在多电极阵列上构建图案化神经元环路

摘要

来源：Kanner, S.，等。由功能互连回路构成的模块化神经网络的设计、表面处理、细胞铺板与培养。J. Vis. Exp. (2015)

本视频展示了在图案化多电极阵列（MEA）上培养神经元细胞以构建模块化神经元网络的过程。该方法可用于研究神经信号传递和细胞间相互作用。

方案

1. 多电极阵列（MEA）制备

1. 按以下顺序清洗MEA（材料表）：
   1. 在自来水下冲洗，并在浓缩酶性洗涤剂中进行3次超声处理。
   2. 在蒸馏水中进行3次超声处理。
   3. 用蒸馏水（在通风橱中，使用1,000 µl枪头）冲洗3次，并置于紫外光（UV）下照射30分钟。
2. 支撑网络制备：
   1. 制备设计好的支撑网络模具。
      1. 将聚二甲基硅氧烷（PDMS）倒入12孔板（直径22 mm）中。
      2. 当PDMS固化后，取出模具，并使用手术刀在中央切割出一个孔，形成环形结构。
      3. 将设计好的支撑网络模具放置于MEA中心（图1A），并在其余表面覆盖多聚-D-赖氨酸（PDL），室温（RT）孵育2小时。
   2. 使用移液器去除PDL，并用蒸馏水冲洗。
   3. 移除模具并使其自然干燥（图1A）。
3. 以如下方式将模板与MEA对齐：
   1. 将模板放置在指定的显微操作器上。使用倒置显微镜精确对齐图案结构与电极，并降低模板直至其接触MEA表面（图1B）。
      

结果

图 1. 在微电极阵列（MEA）上沉积 PDMS 结构。（A） 呈环形的 PDMS 模具（红箭头标记）安装在 MEA 上。该模具用于包被神经元网络的支撑区域，该区域位于培养区域的外围（由安装在 MEA 上的环形结构限定，绿箭头标记）。（B） 使用显微操作器将 PDMS 套膜对准至 MEA 上。（C） 对准后已沉积在 MEA 上的 PDMS 套膜。（D） 使用 10 倍物镜拍摄的 MEA 上 PDMS 套膜图像（电极间距为 500 µm）。可观察到套膜上与电极位置对应的孔洞。促进细胞黏附的黏附层将仅沉积在开放区域。

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材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
PDMS, Sylgard 184	Dow Corning
Nalgene 真空室	Thermo	5305-0609
聚-D-赖氨酸 PDL	Sigma	P7886
12 孔细胞培养板	Sigma	CLS3336
5-氟-2'-脱氧尿苷	Sigma	F0503
MEA1060-Inv-BC	Multi Channel Systems
TC02	Multi Channel Systems
青霉素-链霉素（Pen Strep）	Biological Industries Beit Haemek	03-033-1c
B-27	Gibco	17504044
glutaMAX	Gibco	35050-038
MEM 最低必需培养基-伊格尔（Minimum Essential Medium-Eagle）	Biological Industries Beit Haemek	01-025-1B
微电极阵列 4Q	Multi Channel Systems	60-4QMEA1000iR-Ti-pr	清洗手册：http://www.multichannelsystems.com