本方案中，我们演示了如何制备和处理用于微驱动阵列的四极电极，该微驱动阵列专为在大鼠中进行慢性电生理记录而设计。此外，我们还展示了微驱动阵列构建的最后阶段，包括安装接地导线和保护锥。
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摘要
摘要
四电极阵列（tetrode）作为一种由四根电极组成的电极束，已被证实是体内同时记录多个神经元活动的有力工具。动作电位信号在四电极各通道间的振幅差异，使得研究者能够从多单元信号中分离出单个神经元的活动。精确控制四电极在脑内的立体定位坐标与植入深度，对于研究不同脑区之间神经活动的协调性至关重要。结合微型驱动阵列（micro-drive array），可在数天至数周的时间内实现多个四电极的精确定位与稳定调控。本实验方案将演示如何使用基本工具和材料制备并处理四电极，将其安装至用于大鼠慢性体内记录的多通道驱动四电极阵列中，完成微驱动阵列的接地导线连接，并在微驱动阵列上安装保护锥，以防止四电极与外界环境发生物理接触。
方案
1. 四极电极的制备
- 通过取一根长50 cm、聚酰亚胺绝缘、直径为12.5微米的镍铬合金丝开始制作一个四极 Recording Wire。将该导线对折，用手指沿导线对滑动使其贴合在一起，确保整段长度上两根导线接触良好。
- 再次将导线对折，使两端并拢。确保一端形成的环状部分无折痕。在无环的一端将四根导线剪断，使四个尖端对齐。
- 下一步需要一个改装过的鳄鱼夹、一个电动旋转装置以及位于旋转装置上方的水平杆。改装鳄鱼夹的方法是在其基部粘接一根塑料杆。在导线尖端暴露的位置，用改装后的鳄鱼夹将四根导线夹紧。将导线环悬挂在水平杆上，并将鳄鱼夹放入电动旋转装置中。
- 在大约三分钟内，先顺时针施加80圈扭绞，再逆时针施加40圈扭绞。这些参数可根据实际需要进行调整。
- 完成四极 Recording Wire 的扭绞后，使用热风枪（温度420°C或790°F，中低风速）从三个不同角度加热导线束，使其熔合。每个角度加热时，从导线束分叉点下方1-2 cm处开始，以距离导线约2 cm的位置上下移动热风枪，持续约5秒。注意高温会完全熔化绝缘层，导致短路。
- 导线熔合后，轻轻提起鳄鱼夹以释放四极 Recording Wire 上的张力，从扭绞装置上取下导线，并在靠近鳄鱼夹处将四极 Recording Wire 剪下。在另一端剪开环状部分，得到四根长度相等且未粘连的导线单股。
- 接下来，使用尖端柔软的镊子轻轻弯曲导线，将顶部的各单股导线分开。
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讨论
本方案是分为两部分的系列方案中的第二部分：“用于慢性在体记录的微型驱动阵列”。微型驱动阵列与四极记录电极的结合，是在清醒且行为自由的动物模型中同步记录大量神经元活动的有力工具。希望我们已为您提供了在您自己的实验室中开展或改进电生理记录工作所需的全部必要信息。
电动四极丝扭转装置为定制设计和制作。我们提供了一家供应商及其产品编号，可供您订购功能类似的设备。或者，也可通过将电动旋转条形磁铁与连接鳄鱼夹的磁化搅拌棒组合，自行搭建电动旋转装置；但这种配置很可能需要手动计数旋转次数、手动反转旋转方向，以及手动启动和停止。
某些电极接口板没有用于连接电极导线的针孔式结构。相反，您可能获得的是带有从连接板伸出的金属引脚的接口板；这类金属引脚类似于标准电子元件上常见的引脚。我们简要概述一种将四极记录通道连接至金属引脚的方法。首先，去除每个四极记录电极四根导线末端的绝缘层。可通过手持丁烷喷灯，以火焰短暂灼烧每根电极的末端来实现去绝缘。准备一段能够轻松套在金属引脚上的热缩管，并确保加热后能紧密包裹引脚。将热缩管裁剪至与金属引脚等长。利用毛细作.......
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致谢
我们感谢山本淳（Jun Yamamoto）设计并制作了视频中所示的自动电动四极丝扭转装置。此外，我们还要感谢威尔逊实验室（Wilson Lab）所有过去和现在的成员，感谢他们对实验室微型驱动器和四极丝技术发展的贡献。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 | |
|---|---|---|---|---|
| Panavise | 工具 | Panavise | 型号 301 | 用于固定微驱动阵列或带锯齿的剪刀 |
| 改装的 Xcelite 378M 钳子 | 工具 | Newark Inc | 96F8903 | 用于插入连接器板引脚。制作方法：将钳子一端的尖端去除 2 mm。 |
| 慢固化胶水 | 材料 | Great Planes (Champaign, IL) | GPMR6015 | 用于将四极电极粘接到微驱动装置上 |
| 镀金溶液 | 材料 | Neuralynx Inc. | Sifco Selectron Gold NC | 含有用于电镀的金颗粒 |
| 电流发生器 | 工具 | World Precision Instruments, Inc. | A365D-B | 又称刺激隔离器，用于将镀金溶液电镀到电极尖端 |
| 阻抗计 | 工具 | BAK Electronics | IMP-1 / 6662 / 2788 | 用于检测电极的阻抗 |
| 热风枪 | 工具 | Steinel (德国) | HG 3002 LCD | 用于熔合电极以制成四极电极 |
| Accu-Tek Carbofib 尖头镊子 | 工具 | Aven | 18768 (型号 304) | 用于操作四极电极 |
| 鳄鱼夹 | 工具 | Fine Science Tools | 18050-35 | 又称 Bulldog serrefine，用于在绞合过程中夹紧四极电极 |
| 显微解剖剪刀 | 工具 | Biomedical Research Instruments | 25-1000 | 用于四极电极/电极导线的一般切割 |
| Iris Toughcut 带锯齿剪刀 | 工具 | Fine Science Tools | 14058-09 | 用于四极电极的最终切割 |
| 聚四氟乙烯涂层不锈钢导线 | 材料 | A-M Systems | 790500 | 接地导线 |
| 12.5 微米镍铬导线 | 材料 | Kanthal Palm Coast | Rediohm-800 1/4 HARD PAC COATING | 聚酰亚胺涂层微导线，用于制作四极电极 |
| 四极电极绞合器 | 工具 | Neuralynx Inc. | Tetrode Assembly Station | 提高四极电极制作的速度和一致性 |
| 银漆 | 材料 | GC International | 22-023 | 用于将四极电极的微电极导线连接至连接器引脚（见讨论部分） |
| X-Acto 刀柄 | 材料 | MSC Direct | X3001 | 用于构建微驱动装置的固定装置 |
| 26 针双排连接器 | 材料 | Mill-Max | 852-10-026-30-001000 | 用于构建微驱动装置的固定装置 |
参考文献
- Gray, C. M., Maldonado, P. E., Wilson, M., McNaughton, B. Tetrodes markedly improve the reliability and yield of multiple single-unit isolation from multi-unit recordings in cat striate cortex. J. Neurosci. Methods. 63 (1-2), 43-54 (1995).
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