Name: Fabricage van Ti3C2 MXene Microelectrode Arrays voor In Vivo Neural Recording (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2020-02-12T13:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 58 s
Description: Leer de fabricage van Ti3C2 MXene-microelektrode-arrays voor in vivo neurale registratie. Deze methode maakt precieze micro-patronering mogelijk zonder de elektroden te beschadigen.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Dit werk werd ondersteund door de National Institutes of Health (subsidie nr. R21-NS106434), de Citizens United for Research in Epilepsie Taking Flight Award, de Mirowski Family Foundation en Neil en Barbara Smit (F.V.); de National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program (verlenen nee. DGE-1845298 aan N.D. en B.M.); het Army Research Office (Cooperative Agreement Number W911NF-18-2-0026 to K.M.); en door het Amerikaanse leger via het Surface Science Initiative Program in het Edgewood Chemical Biological Center (PE 0601102A Project VR9 naar Y.G. en K.M.). Dit werk werd gedeeltelijk uitgevoerd in het Singh Center for Nanotechnology, dat wordt ondersteund door de National Science Foundation National Nanotechnology Coordinated Infrastructure Program (NNCI-1542153).

Alle in vivo procedures in overeenstemming met de National Institutes of Health (NIH) Guide for the Care and Use of Laboratory Animals en werden goedgekeurd door het Institutional Animal Care and Use Committee (IACUC) van de Universiteit van Pennsylvania.
1. Synthese van Ti3C2 MXeen
OPMERKING: De reactieprocedures beschreven in deze sectie zijn bedoeld voor gebruik in een chemische rookkap. Waspassen die in deze procedure zijn opgenomen, zijn bedoeld om te worden gebruikt met gebalanceerde centrifugebuizen. Al het geproduceerde afval wordt beschouwd als gevaarlijk afval en moet op de juiste wijze worden weggegooid volgens de richtlijnen van de universiteit.
LET OP: Fluorzuur (HF) is een uiterst gevaarlijk, zeer corrosief zuur. Raadpleeg de materialen veiligheidsinformatiebladen (MSDS) voor de chemische stoffen die worden gebruikt om MXenes voor gebruik te synthetiseren en de juiste veiligheidsmaatregelen te implementeren en te volgen. Geschikte persoonlijke beschermingsmiddelen (PPE) voor het hanteren van HF omvat een laboratoriumjas, zuurbestendige schort, schoenen met een nauwe sluiting, lange broek, bril, full face shield, nitrilhandschoenen en HF-resistente handschoenen gemaakt van butylrubber of neopreenrubber.
<ol><li>MAX fasesynthese<ol>
<li>Synthetiseren Ti3AlC2 door balfrezen TiC (2 μm), Ti (44 μm) en Al (44 μm) poeders bij een kiesverhouding (TiC:Ti:Al) van 2:1:1 voor 18 uur met zirkoniaballen. Plaats de poeders in een lichtoxidekroes, verwarm tot 1.380 °C (5 °C verwarmingssnelheid) en houd 2 uur onder argon. Nadat de poeders zijn afgekoeld, wik het MAX-blok en zeef je door een 200 gaaszeef (<74 μm deeltjesgrootte). OPMERKING: De Ti3AlC2 MAX fase voorloper gebruikt om MXenes synthetiseren is aangetoond dat directe gevolgen hebben voor de resulterende Ti3C2 MXeen eigenschappen38. De Ti3C2 gebruikt om neurale elektroden te fabriceren werd selectief geëtste van MAX bereid na een eerdere procedure26.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Ets: Verwijdering van de Al-laag in Ti3AlC2 in een zure etchant-oplossing(figuur 1A)<ol>
<li>Bereid de selectieve etsoplossing voor in een 125 mL plastic container door eerst 12 mL gedeïoniseerd water (DI H2O) toe te voegen, gevolgd door de toevoeging van 24 mL zoutzuur (HCl). Het dragen van alle geschikte HF etsPPE, voeg 4 mL HF aan de etchant container. Voer selectieve etsuit door langzaam 2 g Ti3AlC2 MAX-fase aan de reactiecontainer toe te voegen en roeren met een Teflon magnetische staaf gedurende 24 uur bij 35 °C bij 400 tpm.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Wassen: Het materiaal naar neutrale pH brengen.<ol>
<li>Vul twee centrifugebuizen van 175 mL met 100 mL DI H2O. Splits het etsreactiemengsel op in centrifugebuizen van 175 mL en was het materiaal door herhaalde centrifuges bij 3.500 tpm (2.550 x g)gedurende 5 min. Decant de supernatant in een plastic gevaarlijke afvalcontainer. Herhaal dit totdat de pH 6 bereikt.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Intercalatie: Inbrengen van moleculen tussen meerlaags MXeendeeltje om interacties buiten het vlak te waken (figuur 1B)<ol>
