CN112716497A - 单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供一种单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，包括：为刚性绝缘材料的衬底层，制备于上述衬底层上方，用于通过设置的检测位点及电极检测神经电生理信号和神经电化学信号，并将检测到的神经电生理信号和神经电化学信号实时传递给后端采集仪器的导电层，以及形成于所述导电层上方的绝缘层；本公开还提供一种所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片的制备方法；及本公开还提供一种所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片的使用方法。

Description

单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片及其制备方法

技术领域

本公开涉及微机电***技术领域，尤其涉及一种单细胞水平脑功能定 位的微纳电极阵列芯片及其制备方法。

背景技术

准确的脑靶区定位是决定手术最终效果的关键性因素。然而，脑立体 定位仪本身的精度、颅内空气的流动、术中脑脊液的损耗都会导致脑组织 移位。如何实现脑靶区精准功能定位成为提高施术成功率的关键。

人类脑内含有多个功能性核团，各核团相互依存、共同协作构成丰富 而又复杂的神经网络。功能定位过程中，空间分辨率的大小决定着靶区定 位的精准度，空间分辨率越高，区分的信息单元越小，神经信息描述地越 详细。随着微机电***(MEMS)技术的不断发展，工艺流程的不断成熟， 神经信息检测芯片日益优化。美国密西根大学基于MEMS技术制备出检 测位点直径为20μm的微纳电极阵列，用于在体神经信息检测，然而，由 于检测位点尺寸较大，空间分辨率仍处于多细胞水平，不利于靶区的精准 功能定位。德国海因里希·海涅大学研制出检测位点直径为4μm的单通道 电极，然而，由于通道数较少，缺少对比通道，不利于排除信息的偶然性。 因此，亟需能够实现脑靶区精准功能定位的多通道单细胞水平检测工具， 但这也对神经信息检测芯片的加工工艺提出挑战。

发明内容

(一)要解决的技术问题

基于上述问题，本公开提供了一种单细胞水平脑功能定位的微纳电极 阵列芯片及其制备方法，以期解决上述提及的技术问题中的至少之一。

(二)技术方案

本公开提供一种单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，包括： 衬底层，为刚性绝缘材料；

导电层，制备于上述衬底层上方，用于通过设置的检测位点及电极检 测神经电生理信号和神经电化学信号，并将检测到的神经电生理信号和神 经电化学信号实时传递给后端采集仪器；以及

绝缘层，形成于所述导电层上方。

在本公开实施例中，所述导电层包括：设置有神经信息检测位点的尖 端、电极、设置有焊点的焊盘、及将所述神经信息检测位点与其相对应所 述焊点一一相连接的检测位点引线、及将所述电极与其相对应所述焊点一 一相连接的电极引线。

进一步地，所述电极包括：第一神经电生理信号检测参比电极、第二 神经电生理信号检测参比电极、第三神经电生理信号检测参比电极及神经 电化学信号检测对电极。

在本公开实施例中，所述检测位点包括：

神经电化学信号检测位点，对其进行纳米材料和聚合物抗干扰离子膜 的修饰，用于对神经递质进行检测，获得神经电化学信号；

神经电生理信号检测位点，对其进行纳米材料修饰，用于对神经细胞 放电信号进行检测，获得神经电生理信号。

进一步地，所述神经递质为多巴胺、尿酸、抗坏血酸、五羟色胺、去 甲肾上腺素、谷氨酸中的任意一种及其组合。

进一步地，对所述神经电化学信号检测位点的修饰为，在所述神经电 化学信号检测位点涂覆Nafion阳离子交换膜，以阻止阴离子干扰物对电极 检测造成干扰。

进一步地，能够实现8个神经电化学信号检测位点和24个神经电生 理信号检测位点，共32个检测位点同时工作。

在本公开实施例中，所述检测位点分为4组，每组以正七边形状分布， 中间位点为***所有相邻位点连线的中垂线交点，用于与神经信号处理软 件结合，确定细胞在芯片表面位置坐标。

