开源工具包:用于神经记录的台式碳纤维微电极阵列

碳纤维电极比神经元小，损害最小。此外，它们可以在台面上使用最少的专用设备制造。这种技术的主要优点在于其简单性。

它允许用户构建和自定义神经阵列，无需洁净室经验。操纵碳纤维并放置银环氧树脂是棘手而关键的。这两个部分需要大量的练习和精细的运动控制。

第一天总是最糟糕的，但通过练习，大约一周后，您将构建一个功能性神经阵列。首先，将烙铁设置为315摄氏度。将助焊剂涂在所有焊盘上。

在柔性阵列的背垫上形成小堆焊料，然后将引脚焊接在连接器的任一侧。固定好后，轻轻推动前引脚之间的烙铁头，以焊接背面的其余连接。如果焊接需要很长时间，请涂上额外的助焊剂层，然后将前排引脚焊接到电路板上。

用100%异丙醇和短刷毛清除多余的助焊剂。接下来，用注射器缓慢推动铺设的环氧树脂，将斜面朝下放置在引脚上，以封装焊接连接。在电路板背面铺设一小条环氧树脂线，然后将其拉到连接器的边缘以固定它。

用玻璃拉拔器和细丝制作毛细管。切一个拉动的玻璃毛细管，使其尖端适合阵列的痕迹。然后，用两个棉质涂药器的木制末端将大约一比一的银环氧树脂舀入塑料盘中并混合。

混合后丢弃涂抹器。从碳纤维束的末端切下两到四毫米，用剃须刀片在打印机纸上。轻轻地将层压纸拉过束的顶部，以分离纤维和束。

接下来，在拉动的毛细管末端取一点环氧树脂。并轻轻地将其涂抹在电路板末端的每隔一条迹线之间，以填充间隙。在每个环氧树脂痕量中放置一根碳纤维，并用特氟龙涂层镊子。

然后，用干净的拉毛细管调整碳纤维，使其垂直于柔性阵列板的末端并将它们埋在环氧树脂下面。将阵列放在木块上，纤维末端悬在块的边缘。在140摄氏度下烘烤木块和阵列20分钟，以固化银环氧树脂并将纤维锁定到位。

如果银环氧树脂将两种或两种以上的纤维短路在一起，则可以使用干净的玻璃毛细管将其去除，并将其轻轻地从板上刮下来。将成品板存放在带有凸起平台的盒子中，以悬挂板的纤维末端，以防止纤维断裂。用干净的毛细管在暴露的痕迹上涂抹一小滴UV环氧树脂，然后继续添加液滴，直到痕迹完全覆盖。

在UV笔下固化UV环氧树脂两分钟，然后在电路板的另一侧重复。用立体镜标线和手术剪刀将纤维切割成一毫米。要检查电气连接，请将恒电位仪设置为零伏特，持续五秒钟，然后稳定记录的信号。

使用恒电位仪对每根光纤运行一千赫兹阻抗扫描。通过恒电位仪相关软件记录测量结果。然后将纤维浸入烧杯中的去离子水中，冲洗三次。

轻轻地从地面刮掉Parylene C，并用镊子将参考线刮到电路板上。接下来，用剃须刀片切开两根五厘米长的绝缘银线。从一端对两到三毫米的电线进行去绝缘，从另一端对大约10毫米的电线进行去绝缘。

接下来，将烙铁加热到315摄氏度，并在电线上施加小的助焊剂。将两到三毫米的一根导线插入电路板上的每根电生理导线中，并在导线的顶部涂上焊料。让探头冷却后，将其翻转过来，在导线的背面涂上一点焊料。

剪掉从背面焊料堆中伸出的任何外露电线。将阵列放在存储盒中，将电线向后弯曲，远离光纤，并将电线固定在胶带上，以防止潜在的光纤电线相互作用。使用吸头的扫描电镜图像来确定暴露的碳长度和吸头几何形状。

剪刀切割纤维的尖端几何形状不一致，聚对二甲苯C在末端折叠。NDYAG激光切割光纤在记录现场区域，形状和阻抗方面保持一致。吹灰光纤导致最大的电极尺寸，形状变化和锋利的尖端。

平均而言，140微米的碳被重新暴露。紫外激光切割光纤类似于吹炬光纤，显示从尖端暴露的120微米碳。由此产生的阻抗在范围内，用于电生理记录。

NDYAG激光切割光纤具有最小的表面积，但阻抗最高。其次是吹炬和紫外激光切割光纤。然而，在所有情况下，PEDOT:pTS涂层光纤都低于110千欧姆阈值。

来自四根两毫米长的紫外激光治疗光纤同时植入大鼠运动皮层的急性记录显示所有纤维上有三个单元，这表明用廉价的紫外激光治疗光纤类似于其他切割方法。在尝试此协议时，在填充碳纤维时给自己一个大而干净的空间。很容易不小心把所有的光纤都从桌子上扫下来，因为没有足够的回旋余地。

这些阵列现在适用于来自大脑的信号单元记录。这些建筑技术允许密歇根大学的巴恩斯博士小组进行报告，凯斯西储大学的Chiel博士小组可以报告细胞内。