硅平面皮层内微电极表面处理工具

本方案提供了用于通过气相沉积和水溶液反应对皮层内微电极装置进行表面修饰的操作工具。这些操作方法可在长时间反应过程中保持装置的完整性。针对皮层内微电极装置的操作方法通常未被公开披露。

该技术可通过开发表面处理和涂层方法，助力提升这些器件性能的研究工作。首先，获取用于表面处理的皮层内微电极器件或非功能性探针。为便于材料测试，可同时获取与器件相同基底材料的1平方厘米样品用于处理。

3D 打印或获取部件 1A 和 1B。将双面聚酰亚胺胶带粘贴到部件 1A 上。同时，将一条厚度为 3.17 毫米、单面带胶的泡沫条粘贴到部件 1B 上。

然后，将设备的连接器包装粘贴到 1A 部件的胶带上。通过将孔对齐，并使用不锈钢螺丝和翼形螺母固定，将 1A 和 1B 部件连接在一起。利用 1A 部件底部的孔，通过扎带将组件固定在真空干燥器托盘上。

将方形材料样品放入框架底部的狭缝中。将溶液置于真空干燥器内与固定组件相对且对齐的合适容器中。在干燥器中放置真空计以记录确切压力。

然后，将干燥盖的端口置于固定组件附近，并与溶液对齐，完成气相沉积。首先，在孔板盖上切割出尺寸为19毫米×10.5毫米的矩形孔，以将装置的电极阵列悬置于溶液中。3D打印或获取导向装置。

将导板上的矩形孔与盖子上的孔对齐，确保导板上的孔无遮挡。使用氰基丙烯酸酯粘合剂将导板固定在盖子上。然后，在需要进行处理的孔中加入所需的溶液。

为确认表面处理效果，将方形基底样品浸入反应溶液中，置于孔板的孔内。组装探针装置时，用胶带将部件2B固定在实验台面上。将双面聚酰亚胺胶带贴附在部件2C的底部以覆盖其基底。

此外，使用一条厚度为3.17毫米的单面胶泡沫胶带覆盖2D部件的底部。然后将2C部件插入2B部件的凹槽中。将设备的连接器包装粘贴到胶带上，方向应使设备杆部的长度保持悬空状态。

通过将部件2D滑入部件2C来固定装置。握住组件的边缘，小心提起并从部件2B上取下。将部件2C和2D上朝外的半圆与部件2A上的相应导槽对齐，以将组件安装到孔板的盖子中。

通过将部件2E压入导轨来固定组件的安装。将装置悬置于孔板中后，转移至摇床并以每分钟100转以下的速度运行。对于需要多种溶液或洗涤步骤的反应，小心地将盖子转移至含有相应溶液的新孔板中的适当孔位。

完成此步骤后，将 2B 号胶带片固定在实验台面上。要从孔板中取出装置，请先从盖子上取下 2E 号胶带片，然后用手握住装置，小心地将整个组件取出。

将组件摆放至2C部件朝向实验台面、2D部件朝上的方向。使装置的杆部与实验台面保持平行。将组件的2C部件插入2B部件中。

将2C部件的卡扣轻轻压入工作台，使2D部件与2C部件分离。使用镊子将装置的连接器包装从胶带上取下，并将装置转移至储存容器中。本方案演示了对硅片方形样品上的密歇根型微电极阵列进行表面处理的过程。

采用气相沉积法利用APTES进行胺基功能化修饰。随后，通过碳二亚胺交联化学法固定锰TBAP。沉积后，对硅基样品进行椭圆偏振测量，得到的APTES层平均厚度为8.5 Å，而理论单分子层厚度为7 Å。

X射线光电子能谱分析显示，经过气相APTES处理后，氮和碳的原子百分比浓度增加，表明发生了化学沉积。同样，在溶液相固定化处理后检测到了锰元素。此外，微电极阵列的电化学阻抗谱分析的Bode图显示，涂层前后阻抗幅值之间无统计学差异。

因此，使用涂层工艺成功地完成了电极阵列的涂覆。本方案通过最大限度地降低对器件造成损伤的风险，促进了皮层内微电极的表面修饰。该领域的其他研究人员可将此方法学适配于其自身器件及化学处理流程。