本公开还提供一种用于制备上述任意一种所述的单细胞水平脑功能 定位的微纳电极阵列芯片的制备方法，包括：

操作S1：选用SOI正面硅作为衬底，进行第一次光刻工艺，将导电 层图形移植至衬底表面；

操作S2：利用溅射工艺将种子层和导电金属覆盖上述导电层图形，之 后采用剥离技术去除导电层图形中检测位点、参比电极、对电极、引线、 焊盘图形外的多余金属，形成导电层；

操作S3：在上述导电层上方进行化学气相沉积工艺，覆盖芯片表面；

操作S4：进行第二次光刻工艺，将检测位点、参比电极、对电极、焊 盘位置暴露出来，使用等离子刻蚀技术对以上位置上表面的绝缘材料进行 刻蚀而对其它位置不做处理，最终形成绝缘层；

操作S5：进行第三次光刻工艺，在衬底表面形成芯片基本图形，使用 感应等离子耦合深刻蚀技术，刻蚀芯片图形外的绝缘层和衬底层，直至SOI 埋氧层结束；以及

操作S6：进行湿法腐蚀工艺对SOI底面硅进行溶解、腐蚀，之后使 用超声清洗技术，加速芯片从整块SOI脱离，获得独立的单细胞水平脑功 能定位的微纳电极阵列芯片。

本公开还提供一种上述任意一种所述的单细胞水平脑功能定位的微 纳电极阵列芯片的使用方法，包括：

操作Q1：将所述单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片置入丘 脑腹后外侧核(VPL)，并将其作为目标靶区；

操作Q2：通过所述检测位点接受大脑皮质初级躯体感觉皮质区(S1Tr)、 皮层外囊(ec)、侧脑室(LV)、海马伞(fi)和丘脑网状核(Rt)的所述 神经电生理信号和所述神经电化学信号；

操作Q3：所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片将所述 神经电生理信号和所述神经电化学信号传递给后端采集仪器，使用主成分 分析、K均值、希尔伯特变换、聚类分析的神经信号处理算法，对各脑区 的神经电生理信号的发放模式和神经电化学信号的浓度特征进行分类，最 终实现丘脑腹后外侧核的精准功能定位。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本公开单细胞水平脑功能定位的微纳电极 阵列芯片及其制备方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：

(1)能够同时支持32通道神经信息检测，实验人员可根据实验设计 对通道进行灵活分配，与信号检测***一起，实现神经电生理信号和神经 电化学信号的同步检测，避免信息量少、信息分析不全面等问题；

(2)检测位点直径小于神经细胞最小尺寸，利于获取单细胞水平神 经信息，细化信息区分单元，提升功能定位精准度；

(3)能够实现实时神经信息检测，在植入过程中，根据各脑区神经 信息的显著特征，进行脑靶区功能定位；

(4)为施术治疗提供新型定位工具，为病症诊断、施术效果判定、 神经原位调控等方面提供有力技术支撑；以及

(5)能够保证金属电极到接地点具有足够大的安全距离，因此制备 方法容错性很高。

附图说明

图1为在本公开实施例中单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片 设计示意图；

图2为在本公开实施例中单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片 植入尖端局部放大示意图；

图3为在本公开实施例中单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片 基本结构示意图；

图4为在本公开实施例中单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片 的神经电化学信号检测位点经纳米材料/多聚物抗干扰离子膜修饰后形貌 示意图；

图5为在本公开实施例中单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片 制备工艺流程示意图；

图6为在本公开实施例中单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片 的制备方法流程图；

图7为在本公开实施例中单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片 的使用方法流程图；

图8为在本公开实施例中单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片 神经信息功能定位示意图；以及

图9为在本公开实施例中单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片 实现大鼠双侧丘脑腹后外侧核神经电生理信号功能定位示意图。

