脑机接口等微纳生物传感器与系统：

1、高时空分辨神经微电极阵列

2、神经信息检测调控仪器

2、离体脑机接口与生物神经网络计算

 

1998-10--2001-11   英国格拉斯哥大学电子与电气工程系生物电子学研究中心   博 士
1988-09--1991-07   中国科学院半导体所   工学硕士
1984-09--1988-07   北京理工大学电子工程系   工学学士

年度	奖励种类	授予单位	等级	排名
2013	国家技术发明奖（基于生物敏感膜的便携式传感器关键技术及应用）	国务院	二等奖	1
2023	全国创新争先奖状	人力资源社会保障部、中国科协、科技部、国务院国资委	国家级	1
2013	政府特殊津贴（表彰为发展我国自然科学研究事业做出突出贡献）	国务院	国家级	1
2022	创新研究群体学术带头人（微纳传感技术）	基金委	国家级	1
2012	国家杰出青年科学基金（敏感电子学）	基金委	国家级	1
2011	重大科学研究计划项目首席科学家（基于纳米技术的神经信息检测相关基础研究）	科技部	国家级	1
2014	国家百千万人才工程	人力资源社会保障部、科技部、教育部、财政部、发展改革委、自然科学基金会、中国科协	国家级	1
2022	技术发明奖（高时空分辨双模神经微电极阵列关键技术与应用 ）	中国电子学会	一等奖	1
2023	中央和国家机关三八红旗手	中央和国家机关妇工委颁发	省部级	1
2015	科技北京百名领军人才工程（电子信息）	北京市科委	省部级	1

专业技术职务	聘任时间	聘任单位
研实 助研	1991.08~1996.12	中国科学院电子学研究所
访问学者	1995.04~1995.07	日本东京工业大学
副研	1997.01~2002.03	中国科学院电子学研究所
研究员	2002.04~2011.06	中国科学院电子学研究所
专业技术岗位二级研究员	2011.07~至今	中国科学院空天信息创新研究院（原电子学研究所）
特聘核心骨干研究员	2016.04~至今	中国科学院空天信息创新研究院（原电子学研究所）

2021.05 至今 中国电子学会会士

2023.10至今 “十四五”国家重点研发计划信息领域“微纳电子技术”专项总体专家组成员

2022.06至今 2030脑科学“技术平台”管理专家组成员

2024.06 至今 中国仪器仪表学会传感器分会 委员

2022.06 至今 AE，Microsystem and Nanoengineering

2025.03至今《半导体学报》（中文）副主编

蔡新霞，中国科学院空天信息创新研究院传感技术国家重点实验室二级研究员，国家杰出青年科学基金获得者，“微纳传感技术”创新研究群体学术带头人、国家重大科学研究计划项目首席科学家，入选国家百千万人才和北京百名领军人才工程（电子信息类），任中国电子学会会士、中国仪器仪表学会传感器分会委员委员、 “十四五”国家重点研发计划信息领域“微纳电子技术”专项总体专家组成员、2030脑科学“技术平台”管理专家组成员。

蔡新霞长期从事脑机接口神经微电极阵列等微纳生物传感器与系统基础技术研究工作，主持交叉重大项目“睡眠-觉醒脑神经电活动高分辨感测与电刺激方法”等国家重大科技任务5项。提出双模神经信号同步检测方法，攻克了神经微电极阵列制备工艺等关键技术，实现了脑机接口核心微器件技术自主研发与多领域应用。获国家技术发明二等奖1项（排名1）、全国创新争先奖状、中国电子学会技术发明一等奖1项（排名1），是国务院政府特殊津贴专家（自然科学）、中央和国家机关三八红旗手、中科院三八红旗手，多次获中国科学院优秀导师等荣誉称号。发表学术论文277篇，含传感器与仪器仪表领域顶刊70篇，SCI收录论文195篇；引用3509次，h指数32，i10指数78。合著著作10部；获授权发明专利65项、软件著作权5项，部分专利技术实现转化应用。

本科生毕业设计（电子信息工程）
前沿电子学研究
综合电子学研究
科技前沿系列讲座：脑机接口传感器与智能系统
科学前沿进展名家系列讲座IV第292讲：高时空分辨脑机接口
生物电子学
科学前沿进展名家系列讲座IV
科研实践Ⅱ
科研实践Ⅰ
生物芯片技术前沿

