إلكترونيات مش حقن حقنه للكهربية القوارض المزمنة المستقرة

يمكن أن تساعد هذه الطريقة في الإجابة على الأسئلة الرئيسية في مجال علم الأعصاب ، مثل كيفية ظهور عمليات الشيخوخة في الدماغ ، وكيف يتطور الدماغ ، وكيف تنشأ أمراض الدماغ وتتقدم. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي أن الإلكترونيات الشبكية لا تثير استجابة مناعية مزمنة في الدبقي بمجرد زرعها في الدماغ وتسمح بالتكامل السلس مع الأنسجة العصبية المحيطة. سيظهر هذا الإجراء تاو تشو ، طالب دراسات عليا في مجموعة ليبر ، وجونغ مين لي ، وهو طالب ما بعد الدكتوراه في مجموعة ليبر.

لبدء الإجراء ، قم بتحميل رقاقة سيليكون نظيفة في مبخر حراري وتبخر 100 نانومتر من النيكل. بعد ذلك ، قم بتدوير طبقة SU-8 2000.5 المقاومة للضوء السلبية على الرقاقة بمعدل 400 دورة في الدقيقة بسماكة تقريبية من SU-8 من 400 إلى 500 نانومتر. قم بتحميل الرقاقة في محاذاة القناع لفضح SU-8 بقناع الطباعة الحجرية الضوئية المقابل لطبقة الشبكة السفلية SU-8.

تعريض بجرعة I 100 مللي جول لكل سنتيمتر مربع. لهم ، اغمر صينية الويفر لمطور SU-8. حرك المحلول برفق لمدة دقيقتين ، حتى يتم تطوير نمط الشبكة في SU-8 بالكامل.

ثم اشطف الرقاقة في صينية من كحول الأيزوبروبيل لمدة دقيقة واحدة وجففها بالمجفف. اخبزي الرقاقة على طبق ساخن على حرارة 180 درجة مئوية لمدة ساعة واحدة. بعد ذلك ، قم بتدوير طبقة LOR 3A على الرقاقة بسرعة 4000 دورة في الدقيقة بسماكة تقريبية تبلغ 300 نانومتر.

معطف تدور S1805 مقاوم للضوء الإيجابي عند 4 ، 000 دورة في الدقيقة لسمك تقريبي يبلغ 500 نانومتر. بعد ذلك ، قم بتحميل الرقاقة في محاذاة القناع لفضح S1805 بقناع الطباعة الحجرية الضوئية المقابلة للوصلات المعدنية ووسادات الإدخال والإخراج. تتعرض بجرعة H-line عند 40 مللي جول لكل سنتيمتر مربع ، ثم اغمر الرقاقة في صينية من مطور مقاومة الضوء CD-26.

حرك المحلول برفق لمدة دقيقة واحدة حتى يتم تطوير نمط التوصيلات المعدنية بالكامل. اشطف الرقاقة في صينية من الماء منزوع الأيونات لمدة دقيقة واحدة وجففها. بعد ذلك ، تبخر حراريا ثلاثة نانومتر من الكروم متبوعا ب 80 نانومتر من الذهب.

اغمر الرقاقة في دورق مسطح من مزيل PG لمدة ثلاث ساعات تقريبا ، حتى يتم تقويض المعدن بالكامل ، مع ترك المعدن فقط في التوصيل البيني والإدخال المطلوب ، ومناطق وسادة الإخراج للإلكترونيات الشبكية. كرر طلاء الدوران والطباعة الحجرية والتبخر وارفع لترك ثلاثة نانومتر من الكروم و 50 نانومتر من البلاتين في مناطق القطب. بعد ذلك ، كرر طلاء الدوران والطباعة الحجرية الضوئية ل SU-8 لتحديد طبقة شبكة SU-8 العليا.

عالج الرقاقة ببلازما الأكسجين عند 50 واط لمدة دقيقة واحدة. بعد ذلك ، اغمر الرقاقة في حفر النيكل في محلول لمدة ثلاث ساعات تقريبا ، حتى يتم تحرير الإلكترونيات الشبكية بالكامل من رقاقة السيليكون. استخدم ماصة باستور لنقل مجسات الإلكترونيات الشبكية المنبعثة من نقش النيكل إلى دورق سعة 100 مل من الماء منزوع الأيونات.

بعد ذلك ، انقل الإلكترونيات الشبكية إلى دورق طازج من الماء منزوع الأيونات ثلاث مرات على الأقل لضمان الشطف. لتحميل الإلكترونيات الشبكية في إبرة ، أدخل إبرة شعرية زجاجية في دورق 100 مليلتر من PBS الذي يحتوي على الإلكترونيات الشبكية. ضع نهاية الإبرة بالقرب من المدخلات ، وسادات الإخراج لمسبار الإلكترونيات الشبكية وسحب المحقنة يدويا لسحب مسبار إلكترونيات شبكي في الإبرة.

ادفع واسحب مكبس الحقنة بينما لا يزال مغمورا في المحلول الملحي لضبط موضع الإلكترونيات الشبكية داخل الإبرة. لحقن إلكترونيات شبكية في دماغ الفأر ، استخدم مثقاب الأسنان والإطار التجسيمي لفتح حج القحف عند الإحداثيات المطلوبة على الجمجمة. افتح حج القحف الثاني بعيدا عن موقع الحقن لإدخال برغي أو سلك بياني من الفولاذ المقاوم للصدأ.

ثم قم بتثبيت ركيزة تثبيت على الجمجمة باستخدام الأسمنت الأسنان. يعمل القطع بعرض ملليمتر واحد تقريبا في الركيزة على تحسين موثوقية خطوة الطي لاحقا في الإجراء. بعد ذلك، قم بتركيب حامل الماصة بالإبرة التي تحتوي على إلكترونيات شبكية في الإطار التجسيمي باستخدام مشبك نهاية الزاوية اليمنى.

