视网膜芯片课件

视网膜芯片开发——极端嗜盐菌紫膜在生物芯片上的应用生工072班钱静主要内容提要国内外研究现状

立项背景本产品创新点芯片设计原理生产工艺流程设计路线经济及社会效益产品使用方法背景设计生产效益

眼科所谓盲，是指视力完全丧失，无光感。世界卫生组织规定，两眼中好眼最佳纠正视力低于0.05度或视野小于10度为盲。何谓盲？盲的定义视网膜结构视网膜神经细胞层（上层）色素上皮层（下层）视锥和视杆细胞（内层）潜在的间隙双极细胞、水平细胞、无长突细胞（中层）神经节细胞（外层）芯片设计原理视觉形成过程芯片设计原理光线（视锥细胞、视杆细胞）水平细胞、无长突细胞双极细胞、神经节细胞视神经枕叶皮质及其他皮质中枢形成形状、颜色、方位、运动等综合的视觉信息光感受器视网膜芯片①②国内外研究现状123视网膜下植入技术中,目前的研究机构主要有美国芝加哥大学的AlanChow研究小组和德国Tubingen大学的EberhartZrenner研究小组；视网膜外植入技术中,目前的研究机构主要有德国波昂大学的Eckmiller研究小组、美国约翰霍普金斯医院的Humayun研究小组、麻省理工学院与哈佛大学共同合作的研究小组、底特律的Abrams研究小组及日本大阪的Tano研究小组；德国人工视网膜计划从1993年提出设计理念开始,历经10年的发展已完成动物实验,目前正处于临床试验阶段；4日本三菱电子公司在CMOS工艺基础上设计的微电子芯片能够较好地满足刺激电流要求的阈值大小和频率；5我国台湾交通大学智能型仿生装置研究中心已研制出第一代硅视网膜芯片(含16个像元),可以让患者感受到光线,目前即将进行第二代(含64个像元)临床试验；

6重庆大学光电工程学院在CMOS工艺基础上开发出了一种新型像元电路,能在自然光照条件下产生满足要求的刺激电流,具有结构简单、像元面积小、功耗低及单电源供电等优点

芯片设计原理

视网膜芯片通过在视网膜下或视网膜外植入微电子芯片或微电极阵列，电脉冲通过微电极刺激视网膜神经细胞,在大脑皮层视觉区域引起对应的特征电位反应,来刺激残留的功能正常的内层细胞而产生光影,从而恢复患者的部分视觉。紫膜视网膜芯片（智能化的人工视网膜芯片）idea!仿生学方法极端嗜盐菌紫膜生物芯片创新点产品使用方法外层型视网膜技术及芯片植入位置示意图

产品各项检测指标来源极端嗜盐菌用途质量标准用于由于光感受器细胞衰退而引起的盲症,如视网膜色素变性、老年黄斑病变等不可治愈的视网膜病变

1.紫膜蛋白制剂须有相当纯度，符合组装要求；2.无毒无害，对视网膜不会造成损伤；3.稳定性好，生物相容性好，生命周期长；4.工作效率高，功耗低，成像清晰天然微生物材料纯紫膜蛋白组装而视网膜芯片

纯“绿色”纳米仿生生物器件经济效益及社会效益社会效益经济效益光明芯片质量关键参考文献[1]明明,刘嘉,黄力,刘坚,李庆国,丁建东.细菌视紫红质/合物功能复合膜的特性和应用[J].功能高分子学报,2003,16（3）：405-411.[2]徐兵,陈德亮,胡坤生.嗜盐菌的培养及紫膜分离纯化方法的改进[J].生物化学与生物物理进展,2002,29(5):827.[3]范金坪.生物芯片技术及其应用研究[J].中国医学物理学杂志,2009,26(2):1115-1136.[4]胡宁,杨军等.人工视网膜材料的研究进展[J].生物医学工程学杂志,2008,25（2）：479-481.[5]张莹,彭承琳等.人工视网膜芯片的能量供给装置设计研究进展[J].生物医学工程学杂志,2008,25（4）：954-957.[6]饶程,袁祥辉,张思杰,孟丽娅,张华.外层型CMOS人工视网膜修复芯片[J].仪器仪表学报,2007,28(4):645-649.[7]胡宁,彭承琳等.基于MEMS的人工视网膜微电极阵列设计仿真[J].仪器仪表学报,2007,28(11):2024-2027.参考文献[8]彭承琳,夏露,侯文生等.标准CMOS工艺的外层型人工视网膜芯片设计[J].重庆大学学报，2009,32（8）：859-863.[9]MeixianZhou,HuaXiang,ChaominSun,HuarongTan.ConstructionofanovelshuttlevectorbasedonanRCR-plasmidfromahaloalkaliphilicarchaeonandtransformationintootherhaloarchaea[J].BiotechnologyLetters,2004,26:1107-1113.[10]周培瑾等.营养成分与培养时间对极端嗜盐菌紫膜合成的影响[J].生物化学与生物物理进展,2000,27(1)：65-68.[11]吕爱军,胡斌,温洪宇,潘沈元.极端嗜盐菌的特性及其应用前景[J].微生物学杂志,2005,25(2):65-68.[12]中国科学院生物物理研究所.生物的启示：仿生学四十年研究纪实[M].北京：科学出版社,2008.135-141.ThankYou!芯片组装获取蛋白纯化点样固定择优取向

芯片及像元电路版图

芯片的电路工作原理

Back提纯方法

将工程菌离心悬浮于去离子水中，搅拌过夜，彻底破碎菌体