用于慢性和急性体内记录的碳纤维微电极阵列 的 构建和实现

这里描述的台式结构是目前为数不多的可用的电极技术之一，它允许从密集的神经元簇进行记录，并随着时间的推移跟随许多神经元。碳纤维微电极阵列的制造成本低廉。它们很小，具有生物相容性，并且随大脑移动，从而允许健康稳定的记录。

碳纤维非常薄，最初，它们很难看到。但是，经过几天的处理，它们变得更容易操纵。首先，在盒式磁带的两长边上放置一块双面胶带，将磁带的边缘与盒式磁带的内边缘对齐。

要准备碳纤维操作工具，请在30号针周围缠绕一小块粘合膜，以与薄膜形成一个尖锐但灵活的点。接下来，将单个纤维从烤制的束中分离出来，并将它们与盒的短边平行放置，保持两到三毫米的距离。确保每个盒式磁带上安装20至30根纤维后，通过在双粘胶带上铺设透明胶带将纤维密封到位，然后将填充的盒式磁带放入盒式磁带支架中。

要组装碳纤维微电极阵列，请开始通过夹具连接器端的适当通道馈送每根接地线，然后继续直到两端的长度相等。然后将它们拧在一起以将它们固定在夹具上。应用紫外线固化的牙科水泥来固定电线，同时确保不会在电线通过的开放通道内获得任何牙科水泥。

使用UV固化棒固化牙胶20秒，并对齐夹具和钳子，使连接器端，洗手盆和漏斗尖端可见。接下来，确定夹具的方向，使漏斗指向远离用户的位置，并且连接器末端面向用户。然后将25号针尖滑向潜在的纤维去除部位的盒，并从盒中切出单个碳纤维。

使用碳纤维工具握住刚切割的纤维自由端，然后用针将纤维的另一端从盒中切开。然后再次使用碳纤维工具拾取碳纤维，使一端距离工具约一厘米长。使用纤维连接的碳纤维工具，从夹具的中间盆中通过漏斗片将纤维的较短端送入纤维。

继续通过夹具漏斗给纤维，直到纤维的大部分长度通过。使用碳纤维工具通过可用通道馈送纤维的后部。继续通过背部进料，直到大约五毫米的纤维伸出或在必要时切成大小。

要去除连接器端的绝缘层，请使用标准火花轮打火机将火焰传递到暴露的光纤上，然后通过夹具将火焰光纤送入，以便火焰光纤部分现在位于通道内，同时确保没有光纤从夹具的背面伸出。将紫外线固化的牙科水泥涂在夹具的盆纤维上以填充整个盆，覆盖通道和漏斗的开口。从台钳上取下夹具并调整夹具方向以使漏斗指向下方后，在连接器端朝上的情况下固定夹具。

用银印填充针头，并小心地将针头插入一个通道，直到被牙科水泥停止。要用油漆填充通道，请慢慢按下注射器，同时从通道中取出针头，然后将棉头涂抹器浸入油漆稀释剂中，并清洁任何油漆的夹具表面的底部。现在，通过将引脚与通道对齐，将头级连接器插入正确的方向。

一旦头台连接器坐直，直立，并尽可能齐平到夹具上，通过沿着头台连接器与夹具相遇的边缘涂上牙科水泥，然后将头台连接器固定到夹具上，然后紫外线固化20秒。为了将电极尖端切割到所需的长度，请将电极降低到去离子或蒸馏水的烧杯中，直到漏斗尖端完全浸没并保持垂直于表面。现在，通过将电极从水中取出，将各个碳纤维结合在一起。

将电极铺好，使纤维齐平地躺在导向表面上，并用手术刀以滚动运动将纤维切割成所需的长度，然后使用适当的适配器将电极连接到多电极阻抗测试仪并测试阻抗。现在将电极尖端降低约2毫米到0.1摩尔PBS的微量离心管中，并将接地线插入微量离心管中。为了降低电极尖端的阻抗，注入具有所选振幅和持续时间的正电流，然后在去离子或蒸馏水中冲洗纤维以进行清洁。

接下来，要在镀金溶液中进行电镀，请将电极束尖端降低约两毫米到电镀混合物中的微量离心管中，并将接地线插入微量离心管中。然后设置适当的电镀参数。电镀后用去离子或蒸馏水彻底冲洗纤维。

制备的碳纤维的代表性SEM图像显示镀金溶液集中在尖端。光纤电镀金导致适合记录的阻抗降低。在初始切割、正电流注入和电镀后，300通道的阻抗值在每个加工步骤后均显示出阻抗值的降低。

适度的电镀金持续时间在碳纤维束尖端上产生了小而圆的沉积物。此外，还分析了行为自由的成年雄性小鼠的脾后皮层中稳定的64通道电生理活性。结果证明了记录质量的一致性，强大的单单元检测，非归一化尖峰波形所示的随时间的一致性以及稳定的本底噪声。

此外，植入后11个月跟踪的原始电压显示出强大的局部场电位。这里还显示了从成年雌性雪貂的主要视觉皮层获得的急性16通道碳纤维微电极阵列记录的代表性示例。碳纤维微电极阵列允许在很长一段时间内短期或长期记录大脑中附近的神经元，这对于理解神经回路至关重要。