将电极阵列和光纤植入小鼠海马体

摘要

来源：Bender, F., 等，行为小鼠中海马θ振荡的光遗传学同步。 J. Vis. Exp. (2018)

本视频展示了在小鼠模型的海马体中进行立体定位植入金属丝电极阵列和光学纤维的操作过程。

方案

所有涉及动物模型的操作均已通过当地机构动物护理委员会和 JoVE 兽医审查委员会的审核。

1. 视觉纤维的制备（图1A）

1. 使用多模光纤（105 µm 纤芯，石英纤芯玻璃包层，0.22 数值孔径）。当光纤仍连接在光纤盘上时，使用微剥钳剥离光纤纤芯的 125 µm 包层。
2. 使用金刚石刀将光纤切割至约 2–3 cm 长度。
3. 将光纤插入氧化锆陶瓷插针套管中（内径：126 µm）。光纤应从套管的凸面端突出约 0.5–1 mm。
4. 使用针头在套管两端各滴一滴环氧胶，但不要将胶涂在套管侧面。也可使用氰基丙烯酸酯胶（快干胶）替代。
5. 让胶水至少干燥 30 分钟。
6. 使用金刚石研磨膜（3 µm 粒径）抛光套管的凸面端。
7. 使用光功率计检测光传输的保真度。
   1. 将光功率计的波长设置为与所用激光器相同的波长。
   2. 将跳线光纤的端面朝向传感器中心放置。开启激光器，读取光功率计的光输出值，并记录该数值。
   3. 通过对接套筒将光学纤维与跳线光纤连接，并将光纤端面朝向传感器中心放置。开启激光器，读取光功率计的光输出值，并记录该数值。
   4. 通过将第二个数值除以第一个数值计算传输率。若传输率低于 0.5，则弃用该光纤；否则可用于植入。

结果

图 1：光纤、电极及手术示意图。 （A）光纤示意图。（B）将记录电极阵列粘附于光纤上，用于在海马θ节律夹带过程中记录海马局部场电位（LFP）的示意图。（C）为记录海马细胞活动，将硅探针安装于微型驱动装置上。（D）微型螺钉固定于颅骨上；铜导线在置于小脑上方前，已预先焊接到接地螺钉和参考螺钉上。（E）使用牙科水泥覆盖并连接各螺钉。上方蓝色圆圈表示为植入硅探针而实施开颅的位置；下方蓝色圆圈表示为在海马植入光纤而实施开颅的位置。（F）将一根光纤以尾侧.......

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
PV-Cre 小鼠	杰克逊实验室	B6;129P2-Pvalbtm1(cre)Arbr/J
立体定位仪	David Kopf Instruments, Tujunga, CA, USA	Model 963	超精密小型动物立体定位装置
钻头，0.8 mm	Bijoutil, Allschwil, 瑞士	49080HM
焊接站	Weller Tools GmbH, Besigheim, 德国	WSD 81
红霉素	Rotexmedica GmbH, Trittau, 德国	PZN: 10823932	1g 注射用溶液粉末
精密钻磨机	Proxxon, Wecker, 卢森堡	fbs 240/e
多模光纤	ThorLabs, Dachau, 德国	FG105LCA	0.22 数值孔径，低羟基，核心直径 Ø105 µm，波长范围 400 - 2400 nm
陶瓷插针套管	Precision Fiber Products, Milpitas, CA, USA	CFLC126	陶瓷 LC 多模套管，内径 126 µm
抛光纸	Thorlabs	LF3D	6" x 6" 金刚石研磨（抛光）片
功率计	Thorlabs	PM100D	紧凑型功率和能量计主机，数字式 4" LCD 显示屏
多模光纤耦合器	Thorlabs	FCMM50-50A-FC	1×2 多模耦合器，50:50 分光比，50 µm 渐变折射率光纤，FC/PC 接口
光纤跳线	Thorlabs	FG105LCA CUSTOM-MUC	定制，3 m 长，带保护套管，套管型号：FT030，连接器 1：FC/PC，连接器 2：1.25 mm (LC) 陶瓷插针
套筒	Precision Fiber Products, Milpitas, CA, USA	ADAL1	用于 Ø1.25 mm (LC/PC) 插针的陶瓷分体式对接套筒
钨丝	California Fine Wire Company, Grover Beach, CA, USA	CFW0010954	40 µm，纯度 99.95%
毛细管	Optronics	1068150020	内径：100.4 µm
Omnetics 纳米连接器	Omnetics Connector Corporation, Minneapolis, USA	A79038-001
螺丝	Bilaney, 杜塞尔多夫, 德国	00-96x1/16	不锈钢
导电银漆	Conrad electronics, 德国	530042
液体助焊剂	Felder GMBH Löttechnik, Oberhausen, 德国	Lötöl ST	DIN EN 29454.1, 3.2.2.A (F-SW 11)