Name: Fabricación de ti3C2 Matrizs de Microelectrodos MXene para Grabación Neuronal In Vivo (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 58 s
Description: Aprende a fabricar matrices de microelectrodos de Ti₃C₂ MXene para grabación neural in vivo. Este método permite el micropatrón preciso de películas de MXene manteniendo su integridad y alta conductividad metálica.

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Este trabajo fue apoyado por los Institutos Nacionales de Salud (concesión no. R21-NS106434), el Citizens United for Research in Epilepsy Taking Flight Award, la Mirowski Family Foundation y Neil and Barbara Smit (F.V.); el Programa de Becas de Investigación de Posgrado de la Fundación Nacional de Ciencias (conceder no. DGE-1845298 a N.D. y B.M.); la Oficina de Investigación del Ejército (Acuerdo Cooperativo Número W911NF-18-2-0026 a K.M.); y por el Ejército de los Estados Unidos a través del Programa de Iniciativa de Ciencia Sólapto en el Centro Biológico Químico Edgewood (PE 0601102A Proyecto VR9 a Y.G. y K.M.). Este trabajo se llevó a cabo en parte en el Centro Singh de Nanotecnología, que cuenta con el apoyo del Programa Nacional de Infraestructura Coordinada en Nanotecnología de la Fundación Nacional de Ciencias (NNCI-1542153).