<li>Voeg 2 g lithiumchloride (LiCl) toe aan 100 mL DI H2O en roer bij 200 tpm tot deze is opgelost. Meng 100 mL LiCl/H2O met het Ti3C2/Ti3AlC2 sediment en roer de reactie gedurende 12 uur bij 25 °C.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Delaminatie: Exfoliatie van bulk meerlaags deeltje in single- tot few- layer Ti3C2 MXene (figuur 1C)<ol>
<li>Was de intercalatiereactie in centrifugebuizen van 175 mL door centrifugeren bij 2.550 x g gedurende 5 min. Decant de heldere supernatant. Herhaal dit totdat er een donkere supernatant wordt gevonden.</li>
		<li>Blijf 1 uur centrifugeren bij 2.550 x g. Decanteer de verdund-groene supernatant.</li>
		<li>Re-disperse the swollen sediment with 150 mL of DI H2O. Transfer supernatant to 50 mL centrifuge tubes and centrifuge at 2,550 x g for 10 min to separate remaining MAX (sediment) from MXene (supernatant). OPMERKING: Re-dispersie van het sediment zal moeilijk worden en zal agitatie of handmatig schudden vereisen.</li>
		<li>Verzamel supernatant als Ti3C2 MXeen. Voer verdere grootteselectie en optimalisatie van de oplossing uit om enkel- tot weiniglaagse vlokken te isoleren door de supernatant te verzamelen na een centrifugatiestap bij 2.550 x g voor 1 uur.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Oplossingsopslag: Verpakking van de MXeen-inkt voor langdurige opslag (figuur 1D)<ol>
<li>Argon bubbelt de oplossingen voor 30 minuten voorafgaand aan de verpakking in een Argon verzegelde hoofdruimteflacon (overdracht via een spuit). Bewaar oplossingen bij hoge concentraties (>5 mg/mL), weg van zonlicht en bij lage temperaturen (≤5 °C) om een lange levensduur te garanderen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Fabricage van Ti3C2 MXeen Microelectrode Arrays
OPMERKING: De procedure beschreven in deze sectie is bedoeld voor gebruik in een standaard universiteit clean room faciliteit, zoals het Singh Center for Nanotechnology aan de Universiteit van Pennsylvania. Deze faciliteit, evenals soortgelijke faciliteiten, zijn toegankelijk voor externe gebruikers als onderdeel van het National Nanotechnology Infrastructure Network (NNIN) ondersteund door de National Science Foundation (NSF). In deze faciliteiten, veel van de instrumenten, apparatuur en materialen beschreven in deze sectie zijn voorzien, samen met toegang tot de clean room faciliteit en zou geen aparte aankoop vereisen.
LET OP: Veel van de chemische stoffen die worden gebruikt bij de fabricage van MXeenische elektroden zijn gevaarlijk, waaronder fotoresists, RD6 ontwikkelaar, remover PG, aluminium etsoplossing en gebufferde oxide etchant. Raadpleeg MSDS voor deze chemische stoffen voor gebruik en implementeer en volg te allen tijde passende veiligheidsmaatregelen. Alle chemicaliën moeten worden behandeld in een rookkap.
<ol><li>Dep een 4 μm dikke onderste laag paryleen-C op een schone Si-wafer (zie figuur 2A).</li>
	<li>Gebruik het eerste fotomasker (masker-1) om de metalen interconnects van de apparaten te definiëren, evenals een metalen ring rond de rand van de wafer om te helpen bij latere lift-off stappen(figuur 2B).<ol>
<li>Spinlaag NR71-3000p op de wafer bij 3.000 tpm voor 40 s. Soft bak de wafer op een hete plaat voor 14,5 min bij 95 °C.</li>
		<li>Laad de wafer en masker-1 in een maskeraligner. Plaats de wafer zo dat de ring op het fotomasker overlapt met alle randen van de wafer.</li>
		<li>Bloot stellen met i-lijn (365 nm golflengte) bij een dosis van 90 mJ/cm2. Bak de wafel 1 min op een hete plaat bij 115 °C.</li>
		<li>Dompel de wafer onder in de RD6-ontwikkelaar gedurende 2 min en agiter de oplossing voortdurend. Spoel grondig af met DI H2O en föhn met een N2-pistool.</li>
		<li>Gebruik een elektronenbundelverdamver om 10 nm Ti te deponeren, gevolgd door 100 nm Au op de wafer. OPMERKING: Typische depositieparameters zijn een basisdruk van 5 x 10-7 Torr en een snelheid van 2 Å/s.</li>
