Konstruktion gemusterter neuronaler Schaltkreise auf einem Mehrelektrodenarray

Nehmen Sie ein gereinigtes und sterilisiertes Multi-Elektroden-Array (MEA), ein Gerät mit Mikroelektroden zur Gewinnung und Abgabe neuronaler Signale.

Befestigen Sie eine gemusterte Polymerschablone an einem Mikromanipulator und platzieren Sie sie auf der MEA-Oberfläche.

Richten Sie die gemusterte Schablone unter einem Mikroskop an den Elektroden des MEA aus und befestigen Sie sie zur Erstellung von Modulen.

Entfernen Sie den Mikromanipulator.

Übertragen Sie das MEA in eine Vakuumkammer. Geben Sie eine Matrizenlösung in die Schablone und wenden Sie ein Vakuum an, um eine gleichmäßige Matrixbeschichtung zu gewährleisten.

Lassen Sie die Matrize trocknen.

Entfernen Sie die Schablone und sterilisieren Sie das MEA, indem Sie es ultraviolettem Licht aussetzen.

Fügen Sie neuronale Zellen in das Zentrum des MEA ein und lassen Sie die Zellen sich an die Matrixschicht anheften.

Fügen Sie als Nächstes Wachstumsmedien hinzu und inkubieren Sie.

Nährstoffe aus dem Medium und der extrazellulären Matrix ermöglichen es den Zellen, zu wachsen und Projektionen zu erweitern, wodurch miteinander verbundene gemusterte neuronale Schaltkreise gebildet werden, deren Signale mit dem MEA aufgezeichnet werden können.

Reinigen Sie zuerst das Multielektroden-Array, indem Sie es unter Leitungswasser waschen und dann mit einem konzentrierten enzymatischen Reinigungsmittel beschallen. Wiederholen Sie diese Schritte dreimal. Dann beschallen Sie das MEA dreimal in reinem destilliertem Wasser. Waschen Sie danach das MEA unter einer Haube mit destilliertem Wasser, bevor Sie es 30 Minuten lang mit UV-Licht sterilisieren.

Befestigen Sie nun eine Schablone an einem vorbereiteten Mikromanipulator. Untersuchen Sie unter einem inversen Mikroskop die gemusterte Struktur und richten Sie sie so aus, dass sie mit den Elektroden des MEA übereinstimmt. Verwenden Sie dann den Mikromanipulator, um die Schablone auf die MEA-Oberfläche abzusenken. Heben Sie nach dem Anbringen den Mikromanipulator an. Übertragen Sie nun das MEA für 15 Minuten in die Vakuumkammer. Tragen Sie dann einen 1-Milliliter-Tropfen PDL auf die Schablone auf und geben Sie sie für 2 Zyklen von 20 Minuten in die Vakuumkammer zurück.

Lass das PDL über Nacht trocknen. Entfernen Sie am nächsten Tag die PDMS-Schablonen mit einer Pinzette von den MEAs. Zum Schluss die MEAs 7 Minuten lang UV-sterilisieren. Dann sind sie bereit für die Zellen. Zur Aufbereitung werden Zellen kultiviert und Suspensionen wie im Textprotokoll vorbereitet. Nachdem Sie die erforderliche Anzahl von Zellen resuspendiert haben, plattieren Sie sie in der Mitte des gemusterten Bereichs auf dem MEA oder Deckglas, und MEA sollte mit einem Volumen von 100 Mikrolitern beladen werden, und ein Deckglas bietet Platz für 1.000 Mikroliter. Inkubieren Sie die plattierten Zellen 40 Minuten lang. Fügen Sie dann Beschichtungsmedium hinzu.

Um die Zellen alle 4 Tage zu erhalten, fügen Sie frisches, ergänztes Wachstumsmedium hinzu. Nach dem sechsten oder siebten Tag sollten sich neuronale Verbindungen zwischen den Modulen bilden.