基于COMSOL Multiphysics的叉指微电极细胞传感器仿真研究

摘要

叉指微电极阻抗传感器具有快速、准确检测生物非均匀体系中细胞含量的优势。针对牛奶中体细胞含量准确检测难的问题,在COMSOL Multiphysics仿真软件AC/DC模块下的电流接口中构建了以石英玻璃为衬底,指厚100 nm,指长1 mm,指宽分别为10、20、30、40、50μm的A、B、C、D、E 5个三维金叉指微电极模型。对传感器进行了电场的仿真研究,比较了5个不同电极尺寸结构下的电场分布情况,并在频域信号下对5种尺寸的传感器加入不同细胞含量的牛奶样品后进行了仿真检测研究。结果表明,50μm的传感器结构最优,为实际的生物传感器的加工提供了很好的参考。