مجموعة أدوات مفتوحة المصدر: مصفوفة الأقطاب الكهربائية الدقيقة من ألياف الكربون على الطاولة للتسجيل العصبي

أقطاب ألياف الكربون ، أصغر من الخلايا العصبية وتسبب الحد الأدنى من الضرر. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن تصنيعها باستخدام الحد الأدنى من المعدات المتخصصة على سطح الطاولة. الميزة الرئيسية لهذه التقنية هي في بساطتها.

يسمح للمستخدمين ببناء وتخصيص صفائف عصبية ، دون أي تجربة غرف نظيفة. التلاعب بألياف الكربون ووضع الايبوكسي الفضي أمر صعب وحاسم. هذان الجزءان يأخذان الكثير من الممارسة والتحكم الدقيق في المحرك.

اليوم الأول هو دائما الأسوأ ، ولكن مع الممارسة ، بعد حوالي أسبوع ، ستقوم ببناء صفيف عصبي وظيفي. للبدء ، اضبط مكواة لحام على 315 درجة مئوية. تطبيق التدفق على جميع منصات لحام.

قم بتشكيل تلال صغيرة من اللحام على الوسادات الخلفية للصفيف المرن ، ثم قم بلحام المسامير على جانبي الموصل. بمجرد تأمينه ، ادفع بلطف طرف حديد اللحام ، بين المسامير الأمامية ، للحام الوصلات المتبقية في الخلف. ضع طبقة تدفق إضافية ، إذا استغرق اللحام وقتا طويلا ، فقم بلحام الصف الأمامي من المسامير على اللوحة.

تخلص من التدفق الزائد باستخدام كحول الأيزوبروبيل بنسبة 100٪ ، وفرشاة ذات شعيرات قصيرة. بعد ذلك ، ادفع ببطء الايبوكسي المحدد باستخدام حقنة ، وضعت جانبا مشطوفا لأسفل على المسامير ، لتغليف الاتصال الملحوم. ضع خطا صغيرا من الإيبوكسي عبر الجانب الخلفي من اللوحة ، واسحبه على حواف الموصل لتثبيته.

جعل الشعيرات الدموية مع مجتذب الزجاج وخيوط. قطع الشعيرات الدموية الزجاجية المسحوبة ، بحيث يتناسب طرفها بين آثار الصفيف. بعد ذلك ، قم بمغرفة ما يقرب من نسبة واحدة إلى واحدة من الإيبوكسي الفضي في طبق بلاستيكي ، مع الأطراف الخشبية لاثنين من أدوات التطبيق ذات الرؤوس القطنية واخلطها.

تخلص من أدوات التطبيق بعد الخلط. قم بقص اثنين إلى أربعة ملليمترات، من نهاية حزمة ألياف الكربون، على ورق طابعة مزود بشفرة حلاقة. اسحب ورقة مغلفة ، بلطف ، فوق الجزء العلوي من الحزمة لفصل الألياف عن الحزمة.

بعد ذلك ، خذ القليل من الإيبوكسي على نهاية الشعيرات الدموية المسحوبة. وتطبيقه بلطف بين كل أثر آخر ، في نهاية اللوحة ، وملء الفجوة. ضع طبقة واحدة من ألياف الكربون في كل أثر من آثار الإيبوكسي، باستخدام ملاقط مغلفة بالتفلون.

بعد ذلك ، اضبط ألياف الكربون باستخدام شعيرات شعرية نظيفة مسحوبة ، لجعلها عمودية على نهاية لوحة الصفيف المرن ودفنها تحت الإيبوكسي. ضع المصفوفات على كتلة خشبية ، مع نهايات الألياف المتدلية على حافة الكتلة. تخبز الكتلة الخشبية والمصفوفات على حرارة 140 درجة مئوية لمدة 20 دقيقة ، لعلاج الإيبوكسي الفضي وقفل الألياف في مكانها.

إذا كان الإيبوكسي الفضي يقصر اثنين أو أكثر من الألياف معا ، فيمكن إزالته باستخدام شعيرات شعرية زجاجية نظيفة ، وكشطها بلطف من اللوحة. قم بتخزين الألواح النهائية في صندوق به منصة مرتفعة ، لتعليق الأطراف الليفية لللوح ، لمنع كسر الألياف. ضع قطرة صغيرة من الإيبوكسي فوق البنفسجي على الآثار المكشوفة باستخدام شعيرة شعرية نظيفة ، واستمر في إضافة قطرات ، حتى يتم تغطية الآثار بالكامل.

