味蕾组织和细胞传导检测的光电复合微阵列仿生芯片研究

味觉的研究在生物医学工程领域具有重要的意义。目前国际上对味觉的研究还十分缺乏，主要是还缺乏在组织、细胞以及分子水平上对味觉感受器及其神经传导过程进行有效研究的手段。该项目将在前期研究的基础上，进一步研究针对味蕾组织和细胞的体外快速检测的光电复合的微阵列仿生芯片的设计方法，用于研究在味道作用下味蕾组织和不同味觉细胞之间的信号传导的实时动态过程分析。本项目将完成新型的具有高灵敏性、高特异性和快速响应的味蕾组织和细胞同时检测的仿生芯片、味蕾组织和细胞提取、芯片上的培养和定位以及在刺激物作用下响应信号的定量分析方法等。其创新点在于可实现多通道的味觉组织和细胞网络生理信号的同时快速检测，这一研究对于开展体外长时程味觉组织和细胞水平的敏感和传导机理研究具有重要意义。可望在味觉的敏感机制和信号的空间编码机理以及直接采用生物组织作为敏感元件的仿生传感器研究等方面取得突破，该研究目前在国内外尚无先例。

目前，在传感技术以及信息获取中，视觉、听觉、触觉的传感技术和信息获取手段已经有了较深入的研究和发展，配备一定视觉、听觉和触觉的机器人也已经进入了实用阶段。但人们对嗅觉和味觉的研究却相对贫乏。人类及动物的味觉器官是特殊的化学敏感器官，它对于物质各类味道的异乎寻常的敏感性引起了人们的极大兴趣。随着生命科学和人工智能研究的发展，人们在试图探索和模仿动物及人类的味觉功能。味觉的研究也具有很大的实用价值，如在食品和药品工业中，用电子舌来感觉味道、进行质量的检测及自动化监测等都有着迫切的需求。.近年来，随着电子技术和微加工的快速发展，使得采用细胞芯片监测细胞电活动的手段得到了应用。胞外微电极阵列提供了一种长期无损监测细胞电活动的方法，记录电极提供了一个大量的数据采集通道，把从具有电活性的细胞构成的神经网络获得的数据传输出来。传统的细胞胞内记录技术在细胞生理研究中，已经取得了很大的突破，但是，在研究信号在细胞之间的传输路径方面，大部分电生理实验室所依赖的玻璃微吸管无法实现细胞间传播信号的测量。此外，细胞内记录和敏感染料是有损的测量方法，限制了通常的电生理测量和光学方法的应用。所以，基于微电极阵列已经成为细胞网络动力学长期记录的一种强有力的工具。.味觉的研究在生物医学工程领域具有重要的意义。目前国际上对味觉的研究还十分缺乏，特别是缺乏在组织、细胞以及分子水平上对味觉感受器及其神经传导过程进行有效研究的手段。该项目在前期研究的基础上，进一步研究了针对味蕾组织和细胞的体外快速检测的光电复合的微阵列仿生芯片的设计方法，用于研究在味道作用下味蕾组织和不同味觉细胞之间的信号传导的实时动态过程分析。本项目完成了新型的具有高灵敏性、高特异性和快速响应的味蕾组织和细胞同时检测的仿生芯片、味蕾组织和细胞提取、芯片上的培养和定位以及在刺激物作用下响应信号的定量分析方法等。.本项目的创新点在于可实现多通道的味觉组织和细胞网络生理信号的同时快速检测，这一研究对于开展体外长时程味觉组织和细胞水平的敏感和传导机理研究具有重要 意义。可望在味觉的敏感机制和信号的空间编码机理以及直接采用生物组织作为敏感元件的仿生传感器研究等方面取得突破。.上述研究已在国际核心刊物上发表SCI收录论文10篇、EI收录论文2篇，批准和受理国家发明专利5项，出版英文著作1本。总体达到并部分超出了该项目的任务书中规定指标要求。