<ol><li>Ludwig, K. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Poly%283%2C4-ethylenedioxythiophene%29+%28PEDOT%29+polymer+coatings+facilitate+smaller+neural+recording+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) polymer coatings facilitate smaller neural recording electrodes.</a> Journal of Neural Engineering. 8 (1), 014001(2011).</li>
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<li>Lecomte, A., Descamps, E., Bergaud, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+on+mechanical+considerations+for+chronically-implanted+neural+probes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">A review on mechanical considerations for chronically-implanted neural probes.</a> Journal of Neural Engineering. 15 (3), 031001(2017).</li>
<li>Castagnola, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Smaller%2C+softer%2C+lower-impedance+electrodes+for+human+neuroprosthesis%3A+a+pragmatic+approach%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Neuroengineering%22%5BJournal%5D)">Smaller, softer, lower-impedance electrodes for human neuroprosthesis: a pragmatic approach.</a> Frontiers in Neuroengineering. 7, 8(2014).</li>
<li>Nguyen, J. K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Mechanically-compliant+intracortical+implants+reduce+the+neuroinflammatory+response%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neural+Engineering%22%5BJournal%5D)">Mechanically-compliant intracortical implants reduce the neuroinflammatory response.</a> Journal of Neural Engineering. 11 (5), 056014(2014).</li>
<li>Boehler, C., Stieglitz, T., Asplund, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanostructured+platinum+grass+enables+superior+impedance+reduction+for+neural+microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Nanostructured platinum grass enables superior impedance reduction for neural microelectrodes.</a> Biomaterials. 67, 346-353 (2015).</li>
<li>Petrossians, A., Whalen, J. J., Weiland, J. D., Mansfeld, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modification+of+neural+stimulating%2Frecording+electrodes+with+high+surface+area+platinum-iridium+alloy+coatings%5BTitle%5D)+AND+%222011+Annual+International+Conference+of+the+IEEE+Engineering+in+Medicine+and+Biology+Society%22%5BJournal%5D)">Surface modification of neural stimulating/recording electrodes with high surface area platinum-iridium alloy coatings.</a> 2011 Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society. , 3001-3004 (2011).</li>
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<li>Ferguson, J. E., Boldt, C., Redish, A. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Creating+low-impedance+tetrodes+by+electroplating+with+additives%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+and+Actuators+A%3A+Physical%22%5BJournal%5D)">Creating low-impedance tetrodes by electroplating with additives.</a> Sensors and Actuators A: Physical. 156 (2), 388-393 (2009).</li>
<li>Kotov, N. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanomaterials+for+Neural+Interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanomaterials for Neural Interfaces.</a> Advanced Materials. 21 (40), 3970-4004 (2009).</li>
<li>Keefer, E. W., Botterman, B. R., Romero, M. I., Rossi, A. F., Gross, G. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon+nanotube+coating+improves+neuronal+recordings%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Nanotechnology%22%5BJournal%5D)">Carbon nanotube coating improves neuronal recordings.</a> Nature Nanotechnology. 3 (7), 434-439 (2008).</li>
<li>Lu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposited+polypyrrole%2Fcarbon+nanotubes+composite+films+electrodes+for+neural+interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Biomaterials%22%5BJournal%5D)">Electrodeposited polypyrrole/carbon nanotubes composite films electrodes for neural interfaces.</a> Biomaterials. 31 (19), 5169-5181 (2010).</li>
<li>Green, R. A., Williams, C. M., Lovell, N. H., Poole-Warren, L. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Novel+neural+interface+for+implant+electrodes%3A+improving+electroactivity+of+polypyrrole+through+MWNT+incorporation%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Materials+Science%3A+Materials+in+Medicine%22%5BJournal%5D)">Novel neural interface for implant electrodes: improving electroactivity of polypyrrole through MWNT incorporation.</a> Journal of Materials Science: Materials in Medicine. 19 (4), 1625-1629 (2008).</li>
<li>Apollo, N. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+Freestanding+Neural+Stimulation+and+Recording+Electrodes+Fabricated+from+Reduced+Graphene+Oxide%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Flexible Freestanding Neural Stimulation and Recording Electrodes Fabricated from Reduced Graphene Oxide.</a> Advanced Functional Materials. 25 (23), 3551-3559 (2015).</li>
<li>Lu, Y., Lyu, H., Richardson, A. G., Lucas, T. H., Kuzum, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Flexible+Neural+Electrode+Array+Based-on+Porous+Graphene+for+Cortical+Microstimulation+and+Sensing%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Flexible Neural Electrode Array Based-on Porous Graphene for Cortical Microstimulation and Sensing.</a> Scientific Reports. 6 (1), 33526(2016).</li>
<li>Matarredona, O., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dispersion+of+Single-Walled+Carbon+Nanotubes+in+Aqueous+Solutions+of+the+Anionic+Surfactant+NaDDBS%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Dispersion of Single-Walled Carbon Nanotubes in Aqueous Solutions of the Anionic Surfactant NaDDBS.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 107 (48), 13357-13367 (2003).</li>
<li>Ramesh, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dissolution+of+Pristine+Single+Walled+Carbon+Nanotubes+in+Superacids+by+Direct+Protonation%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Physical+Chemistry+B%22%5BJournal%5D)">Dissolution of Pristine Single Walled Carbon Nanotubes in Superacids by Direct Protonation.</a> The Journal of Physical Chemistry B. 108 (26), 8794-8798 (2004).</li>
<li>Kim, S. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+modifications+for+the+effective+dispersion+of+carbon+nanotubes+in+solvents+and+polymers%5BTitle%5D)+AND+%22Carbon%22%5BJournal%5D)">Surface modifications for the effective dispersion of carbon nanotubes in solvents and polymers.</a> Carbon. 50 (1), 3-33 (2012).</li>
<li>Wang, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nanotechnology+and+Nanomaterials+for+Improving+Neural+Interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Functional+Materials%22%5BJournal%5D)">Nanotechnology and Nanomaterials for Improving Neural Interfaces.</a> Advanced Functional Materials. 28 (12), 1700905(2017).</li>
<li>Wang, K., Fishman, H. A., Dai, H., Harris, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Neural+Stimulation+with+a+Carbon+Nanotube+Microelectrode+Array%5BTitle%5D)+AND+%22Nano+Letters%22%5BJournal%5D)">Neural Stimulation with a Carbon Nanotube Microelectrode Array.</a> Nano Letters. 6 (9), 2043-2048 (2006).</li>