علاج الايبوكسي الأشعة فوق البنفسجية تحت قلم الأشعة فوق البنفسجية لمدة دقيقتين وتكراره للجانب الآخر من اللوحة. قطع الألياف إلى ملليمتر واحد مع شبكة مجسمة ومقص جراحي. للتحقق من التوصيلات الكهربائية ، اضبط البوتينيستات على صفر فولت ، لمدة خمس ثوان ، وقم بتثبيت الإشارة المسجلة.

قم بإجراء فحص مقاومة كيلو هرتز واحد لكل ألياف باستخدام potentiostat. سجل القياسات عبر البرنامج المرتبط ب potentiostat. ثم اغمس الألياف في ماء منزوع الأيونات في كوب ، ثلاث مرات ، لشطفها.

كشط بلطف بعيدا عن الباريلين C من الأرض ، والأسلاك المرجعية على اللوحة مع ملاقط. بعد ذلك ، قم بقطع طولين خمسة سنتيمترات من الأسلاك الفضية المعزولة بشفرة حلاقة. قم بإزالة اثنين إلى ثلاثة ملليمترات من الأسلاك ، من طرف واحد وحوالي 10 ملليمترات من الطرف المعاكس.

بعد ذلك ، قم بتسخين حديد اللحام إلى 315 درجة مئوية ، وتطبيق تدفق صغير على الأسلاك. أدخل من اثنين إلى ثلاثة ملليمترات من سلك واحد ، في كل سلك من أسلاك الفيزيولوجيا الكهربية على اللوحة ، وقم بتطبيق اللحام على الجزء العلوي من الأسلاك. بعد السماح للمسبار بالبرودة ، اقلبه لتطبيق القليل من اللحام على الجانب الخلفي من السلك.

قص أي سلك مكشوف يخرج من تل اللحام الخلفي. ضع المصفوفات في صندوق التخزين ، مع ثني الأسلاك للخلف ، بعيدا عن الألياف وتأمين الأسلاك على الشريط اللاصق ، لمنع تفاعلات أسلاك الألياف المحتملة. تم استخدام صور SEM للأطراف لتحديد طول الكربون المكشوف وهندسة الطرف.

تحتوي ألياف القطع المقصية على هندسات طرف غير متناسقة ، مع طي الباريلين C على النهاية. تظل ألياف القطع بالليزر NDYAG متسقة ، في منطقة موقع التسجيل والشكل والمعاوقة. تؤدي الألياف المشتعلة بالنفخ إلى أكبر حجم قطب كهربائي ، وتباين الشكل وطرف حاد.

في المتوسط ، تم إعادة تعريض 140 ميكرومتر من الكربون. كانت الألياف المقطوعة بالليزر بالأشعة فوق البنفسجية مشابهة للألياف المشتعلة بالنفخ ، حيث أظهرت 120 ميكرومتر من الكربون ، مكشوفة من الطرف. وكانت المعاوقات الناتجة ضمن النطاق، للتسجيل الكهروفسيولوجي.

كان للألياف المقطوعة بالليزر NDYAG أصغر مساحة سطح ولكن أعلى المقاومات. تليها ضربة مشتعلة وألياف قطع الأشعة فوق البنفسجية بالليزر. ومع ذلك ، في جميع الحالات ، وقعت الألياف المطلية PEDOT: pTS ، تحت عتبة 110 كيلو أوم.

أظهرت التسجيلات الحادة من أربعة ألياف معالجة بالأشعة فوق البنفسجية بالليزر ، بطول مليمترين ، مزروعة في وقت واحد في قشرة محرك الفئران ، ثلاث وحدات عبر جميع الألياف ، مما يشير إلى أن علاج الألياف باستخدام ليزر الأشعة فوق البنفسجية غير المكلف ، يشبه طرق القطع الأخرى. عند تجربة هذا البروتوكول ، امنح نفسك مساحة كبيرة ونظيفة عند ملء ألياف الكربون. من السهل مسح جميع الألياف الخاصة بك عن طريق الخطأ من على الطاولة ، لأنه لا توجد مساحة كافية للمناورة.

هذه المصفوفات مناسبة الآن لتسجيلات وحدة الإشارة من الدماغ. سمحت تقنيات البناء هذه لمجموعة الدكتور بارنز ، في جامعة ميشيغان ، بالإبلاغ ومجموعة الدكتور شيل في جامعة كيس ويسترن ريزيرف ، بالإبلاغ داخل الخلايا.