		<li>Dompel de wafer in remover PG voor ~ 10 min totdat de fotoresist is opgelost en het overtollige metaal volledig is opgetild, waardoor Ti / Au alleen in de gewenste interconnect sporen en de ring rond de rand van de wafer. Zodra de lift-off lijkt voltooid, sonicate voor 30 s om eventuele resterende sporen van ongewenste metaal te verwijderen. Spoel wafer eerst in schone remover PG oplossing, dan grondig spoelen in DI H2O en droog de wafer met een N2 pistool.</li>
	</ol></li>
	<li>Deponeren van de offerparyleen-C laag(figuur 2C).<ol>
<li>Stel de wafer gedurende 30 s bloot aan O2 plasma om de onderliggende paryleen-C laag hydrofiel te maken. Spincoat 2% reinigingsoplossing (bijvoorbeeld Micro-90) in DI H2O op de wafer bij 1.000 tpm voor 30 s. Laat wafer minstens 5 min drogen. OPMERKING: De verdunde zeepoplossing fungeert als een anti-lijm, waardoor de offerparyleen-C laag later in het proces kan worden geschild.</li>
		<li>Stort 3 μm paryleen-C op de wafer.</li>
	</ol></li>
	<li>Gebruik het tweede fotomasker (masker-2) om de MXene-patronen en een ring rond de rand van de wafer te definiëren(figuur 2D).<ol>
<li>Herhaal stap 2.2.1−2.2.4, dit keer met masker-2 en lijn de uitlijningsmarkeringen tussen de wafer en het fotomasker zorgvuldig uit lijnen voordat deze worden blootgesteld.</li>
		<li>Gebruik O2 plasma reactieve ionenets (RIE) om door de offerparyleen-C-laag te etsen in de gebieden die niet door de fotoresist worden bestreken om de MXeenelektroden en -sporen te definiëren, die gedeeltelijk moeten overlappen met de Ti/Au-interconnects, evenals de ring rond de randen van de wafer. Bevestig de volledige ets van de offerparyleen-C laag met behulp van een profilometer om het profiel tussen de blootgestelde Ti/Au interconnects en de onderste paryleen-C laag te meten. OPMERKING: Wanneer het etsen is voltooid, zal het profiel over het blootgestelde metalen oppervlak glad zijn, terwijl de onderste paryleen-C laag ruw en gedeeltelijk geëtste zal zijn. Deze etsstap moet worden voltooid in een vlakke etsrie-systeem, niet een vat asher, en etstijden en parameters zullen sterk afhankelijk zijn van het RIE-systeem.</li>
	</ol></li>
	<li>Spin-coat de MXene oplossing op de wafer (Figuur 2E).<ol>
<li>Pipette MXene oplossing op elk van de gewenste MXene patronen, draai de wafer op 1.000 rpm voor 40 s. Droog de wafer op een 120 °C hot plate voor 10 min om eventueel restwater te verwijderen uit de MXene film.</li>
	</ol></li>
	<li>Gebruik een elektronenbundelverdamver om 50 nm SiO2 op de wafer te deponeren, om als beschermende laag over de MXeenpatronen te fungeren voor latere verwerkingsstappen. OPMERKING: Typische depositieparameters zijn een basisdruk van 5 x 10-7 Torr en een snelheid van 2 Å/s.</li>
	<li>Verwijder de lagen van de offerparyleen-C om de lagen MXeen en SiO2 (figuur 2F)te patroon.<ol>
<li>Breng een kleine druppel DI H2O aan op de rand van de wafer en gebruik een pincet om de offerparyleen-C laag te pellen, te beginnen waar de randen zijn gedefinieerd in de ring rond de buitenkant van de wafer. LET OP: Het water zal combineren met de zeepresidu onder de offerparyleen-C laag om deze lift-off mogelijk te maken.</li>
		<li>Spoel de wafer grondig af in DI H2O om eventuele resterende reinigingsoplossingsresten te verwijderen. Droog de wafer met een N2 kanon en plaats vervolgens 1 uur lang op een 120 °C-kookplaat om eventueel restwater uit de mxeenfolies met patroon te verwijderen.</li>
	</ol></li>
	<li>Dep de 4 μm dikke toplaag paryleen-C (figuur 2G) in.</li>
	<li>Gebruik het derde fotomasker (masker-3) om de contouren en openingen van het apparaat te definiëren over elektroden en Au-bindingspads (VIA's) (figuur 2H).<ol>
<li>Herhaal stap 2.2.1−2.2.4, dit keer met masker-3 en zorgvuldig uitlijnen van de uitlijningsmarkeringen tussen de wafer en het fotomasker voor de belichting.</li>
		<li>Gebruik een elektronenbundelverdamver om 100 nm Al op de wafer te deponeren. OPMERKING: Typische depositieparameters zijn een basisdruk van 5 x 10-7 Torr en een snelheid van 2 Å/s.</li>
		<li>Dompel de wafer in remover PG voor ~ 10 min totdat het metaal volledig is opgetild, waardoor Al de apparaten bedekt met openingen voor de elektroden en bindpads. Wanneer de lift-off is voltooid, sonicate voor 30 s om eventuele resterende sporen van ongewenste metaal te verwijderen. Spoel wafer eerst in schone remover PG oplossing, dan grondig spoelen in DI H2O en droog de wafer met een N2 pistool.</li>
