Werkzeuge zur Oberflächenbehandlung von siliziumplanaren intrakortikalen Mikroelektroden

Dieses Protokoll bietet Handhabungswerkzeuge für die Oberflächenmodifikation von intrakortikalen Mikroelektrodengeräten durch Gasphasenabscheidung und wässrige Lösungsreaktion. Diese Handhabungsmethoden gewährleisten die Geräteintegrität über längere Reaktionszeiten hinweg. Methoden zur Handhabung intrakortikaler Mikroelektrodengeräte sind oft nicht offengelegt.

Diese Technik kann den Forschungsbemühungen zur Verbesserung der Leistung dieser Geräte durch die Entwicklung von Oberflächenbehandlungen und Beschichtungen zugute kommen. Erwerben Sie zunächst intrakortikale Mikroelektrodengeräte oder nichtfunktionelle Sonden für die Oberflächenbehandlung. Um die Materialprüfung zu erleichtern, erfassen Sie ein Zentimeter quadratische Proben des Substratmaterials zur Behandlung neben den Geräten.

3D-Druck oder Erfassen der Teile 1A und 1B. Befestigen Sie ein doppelseitiges Polyimidband an Teil 1A. Befestigen Sie außerdem einen 3,17 Millimeter dicken Schaumstoffstreifen mit einseitigem Kleber an Stück 1B.

Kleben Sie dann die Steckverbinderverpackung des Geräts auf das Band auf Stück 1A. Verbinden Sie die Teile 1A und 1B, indem Sie die Löcher ausrichten und mit Edelstahlschrauben und Flügelmuttern befestigen. Befestigen Sie die Baugruppe mit Reißverschlüssen an der Vakuum-Exsikkatorschale und nutzen Sie dabei die Löcher im Boden des Stücks 1A.

Platzieren Sie quadratische Materialproben in den Schlitzen am unteren Rand des Rahmens. Legen Sie die Lösung in einen geeigneten Behälter im Vakuum-Trockenmittel gegenüber und in Linie mit der gesicherten Baugruppe. Setzen Sie ein Vakuummessgerät in den Exsikkator ein, um den genauen Druck aufzuzeichnen.

Positionieren Sie dann den Anschluss des ausgetrockneten Deckels in der Nähe der gesicherten Baugruppe und in einer Linie mit der Lösung und schließen Sie die Gasphasenabscheidung ab. Schneiden Sie zunächst rechteckige Löcher mit Abmessungen von 19 x 10,5 Millimetern in den Deckel der Wellplatte, um das Elektrodenarray des Geräts in Lösung aufzuhängen. 3D-Druck oder Erwerben der Anleitungen.

Richten Sie die rechteckigen Löcher in den Führungen an den Löchern im Deckel aus, um sicherzustellen, dass die Bohrung in der Führung ungehindert ist. Befestigen Sie die Führungen am Deckel mit Cyanacrylat-Klebstoff. Dann füllen Sie die gewünschte Lösung in die Vertiefungen, in denen die Behandlung stattfinden wird.

Um die Oberflächenbehandlung zu bestätigen, tauchen Sie die quadratischen Substratproben in die Reaktionslösung in einer Vertiefung der Platte. Um das Sondengerät zu montieren, kleben Sie 2B auf eine Tischplatte. Legen Sie ein doppelseitiges Polyimidband an, um die Basis des Stücks 2C abzudecken.

Platzieren Sie auch ein 3,17-Millimeter-Schaumstoffband mit einseitigem Klebstoff, um die Basis des Teils 2D abzudecken. Passen Sie dann Stück 2C in die Rille von Stück 2B ein. Kleben Sie die Steckerverpackung des Geräts auf das Band, ausgerichtet, so dass die Länge des Geräteschaftes aufgehängt ist.

Sichern Sie das Gerät, indem Sie das Stück 2D in das Stück 2C schieben. Halten Sie die Kanten der Baugruppe fest und heben Sie sie vorsichtig an, um sie aus Teil 2B zu entfernen. Richten Sie die nach außen gerichteten Halbkreise auf den Stücken 2C und 2D mit den entsprechenden Führungen auf Stück 2A aus, um die Baugruppe in den Deckel der Bohrlochplatte zu passen.

Sichere Montageplatzierung durch Einpressen des Stücks 2E über die Führungen. Nachdem Sie die Geräte in der Bohrlochplatte aufgehängt haben, übertragen Sie die Baugruppe auf einen Schüttler und laufen Sie mit Geschwindigkeiten unter 100 Umdrehungen pro Minute. Bei Reaktionen, die mehrere Lösungen oder Waschschritte erfordern, legen Sie den Deckel vorsichtig auf eine neue Bohrplatte, die die gewünschte Lösung in der entsprechenden Vertiefung enthält.

Nach diesem Schritt Klebeband 2B auf eine Tischplatte. Um Geräte von der Bohrlochplatte zu entfernen, entfernen Sie das Stück 2E aus dem Deckel. Entfernen Sie dann vorsichtig die Baugruppe, indem Sie das Gerät gedrückt halten.

Richten Sie die Baugruppe so aus, dass Teil 2C der Tischplatte und Teil 2D nach oben zeigt. Richten Sie den Schaft des Geräts parallel zur Tischplatte aus. Passen Sie Teil 2C der Baugruppe in Teil 2B ein.

Üben Sie leichten Druck auf die Laschen von Stück 2C in die Bank aus, um Stück 2D von Stück 2C zu trennen. Entfernen Sie mit einer Pinzette die Anschlussverpackung des Geräts vom Band und übergeben Sie das Gerät in einen Speicherbehälter. Die Oberflächenbehandlung von Mikroelektrodenarrays im Michigan-Stil in quadratischen Siliziumproben wurde mit diesem Protokoll demonstriert.

Die Gasphasenabscheidungsmethode wurde für die Aminfunktionalisierung unter Verwendung von APTES angewendet. Anschließend wurde die Carbodiimid-Vernetzungschemie verwendet, um Mangan-TBAP zu immobilisieren. Nach der Abscheidung ergaben ellipsometrische Messungen aus den Siliziumproben eine mittlere APTES-Schichtdicke von 8,5 Angström, verglichen mit der theoretischen Monoschichtdicke von 7 Angström.

Die Röntgen-Photoelektronenspektroskopie-Analyse zeigte einen Anstieg der prozentualen atomaren Konzentrationen von Stickstoff und Kohlenstoff nach der Gasphasen-APTES-Behandlung, was auf eine chemische Ablagerung hinweist. In ähnlicher Weise wurde Mangan nach der Lösungsphasenimmobilisierung nachgewiesen. Darüber hinaus zeigte das Bode-Diagramm für die elektrische Impedanzspektroskopie-Analyse der Mikroelektrodenarrays keinen statistischen Unterschied zwischen den Impedanzgrößen vor und nach dem Beschichtungsprozess.

So erfolgte eine erfolgreiche Beschichtung des Elektrodenarrays unter Verwendung der Beschichtungsverfahren. Dieses Protokoll erleichtert die Oberflächenmodifikation von intrakortikalen Mikroelektroden, indem es das Risiko einer Beschädigung des Geräts minimiert. Andere auf diesem Gebiet können die Methodik an ihre Geräte und chemischen Verfahren anpassen.