【附图中本公开实施例主要元件符号说明】

1 尖端

101 神经信息检测位点

2 第一神经电生理信号检测参比电极

3 第二神经电生理信号检测参比电极

4 第三神经电生理信号检测参比电极

5 神经电化学信号检测对电极

6 电极引线

7 焊点

8 衬底层

9 导电层

10 绝缘层

11 纳米铂黑粒子

12 Nafion阳离子交换膜

13 检测位点引线

具体实施方式

本公开提供了一种单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，所述 单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，能够检测位点直径小于神经 细胞最小尺寸，利于获取单细胞水平神经信息，细化信息区分单元，提升 功能定位精准度；能够实现实时神经信息检测，在植入过程中，根据各脑 区神经信息的显著特征，进行脑靶区功能定位；能够保证金属电极到接地 点具有足够大的安全距离，因此制备方法容错性很高。实现神经电生理信号和神经电化学信号的同步检测，避免信息量少、信息分析不全面等问题。

为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实 施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。

在本公开实施例中，提供一种单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列 芯片，如图1、图2和图3所示，包括：刚性绝缘材料形成的衬底层8、 导电层9、所述导电层9包括：设置神经信息检测位点101的尖端1、电 极、设置有焊点的焊盘、及将所述神经信息检测位点与其相对应所述焊点 一一相连接的检测位点引线13、及将所述电极与其相对应所述焊点一一相 连接的电极引线6，焊盘7；以及形成于所述导电层上方，覆盖除所述检 测位点、所述电极和所述焊盘位置以外的芯片表面的所有区域的绝缘层10。

进一步的，所述电极包括：第一神经电生理信号检测参比电极2、第 二神经电生理信号检测参比电极3、第三神经电生理信号检测参比电极4 及神经电化学信号检测对电极5；

进一步的，衬底层8可采用硅、SOI、二氧化硅、合金、聚合物等具 有一定刚性且对生物体无毒性作用的绝缘材料；所述导电层9的神经信息 检测位点1和引线可使用金、银、铂、合金等具有良好导电性、延展性、 电导率的金属材料；绝缘层10可采用氮化硅、氧化硅、二氧化硅、聚酰 亚胺等具有较低介电常数的绝缘性材料。

进一步的，所述神经信息检测位点1包括：神经电化学信号检测位点， 对其进行纳米材料和聚合物抗干扰离子膜的修饰，用于对神经递质进行检 测，获得神经电化学信号；及神经电生理信号检测位点，对其进行纳米材 料修饰，用于对神经细胞放电信号进行检测，获得神经电生理信号。

在本公开实施例中，所述神经递质为多巴胺、尿酸、抗坏血酸、五羟 色胺、去甲肾上腺素、谷氨酸中的任意一种及其组合。

在本公开实施例中，如图4所示，神经信息检测位点能够通过纳米材 料、复合物、多聚物等进行修饰，改善位点的导电特性，增强电子传输能 力。

进一步的，对所述神经电化学信号检测位点的修饰为，在所述神经电 化学信号检测位点涂覆Nafion阳离子交换膜12，以阻止阴离子干扰物对 电极检测造成干扰。

在本公开实施例中，如图1、图2和图3所示，所述的单细胞水平脑 功能定位的微纳电极阵列芯片，能够实现8个神经电化学信号检测位点和 24个神经电生理信号检测位点，共32个检测位点同时工作。

在本公开实施例中，所述检测位点呈圆形，直径尺寸为4μm，小于神 经细胞直径(5-125μm)。

在本公开实施例中，如图2所示，所述检测位点分为4组，每组以正 七边形状分布，中间位点为***所有相邻位点连线的中垂线交点，用于与 神经信号处理软件结合，确定细胞在芯片表面位置坐标。

在本公开实施例中，如图1所示，所述焊盘长为3.85mm，宽为3.82mm， 包括36个焊点，所述焊盘用于与后端PCB转接板连接。

在本公开实施例中，如图5所示，本公开还提供了一种用于制备上述 的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片的制备方法，工艺步骤简述： 1、通过光刻技术、溅射技术在绝缘性衬底表面制备由检测位点、引线、 参比电极、对电极、后端焊盘等部分构成的导电层；2、通过化学气相沉 积技术在芯片表面沉积绝缘性材料；3、通过光刻技术、等离子刻蚀技术 在检测位点、参比电极、对电极、焊盘等位置刻蚀窗口；4、通过光刻技 术、感应等离子耦合深刻蚀技术在衬底表面形成芯片形状；5、通过湿法 腐蚀技术、超声清洗技术获得最终芯片。