	</ol></li>
	<li>Ets de paryleen-C om het apparaat overzicht en openingen over elektroden en Au bonding pads (VIA's) (Figuur 2I) patroon. Gebruik O2 plasma RIE om te etsen door de paryleen-C lagen rond de apparaten, en door de bovenste paryleen-C laag die zowel de MXeen elektrode contacten en de Au bonding pads. OPMERKING: Etsen is voltooid wanneer er geen paryleen-C residu blijft op de wafer tussen apparaten. De SiO2-laag die de MXene bedekt, fungeert als een etslaag, waardoor het O2-plasma niet in de MXene-elektrodecontacten kan etsen of beschadigen.</li>
	<li>Ets de Al-laag die de apparaten bedekt met behulp van een natte chemische ets in Al etchant type A bij 50 °C, hetzij gedurende 10 min, hetzij voor 1 min verleden wanneer alle visuele sporen van Al zijn verdwenen, wat het eerst komt. Etsen de SiO2 die de MXeen elektroden met behulp van een natte chemische ets in 6:1 gebufferd oxide etchant (BOE) voor 30 s (Figuur 2J). LET OP: De MXene micro-elektrode arrays zijn nu compleet.</li>
	<li>Laat de apparaten los van de Si substraat wafer door het plaatsen van een kleine druppel DI H2O aan de rand van een apparaat, en voorzichtig peeling van het apparaat als water is slecht onder het door capillaire actie(Figuur 2K en figuur 3).</li>
</ol>3. Adapterconstructie en interfacing
OPMERKING: Op dit punt moeten de dunne film micro-elektrode arrays worden gekoppeld aan een adapter om verbinding te maken met het elektrofysiologie registratiesysteem. De 128ch stimulatie/opnamecontroller met de RHS2000 16-ch stim/record headstage(Table of Materials)die in dit protocol wordt gebruikt, vereist invoer via een connector die compatibel is met de 18-pins connector A79039-001. Deze sectie maakt gebruik van een printplaat (PCB, figuur 4A)met een zif-connector (zero-insertion force) voor interfacing met de Au-bindingspads op de micro-elektrodearray en de connector A79040-001 voor interfacing met de head-stage van het opnamesysteem. Afhankelijk van het data-acquisitiesysteem kunnen verschillende connectoren op het PCB worden gebruikt om interfacing met de elektrofysiologie frontstage mogelijk te maken.
<ol><li>Soldeer de Omnetics- en ZIF-connectoren op het PCB door een dunne folie soldeerpasta aan te brengen op elk van de contactpads op het PCB, de onderdelen op de juiste plaatsen te plaatsen en op een hete plaat te verwarmen totdat het soldeer opnieuw stroomt om verbindingen te vormen (figuur 4B). LET OP: Reflow solderen kan heel gemakkelijk worden gedaan op een hete plaat of in een broodrooster oven en vereist niet het gebruik van een dure reflow oven.</li>
	<li>Breng twee lagen polyimidetape(Tabel met materialen) aan op de achterkant van het Au-bindingspadgebied van de MXene-micro-elektrodearray om het apparaat voldoende dikte te geven om in de ZIF-connector te worden vastgezet. Na het aanbrengen van de tape, trim je overtollige buiten de randen van het paryleen-C-apparaat met behulp van een scheermesje of precisieschaar(figuur 4C).</li>
	<li>Ofwel onder een inspectiebereik of met behulp van een vergrootglas, lijn de MXene micro-elektrode array in de ZIF-connector, zodat de Au bonding pads uitlijnen met de pinnen in de ZIF-connector, sluit dan de ZIF om een veilige verbinding te vormen (Figuur 4D,E). OPMERKING: De ZIF-connector die hier wordt gebruikt is een 18-kanaals connector, terwijl het apparaat dat hier wordt gebruikt 16 kanalen heeft. De extra contactloze kanalen zijn eenvoudig te herkennen als een open circuit door middel van impedantietesten tijdens opnamesessies.</li>
	<li>Test de elektrochemische impedantie van de MXeenelektroden met behulp van een potentiostat om een succesvolle fabricage en aansluiting op de PCB-adapter te garanderen. OPMERKING: In de discussiesectie worden redelijke impedantiewaarden gegeven om te helpen bij het oplossen van problemen.</li>
</ol>4. Acute implantatie en neurale opname
OPMERKING: Operaties op volwassen mannelijke Sprague Dawley ratten worden uitgevoerd met behulp van steriele instrumenten en met aseptische techniek. Ademhalingsfrequentie, palpebral reflex, en pedaal pinch reflex worden gecontroleerd om de 10 min om de diepte van anesthesie te controleren. De lichaamstemperatuur wordt gehandhaafd met een verwarmingskussen.