<li>Ansaldo, A., Castagnola, E., Maggiolini, E., Fadiga, L., Ricci, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Superior+Electrochemical+Performance+of+Carbon+Nanotubes+Directly+Grown+on+Sharp+Microelectrodes%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Superior Electrochemical Performance of Carbon Nanotubes Directly Grown on Sharp Microelectrodes.</a> ACS Nano. 5 (3), 2206-2214 (2011).</li>
<li>Nimbalkar, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-Capacitive+Carbon+Neural+Probe+Allows+Simultaneous+Long-Term+Electrical+Stimulations+and+High-Resolution+Neurotransmitter+Detection%5BTitle%5D)+AND+%22Scientific+Reports%22%5BJournal%5D)">Ultra-Capacitive Carbon Neural Probe Allows Simultaneous Long-Term Electrical Stimulations and High-Resolution Neurotransmitter Detection.</a> Scientific Reports. 8, 6958(2018).</li>
<li>Anasori, B., Lukatskaya, M., Gogotsi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2D+metal+carbides+and+nitrides+%28MXenes%29+for+energy+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Reviews+Materials%22%5BJournal%5D)">2D metal carbides and nitrides (MXenes) for energy storage.</a> Nature Reviews Materials. 2, 16098(2017).</li>
<li>Anasori, B., Gogotsi, Y. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aAnasori%2C+B+%222D+Metal+Carbides+and+Nitrides+%28MXenes%29%3A+Structure%2C+Properties+and+Applications%22">2D Metal Carbides and Nitrides (MXenes): Structure, Properties and Applications</a>. , Springer Nature. Switzerland. (2019).</li>
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<li>Ghidiu, M., Lukatskaya, M. R., Zhao, M. Q., Gogotsi, Y., Barsoum, M. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Conductive+two-dimensional+titanium+carbide+%E2%80%98clay%E2%80%99+with+high+volumetric+capacitance%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Conductive two-dimensional titanium carbide ‘clay’ with high volumetric capacitance.</a> Nature. 516 (7529), 78-81 (2014).</li>
<li>Lukatskaya, M. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultra-high-rate+pseudocapacitive+energy+storage+in+two-dimensional+transition+metal+carbides%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Energy%22%5BJournal%5D)">Ultra-high-rate pseudocapacitive energy storage in two-dimensional transition metal carbides.</a> Nature Energy. 2, 17105(2017).</li>
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<li>Zhang, C. J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Transparent%2C+Flexible%2C+and+Conductive+2D+Titanium+Carbide+%28MXene%29+Films+with+High+Volumetric+Capacitance%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Transparent, Flexible, and Conductive 2D Titanium Carbide (MXene) Films with High Volumetric Capacitance.</a> Advanced Materials. 29 (36), 1702678(2017).</li>
<li>Han, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((2D+Ultrathin+MXene-Based+Drug-Delivery+Nanoplatform+for+Synergistic+Photothermal+Ablation+and+Chemotherapy+of+Cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Healthcare+Materials%22%5BJournal%5D)">2D Ultrathin MXene-Based Drug-Delivery Nanoplatform for Synergistic Photothermal Ablation and Chemotherapy of Cancer.</a> Advanced Healthcare Materials. 7 (9), 1701394(2018).</li>
<li>Dai, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Biocompatible+2D+Titanium+Carbide+%28MXenes%29+Composite+Nanosheets+for+pH-Responsive+MRI-Guided+Tumor+Hyperthermia%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Biocompatible 2D Titanium Carbide (MXenes) Composite Nanosheets for pH-Responsive MRI-Guided Tumor Hyperthermia.</a> Chemistry of Materials. 29 (20), 8637-8652 (2017).</li>
<li>Xu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrathin+MXene-Micropattern-Based+Field-Effect+Transistor+for+Probing+Neural+Activity%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Ultrathin MXene-Micropattern-Based Field-Effect Transistor for Probing Neural Activity.</a> Advanced Materials. 28 (17), 3333-3339 (2016).</li>
<li>Driscoll, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-Dimensional+Ti3C2+MXene+for+High-Resolution+Neural+Interfaces%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Nano%22%5BJournal%5D)">Two-Dimensional Ti3C2 MXene for High-Resolution Neural Interfaces.</a> ACS Nano. 12 (10), 10419-10429 (2018).</li>
<li>Sessolo, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Easy-to-Fabricate+Conducting+Polymer+Microelectrode+Arrays%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Easy-to-Fabricate Conducting Polymer Microelectrode Arrays.</a> Advanced Materials. 25 (15), 2135-2139 (2013).</li>
<li>Shuck, C. E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+Ti3AlC2+MAX+Phase+on+Structure+and+Properties+of+Resultant+Ti3C2Tx+MXene%5BTitle%5D)+AND+%22ACS+Applied+Nano+Materials%22%5BJournal%5D)">Effect of Ti3AlC2 MAX Phase on Structure and Properties of Resultant Ti3C2Tx MXene.</a> ACS Applied Nano Materials. 2 (6), 3368-3376 (2019).</li>
<li>Hantanasirisakul, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fabrication+of+Ti3C2Tx+MXene+Transparent+Thin+Films+with+Tunable+Optoelectronic+Properties%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Electronic+Materials%22%5BJournal%5D)">Fabrication of Ti3C2Tx MXene Transparent Thin Films with Tunable Optoelectronic Properties.</a> Advanced Electronic Materials. 2 (6), 1600050(2016).</li>
<li>Xu, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Ultrathin+MXene-Micropattern-Based+Field-Effect+Transistor+for+Probing+Neural+Activity%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Ultrathin MXene-Micropattern-Based Field-Effect Transistor for Probing Neural Activity.</a> Advanced Materials. 28 (17), 3333-3339 (2016).</li>
<li>Zhang, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Additive-free+MXene+inks+and+direct+printing+of+micro-supercapacitors%5BTitle%5D)+AND+%22Nature+Communications%22%5BJournal%5D)">Additive-free MXene inks and direct printing of micro-supercapacitors.</a> Nature Communications. 10 (1), 1795(2019).</li>
<li>Quain, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Direct+Writing+of+Additive-Free+MXene-in-Water+Ink+for+Electronics+and+Energy+Storage%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials+Technologies%22%5BJournal%5D)">Direct Writing of Additive-Free MXene-in-Water Ink for Electronics and Energy Storage.</a> Advanced Materials Technologies. 4 (1), 1800256(2019).</li>
<li>Salles, P., Quain, E., Kurra, N., Sarycheva, A., Gogotsi, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Automated+Scalpel+Patterning+of+Solution+Processed+Thin+Films+for+Fabrication+of+Transparent+MXene+Microsupercapacitors%5BTitle%5D)+AND+%22Small%22%5BJournal%5D)">Automated Scalpel Patterning of Solution Processed Thin Films for Fabrication of Transparent MXene Microsupercapacitors.</a> Small. 14 (44), 1802864(2018).</li>
</ol>

