏感的膜.
主要方法:
- 基于互补金属氧化物半导体 (CMOS) 的电位计传感器阵列的制造.
- 在传感器阵列上共存Mg2+敏感和Ca2+敏感膜.
- 对Mg2+和Ca2+的传感器灵敏度的表征.
- 用不同的离子度进行验证实验.
主要成果:
- 传感器展示了对Mg2+和Ca2+的选择性测量能力.
- 鉴定证实Ca2+的灵敏度为26.5mV/dec,Mg2+的灵敏度为19mV/dec.
- 成功实现了实时成像和量化细胞外Mg2+和Ca2+度变化.
结论:
- 开发的可植入传感器能够在大脑中选择性和同时进行Mg2+和Ca2+的细胞外多离子成像.
- 这项技术有望促进对大脑功能和神经系统疾病的研究.