<ol><li>Toedienen preventieve analgesie (onderhuidse injectie van buprenorfine aanhoudende afgifte [SR], 1,2 mg/kg).</li>
	<li>Toedienen anesthesie (intraperitoneale injectie van een mengsel van 60 mg/kg ketamine en 0,25 mg/kg dexmedetomidine).</li>
	<li>Bevestig het juiste niveau van anesthesie om de 10 min gedurende het experiment door te controleren op afwezigheid van palpebral en pedaal knijpreflexen.</li>
	<li>Veilige rat in stereotaxic frame, breng oculaire smeermiddel op de ogen, en schoon geschoren hoofdhuid met 10% povidone-jodium.</li>
	<li>Stel de calvaria bloot met een enkele middellijnhoofdhuidincisie en botte dissectie van onderliggend weefsel.</li>
	<li>Plaats een 00-90 schroef in de schedel om te dienen als de grond voor opnames.</li>
	<li>Met behulp van een tandheelkundige boor met een kleine braam, maak een craniotomie op de gewenste corticale opname site.</li>
	<li>Beveilig de arrayconnector op een stereotaxic manipulator en plaats het apparaat boven de craniotomie. Voorzichtig lager totdat de hele array in contact is met de blootgestelde cortex.</li>
	<li>Wikkel de gronddraad rond de schedelschroef.</li>
	<li>Sluit de headstage van het opnamesysteem aan op de array en begin met het opnemen van spontane activiteit.</li>
</ol>

<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>
<li>Polikov, V. S., Tresco, P. A., Reichert, W. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Response+of+brain+tissue+to+chronically+implanted+neural+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Neuroscience+Methods%22%5BJournal%5D)">Response of brain tissue to chronically implanted neural electrodes.</a> Journal of Neuroscience Methods. 148 (1), 1-18 (2005).</li>
<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>
<li>Meyer, R. D., Cogan, S. F., Nguyen, T. H., Rauh, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrodeposited+iridium+oxide+for+neural+stimulation+and+recording+electrodes%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Transactions+on+Neural+Systems+and+Rehabilitation+Engineering%22%5BJournal%5D)">Electrodeposited iridium oxide for neural stimulation and recording electrodes.</a> IEEE Transactions on Neural Systems and Rehabilitation Engineering. 9 (1), 2-11 (2001).</li>
<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>
<li>Naguib, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Two-Dimensional+Nanocrystals+Produced+by+Exfoliation+of+Ti3AlC2%5BTitle%5D)+AND+%22Advanced+Materials%22%5BJournal%5D)">Two-Dimensional Nanocrystals Produced by Exfoliation of Ti3AlC2.</a> Advanced Materials. 23 (37), 4248-4253 (2011).</li>
<li>Alhabeb, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Guidelines+for+Synthesis+and+Processing+of+Two-Dimensional+Titanium+Carbide+%28Ti3C2Tx+MXene%29%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+of+Materials%22%5BJournal%5D)">Guidelines for Synthesis and Processing of Two-Dimensional Titanium Carbide (Ti3C2Tx MXene).</a> Chemistry of Materials. 29 (18), 7633-7644 (2017).</li>
<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>
<li>Zhu, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Carbon-Based+Supercapacitors+Produced+by+Activation+of+Graphene%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Carbon-Based Supercapacitors Produced by Activation of Graphene.</a> Science. 332 (6037), 1537-1541 (2011).</li>
<li>Heon, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuous+carbide-derived+carbon+films+with+high+volumetric+capacitance%5BTitle%5D)+AND+%22Energy+%26+Environmental+Science%22%5BJournal%5D)">Continuous carbide-derived carbon films with high volumetric capacitance.</a> Energy & Environmental Science. 4 (1), 135-138 (2011).</li>
<li>Yang, X., Cheng, C., Wang, Y., Qiu, L., Li, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Liquid-mediated+dense+integration+of+graphene+materials+for+compact+capacitive+energy+storage%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Liquid-mediated dense integration of graphene materials for compact capacitive energy storage.</a> Science. 341 (6145), 534-537 (2013).</li>
<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>

De auteurs hebben niets te onthullen.

