Outils pour le traitement de surface des microélectrodes intracorticales planes au silicium

Ce protocole fournit des outils de manipulation pour la modification de surface des dispositifs de microélectrode intracorticale par dépôt en phase gazeuse et réaction de solution aqueuse. Ces méthodes de manipulation maintiennent l’intégrité de l’appareil tout au long des temps de réaction prolongés. Les méthodes de manipulation des dispositifs à microélectrode intracorticale ne sont souvent pas divulguées.

Cette technique peut bénéficier aux efforts de recherche visant à améliorer les performances de ces dispositifs en développant des traitements de surface et des revêtements. Pour commencer, acquérir des dispositifs de microélectrode intracorticale ou des sondes non fonctionnelles pour le traitement de surface. Pour faciliter les tests de matériaux, acquérez des échantillons d’un centimètre carré du matériau du substrat pour le traitement à côté des dispositifs.

Imprimer ou acquérir en 3D des pièces 1A et 1B. Fixez un ruban de polyimide double face à la pièce 1A. Fixez également une bande de mousse de 3,17 millimètres d’épaisseur avec un adhésif latéral à la pièce 1B.

Ensuite, collez l’emballage du connecteur de l’appareil sur le ruban adhésif de la pièce 1A. Assemblez les pièces 1A et 1B en alignant les trous et en les sécurisant à l’aide de vis en acier inoxydable et d’écrous d’aile. Fixez l’assemblage au plateau du dessiccateur sous vide à l’aide d’attaches zippées, en utilisant les trous dans le fond de la pièce 1A.

Placez des échantillons de matériaux carrés dans les fentes au bas du cadre. Placer la solution dans un récipient approprié dans le dessiccation sous vide opposé et en ligne avec l’ensemble sécurisé. Placez une jauge à vide dans le dessiccateur pour enregistrer la pression exacte.

Ensuite, placez l’orifice du couvercle desséché près de l’ensemble sécurisé et en ligne avec la solution et terminez le dépôt en phase gazeuse. Tout d’abord, coupez des trous rectangulaires de dimensions 19 par 10,5 millimètres dans le couvercle de la plaque de puits pour suspendre le réseau d’électrodes de l’appareil en solution. Imprimez ou acquérez les guides en 3D.

Alignez les trous rectangulaires dans les guides sur les trous du couvercle, en vous assurant que le trou dans le guide n’est pas obstrué. Fixez les guides au couvercle à l’aide d’un adhésif cyanoacrylate. Ensuite, remplissez la solution souhaitée dans les puits où le traitement aura lieu.

Pour confirmer le traitement de surface, immergez les échantillons de substrat carrés dans la solution réactionnelle dans un puits de la plaque. Pour assembler le dispositif de sonde, collez la pièce 2B sur une paillasse. Placez un ruban de polyimide double face pour couvrir la base de la pièce 2C.

Placez également un ruban en mousse de 3,17 millimètres avec un adhésif simple face pour couvrir la base de la pièce 2D. Ensuite, insérez la pièce 2C dans la rainure de la pièce 2B. Collez l’emballage du connecteur de l’appareil sur la bande, orienté de manière à ce que la longueur de la tige de l’appareil soit suspendue.

Sécurisez l’appareil en faisant glisser la pièce 2D dans la pièce 2C. Tenez les bords de l’assemblage et soulevez-les soigneusement pour les retirer de la pièce 2B. Alignez les demi-cercles orientés vers l’extérieur sur les pièces 2C et 2D avec les guides correspondants sur la pièce 2A pour adapter l’assemblage dans le couvercle de la plaque de puits.

Placement d’assemblage sécurisé par la pièce de raccord de presse 2E sur les guides. Après avoir suspendu les dispositifs dans la plaque du puits, transférez l’ensemble dans un agitateur et exécutez à des vitesses inférieures à 100 rotations par minute. Pour les réactions nécessitant plusieurs solutions ou étapes de lavage, transférer soigneusement le couvercle dans une nouvelle plaque de puits contenant la solution souhaitée dans le puits approprié.

Après cette étape, collez la pièce 2B sur une paillasse. Pour retirer les appareils de la plaque du puits, retirez la pièce 2E du couvercle. Ensuite, retirez soigneusement l’assemblage en tenant l’appareil.

Orientez l’assemblage de telle sorte que la pièce 2C fasse face à la paillasse et la pièce 2D soit orientée vers le haut. Alignez la tige de l’appareil parallèlement à la paillasse. Insérez la pièce 2C de l’assemblage dans la pièce 2B.

Appliquez une légère pression sur les languettes de la pièce 2C dans le banc pour séparer la pièce 2D de la pièce 2C. À l’aide de pinces, retirez l’emballage du connecteur de l’appareil de la bande et transférez-le dans un conteneur de stockage. Le traitement de surface des réseaux de microélectrodes de style Michigan dans des échantillons carrés de silicium a été démontré à l’aide de ce protocole.

La méthode de dépôt en phase gazeuse a été appliquée pour la fonctionnalisation des amines à l’aide d’APTES. Par la suite, la chimie de réticulation du carbodiimide a été utilisée pour immobiliser le TBAP de manganèse. Après dépôt, les mesures d’ellipsométrie à partir des échantillons de silicium ont produit une épaisseur moyenne de couche APTES de 8,5 angstroms, par rapport à l’épaisseur théorique monocouche de 7 angstroms.

L’analyse par spectroscopie photo-électronique aux rayons X a montré une augmentation du pourcentage des concentrations atomiques d’azote et de carbone après le traitement APTES en phase gazeuse, indiquant un dépôt chimique. De même, du manganèse a été détecté à la suite de l’immobilisation en phase solution. En outre, le diagramme de Bode pour l’analyse par spectroscopie d’impédance électrique des réseaux de microélectrodes n’a montré aucune différence statistique entre les magnitudes d’impédance avant et après le processus de revêtement.

Ainsi, le revêtement réussi du réseau d’électrodes a été effectué à l’aide des procédés de revêtement. Ce protocole facilite la modification de surface des microélectrodes intracorticales en minimisant le risque d’endommagement de l’appareil. D’autres dans le domaine peuvent adapter la méthodologie à leurs dispositifs et procédures chimiques.