Los autores no tienen nada que revelar.

El procedimiento de síntesis y delaminación de MXene descrito en este protocolo (HF/HCl/LiCl) se construyó a partir del enfoque de grabado MILD que empleó un lif/HCl (hf in situ) etchant medio26. El enfoque MILD permite que grandes escamas de Ti3C2 (varias de tamaño lateral) se delalen espontáneamente durante el lavado una vez que se haya alcanzado el pH 5o6. En comparación con el grabado con HF solo, esto resulta en material con mayor calidad y propiedades de material mejora...

Comprender los mecanismos fundamentales subyacentes a los circuitos neuronales, y cómo se altera su dinámica en enfermedades o lesiones, es un objetivo crítico para desarrollar terapias eficaces para una amplia gama de trastornos neurológicos y neuromusculares. Las tecnologías de microelectrodos se han utilizado ampliamente para dilucidar la dinámica neuronal en escalas espaciales y temporales finas. Sin embargo, la obtención de grabaciones estables con una alta relación señal-ruido (SNR) de electrodos a microescala ha demostrado ser particularmente difícil. A medida que las dimensiones de los electrodos se reducen para acercarse a la escala celular, un aumento correspondiente en la impedancia del electrodo degrada la calidad de la señal1. Además, numerosos estudios han demostrado que los electrodos rígidos compuestos por materiales electrónicos convencionales de silicio y metal producen daños e inflamación significativos en el tejido neural, lo que limita su utilidad para el registro a largo plazo2,3,4,5. Teniendo en cuenta estos hechos, ha habido un interés significativo en el desarrollo de microelectrodos con nuevos materiales que pueden reducir la impedancia de la interfaz electrodo-tejido y se pueden incorporar en factores de forma suaves y flexibles.
Un método comúnmente utilizado para reducir la impedancia de la interfaz electrodo-tejido es aumentar el área sobre qué especies iónicas en el fluido extracelular pueden interactuar con el electrodo, o la "superficie efectiva" del electrodo. Esto se puede lograr mediante nanopatrones6,desbaste superficial7,o electroplacado con aditivos porosos8,9. Los nanomateriales han ganado una atención significativa en este campo porque ofrecen áreas superficiales específicas intrínsecamente altas y combinaciones únicas de propiedades eléctricas y mecánicas favorables10. Por ejemplo, los nanotubos de carbono se han utilizado como recubrimiento para reducir significativamente la impedancia de los electrodos 11,12,13, el óxido de grafeno se ha procesado en electrodos de sonda blandos y flexibles de pie14,y se ha utilizado grafeno poroso con láser15. A pesar de su promesa, la falta de métodos de montaje escalables ha limitado la adopción generalizada de nanomateriales para electrodos de interconexión neuronal. Los nanomateriales a base de carbono en particular son típicamente hidrófobos, y por lo tanto requieren el uso de tensioactivos16,superácidos17o funcionalización superficial18 para formar dispersiones acuosas para métodos de fabricación de procesamiento de soluciones, mientras que los métodos alternativos de fabricación, como la deposición de vapor químico (CVD), normalmente requieren altas temperaturas que son incompatibles con muchos sustratos poliméricos19,20,21 ,22.
Recientemente, se ha descrito una clase de nanomateriales bidimensionales (2D), conocidos como MXenes, que ofrece una combinación excepcional de alta conductividad, flexibilidad, capacitancia volumétrica y hidroflicidad inherente, lo que los convierte en una clase prometedora de nanomateriales para electrodos de interfaz neuronal23. Los mXenes son una familia de carburos y nitruros metálicos de transición 2D que se producen más comúnmente al grabar selectivamente el elemento A a partir de precursores en capas. Por lo general, se trata de fases MAX con la fórmula general Mn+1AXn, donde M es un metal de transición temprana, A es un elemento de grupo de 12 a 16 de la tabla periódica, X es carbono y/o nitrógeno, y n a 1, 2 o 324. Las escamas bidimensionales de MXene tienen grupos funcionales que terminan la superficie y pueden incluir hidroxilo (OH), oxígeno (O) o flúor (-F). Estos grupos funcionales hacen MXenes inherentemente hidrófilos y permiten la modificación o funcionalización flexible de la superficie. De la gran clase de MXenes, Ti3C2 ha sido el más estudiado y caracterizado25,26,27. Ti3C2 muestra una capacitancia volumétrica notablemente mayor (1.500 F/cm3)28 que el grafeno activado (60 x 100 F/cm3)29, carbonos derivados del carburo (180 F/cm3)30y películas de gel de grafeno (260 F/cm3)31. Además, Ti3C2 muestra una conductividad electrónica extremadamente alta (10.000 S/cm)32,y su biocompatibilidad se ha demostrado en varios estudios33,34,35,36. La alta capacitancia volumétrica de las películas Ti3C2 es ventajosa para aplicaciones de ciesificación biológica y estimulación, ya que los electrodos que exhiben transferencia capacitiva de carga pueden evitar reacciones de hidrólisis potencialmente dañinas.
Nuestro grupo ha demostrado recientemente arreglos flexibles de microelectrodos Ti3C2 de película delgada, preparados utilizando métodos de procesamiento de soluciones, que son capaces de registrar tanto la microelectrocorticografía (micro-ECoG) como la actividad de espiga neuronal intracortical in vivo con alto SNR36. Estos electrodos de mxene mostraron una impedancia significativamente reducida en comparación con los electrodos de oro (Au) de tamaño coincidente, que se pueden atribuir a la alta conductividad del mxene y la alta superficie de los electrodos. En este protocolo, describimos los pasos clave para fabricar matrices de microelectrodos planos de Ti3C2 MXene en sustratos flexibles de parileno-C y utilizarlos in vivo para el registro intraoperatorio de micro-ECoG. Este método aprovecha la naturaleza hidrófila de MXene, lo que hace posible el uso de métodos de procesamiento de soluciones que son simples y escalables sin necesidad de utilizar tensioactivos o sobreácidos para lograr suspensiones acuosas estables. Esta facilidad de procesabilidad puede permitir una producción rentable de biosensores MXene a escala industrial, lo que ha sido una limitación importante para la adopción generalizada de dispositivos basados en otros nanomateriales de carbono. La innovación clave en la fabricación de electrodos radica en el uso de una capa polimérica sacrificial para micropatrón del MXene después del recubrimiento de espín, un método adaptado de la literatura sobre poliprocesado solución(3,4-etilendioxitiofeno):poly(sulfonato de estireno) (PEDOT:PSS) microelectrodos37,pero que no había sido descrito previamente para el patrón MXene. Las excepcionales propiedades eléctricas de Ti3C2,junto con su procesabilidad y morfología 2D lo convierten en un material muy prometedor para interfaces neuronales. En particular, Ti3C2 ofrece una ruta hacia la superación del equilibrio fundamental entre el área geométrica del electrodo y la impedancia de la interfaz electroquímica, un factor limitante primario para el rendimiento del electrodo a microescala. Además, el procedimiento de fabricación descrito en este protocolo se puede adaptar para producir matrices de electrodos MXene de diferentes tamaños y geometrías para diferentes paradigmas de grabación, y también se puede adaptar fácilmente para incorporar otras tintas conductoras además de MXene.