任务名称	任务类型	岗位	备注
1、睡眠-觉醒脑神经电活动高分辨感测与电刺激方法研究	国家自然科学基金交叉重大项目	项目负责人	2023.01—2027.12
2、微纳传感技术创新研究群体	国家自然科学基金创新研究群体项目	项目负责人	2022.01—2026.12
3、高时空分辨微纳电极阵列与神经信息光电调控检测系统	国家重点研发计划项目	项目负责人	2017.07—2022.06
4、多层次调控与高通量神经信号同步检测仪器	国家重大科研仪器研制项目	项目负责人	2016.01—2020.12
5、基于纳米技术的神经信息检测相关基础研究	国家重大科学研究计划项目	首席科学家	2011.01—2015.08

发表论文（详见Researchgate网）：

https://www.researchgate.net/profile/Xinxia-Cai/publications

 

代表性论文 （*通讯作者）：

1) Yu Wang, Meiqi Han, Zhaojie Xu, Shiya Lv, Gucheng Yang, Fan Mo, Luyi Jing, Qianli Jia, Yiming Duan, Wei Xu, Peiyao Jiao, Yaoyao Liu, Jin Shan, Ming Li, Mixia Wang, Jinping Luo, Yilin Song, Juntao Liu*, Yirong Wu*, Xinxia Cai*. Chronic implantable flexible serpentine probe reveals impaired spatial coding of place cells in epilepsy. National Science Review.  2024，12(2):nwae402. doi:10.1093/nsr/nwae402. eCollection 2025 Feb. (SCI, IF=16.3, TOP) 

2）Kui Zhang, Yu Deng, Yaoyao Liu, Jinping Luo, Andrew Glidle, Jonathan M. Cooper, Shihong Xu, Yan Yang, Shiya Lv, Zhaojie Xu, Yirong Wu, Longzhe Sha, Qi Xu*, Huabing Yin*, and Xinxia Cai*，Investigating Communication Dynamics in Neuronal Network using 3D Gold Microelectrode Arrays. ACS Nano, 2024, 18 (26):17162-17174. (SCI, IF=15.1, TOP)

3）Yu Wang, Meiqi Han, Luyi Jing, Qianli Jia, Shiya Lv, Zhaojie Xu*, Juntao Liu*, Xinxia Cai*. Enhanced neural activity detection with microelectrode arrays modified by drug-loaded calcium alginate/chitosan hydrogel. Biosensors & Bioelectronics, 2025, 267, 116837. (SCI, IF=12.5, TOP) 

4）Chengling Wu, Jingyu Xie, Qingxin Yao, Yilin Song, Gucheng Yang, Jie Zhao, Ruijia Zhang, Ting Wang, Xingyu Jiang, Xinxia Cai*, Yuan Gao*, Intrahippocampal Supramolecular Assemblies Directed Bioorthogonal Liberation of Neurotransmitters to Suppress Seizures in Freely Moving Mice, Advanced Material, 2024, 23143102024 https://doi.org/10.1002/adma.202314310 (SCI, TOP, IF 29.4)

5）Qianli Jia, Yiming Duan, Yaoyao Liu, Juntao Liu, Jinping Luo, Yilin Song, Zhaojie Xu, Kui Zhang, Jin Shan, Fan Mo, Mixia Wang*, Ying Wang*, Xinxia Cai*. PtNPs/IrOx nanocomposite-modified bidirectional microelectrode array used for deep brain stimulation and detection of electrophysiological signals in the DMH nucleus in situ under sevoflurane anesthesia. ACS Sensors. 2024, 9, 6: 2877-2887.(SCI, IF= 9.6, TOP) 

6）Yaoyao Liu, Yu Deng, Shihong Xu, Yan Yang, Kui Zhang, Junrao Liu, Zhaojie Xu, Shiya Lv, Yu Wang, Longze Sha, Ruilin Hu, Zhaojie Xu, Erwei Yin, Qi Xu*, Jinping Luo*, Xinxia Cai*. Neuromodulatory Compensation of Cortical Neural Activity on Electrodeposited Pt/Ir Modified Microelectrode Arrays for Temperature Transients. ACS Applied Materials & Interfaces. 2024, 16 (34), 44538-44548. (SCI, IF=8.3, TOP, 封面) 

7）Jiahui Luo; Zhaojie Xu; Zhenhu Jin; Mixia Wang; Xinxia Cai*; Jiamin Chen*. Development and Comprehensive Evaluation of TMR Sensor-Based Magnetrodes. ACS Applied Materials Interfaces, 2024, 16(24): 31677-31. 686 (SCI, IF=8.3, TOP)