具体地，如图6所示，用于制备上述的单细胞水平脑功能定位的微纳 电极阵列芯片的制备方法的操作步骤为：

操作S1：选用SOI正面硅作为衬底，进行第一次光刻工艺，包括甩 胶、前烘、光刻、显影、后烘，将导电层图形移植至衬底表面；

操作S2：利用溅射工艺将种子层和导电金属覆盖上述图形，之后采用 剥离技术去除检测位点、参比电极、对电极、引线、焊盘图形外的多余金 属，形成导电层；

操作S3：在上述导电层上方进行化学气相沉积工艺，覆盖芯片表面；

操作S4：进行第二次光刻工艺，将检测位点、参比电极、对电极、焊 盘位置暴露出来，使用等离子刻蚀技术对以上位置上表面的绝缘材料进行 刻蚀而对其它位置不做处理，最终形成绝缘层；

操作S5：进行第三次光刻工艺，在衬底表面形成芯片基本图形，使用 感应等离子耦合深刻蚀技术，刻蚀芯片图形外的绝缘层和衬底层，直至SOI 埋氧层结束；

操作S6：进行湿法腐蚀工艺对SOI底面硅进行溶解、腐蚀，之后使 用超声清洗技术，加速芯片从整块SOI脱离，获得独立的单细胞水平脑功 能定位的微纳电极阵列芯片；

在本公开实施例中，如图7所示，本公开还提供了一种所述的单细胞 水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片的使用方法，包括：

操作Q1：将所述单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片置入丘 脑腹后外侧核(VPL)，并将其作为目标靶区

操作Q2：通过所述检测位点接受大脑皮质初级躯体感觉皮质区(S1Tr)、 皮层外囊(ec)、侧脑室(LV)、海马伞(fi)和丘脑网状核(Rt)的所述 神经电生理信号和所述神经电化学信号；

操作Q3：所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片将所述 神经电生理信号和所述神经电化学信号传递给后端采集仪器，使用主成分 分析、K均值、希尔伯特变换、聚类分析的神经信号处理算法，对各脑区 的神经电生理信号的发放模式和神经电化学信号的浓度特征进行分类，最 终实现丘脑腹后外侧核的精准功能定位。

进一步的，所述单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片可植入长 度为6.21mm，用于丘脑腹后外侧核的脑内定位，但不限于此核团，还可 应用于此深度范围内的任一靶核团的确定，不仅如此，还可以通过植入多 个电极，实现单侧或双侧多个脑区的神经信息功能定位。

进一步的，所述单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片可通过神 经电生理信号检测和神经递质电化学信号检测一起，在植入过程中实现实 时的神经信息功能定位，也可以通过牙科水泥的固定，实现原位长时间的 靶区神经信息检测。

在本公开实施例中，如图8所示，本公开所述单细胞水平脑功能定位 的微纳电极阵列芯片可与神经电生理信号检测***和神经电化学信号检 测***联合检测，实现脑内靶区神经信息综合定位。

在本发明的一个实施例中，如图8和图9所示，使用所述单细胞水平 脑功能定位的微纳电极阵列芯片植入大鼠双侧脑区，以丘脑腹后外侧核作 为目标靶点，获取沿途神经核团信息特征，旨在实现VPL功能定位。

具体地，对大鼠右侧脑区的黑质致密部(AP：-4.9mm，ML：2.0mm， DV：-8.2mm)和前脑内侧束(AP：-3.6mm，ML：1.8mm，DV：-8.4mm) 注射6-羟基多巴，连续4周观察大鼠的旋转行为，当大鼠符合模型建立条 件后(平均旋转速度大于7r/min)，应用于功能定位实验。