<table><tbody><tr><td>00-90</td><td>tornillo McMaster-Carr</td><td>90910A630</td><td>Tornillo de cráneo alrededor del cual se enrolla el cable de tierra Controlador</td></tr><tr>de<td>estimulación/grabación de 128 canales</td><td>Intan Technologies</td><td></td><td>Un componente del sistema de grabación neuronal.</td></tr><tr><td>Tubos centrífugos cónicos de polipropileno (PP) de 175 mL Falcon</td><td></td><td>REF: 352076</td><td>Se utiliza para lavar</td></tr><tr><td>el conector ZIF de 18 posiciones con paso de 0,5 mm</td><td>Molex</td><td>505110-1892</td><td>Se utiliza para interconectar el conjunto flexible de microelectrodos Parylene con la placa adaptadora de PCB.</td></tr><tr><td>Conector nanominiatura macho de doble fila de 18 posiciones (.025 "/.64 mm)</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A79008-001</td><td>Se utiliza para conectar la placa adaptadora de PCB a la cabecera de grabación.</td></tr><tr><td>Juego de plástico desechable de 3ML Pipetas graduadas de transferencia</td><td>Rienar</td><td>Rienar-3ML-20PCS</td><td>Se utiliza para transferir soluciones de grabador o MXene</td></tr><tr><td>Tubo de centrífuga concial de polipropileno (PP) de 50 mL</td><td>Falcon</td><td>REF: 352070</td><td>Se utiliza para el lavado y la selección de tamaño</td></tr><tr><td>Al grabador Tipo A</td><td>Transene</td><td>060-0026000-QT</td><td>Para eliminar la capa de máscara de grabado de Al después del grabado final de Parylene-C.</td></tr><tr><td>Polvo de aluminio, -325 Malla, 99.5% (base de metales), tamaño de partícula < 44 y micro; m</td><td>Alfa Aesar</td><td>CAS: 7429-90-5</td><td>Utilizado para la síntesis MAX</td></tr><tr><td>Software AutoCAD</td><td>Autodesk Inc.</td><td></td><td>Software de diseño para dibujar fotomáscaras. Las alternativas gratuitas incluyen DraftSight y LayoutEditor.</td></tr><tr><td>Grabador de óxido tamponado 6:1</td><td>JT Baker</td><td>1178-03</td><td>Para eliminar la capa de SiO2 para exponer los contactos de los electrodos MXene al final del procedimiento de fabricación.</td></tr><tr><td>Buprenorfina SR</td><td>Wildlife Pharmaceuticals</td><td>Analgesia para cirugía</td>de <td></td> ratas</tr><tr><td>Centrífuga</td><td>Hermle</td><td>Benchmark Z 446</td><td>Se utiliza para el lavado y la selección de tamaño</td></tr><tr><td>Dexdomitor</td><td>Midwest Veterinary Supply</td><td>193.13250.3</td><td>Anestesia para cirugía de ratas</td></tr><tr><td>Fresa de taladro Fine</td><td>Science Tools</td><td>19007-07</td><td>Rebabas para taladro</td></tr><tr><td>Taladro eléctrico</td><td>Foredom</td><td>K.1070</td><td>Taladro de micromotor para craneotomías</td></tr><tr><td>Evaporador de haz de electrones</td><td>Kurt J. Lesker Company</td><td></td><td>Se utiliza para evaporar Ti, Au y SiO2 durante la fabricación. La mayoría de las salas limpias de las universidades tienen esta herramienta u otra similar.</td></tr><tr><td>Cable de tierra</td><td>A-M Systems</td><td>781500</td><td>Alambre de plata desnudo</td></tr><tr><td>Frasco de espacio de cabeza, vidrio</td><td>Supelco</td><td>REF: 27298</td><td>Se utiliza para almacenar soluciones MXene</td></tr><tr><td>Ácido clorhídrico (12.1N)</td><td>Fisher Scientific</td><td>CAS: 7647-01-0</td><td>Corrosivo; material de grabado</td></tr><tr><td>Ácido fluorhídrico, (48-51% de solución en H2O)</td><td>Acros</td><td>CAS: 7664-39-3</td><td>Material grabador</td></tr><tr><td>Júpiter II Sistema RIE</td><td>March Plasma Systems Inc.</td><td></td><td>Sistema de grabado planar RIE utilizado para grabar el parileno-C utilizando plasma O2. La mayoría de las salas limpias universitarias tienen un sistema de grabado RIE planar comparable.</td></tr><tr><td>Cinta de poliimida estándar Kapton, 1/4"</td> <td>DuPont</td><td></td><td>Se utiliza para agregar espesor a la región de la almohadilla de unión de Au de la matriz de microelectrodos flexible Parylene para su inserción en el conector ZIF.</td></tr><tr>Hospital de <td>Ketamina</td><td>de la Univ. de Penn.</td><td></td><td>Anestesia para cirugía de ratas</td></tr><tr><td>KLA P-7 Stylus Profilometer</td><td>KLA Corporation</td><td></td><td>Se utilizaron los perfiles 2D de medición para confirmar el grabado completo a través de la capa de parileno-C de sacrificio en el paso 2.4.2. La mayoría de las salas limpias universitarias cuentan con esta herramienta de perfilado de palpador óptico o una similar.</td></tr><tr><td>Cloruro de litio, 99% para análisis, anhidro</td><td>Acros</td><td>CAS: 7447-41-8</td><td>Higroscópico; material de delaminación</td></tr><tr><td>Alineador de mascarillas MA6</td><td>Karl Suss Microtec AG</td><td></td><td>Se utiliza para alinear cada fotomáscara con el patrón de la oblea y exponer la oblea a la luz ultravioleta. La mayoría de las salas limpias de las universidades tienen esta herramienta u otra similar.</td></tr><tr><td>Solución de limpieza Micro-90</td><td>International Products Corporation</td><td>M-9050-12</td><td>Se utiliza como capa antiadhesiva para permitir la eliminación de la capa de sacrificio Parylene-C para modelar el MXene</td></tr><tr><td>NR71-3000p fotorresistente</td><td>Futurrex Inc.</td><td>NR71-3000p</td><td>Fotorresistencia negativa utilizada para definir trazas de Ti/Au y patrones MXene en los dispositivos.</td></tr><tr><td>Ungüento oftálmico</td><td>Midwest Veterinary Supply</td><td>193.63200.3</td><td>Para prevenir la sequedad de la córnea durante la cirugía</td></tr><tr><td>Sistema de deposición de parileno</td><td>Sistemas de recubrimiento</td><td></td> especiales <td>Se utiliza para evaporar películas conformadas delgadas de dímero de parileno-C Dímero de parileno-C</td></tr><tr><td></td><td>Sistemas de recubrimiento especiales</td><td>980130-c-01lbe</td><td>Polímero flexible utilizado como capas pasivas inferior y superior para los dispositivos</td></tr> <tr><td>MXene flexiblesFotomascarillas (cromo sobre vidrio sódico-cálcico)</td><td>Universidad de Pensilvania</td><td></td><td>Nuestras fotomascarillas se produjeron en la sala limpia de la Universidad utilizando un sistema de escritura láser Heidelberg DWL66+, sin embargo, varios proveedores fabrican fotomascarillas a partir de archivos de diseño proporcionados.</td></tr><tr><td>Solución de povidona yodada</td><td>Medline</td><td>MDS093901</td><td>Para ayudar a prevenir la infección alrededor de la incisión del cuero cabelludo</td></tr><tr><td>Placa de circuito impreso (PCB)</td><td>Circuitos</td><td></td> avanzados <td>Se utiliza para interactuar entre el mazo de electrodos MXene y la electrónica de medición, como el potenciostato y el sistema de registro Intan. Advanced Circuits y otros proveedores fabrican y ensamblan PCB en función de los archivos de diseño proporcionados.</td></tr><tr><td>RD6 Desarrollador</td><td>Futurrex Inc.</td><td>RD6 Revelador</td><td>Se utiliza para desarrollar la fotorresistencia negativa NR71-3000p después de la exposición a los rayos UV</td></tr><tr><td>Referencia 600 potenciostato</td><td>Gamry Instruments</td><td></td><td>Se utiliza para medir la impedancia de los electrodos para evaluar la calidad de los dispositivos</td></tr><tr><td>Remover PG</td><td>MicroChem Corp.</td><td>G050200</td><td>Se utiliza para eliminar NR71-3000p después de la deposición de metal para realizar patrones de despegue</td></tr><tr><td>RHS2000 Cable de interfaz Stim SPI</td><td>Intan Technologies</td><td></td><td>Un componente del sistema de grabación neuronal.</td></tr><tr><td>RHS2116 placa amplificadora</td><td>Intan Technologies</td><td></td><td>Un componente del sistema de grabación neuronal.</td></tr><tr><td>Obleas de Si</td><td>Wafer World</td><td>2885</td><td>Sustrato para la fabricación Spin</td></tr><tr><td>Coater</td><td>Equipo</td><td></td> rentable <td>Para recubrir obleas con resistencias y aplicar las capas Micro-90 y MXene. La mayoría de las salas limpias universitarias tienen recubridores giratorios.</td></tr><tr><td>Marco estereotáxico</td><td>Kopf Instruments Modelo</td><td>902</td><td>Para posicionar la rata para neurocirugía</td></tr><tr>Barra agitadora<td>magnética recubierta de teflón</td><td>Corning</td><td>REF: 1233W95</td><td>Se utiliza para agitar durante el grabado y la intercalación</td></tr><tr><td>Carburo de titanio, 99,5% (base de metales), tamaño de partícula ~2 y micro; m</td><td>Alfa Aesar</td><td>CAS: 12070-08-5</td><td>Utilizado para la síntesis MAX</td></tr><tr><td>Polvo de titanio, malla -325, 99% (base de metales), tamaño de partícula < 44&micro; m</td><td>Alfa Aesar</td><td>CAS: 7440-32-6</td><td>Utilizado para la síntesis MAX</td></tr><tr><td>Sonicador de baño ultrasónico</td><td>Reynolds Tech</td><td></td><td>Para eliminar partículas metálicas y fotorresistentes durante los procesos de despegue para modelar metales.</td></tr><tr><td>Espectrofotómetro UV vis</td><td>ThermoScientific</td><td>Evolution 201</td><td>Se utiliza para determinar la concentración y observar el pico de absorción</td></tr><tr><td>Zetasizer, análisis del tamaño de partícula</td><td>Malvern Panalytical</td><td>Nano ZS</td><td>Se utiliza para determinar la distribución del tamaño lateral de las partículas</td></tr></tbody></table>