8）Wei Xu, Mixia Wang, Gucheng Yang, Fan Mo, Yaoyao Liu, Jin Shan,Luyi Jing, Ming Li, Juntao Liu, Shiya Lv, Yiming Duan, Meiqi Han, Zhaojie Xu*, Yilin Song*, Xinxia Cai*. Neuronal activity in ventral tegmental area during goal-directed navigation recorded by low curvature microelectrode arrays. Microsystems & Nanoengineering. 2024, 10:145, DOI:10.1038/s41378-024-00778-2. (SCI, IF=7.9, TOP) 

9) Shiya Lv, Fan Mo, Zhaojie Xu, Yu Wang, Gucheng Yang, Meiqi Han, Luyi Jing, Wei Xu, Yiming Duan,Yaoyao Liu, Ming Li, Juntao Liu, Jinping Luo, Mixia Wang, Yilin Song*, Yirong Wu*, Xinxia Cai* ,Tentacle Microelectrode Arrays Uncover Soft Boundary Neurons in Hippocampal CA1,  Advanced Science 2024, 2401670. (SCI, TOP, IF= 15.1). https://doi.org/10.1002/advs.202401670

10) Shiya Lv, Enhui He, Jinping Luo, Yaoyao Liu, Wei Liang, Shihong Xu, Kui Zhang, Yan Yang, Mixia Wang, Yilin Song*, Yirong Wu*, Xinxia Cai*. Humaninduced pluripotent stem cell on micro-electrodearray facilitates neural disease modeling in vitro: a review. Advanced Science, 2023, 10, 2301828. https://doi.org/10.1002/advs.202301828. (SCI, TOP, IF 15.1)

11) Yaoyao Liu, Shihong Xu, Yan Yang, Kui Zhang, Enhui He, Wei Liang, Jinping Luo*, Yirong Wu*, Xinxia Cai*. Nanomaterial-based microelectrodes array for in-vitro bidirectional brain-computer interface: a review. Microsystems & Nanoengineering 2023, 9, 13. https://doi.org/10.1038/s41378-022-00479-8.( SCI, TOP, IF 8.0)

12) Z. Xu, F. Mo, G. Yang, P. Fan, B. Lu, W. Liang, F. Kong, L. Jing, W. Xu, J. Liu, M. Wang*, Y. Wu*, X. Cai*. Impaired spatial representations and electrophysiology in medial entorhinal cortex of the epileptic rat detected by microelectrode arrays. Research, 2023, 6, 0229. https://doi.org/10.34133/research.0229 (SCI, TOP, IF 11）

13) M. Liu, J. Liu, W. Liang, B. Lu, P. Fan, Y. Song, M. Wang, Y. Wu*, X. Cai*. Recent Advances and Research Development on Microsystems and Bioeffects of Terahertz Neuromodulation. Microsystems & Nanoengineering, 2023，9, 143. https://doi.org/10.1038/s41378-023-00612-1 (SCI, TOP, IF 8.006）

14) Fan Mo, Fanli Kong, Gucheng Yang, Zhaojie Xu, Wei Liang, Juntao Liu, Kui Zhang, Yaoyao Liu, Shiya Lv, Meiqi Han, Yu Wang, Yilin Song, Mixia Wang*, Yirong Wu*, Xinxia Cai*. Integrated threeelectrode dual-mode detection chip for place cell analysis: dopamine facilitates the role of place cells in encoding spatial locations of novel environments and rewards. ACS Sensors, 2023, 8, 12, 4765-4773. https://doi.org/10.1021/acssensors.3c01864 (SCI, TOP, IF 9.6)

15) G. Yang, Y Wang, F. Mo, Xu Z, B. Lu, P. Fan, F. Kong, W. Xu, E. He, K. Zhang, J. Liu, X. Cai*. PEDOT-citrate/SIKVAV modified bioaffinity microelectrode arrays for detecting theta rhythm cells in the retrosplenial cortex of rats under sensory conflict， Sensors and Actuators B: Chemical, 2024, 399, 134802. (SCI, TOP, IF 8.4).

16) Y Liu, S Xu, Y Deng, J Luo, K Zhang, Y Yang, L Sha, R Hu, Z Xu, E Yin, Q Xu*, Y Wu*, X. Cai*,SWCNTs/PEDOT:PSS nanocomposites-modified microelectrode arrays for revealing locking relations between burst and local field potential in cultured cortical networks. Biosensors and Bioelectronics, 2024, 253: 116168. (SCI, TOP, IF 12.6).

