制造和使用Piggy-back多管电极 在体 神经反应的药理学调控

本实验旨在对脑内微环路进行药理学物质的离子电渗给药，同时记录神经活动。首先，拉制用于单细胞记录的单通道玻璃电极，并将尖端弯曲。同时，拉制多通道玻璃电极，并将尖端折断至所需直径。

接下来组装两个电极。最终制备的电极可用于细胞外在体记录，在需要时可将药理学试剂直接施加于神经微环路以进行操控。大家好，我是阿希姆·克鲁博士，今天我们的实验室将向您展示如何制备背负式多管电极。

这些电极可用于将离子载体类神经激动剂和拮抗剂注入神经元的微环境，从而在活体中调控神经元的神经回路。大家好，我是安·齐洛博士，我在阿希姆·克劳实验室担任博士后，今天将由我演示该操作流程。对于单通道电极，应使用带纤维丝的单通道玻璃毛细管，将其尖端拉制至直径约1–2微米， shaft长度为10–12毫米。

通过将拉制的电极填充三摩尔氯化钠溶液，并在0.9%生理盐水中使用标准欧姆计进行检测，间歇性地验证电极的阻抗。一旦电极内充满盐溶液，溶液会迅速干燥，导致电极失效。因此，仅在必要时进行此项测试。

踩踏一些不会用于背负式生产的电极。要制作完整的多管电极，需将玻璃管拉制成总直径约为10微米或更小的移液器尖端。正确拉制的电极尖端对成功至关重要。

除了要细长之外，尖端还必须具有一定的硬度，以便在需要时能够轻松折断至理想的尖端直径。在下一步中，将把尖端折断至正确的直径，因此在拉制电极的过程中，尖端的精确尺寸不如电极尖端的整体形状重要，而该形状应细长且相对较细。

现在，将单通道电极保持在约45度角，尖端向下，迅速通过火焰。使火焰在距离电极尖端约10毫米的过渡区域熔化玻璃，从而使其弯曲约20度。将多通道电极插入置于载玻片上的 modeling clay（模型黏土）床中，然后将其放入显微镜载物台上。

使用显微镜载物台的 XY 操纵器，轻轻移动电极尖端接触有机玻璃片。通过显微镜目镜观察尖端的断裂过程。此处展示了电极组件的装置示意图。

将多管电极固定在显微镜载物台的玻璃载片上。单管电极则由手动多轴操纵器夹持，使操作者能够以高精度将单管移液管下放至多管移液管上。将单管电极直接下放至多管电极的凹槽内，该凹槽由五根管的排列形成，使其尖端突出于多管电极尖端约5至10微米。

使用氰基丙烯酸酯将两个电极的杆部粘合在一起。从电极尖端最远端的位置开始，用牙签蘸取一滴胶水，沿电极杆部缓慢向电极尖端方向涂抹。若将胶水涂抹得过于靠近电极尖端，则可能导致尖端堵塞，使电极至少部分失去功能。

取少量牙科水泥混合，静置约15分钟使其干燥，然后小心取下制作完成的背负式电极。

首先从显微操作仪支架上取下，然后从载玻片上分离。在使用电极前，立即准备用各自对应的药物反向填充每个管腔。在五管配置中，将四个外侧管腔填充四种选定的药物，中心管腔则填充3摩尔的氯化钠作为平衡管腔。

然后用三摩尔的氯化钠填充单管记录电极。现在打开离子电泳泵模块并测试所有管路。每个泵模块的电极测试功能将有助于确定电极管路对于深部脑记录是否正常工作。

组装完成的五管电极与单管记录电极结合后，具有约七毫米长的长轴。在离子电泳中常使用多种突触激动剂和拮抗剂，例如甘氨酸受体拮抗剂，以阻断甘氨酸介导的抑制作用。盐酸曲普九通常可增加神经元的放电活动。

该样本数据测量了听觉神经元的放电率与强度关系函数，展示了对动物耳朵施加强度递增的正弦声刺激后的响应。在严格应用九之前，声音越大，引发的脉冲率越高。该神经元的放电率-强度函数显示脉冲率较低。

以15纳安的初始离子电渗电流刺激，可引起推出电流轻微增加。逐步提高推出电流会逐步阻断神经元上更多的甘氨酸受体，从而导致神经元放电频率逐步升高。当电流达到45纳安时，该神经元的所有甘氨酸受体似乎均被士的宁盐酸盐完全阻断。

进一步增加推出电流并释放更多的利血平并未引起进一步的变化。神经元放电率在离子电渗结束后的水平函数显示，神经反应在约25分钟后完全恢复至基线水平。该恢复过程取决于所推出药物的类型和剂量。

需要牢记的是，所施加的药物会扩散至记录位点周围，并可能阻断邻近神经元上的受体。观看本视频后，您应能充分理解如何将记录电极与多管给药电极结合使用，以实现低噪声的深部脑区记录，同时实现最多四种药理学试剂的时间可控递送。