fabricación de ti3c2 matrizs de microelectrodos mxene para grabación neuronal in vivo

Fabrication of Ti3C2 MXene Microelectrode Arrays for In Vivo Neural Recording

Las tecnologías de microelectrodos implantables se han utilizado ampliamente para dilucidar la dinámica neuronal a microescala para obtener una comprensión más profunda de los fundamentos neuronales de la enfermedad cerebral y las lesiones. A medida que los electrodos se miniaturizan a la escala de células individuales, un aumento correspondiente en la impedancia de la interfaz limita la calidad de las señales registradas. Además, los materiales de electrodos convencionales son rígidos, lo que resulta en una falta mecánica significativa entre el electrodo y el tejido cerebral circundante, lo que provoca una respuesta inflamatoria que eventualmente conduce a una degradación del rendimiento del dispositivo. Para hacer frente a estos desafíos, hemos desarrollado un proceso para fabricar microelectrodos flexibles basados en Ti3C2 MXene, un nanomaterial recientemente descubierto que posee una capacitancia volumétrica notablemente alta, conductividad eléctrica, funcionalidad de superficie y procesabilidad en dispersiones acuosas. Los arreglos flexibles de microelectrodos Ti3C2 MXene tienen una impedancia notablemente baja debido a la alta conductividad y la alta superficie específica de las películas Ti3C2 MXene, y han demostrado ser exquisitamente sensibles para el registro de la actividad neuronal. En este protocolo, describimos un método novedoso para micropatrón de Ti3C2 MXene en matrices de microelectrodos en sustratos poliméricos flexibles y delineamos su uso para el registro de microelectrocorticografía in vivo. Este método se puede ampliar fácilmente para crear matrices de electrodos MXene de tamaño arbitrario o geometría para una gama de otras aplicaciones en bioelectrónica y también se puede adaptar para su uso con otras tintas conductoras además de Ti3C2 MXene. Este protocolo permite la fabricación simple y escalable de microelectrodos a partir de tintas conductoras basadas en soluciones, y específicamente permite aprovechar las propiedades únicas de Ti3C2 MXene hidrófilos para superar muchas de las barreras que han obstaculizado durante mucho tiempo la adopción generalizada de nanomateriales basados en carbono para microelectrodos neuronales de alta fidelidad.

Los datos de micro-ECoG de muestra registrados en una matriz de microelectrodos MXene se muestran en la Figura 5. Después de la aplicación de la matriz de electrodos en la corteza, las señales fisiológicas claras fueron inmediatamente evidentes en los electrodos de grabación, con aproximadamente 1 mV de amplitud de señales ECoG que aparecen en todos los electrodos de MXene. Los espectros de potencia de estas señales confirmaron la presencia de dos ritmos cerebrales comúnmente observados en r...

Aquí describimos un método para fabricar matrices de microelectrodos Ti3C2 MXene y utilizarlas para la grabación neuronal in vivo.

Fabricación de ti3C2 Matrizs de Microelectrodos MXene para Grabación Neuronal In Vivo

Implantable microelectrode technologies have been widely used to elucidate neural dynamics at the microscale to gain a deeper understanding of the neural ...