17) P Fan, R Zhang, G Xiao, Y Song, C Zhuang, L Yuan, F Mo, B Lu, Z Xu, Y Wang, J Luo, M Wang, W Mi, J Cao*, Q Dai*, X Cai*. Simultaneous recording of neuronal discharge and calcium activity reveals claustrum-cortex neurosynchrony under anesthesia, Fundamental Research, 2024, 2667-3258. (SCI, IF 6.2).

18) L Jing, Z Xu, P Fan, B Lu, F Mo, R Hu, W Xu, J Shan, Q Jia, Y Zhu, Y Duan, M Wang*, Y Wu*, X. Cai*. Deep brain implantable microelectrode arrays for detection and functional localization of the subthalamic nucleus in rats with Parkinson’s disease, Bio-design and Manufacturing. 2024, 1-14. (SCI, TOP, IF 7.3)

19) Jingyu Xie, Yuchuan Dai, Yu Xing, Yiding Wang, Gucheng Yang, Enhui He, Zhaojie Xu, Penghui Fan, Fan Mo, Yirong Wu, Yilin Song*, Xinxia Cai*. PtNPs/rGO-GluOx/mPD directionally electroplated dual-mode microelectrode arrays for detecting the synergistic relationship between the cortex and hippocampus of epileptic rats. ACS Sensors, 2023, 8, 1810-1818. https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acssensors.3c00140. (IF=9.6, TOP) 

20) Penghui Fan, Yiding Wang, Yuchuan Dai, Luyi Jing, Wei Liang, Botao Lu, Gucheng Yang, Yilin Song*, Yirong Wu*, Xinxia Cai*. Flexible microelectrode array probe for simultaneous detection of neural discharge and dopamine in striatum of mice aversion system. Sensors and Actuators B: Chemical, 2023, 390, 133990. https://doi.org/10.1016/j.snb.2023.133990. (IF=9.2, TOP)

21) Botao Lu, Penghui Fan, Ming Li, Yiding Wang, Wei Liang, Gucheng Yang, Fan Mo, Zhaojie Xu, Jin Shan, Yilin Song, Juntao Liu*, Yirong Wu*, Xinxia Cai*. Detection of neuronal defensive discharges information transmission and characteristics in the periaqueductal gray double-subregions using PtNPs/PEDOT:PSS-modified microelectrode arrays. Microsystems & Nanoengineering, 2023, 9, 70. https://doi.org/10.1038/s41378-023-00546-8. (IF=8.0, TOP) 

22) Yang Wang, Jinping Luo, Juntao Liu, Shuai Sun, Ying Xiong, Yuanyuan Ma, Shi Yan, Yue Yang, Huabing Yin, Xinxia Cai*；Label-free microfluidic paper-based electrochemical aptasensor for ultrasensitive and simultaneous multiplexed detection of cancer biomarkers；Biosensors and Bioelectronics（SCI, IF=12.545,  TOP ）；136(2019)；84~90 

23) Yan Fan, Juntao Liu, Yang Wang, Jinping Luo, Huiren Xu, Shengwei Xu, Xinxia Cai*；A wireless point-of-care testing system for the detection of neuron-specific enolase with microfluidic paper-basedanalytical devices；Biosensors & Bioelectronics（SCI, IF=12.545,  TOP）；95(2017)；60~66 

24) Wentao Shi, Chunxiu Liu, Yilin Song, Nansen Lin, Shuai Zhou, Xinxia Cai*；An ascorbic acid amperometric sensor using over-oxidized polypyrrole and palladium nanoparticles composites；Biosensors and Bioelectronics（SCI, IF=12.545, TOP ）；38(2012)；100~106 

25) Song Zhang, Yilin Song, Mixia Wang, Guihua Xiao, Fei Gao, Ziyue Li, Guoxian Tao, Ping Zhuang, Feng Yue*, Piu Chan*, Xinxia Cai*；Real-time simultaneous recording of electrophysiological activities and dopamine overflow in the deep brain nuclei of a nonhuman primate with Parkinson’s disease using nano-based microelectrode arrays；Microsystems & Nanoengineering, （SCI, IF=8.006, TOP ）；4(2018), 17070，1~ 9 

26) Wenjing Wei, Yilin Song, Li Wang, Song Zhang, Jinping Luo, Shengwei Xu, Xinxia Cai*；An implantable microelectrode array for simultaneous L-glutamate and electrophysiological recordings in vivo；Microsystems and Nanoengineering（SCI, IF=8.006, TOP ）；1(2015), 1~6