Herramientas para el tratamiento superficial de microelectrodos intracorticales planos de silicio

Este protocolo proporciona herramientas de manipulación para la modificación superficial de dispositivos microelectrodos intracorticales mediante deposición en fase gaseosa y reacción de solución acuosa. Estos métodos de manipulación mantienen la integridad del dispositivo a lo largo de tiempos de reacción prolongados. Los métodos para manejar dispositivos de microelectrodos intracorticales a menudo no se divulgan.

Esta técnica puede beneficiar los esfuerzos de investigación para mejorar el rendimiento de estos dispositivos mediante el desarrollo de tratamientos superficiales y recubrimientos. Para comenzar, adquiera dispositivos de microelectrodos intracorticales o sondas no funcionales para el tratamiento de superficies. Para facilitar las pruebas de materiales, adquiera muestras de un centímetro cuadrado del material del sustrato para su tratamiento junto con los dispositivos.

Imprime en 3D o adquiere piezas 1A y 1B. Conecte una cinta de poliimida de doble cara a la pieza 1A. Además, coloque una tira de espuma de 3,17 milímetros de espesor con adhesivo de un lado a la pieza 1B.

Luego, adhiera el empaque del conector del dispositivo a la cinta en la pieza 1A. Unir piezas 1A y 1B alineando los orificios y asegurándolos con tornillos de acero inoxidable y tuercas de ala. Sujete el conjunto a la bandeja desecadora de vacío mediante lazos de cremallera, utilizando los orificios en la parte inferior de la pieza 1A.

Coloque muestras de material cuadradas en las rendijas en la parte inferior del marco. Coloque la solución en un receptáculo apropiado en el desecado al vacío opuesto y en línea con el conjunto asegurado. Coloque un medidor de vacío en el desecador para registrar la presión exacta.

Luego, coloque el puerto de la tapa desecada cerca del conjunto asegurado y en línea con la solución y complete la deposición en fase gaseosa. Primero, corte agujeros rectangulares de dimensiones de 19 por 10.5 milímetros en la tapa de la placa del pozo para suspender la matriz de electrodos del dispositivo en solución. Imprime en 3D o adquiere las guías.

Alinee los orificios rectangulares de las guías con los orificios de la tapa, asegurándose de que el orificio de la guía no esté obstruido. Asegure las guías de la tapa con adhesivo de cianoacrilato. Luego, llene la solución deseada en los pozos donde se realizará el tratamiento.

Para confirmar el tratamiento de la superficie, sumerja las muestras de sustrato cuadrado en la solución de reacción en un pozo de la placa. Para montar el dispositivo de sonda, pegue la pieza 2B en una mesa de trabajo. Coloque una cinta de poliimida de doble cara para cubrir la base de la pieza 2C.

Además, coloca una cinta de espuma de 3,17 milímetros con adhesivo de una sola cara para cubrir la base de la pieza 2D. Luego, coloque la pieza 2C en la ranura de la pieza 2B. Adhiera el embalaje del conector del dispositivo a la cinta, orientado de modo que se suspenda la longitud del vástago del dispositivo.

Asegure el dispositivo deslizando la pieza 2D en la pieza 2C. Sujete los bordes del conjunto y levántelos con cuidado para retirarlos de la pieza 2B. Alinee los semicírculos orientados hacia el exterior en las piezas 2C y 2D con las guías correspondientes en la pieza 2A para encajar el conjunto en la tapa de la placa del pozo.

Asegure la colocación del ensamblaje mediante la pieza de ajuste a presión 2E sobre las guías. Después de suspender los dispositivos en la placa del pozo, transfiera el conjunto a un agitador y funcione a velocidades inferiores a 100 rotaciones por minuto. Para reacciones que requieran múltiples soluciones o pasos de lavado, transfiera cuidadosamente la tapa a una nueva placa de pozo que contenga la solución deseada en el pozo apropiado.

Después de este paso, pegue la pieza 2B a una mesa de trabajo. Para quitar los dispositivos de la placa del pozo, retire la pieza 2E de la tapa. Luego, retire cuidadosamente el ensamblaje sosteniendo el dispositivo.

Oriente el conjunto de tal manera que la pieza 2C mire hacia la parte superior de la mesa de trabajo y la pieza 2D mire hacia arriba. Alinee el vástago del dispositivo paralelo a la mesa de trabajo. Ajuste la pieza 2C del conjunto en la pieza 2B.

Aplique una ligera presión sobre las pestañas de la pieza 2C en el banco para separar la pieza 2D de la pieza 2C. Con fórceps, retire el embalaje del conector del dispositivo de la cinta y transfiéralo a un contenedor de almacenamiento. El tratamiento superficial de matrices de microelectrodos al estilo de Michigan en muestras cuadradas de silicio se demostró utilizando este protocolo.

Se aplicó el método de deposición en fase gaseosa para la funcionalización de aminas utilizando APTES. Después de esto, se utilizó la química de reticulación de carbodiimida para inmovilizar el manganeso TBAP. Después de la elipsometría de deposición, las mediciones de las muestras de silicio produjeron un espesor medio de la capa APTES de 8,5 angstroms, en comparación con el espesor teórico de la monocapa de 7 angstroms.

El análisis de espectroscopia de fotoelectrones de rayos X mostró un aumento en el porcentaje de concentraciones atómicas de nitrógeno y carbono después del tratamiento APTES en fase gaseosa, lo que indica un depósito químico. Del mismo modo, se detectó manganeso después de la inmovilización en fase de solución. Además, la gráfica de Bode para el análisis de espectroscopia de impedancia eléctrica de las matrices de microelectrodos no mostró diferencias estadísticas entre las magnitudes de impedancia antes y después del proceso de recubrimiento.

Por lo tanto, el recubrimiento exitoso de la matriz de electrodos se realizó utilizando los procesos de recubrimiento. Este protocolo facilita la modificación superficial de los microelectrodos intracorticales al minimizar el riesgo de daño al dispositivo. Otros en el campo pueden adaptar la metodología a sus dispositivos y procedimientos químicos.