[发明专利]视觉认知芯片

权利要求书

1.一种视觉认知芯片，其特征在于，所述的芯片主要包括五个各自独立但彼此紧密相关和连接并对外开放的神经血管单元，所述的五个独立的神经血管单元包括四个矩形单元A、B、C、D和一个环形单元E，两个矩形单元A、B对称设置，两个矩形单元A、B之间设有另外两个对称的矩形单元C、D，矩形单元B端部链接一个环形单元E；

所述的每个神经血管单元均包括上层芯片、下层芯片和中间多孔膜，上层芯片中培养的细胞产生的代谢物通过中层多孔膜渗透到下层芯片，实现上下两层细胞培养体系的细胞非接触式信息交流；所述的上层芯片包括上层入口、上层腔室、上层出口，上层入口和上层出口通过上层腔室连通；所述的下层芯片包括下层入口、下层腔室、下层出口，下层入口和下层出口通过下层腔室连通；所述的五个独立单元的上层芯片腔室和下层芯片腔室之间通过中间多孔膜隔开；在芯片整体封接之后，上层腔室和下层腔室中心对齐，上层腔室大于下层腔室；

除了矩形单元A、B之间没有直接通过矩形漏斗微槽连接，所述的矩形单元A、B、C、D的下层芯片腔室两两之间皆通过矩形漏斗微槽连接，环形单元E的下层芯片腔室有环形漏斗微槽，整个芯片通过环形单元E与其他芯片构成连接，进而组成集成芯片系统；其中，矩形漏斗微槽分布于四个矩形单元下腔室底面，环形漏斗微槽分布于环形单元下腔室底面，两种漏斗微槽用于神经元轴突的物理分离和连接，促使神经元之间进行信息传递；

所述的下层芯片腔室的底面集成电位传感器微电极阵列，电位传感器微电极阵列用于检测神经元产生的动作电位及神经元群产生的类脑电图场电位，用于提取神经元网络电位传递的信息。

2.根据权利要求1所述的一种视觉认知芯片，其特征在于，所述的矩形漏斗微槽长50-100μm、宽3-10μm、高3μm；环形漏斗微槽宽500-950μm、宽3-10μm、高3μm。

3.根据权利要求1所述的一种视觉认知芯片，其特征在于，所述的上层芯片的上层腔室高200μm、长300-600μm、宽100-300μm。

4.根据权利要求1所述的一种视觉认知芯片，其特征在于，所述的下层芯片的下层腔室高50-100μm、长300-600μm、宽100-300μm。

5.根据权利要求1所述的一种视觉认知芯片，其特征在于，所述的中间多孔膜厚5-15μm、孔径为0.4μm、1μm、3μm、5μm。

6.权利要求1-5任意所述视觉认知芯片的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

使用时，首先将中层多孔膜与上层芯片进行不可逆的氧等离子体封接，并置于60℃-100℃烘箱加热10-30分钟；然后将下层芯片直接等离子体封接在载玻片上；最后在下层芯片上表面进行等离子体处理后涂抹一层PDMS聚合物，将两层芯片对齐粘合固化，形成封闭的两层共培养芯片；

细胞接种时，将血视网膜/脑/神经屏障(BR/B/NB)细胞接种到多孔膜上表面，多孔膜上下均有血视网膜/脑/神经屏障(BR/B/NB)细胞完全培养液，待血视网膜/脑/神经屏障(BR/B/NB)细胞长满多孔膜上表面并且形成紧密连接时，将培养稳定的有关视觉系统的神经元植入芯片下腔室，从而形成间接共培养体系。