本发明实例展示大鼠双侧脑区丘脑腹后外侧核的神经电生理信息功 能定位，多通道亚细胞尺寸微纳电极阵列芯片植入同一只大鼠的双侧脑区， 避免因个体差异对实验检测带来的影响，芯片途径大脑皮质初级躯体感觉 皮质区(S1Tr)、皮层外囊(ec)、侧脑室(LV)、海马伞(fi)、丘脑网状 核(Rt)，最终到达丘脑腹后外侧核(VPL)。图7展示正常侧和对比侧各 脑区的神经电生理信号，其中对比侧的S1Tr、LV、Rt、VPL脑区动作电 位发放频率明显高于正常侧，而其他两个脑区(ec、fi)无明显变化。除 此之外，所涉及的每个脑区神经电生理信号发放模式、动作电位幅值各不 相同，可与神经信号处理程序一起，对各脑区神经电生理信号进行特征提 取，最终实现丘脑腹后外侧核的精准定位。

至此，已经结合附图对本公开实施例进行了详细描述。需要说明的是， 在附图或说明书正文中，未绘示或描述的实现方式，均为所属技术领域中 普通技术人员所知的形式，并未进行详细说明。此外，上述对各元件和方 法的定义并不仅限于实施例中提到的各种具体结构、形状或方式，本领域 普通技术人员可对其进行简单地更改或替换。

依据以上描述，本领域技术人员应当对本公开单细胞水平脑功能定位 的微纳电极阵列芯片及其制备方法有了清楚的认识。

综上所述，本公开提供了一种单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列 芯片，本发明提供的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，可同时 支持32通道神经信息检测，实验人员可根据实验设计对通道进行灵活分 配，与信号检测***一起，实现神经电生理信号和神经电化学信号的同步 检测，避免信息量少、信息分析不全面等问题。本公开提供的植入式高空 间分辨率微纳电极阵列芯片，检测位点直径小于神经细胞最小尺寸，利于 获取单细胞水平神经信息，细化信息区分单元，提升功能定位精准度。本 公开提供的微纳电极阵列能够实现实时神经信息检测，在植入过程中，根 据各脑区神经信息的显著特征，进行脑靶区功能定位。为的外科手术治疗 提供新型定位工具，为病症诊断、施术效果判定、神经原位调控等方面提 供有力技术支撑。

还需要说明的是，实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、 “后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向，并非用来限制本公开的保 护范围。贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。在可能 导致对本公开的理解造成混淆时，将省略常规结构或构造。

并且图中各部件的形状和尺寸不反映真实大小和比例，而仅示意本公 开实施例的内容。另外，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考 符号构造成对权利要求的限制。

除非有所知名为相反之意，本说明书及所附权利要求中的数值参数是 近似值，能够根据通过本公开的内容所得的所需特性改变。具体而言，所 有使用于说明书及权利要求中表示组成的含量、反应条件等等的数字，应 理解为在所有情况中是受到「约」的用语所修饰。一般情况下，其表达的 含义是指包含由特定数量在一些实施例中±10％的变化、在一些实施例中 ±5％的变化、在一些实施例中±1％的变化、在一些实施例中±0.5％的变化。

再者，单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位 于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。

说明书与权利要求中所使用的序数例如“第一”、“第二”、“第三”等 的用词，以修饰相应的元件，其本身并不意味着该元件有任何的序数，也 不代表某一元件与另一元件的顺序、或是制造方法上的顺序，该些序数的 使用仅用来使具有某命名的一元件得以和另一具有相同命名的元件能做 出清楚区分。

此外，除非特别描述或必须依序发生的步骤，上述步骤的顺序并无限 制于以上所列，且可根据所需设计而变化或重新安排。并且上述实施例可 基于设计及可靠度的考虑，彼此混合搭配使用或与其他实施例混合搭配使 用，即不同实施例中的技术特征可以自由组合形成更多的实施例。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行 自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。 可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及 此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/ 或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说 明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公 开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述， 本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由 提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。并且，在列举了若干装置 的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体 体现。

类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个公开方面中的一 个或多个，在上面对本公开的示例性实施例的描述中，本公开的各个特征 有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将 该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本公开要求比在每个 权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要 求书所反映的那样，公开方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式， 其中每个权利要求本身都作为本公开的单独实施例。

以上所述的具体实施例，对本公开的目的、技术方案和有益效果进行 了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本公开的具体实施例而 已，并不用于限制本公开，凡在本公开的精神和原则之内，所做的任何修 改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，包括：