Este protocolo de síntesis produce tinta MXene de alta calidad con una conductividad metálica que alcanza por encima de 10.000 Siemens por centímetro. La principal ventaja de esta técnica es que permite el micro-patrón preciso de películas MXene sin dañar la película o dejar residuos dañinos en los electrodos. Para preparar una tinta de carburo de titanio, añada lentamente dos gramos de precursor de carburo de aluminio de titanio a un recipiente de reacción de 125 mililitros que contenga solución selectiva de grabado y revuelva la solución con una barra magnética de teflón durante 24 horas a 35 grados centígrados a 400 rotaciones por minuto.Al final de la incubación, añadir 50 mililitros de agua desionizada a dos tubos centrífugos de 175 mililitros, dividir la mezcla de reacción de grabado por igual entre los tubos, y llenar a la marca de 150 mililitros. Lavar el material mediante centrifugación repetida, decantar el sobrenadante ácido en un contenedor de residuos peligrosos plásticos y añadir agua fresca a los tubos entre los pasos de centrifugación hasta que el pH de la solución sobrenadante alcance por encima del pH seis. Para la intercalación de las moléculas entre la partícula multicapa MXene para debilitarse fuera de las interacciones planas, añadir dos gramos de cloruro de litio a 100 mililitros de agua desionizada y agitar la solución a 200 rotaciones por minuto.Cuando el cloruro de litio se haya disuelto, mezcle 100 mililitros de la solución de cloruro de litio con el sedimento de carburo de titanio de titanio. Transfiera la solución de nuevo al recipiente de plástico de 125 mililitros y remueva la reacción durante 12 horas a 25 grados centígrados y 200 rotaciones por minuto. Para la delaminación de la partícula multicapa a granel en MXeno de carburo de titanio de una sola capa, lave la solución de intercalación con múltiples centrifugaciones, decantando el sobrenadante transparente hasta que se observe un sobrenadante oscuro.A continuación, centrifugar el sobrenadante oscuro durante una hora antes de decantar el sobrenadante verde diluido. Redisperse el sedimento hinchado con 150 mililitros de agua desionizada y dividir la solución por igual en tres tubos de centrífuga de 50 mililitros. Centrifugar las muestras para separar el sedimento MXene restante del sobrenadante MXene y agrupar los sobrenadantes en un solo recipiente.A continuación, centrifugar la solución durante una hora adicional para una mayor selección de tamaño y optimización de la solución para aislar escamas de una a pocas capas. Para la fabricación de matrices de microelectrodos de carburo de titanio, deposite una capa inferior de cuatro micrómetros de grosor de Parylene-C en una oblea de silicio limpia. Para utilizar la fotolitografía para definir patrones metálicos en la oblea, gire el fotorresistor de la capa sobre la oblea a 3.000 rotaciones por minuto durante 40 segundos antes de hornear suavemente la oblea en una placa caliente durante 14,5 minutos a 95 grados Centígrados.A continuación, cargue la oblea y la máscara en un alineador de máscara con la oblea colocada para que el anillo de la máscara de foto se superponga con todos los bordes de la oblea. Exponga la oblea con longitudes de onda de 365 nanómetros de línea de ojo a una dosis de 90 mililijoules por centímetro cuadrado y hornee la oblea en una placa caliente durante un minuto a 115 grados centígrados. Al final del horneado duro, sumerja la oblea en el desarrollador de RD6 durante dos minutos con agitación continua antes de enjuagar a fondo con agua desionizada y secar con una pistola de nitrógeno.Utilice un evaporador de haz de electrones para depositar 10 nanómetros de titanio seguidos de 100 nanómetros de oro en la oblea. A continuación, sumerja la oblea en una destripadora solvente durante unos 10 minutos hasta que el fotorresistido se haya disuelto y el exceso de metal se haya despegado por completo. Una vez que el despegue parezca completo, sonice la oblea durante 30 segundos para eliminar cualquier rastro de metal no deseado y enjuague la oblea con una destripadora de disolvente fresco y agua desionizada antes de secarla con una pistola de nitrógeno.Al final del proceso de despegue, el oro será visible en las trazas de interconexión deseadas y en el anillo alrededor del borde de la oblea. Para la deposición de la capa Parylene-C sacrificial, primero exponga la oblea al plasma de oxígeno durante 30 segundos para hacer que la capa subyacente Parylene-C sea hidrófila antes de espínar el recubrimiento diluya la solución de limpieza en la oblea a 1.000 rotaciones por minuto durante 30 segundos. Deje que la oblea se seque al aire durante al menos cinco minutos antes de depositar tres micrómetros de Parylene-C en la oblea como se ha demostrado.Después de una segunda ronda de fotolitografía usando la máscara dos, utilice el grabado de iones reactivos de plasma de oxígeno para grabar a través de la capa sacrificial Parylene-C en las áreas no cubiertas por el fotorresista para definir los electrodos y trazas de MXene. El grabado debe superponerse parcialmente con las interconexiones de oro de titanio, así como el anillo alrededor de los bordes de la oblea. A continuación, utilice un perfilómetro para medir el perfil entre las interconexiones expuestas de titanio y oro y la capa inferior Parylene-C para confirmar un grabado completo de la capa sacrificial Parylene-C.Para recarir la solución de MXene en la oblea, primero prescinda la solución en cada uno de los patrones de MXeno deseados antes de girar la oblea a 1.000 rotaciones por minuto durante 40 segundos. Seque la oblea en una placa caliente de 120 grados Celsius durante 10 minutos para eliminar cualquier agua residual de la película MXene y luego utilice un evaporador de haz de electrones para depositar una capa protegida de dióxido de silicio de 50 nanómetros en la oblea. Para eliminar la capa Parylene-C sacrificial, coloque una pequeña gota de agua desionizada en el borde de la oblea y use pinzas para pelar la capa de Parylene-C sacrificial comenzando desde donde se definen los bordes de la capa en el anillo alrededor del exterior de la oblea.A continuación, enjuague bien la oblea con agua fresca desionizada para eliminar cualquier residuo restante de la solución de limpieza y seque la oblea con una pistola de nitrógeno. Coloque la oblea seca en una placa caliente de 120 grados Celsius durante una hora para eliminar cualquier agua residual de las películas de MXene con patrón antes de depositar una capa de cuatro micrómetros de espesor de Parylene-C en la oblea como se ha demostrado. Después de realizar otra ronda de fotolitografía con la máscara tres, utilice un evaporador de haz de electrones para depositar aluminio de 100 nanómetros en la oblea y sumerja la oblea en una destripadora de disolvente durante 10 minutos hasta que el metal se haya levantado por completo de la oblea.Después de sonicación, enjuague y secado como se ha demostrado, se puede observar aluminio cubriendo los dispositivos con aberturas para los electrodos y almohadillas de unión. Utilice el grabado de iones reactivos de plasma de oxígeno para grabar a través de las capas Parylene-C que rodean los dispositivos y a través de la capa superior Parylene-C que cubre tanto los contactos del electrodo MXene como las almohadillas de unión de oro. Cuando no haya residuos de Parylene-C en la oblea entre dispositivos, utilice un grabado químico húmedo en aluminio etchant tipo A a 50 grados Celsius durante 10 minutos o hasta que pase un minuto cuando todos los rastros visuales del aluminio hayan desaparecido.Para grabar el óxido de silicio que cubre los electrodos MXene, utilice un grabado químico húmedo en el grabado de óxido tamponado de seis a uno durante 30 segundos. A continuación, coloque una pequeña gota de agua desionizada al final del dispositivo. Pelar suavemente el dispositivo como el agua es perversa debajo del dispositivo por acción capilar para liberar el dispositivo de la oblea de sustrato de silicio.Aquí, se muestran los datos de microelectrografía de muestra registrados en una matriz de microelectrodos MXene. Los estados corticales ABAJO se basan en la vaguada de la oscilación lenta en uno a dos hercios. Después de la aplicación de la matriz de electrodos en la corteza, las señales fisiológicas claras fueron inmediatamente evidentes en los electrodos de grabación con aproximadamente un milivoltivo de señales de electrocorticografía de amplitud que aparecen en todos los electrodos MXene.Los espectros de potencia de estas señales confirmaron la presencia de dos ritmos cerebrales comúnmente observados en ratas bajo anestesia de dexmedetomidina de ketamina, oscilaciones lentas de uno a dos hercios y oscilaciones gamma a 40 a 70 hercios. Además, se observó una atenuación de potencia de banda ancha característica durante el estado DOWN de la oscilación lenta y una banda beta selectiva de 15 a 30 hercios y amplificación de potencia de banda gamma de 40 a 120 hercios durante el estado UP de la oscilación lenta. La optimización del método de síntesis ha permitido la expansión del uso de MXenes en otras aplicaciones como en dispositivos optoelectrónicos, textiles inteligentes y más.Este procedimiento implica el uso de productos químicos peligrosos, incluyendo ácido fluorhídrico, grabado de aluminio y desarrollador fotorresista. Asegúrese de utilizar siempre el EPP adecuado al manipular estos productos químicos.

