視網(wǎng)膜芯片課件

視網(wǎng)膜芯片開發(fā)——極端嗜鹽菌紫膜在生物芯片上的應(yīng)用生工072班錢靜主要內(nèi)容提要國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

立項背景本產(chǎn)品創(chuàng)新點芯片設(shè)計原理生產(chǎn)工藝流程設(shè)計路線經(jīng)濟及社會效益產(chǎn)品使用方法背景設(shè)計生產(chǎn)效益

眼科所謂盲，是指視力完全喪失，無光感。世界衛(wèi)生組織規(guī)定，兩眼中好眼最佳糾正視力低于0.05度或視野小于10度為盲。何謂盲？盲的定義視網(wǎng)膜結(jié)構(gòu)視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞層（上層）色素上皮層（下層）視錐和視桿細胞（內(nèi)層）潛在的間隙雙極細胞、水平細胞、無長突細胞（中層）神經(jīng)節(jié)細胞（外層）芯片設(shè)計原理視覺形成過程芯片設(shè)計原理光線（視錐細胞、視桿細胞）水平細胞、無長突細胞雙極細胞、神經(jīng)節(jié)細胞視神經(jīng)枕葉皮質(zhì)及其他皮質(zhì)中樞形成形狀、顏色、方位、運動等綜合的視覺信息光感受器視網(wǎng)膜芯片①②國內(nèi)外研究現(xiàn)狀123視網(wǎng)膜下植入技術(shù)中,目前的研究機構(gòu)主要有美國芝加哥大學(xué)的AlanChow研究小組和德國Tubingen大學(xué)的EberhartZrenner研究小組；視網(wǎng)膜外植入技術(shù)中,目前的研究機構(gòu)主要有德國波昂大學(xué)的Eckmiller研究小組、美國約翰霍普金斯醫(yī)院的Humayun研究小組、麻省理工學(xué)院與哈佛大學(xué)共同合作的研究小組、底特律的Abrams研究小組及日本大阪的Tano研究小組；德國人工視網(wǎng)膜計劃從1993年提出設(shè)計理念開始,歷經(jīng)10年的發(fā)展已完成動物實驗,目前正處于臨床試驗階段；4日本三菱電子公司在CMOS工藝基礎(chǔ)上設(shè)計的微電子芯片能夠較好地滿足刺激電流要求的閾值大小和頻率；5我國臺灣交通大學(xué)智能型仿生裝置研究中心已研制出第一代硅視網(wǎng)膜芯片(含16個像元),可以讓患者感受到光線,目前即將進行第二代(含64個像元)臨床試驗；

6重慶大學(xué)光電工程學(xué)院在CMOS工藝基礎(chǔ)上開發(fā)出了一種新型像元電路,能在自然光照條件下產(chǎn)生滿足要求的刺激電流,具有結(jié)構(gòu)簡單、像元面積小、功耗低及單電源供電等優(yōu)點

芯片設(shè)計原理

視網(wǎng)膜芯片通過在視網(wǎng)膜下或視網(wǎng)膜外植入微電子芯片或微電極陣列，電脈沖通過微電極刺激視網(wǎng)膜神經(jīng)細胞,在大腦皮層視覺區(qū)域引起對應(yīng)的特征電位反應(yīng),來刺激殘留的功能正常的內(nèi)層細胞而產(chǎn)生光影,從而恢復(fù)患者的部分視覺。紫膜視網(wǎng)膜芯片（智能化的人工視網(wǎng)膜芯片）idea!仿生學(xué)方法極端嗜鹽菌紫膜生物芯片創(chuàng)新點產(chǎn)品使用方法外層型視網(wǎng)膜技術(shù)及芯片植入位置示意圖

產(chǎn)品各項檢測指標(biāo)來源極端嗜鹽菌用途質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)用于由于光感受器細胞衰退而引起的盲癥,如視網(wǎng)膜色素變性、老年黃斑病變等不可治愈的視網(wǎng)膜病變

1.紫膜蛋白制劑須有相當(dāng)純度，符合組裝要求；2.無毒無害，對視網(wǎng)膜不會造成損傷；3.穩(wěn)定性好，生物相容性好，生命周期長；4.工作效率高，功耗低，成像清晰天然微生物材料純紫膜蛋白組裝而視網(wǎng)膜芯片

純“綠色”納米仿生生物器件經(jīng)濟效益及社會效益社會效益經(jīng)濟效益光明芯片質(zhì)量關(guān)鍵參考文獻[1]明明,劉嘉,黃力,劉堅,李慶國,丁建東.細菌視紫紅質(zhì)/合物功能復(fù)合膜的特性和應(yīng)用[J].功能高分子學(xué)報,2003,16（3）：405-411.[2]徐兵,陳德亮,胡坤生.嗜鹽菌的培養(yǎng)及紫膜分離純化方法的改進[J].生物化學(xué)與生物物理進展,2002,29(5):827.[3]范金坪.生物芯片技術(shù)及其應(yīng)用研究[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志,2009,26(2):1115-1136.[4]胡寧,楊軍等.人工視網(wǎng)膜材料的研究進展[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志,2008,25（2）：479-481.[5]張瑩,彭承琳等.人工視網(wǎng)膜芯片的能量供給裝置設(shè)計研究進展[J].生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志,2008,25（4）：954-957.[6]饒程,袁祥輝,張思杰,孟麗婭,張華.外層型CMOS人工視網(wǎng)膜修復(fù)芯片[J].儀器儀表學(xué)報,2007,28(4):645-649.[7]胡寧,彭承琳等.基于MEMS的人工視網(wǎng)膜微電極陣列設(shè)計仿真[J].儀器儀表學(xué)報,2007,28(11):2024-2027.參考文獻[8]彭承琳,夏露,侯文生等.標(biāo)準(zhǔn)CMOS工藝的外層型人工視網(wǎng)膜芯片設(shè)計[J].重慶大學(xué)學(xué)報，2009,32（8）：859-863.[9]MeixianZhou,HuaXiang,ChaominSun,HuarongTan.ConstructionofanovelshuttlevectorbasedonanRCR-plasmidfromahaloalkaliphilicarchaeonandtransformationintootherhaloarchaea[J].BiotechnologyLetters,2004,26:1107-1113.[10]周培瑾等.營養(yǎng)成分與培養(yǎng)時間對極端嗜鹽菌紫膜合成的影響[J].生物化學(xué)與生物物理進展,2000,27(1)：65-68.[11]呂愛軍,胡斌,溫洪宇,潘沈元.極端嗜鹽菌的特性及其應(yīng)用前景[J].微生物學(xué)雜志,2005,25(2):65-68.[12]中國科學(xué)院生物物理研究所.生物的啟示：仿生學(xué)四十年研究紀(jì)實[M].北京：科學(xué)出版社,2008.135-141.ThankYou!芯片組裝獲取蛋白純化點樣固定擇優(yōu)取向

芯片及像元電路版圖

芯片的電路工作原理

Back提純方法

將工程菌離心懸浮于去離子水中，攪拌過夜，徹底破碎菌體