衬底层，为刚性绝缘材料；

导电层，制备于上述衬底层上方，用于通过设置的检测位点及电极检测神经电生理信号和神经电化学信号，并将检测到的神经电生理信号和神经电化学信号实时传递给后端采集仪器；以及

绝缘层，形成于所述导电层上方。

2.根据权利要求1所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，其中，所述导电层包括：设置有神经信息检测位点的尖端、电极、设置有焊点的焊盘、及将所述神经信息检测位点与其相对应所述焊点一一相连接的检测位点引线、及将所述电极与其相对应所述焊点一一相连接的电极引线。

3.根据权利要求2所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，其中，所述电极包括：第一神经电生理信号检测参比电极、第二神经电生理信号检测参比电极、第三神经电生理信号检测参比电极及神经电化学信号检测对电极。

4.根据权利要求1所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，其中，所述检测位点包括：

神经电化学信号检测位点，对其进行纳米材料和聚合物抗干扰离子膜的修饰，用于对神经递质进行检测，获得神经电化学信号；

神经电生理信号检测位点，对其进行纳米材料修饰，用于对神经细胞放电信号进行检测，获得神经电生理信号。

5.根据权利要求4所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，其中，所述神经递质为多巴胺、尿酸、抗坏血酸、五羟色胺、去甲肾上腺素、谷氨酸中的任意一种及其组合。

6.根据权利要求4所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，其中，对所述神经电化学信号检测位点的修饰为，在所述神经电化学信号检测位点涂覆Nafion阳离子交换膜，以阻止阴离子干扰物对电极检测造成干扰。

7.根据权利要求4所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，其中，能够实现8个神经电化学信号检测位点和24个神经电生理信号检测位点，共32个检测位点同时工作。

8.根据权利要求1所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片，其中，所述检测位点分为4组，每组以正七边形状分布，中间位点为***所有相邻位点连线的中垂线交点，用于与神经信号处理软件结合，确定细胞在芯片表面位置坐标。

9.一种用于制备权利要求1至8任意一种所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片的制备方法，包括：

操作S1：选用SOI正面硅作为衬底，进行第一次光刻工艺，将导电层图形移植至衬底表面；

操作S2：利用溅射工艺将种子层和导电金属覆盖上述导电层图形，之后采用剥离技术去除导电层图形中检测位点、参比电极、对电极、引线、焊盘图形外的多余金属，形成导电层；

操作S3：在上述导电层上方进行化学气相沉积工艺，覆盖芯片表面；

操作S4：进行第二次光刻工艺，将检测位点、参比电极、对电极、焊盘位置暴露出来，使用等离子刻蚀技术对以上位置上表面的绝缘材料进行刻蚀而对其它位置不做处理，最终形成绝缘层；

操作S5：进行第三次光刻工艺，在衬底表面形成芯片基本图形，使用感应等离子耦合深刻蚀技术，刻蚀芯片图形外的绝缘层和衬底层，直至SOI埋氧层结束；以及

操作S6：进行湿法腐蚀工艺对SOI底面硅进行溶解、腐蚀，之后使用超声清洗技术，加速芯片从整块SOI脱离，获得独立的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片。

10.一种权利要求1至8任意一种所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片的使用方法，包括：

操作Q1：将所述单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片置入丘脑腹后外侧核(VPL)，并将其作为目标靶区；

操作Q2：通过所述检测位点接受大脑皮质初级躯体感觉皮质区(S1Tr)、皮层外囊(ec)、侧脑室(LV)、海马伞(fi)和丘脑网状核(Rt)的所述神经电生理信号和所述神经电化学信号；以及

操作Q3：所述的单细胞水平脑功能定位的微纳电极阵列芯片将所述神经电生理信号和所述神经电化学信号传递给后端采集仪器，使用主成分分析、K均值、希尔伯特变换、聚类分析的神经信号处理算法，对各脑区的神经电生理信号的发放模式和神经电化学信号的浓度特征进行分类，最终实现丘脑腹后外侧核的精准功能定位。

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