De in dit protocol beschreven mxeensynthese- en delaminatieprocedure (HF/HCl/LiCl) is gebaseerd op de MILD etsbenadering die gebruik maakte van een LiF/HCl (in situ HF) etchant medium26. De MILD-benadering zorgt ervoor dat grote Ti3C2 vlokken (meerdere μm in zijdelingse grootte) spontaan worden gedelamineerd tijdens het wassen zodra pH ~5−6 is bereikt. In vergelijking met etsen met HF alleen, resulteert dit in materiaal met een hogere kwaliteit en verbeterde materiaaleigensch...

Inzicht in de fundamentele mechanismen die ten grondslag liggen aan neurale circuits, en hoe hun dynamiek worden veranderd bij ziekte of letsel, is een cruciaal doel voor het ontwikkelen van effectieve therapieën voor een breed scala van neurologische en neuromusculaire aandoeningen. Micro-elektrode technologieën zijn op grote schaal gebruikt om neurale dynamiek op fijne ruimtelijke en temporele schalen op te helderen. Het verkrijgen van stabiele opnames met een hoge signaal-ruisverhouding (SNR) van microschaalelektroden is echter bijzonder uitdagend gebleken. Aangezien de afmetingen van de elektroden worden gereduceerd tot de aanpak van cellulaire schaal, een overeenkomstige stijging van elektrode impedantie degradeert signaalkwaliteit1. Bovendien hebben talrijke studies aangetoond dat stijve elektroden bestaande uit conventionele silicium en metalen elektronische materialen aanzienlijke schade en ontstekingen in het neurale weefsel produceren, wat hun nut voor langdurigeregistratie2,3,4,5beperkt. Gezien deze feiten is er grote belangstelling voor de ontwikkeling van micro-elektroden met nieuwe materialen die de elektrode-weefsel interface impedantie kunnen verminderen en kunnen worden opgenomen in zachte en flexibele vormfactoren.
Een veelgebruikte methode voor het verminderen van de elektrode-weefsel interface impedantie is het verhogen van het gebied waarover ionische soorten in de extracellulaire vloeistof kunnen interageren met de elektrode, of de "effectieve oppervlakte" van de elektrode. Dit kan worden bereikt door nanopatroon6, oppervlakte verruwing7, of elektroplating met poreuze additieven8,9. Nanomaterialen hebben veel aandacht gekregen op dit gebied omdat ze intrinsiek hoge specifieke oppervlaktes en unieke combinaties van gunstige elektrische en mechanische eigenschappen bieden10. Zo zijn koolstofnanobuisjes gebruikt als coating om elektrodeimpedantie11,12,13,grafeenoxide aanzienlijk te verminderen tot zachte, flexibele vrijstaande sondeelektroden14, en laser-pyrolyseporeus grafeen is gebruikt voor flexibele, lage impedantie micro-elektrocorticografie (micro-ECoG) elektroden15. Ondanks hun belofte heeft een gebrek aan schaalbare assemblagemethoden de wijdverbreide adoptie van nanomaterialen voor neurale interfacing elektroden beperkt. Met name nanomaterialen op basis van koolstof zijn doorgaans hydrofoob en vereisen dus het gebruik van oppervlakteactieve stoffen16, superzuren17of oppervlaktefunctionalisatie18 om waterige dispersies te vormen voor fabricagemethoden vooroplossingsverwerking,terwijl alternatieve fabricagemethoden, zoals chemische dampdepositie (CVD), doorgaans hoge temperaturen vereisen die onverenigbaar zijn met veel polymere substraten19,20,21 ,22.
Onlangs is een klasse van tweedimensionale (2D) nanomaterialen, bekend als MXenes, beschreven die een uitzonderlijke combinatie van hoge geleidbaarheid, flexibiliteit, volumetrische capaciteit en inherente hydrofielheid biedt, waardoor ze een veelbelovende klasse van nanomaterialen voor neurale interfacing elektroden23. MXenen zijn een familie van 2D overgang metaalcarbides en nitriden die het meest worden geproduceerd door selectief etsen van de A-element van gelaagde precursoren. Dit zijn meestal MAX-fasen met de algemene formule Mn+1AXn, waarbij M een early transition metal is, is A een onderdeel 12−16 element van het periodiek systeem, X is koolstof en/of stikstof, en n = 1, 2 of 324. Tweedimensionale MXeenvlokken hebben oppervlakteeindigende functionele groepen die hydroxyl (−OH), zuurstof (−O) of fluor (−F) kunnen omvatten. Deze functionele groepen maken MXenen inherent hydrofiel en maken flexibele oppervlaktemodificatie of functionalisatie mogelijk. Van de grote klasse van MXenen, Ti3C2 is de meest uitgebreid bestudeerd en gekenmerkt25,26,27. Ti3C2 toont opmerkelijk hogere volumetrische capaciteit (1.500 F/cm3)28 dan geactiveerd grafeen (~60−100 F/cm3)29, carbide-afgeleide koolstof (180 F/cm3)30, en grafeengelfilms (~260 F/cm3)31. Bovendien vertoont Ti3C2 een extreem hoge elektronische geleidbaarheid (~ 10.000 S/cm)32, en de biocompatibiliteit ervan is aangetoond in verschillende studies33,34,35,36. De hoge volumetrische capaciteit van Ti3C2-films is voordelig voor biologische detectie- en stimulatietoepassingen, omdat elektroden die capacitieve ladingoverdracht vertonen potentieel schadelijke hydrolysereacties kunnen voorkomen.