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Research

Investigación

JoVE Journal

Bioengineering

Bioingeniería

En este protocolo, se muestra cómo fabricar y tetrodos condición para su uso con una amplia micro-drive, que fue diseñado para la crónica registros electrofisiológicos en las ratas. Además, se ilustran las etapas finales de construcción de micro-array de unidad, que incluye la instalación de cables de tierra y un cono de protección.

Micro-array de unidades de crónicos In vivo Grabación: Tetrodo Asamblea

Se describe el diseño y montaje de microdrives en registros electrofisiológicos in vivo de las señales del cerebro del ratón. Uniendo paquetes de microelectrodos a los transportistas accionables resistentes, estas técnicas permiten grabaciones neuronales a largo plazo y estable. El diseño ligero permite un rendimiento conductual sin restricciones por el animal después de la implantación en coche.

Construcción de Matrices Microdrive para grabaciones neuronales crónicas en Awake Ratones Behaving

Hemos diseñado un procedimiento en el que un cadáver humano formaldehído-fija se utiliza para ayudar a los neurocirujanos en formación para la implantación de arreglos de microelectrodos en el Neocórtex del cerebro humano.

Formación quirúrgica para la implantación de microelectrodos Neocortical matrices usando un modelo de cadáver humano formaldehído-fija

A continuación se describe un método para la implantación de múltiples matrices de electrodos de polímeros en regiones cerebrales anatómicamente distantes para la grabación electrofisiológica crónica en ratas que se mueven libremente. La preparación y la implantación quirúrgica se describen en detalle, con énfasis en los principios de diseño para guiar la adaptación de estos métodos para su uso en otras especies.

Implantación Crónica de Múltiples Matrices de Electrodos Flexibles de Polímeros

Hemos demostrado que el grabado de nanoarquitectura en dispositivos de microelectrodos intracorticales puede reducir la respuesta inflamatoria y tiene el potencial de mejorar las grabaciones electrofisiológicas. Los métodos descritos aquí describen un enfoque de nanoarquitecturas de etch en la superficie de microelectrodos intracorticales de silicio de vástago único no funcionales y funcionales.

Litografía de haz de iones enfocado a etch nano-arquitecturas en microelectrodos

Este protocolo describe un procedimiento para construir matrices de microelectrodos de fibra de carbono para registros electrofisiológicos in vivo crónicos y agudos en ratones(Mus musculus)y hurones(Mustela putorius furo) de múltiples regiones cerebrales. Cada paso, después de la compra de fibras de carbono en bruto para la implantación de matrices de microelectrodos, se describe en detalle, con énfasis en la construcción de matrices de microelectrodos.

Construcción e implementación de matrices de microelectrodos de fibra de carbono para grabaciones in vivo crónicas y agudas

Aquí, describimos la metodología de fabricación para matrices de electrodos de fibra de carbono personalizables para grabar in vivo en nervios y cerebro.

Kit de herramientas de código abierto: Matriz de microelectrodos de fibra de carbono de sobremesa para grabación nerviosa

El presente protocolo describe la construcción de matrices de microelectrodos hechas a medida para registrar potenciales de campo locales in vivo de múltiples estructuras cerebrales simultáneamente.

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Implantación de matrices de electrocorticografía blanda subdural (ECoG) y registro cortical a largo plazo en minipigs

Se propone un sistema de registro electroencefalográfico de bajo costo combinado con una bobina de tamaño milimétrico para impulsar la estimulación magnética transcraneal del cerebro del ratón in vivo. Utilizando electrodos de tornillo convencionales con un sustrato de matriz de múltiples electrodos flexible hecho a medida, se puede llevar a cabo la grabación multisitio desde el cerebro del ratón en respuesta a la estimulación magnética transcraneal.

Sistema de registro electroencefalográfico de bajo costo combinado con una bobina de tamaño milimétrico para estimular transcranealmente el cerebro del ratón in vivo

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