قم بتوصيل المخرج الجانبي لحامل الماصة بحقنة سعة خمسة ملليلتر مثبتة في مضخة حقنة بأنبوب شعري بطول 0.5 إلى متر واحد. بعد ذلك ، استخدم الإطار التجسيمي لوضع طرف الإبرة في موقع البداية المطلوب داخل الدماغ. ضع الكاميرا لعرض الجزء العلوي من مسبار الإلكترونيات الشبكي داخل الإبرة الزجاجية.

ابدأ التدفق عن طريق ضبط مضخة الحقنة على سرعة منخفضة والضغط على بدء التشغيل. قم بزيادة معدل التدفق ببطء إذا لم يتحرك مسبار الإلكترونيات الشبكي داخل الإبرة. عندما يبدأ مسبار الإلكترونيات الشبكية في التحرك داخل الإبرة ، استخدم الإطار التجسيمي لسحب الإبرة بنفس المعدل الذي يتم به حقن مسبار الإلكترونيات الشبكية باستخدام الموضع الأصلي المحدد للإلكترونيات الشبكية كدليل.

استمر في تدفق المحلول الملحي وسحب الإبرة حتى تخرج الإبرة من الجمجمة. ثم أوقف التدفق من مضخة المحقنة. في هذا الإجراء ، استخدم الإطار التجسيمي لتوجيه الإبرة بعناية إلى ركيزة تثبيت الكابلات المسطحة والمرنة عبر الفجوة ، وتدفق المحلول بمضخة الحقنة لتوليد تراخي في التوصيلات الإلكترونية الشبكية.

بمجرد أن تكون الإبرة فوق ركيزة التثبيت وعبر الفجوة ، استأنف التدفق بمعدل سريع لحقن مدخلات الإلكترونيات الشبكية ، ومنصات الإخراج على ركيزة التثبيت. باستخدام ملاقط وماصة من الماء منزوع الأيونات ، قم بثني المدخلات ، وسادات الإخراج بزاوية 90 درجة بالقرب من الإدخال الأول ، الوسادة الخارجة قدر الإمكان. بمجرد الإدخال ، يتم محاذاة وسادات الإخراج وطيها وبزاوية 90 درجة على جذع الشبكة ، قم بتجفيفها في مكانها باستخدام هواء مضغوط متدفق برفق.

قم بقطع ركيزة التثبيت على حافة المضيق على بعد حوالي 0.5 إلى ملليمتر واحد من حافة وسادات الإدخال والإخراج. أيضا ، قم بقطع الأجزاء الدخيلة من ركيزة التثبيت التي ستعيق الإدخال في موصل zif 32 قناة المثبت على ثنائي الفينيل متعدد الكلور. بعد ذلك ، أدخل وسادات الإدخال والإخراج في موصل zif على ثنائي الفينيل متعدد الكلور وأغلق المزلاج.

استخدم إلكترونيات القياس لقياس المعاوقة بين القنوات والمسمار الأرضي لتأكيد الواجهة الناجحة. إذا كانت قيم المعاوقة عالية جدا ، فقم بفك مزلاج موصل zif ، واضبط الإدراج ، وأعد الاختبار حتى يتم تأكيد الاتصال الناجح. بعد ذلك ، قم بتغطية موصل zif وإلكترونيات الشبكة المكشوفة مع الأسمنت السني للحماية.

اقلب ثنائي الفينيل متعدد الكلور عند الفجوة الموجودة في الركيزة وقم بتثبيت ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالأسمنت على جمجمة الماوس. للتسجيلات المتحركة بحرية ، حرر الماوس من المقيد بعد إدخال مضخم التشكيل المسبق ثنائي الفينيل متعدد الكلور وتأريض المسمار المرجعي. سجل المدة الزمنية المطلوبة باستخدام نظام الحصول على البيانات بينما يتصرف الماوس بحرية.

تظهر هنا خرائط الحرارة الميدانية المحلية التمثيلية من مجسات الإلكترونيات الشبكية ذات 32 قناة التي تم حقنها في الحصين والحصين والحصين الجسدي. تم تسجيل البيانات بينما كان الفأر يستكشف قفصه بحرية بعد شهرين وأربعة أشهر من الحقن. يتم ترميز سعة جهد المجال المحلي بالألوان وفقا لشريط الألوان الموجود على اليمين.

يتم تراكب آثار مرشح التمرير العالي ، باللون الأسود ، والتي تظهر نشاط الارتفاع على المخطط الطيفي لكل قناة من القنوات ال 32. فيما يلي ارتفاع معزول بعد فرز البيانات المرسومة. تم الكشف عن نشاط ارتفاع وحدة واحدة في 26 من 32 قناة ، بعد شهرين من الحقن وأربعة أشهر بعد الحقن.

أثناء محاولة هذا الإجراء ، من المهم أن تتذكر اختبار واجهة الإدخال / الإخراج لتأكيد التوصيل الكهربائي الناجح لمسبار الإلكترونيات الشبكية. تساعد مقاومة القياس في استكشاف مصدر أي مشاكل وإصلاحها وهي ضرورية لتحديد المشكلات المتعلقة بالواجهة أو التصنيع. بعد هذا الإجراء ، يمكن إجراء علم الأنسجة من أجل دراسة البيئة الخلوية حول كل قطب كهربائي مسجل.

على عكس مجسات الدماغ التقليدية الصلبة ، يمكن ترك الإلكترونيات الشبكية في الأنسجة أثناء علم الأنسجة ، مما يجعل من الممكن ربط بيانات الفيزيولوجيا الكهربية بدقة بالتحليل الكيميائي المناعي.