Onze groep heeft onlangs aangetoond flexibele, dunne-film Ti3C2 micro-elektrode arrays, voorbereid met behulp van oplossing verwerkingsmethoden, die in staat zijn het opnemen van zowel micro-elektrocorticografie (micro-ECoG) en intracorticale neuronale spiking activiteit in vivo met hoge SNR36. Deze MXeenelektroden vertoonden een aanzienlijk verminderde impedantie in vergelijking met met grootte afgestemde goud (Au) elektroden, die kunnen worden toegeschreven aan de hoge geleidbaarheid van MXeen en het hoge oppervlak van de elektroden. In dit protocol beschrijven we de belangrijkste stappen voor het fabriceren van vlakke micro-elektrodearrays van Ti3C2 MXeen op flexibele paryleen-C substraten en gebruiken ze in vivo voor intraoperatieve micro-ECoG-opname. Deze methode maakt gebruik van het hydrofiele karakter van MXeen, dat het gebruik van oplossingsverwerkingsmethoden mogelijk maakt die eenvoudig en schaalbaar zijn, zonder dat het gebruik van oppervlakteactieve stoffen of superzuren nodig is om stabiele waterige suspensivers te bereiken. Dit gemak van verwerkbaarheid kan een kosteneffectieve productie van MXeene-biosensoren op industriële schalen mogelijk maken, wat een belangrijke beperking is geweest voor de wijdverbreide adoptie van apparaten op basis van andere koolstofnanomaterialen. De belangrijkste innovatie in de elektrodefabricage ligt in het gebruik van een offerpolymerische laag om het MXeen na spin-coating te micropatroon, een methode die is aangepast uit de literatuur over op de oplossing verwerkte poly(3,4-ethyleenoxythiophene):poly(styreensulfonaat) (PEDOT:PSS) micro-elektroden37, maar die niet eerder was beschreven voor het patroon van MXeen. De uitzonderlijke elektrische eigenschappen van Ti3C2, in combinatie met de verwerkbaarheid en 2D morfologie maken het een veelbelovend materiaal voor neurale interfaces. In het bijzonder, Ti3C2 biedt een route naar het overwinnen van de fundamentele trade-off tussen elektrode geometrische gebied en elektrochemische interface impedantie, een primaire beperkende factor voor micro-schaal elektrode prestaties. Bovendien kan de fabricageprocedure die in dit protocol wordt beschreven, worden aangepast om MXeen-elektrodearrays van verschillende groottes en geometrieën voor verschillende opnameparadigma's te produceren, en kan deze ook gemakkelijk worden aangepast om andere geleidende inkten naast MXene op te nemen.

<table><tbody><tr><td>00-90 schroef</td><td>McMaster-Carr</td><td>90910A630</td><td>Schroef rond waaraan de aardedraad is gewikkeld</td></tr><tr><td>128ch stimulatie-/opnamecontroller</td><td>Intan Technologies</td><td></td><td>Een onderdeel van het neurale opnamesysteem.</td></tr><tr><td>175 mL polypropyleen (PP) kegelvormige centrifugeerbuisjes</td><td>Falcon</td><td>REF: 352076</td><td>Gebruikt voor wassen</td></tr><tr><td>18-positie 0,5 mm pitch ZIF-connector</td><td>Molex</td><td>505110-1892</td><td>Gebruikt om de flexibele Parylene micro-elektrode array te koppelen met de PCB-adapterkaart.</td></tr><tr><td>18-positie dubbele rij mannelijke nano-miniatuur (.025"/.64mm) connector</td><td>Omnetics Connector Corporation</td><td>A79008-001</td><td>Gebruikt om de PCB-adapterkaart te koppelen met de opname-headstage.</td></tr><tr><td>3ML wegwerpbare plastic set afgemeten pipetten</td><td>Rienar</td><td>Rienar-3ML-20PCS</td><td>Gebruikt voor het overbrengen van etsmiddel of MXene-oplossingen</td></tr><tr><td>50 mL polypropyleen (PP) kegelvormige centrifugeerbuis</td><td>Falcon</td><td>REF: 352070</td><td>Gebruikt voor wassen en grootteselectie</td></tr><tr><td>Al etsmiddel Type A</td><td>Transene</td><td>060-0026000-QT</td><td>Voor het verwijderen van de Al etsmaskerlaag na de laatste Parylene-C etch.</td></tr><tr><td>Aluminiumpoeder, -325 Mesh, 99,5% (op basis van metalen), deeltjesgrootte &lt; 44 &micro;m</td><td>Alfa Aesar</td><td>CAS: 7429-90-5</td><td>Gebruikt voor MAX-synthese</td></tr><tr><td>AutoCAD-software</td><td>Autodesk Inc.</td><td></td><td>Ontwerpsoftware voor het tekenen van fotomaskers. Gratis alternatieven zijn DraftSight en LayoutEditor.</td></tr><tr><td>Gebufferd oxide-etsmiddel 6:1</td><td>JT Baker</td><td>1178-03</td><td>Voor het verwijderen van de SiO2-laag om MXene-elektrodecontacten aan het einde van de fabricageprocedure bloot te leggen.</td></tr><tr><td>Buprenorfine SR</td><td>Wildlife Pharmaceuticals</td><td></td><td>Analgetica voor rattenchirurgie</td></tr><tr><td>Centrifuge</td><td>Hermle</td><td>Benchmark Z 446</td><td>Gebruikt voor wassen en grootteselectie</td></tr><tr><td>Dexdomitor</td><td>Midwest Veterinary Supply</td><td>193.13250.3</td><td>Anesthesie voor rattenchirurgie</td></tr><tr><td>Boorboor</td><td>Fine Science Tools</td><td>19007-07</td><td>Boren voor boor</td></tr><tr><td>Elektrische boor</td><td>Foredom</td><td>K.1070</td><td>Micromotorboor voor craniotomieën</td></tr><tr><td>Elektronenbundel verdamper</td><td>Kurt J. Lesker Company</td><td></td><td>Gebruikt om Ti, Au en SiO2 te verdampen tijdens fabricage. De meeste universiteits schone kamers hebben deze of een soortgelijk gereedschap.</td></tr><tr><td>Aardedraad</td><td>A-M Systems</td><td>781500</td><td>Koperen zilverdraad</td></tr><tr><td>Headspace-flesje, glas</td><td>Supelco</td><td>REF: 27298</td><td>Gebruikt voor het opslaan van MXene-oplossingen</td></tr><tr><td>Zoutzuur (12,1N)</td><td>Fisher Scientific</td><td>CAS: 7647-01-0</td><td>Corrosief; etsmateriaal</td></tr><tr><td>Fluorwaterstoffzuur, (48-51% oplossing in H2O)</td><td>Acros</td><td>CAS: 7664-39-3</td><td>Etsmateriaal</td></tr><tr><td>Jupiter II RIE-systeem</td><td>March Plasma Systems Inc.</td><td></td><td>Planair RIE-etssysteem gebruikt om het Parylene-C te etten met behulp van O2 plasma. De meeste universiteits schone kamers hebben een vergelijkbaar planair RIE-etssysteem.</td></tr><tr><td>Kapton standaard polyimide tape, 1/4"</td><td>DuPont</td><td></td><td>Gebruikt om dikte toe te voegen aan het Au-bondingpadgebied van de flexibele Parylene micro-elektrode array voor inbrenging in de ZIF-connector.</td></tr><tr><td>Ketamine</td><td>Ziekenhuis van de Univ. van Penn.</td><td></td><td>Anesthesie voor rattenchirurgie</td></tr><tr><td>KLA P-7 Stylus Profilometer</td><td>KLA Corporation</td><td></td><td>Gebruikt om 2D-profielen te meten om volledige ets door de opofferlaag parylene-C in stap 2.4.2 te bevestigen. De meeste universiteits schone kamers hebben deze of een vergelijkbaar stylus profilometer-gereedschap.</td></tr><tr><td>Lithiumboorchloride, 99% voor analyse, watervrij</td><td>Acros</td><td>CAS: 7447-41-8</td><td>Hygroscopisch; delaminatiemateriaal</td></tr><tr><td>MA6 masker aligner</td><td>Karl Suss Microtec AG</td><td></td><td>Gebruikt om elk fotomasker uit te lijnen op het patroon op de wafer en de wafer bloot te stellen aan UV-licht. De meeste universiteits schone kamers hebben deze of een soortgelijk gereedschap.</td></tr><tr><td>Micro-90 reinigingsoplossing</td><td>International Products Corporation</td><td>M-9050-12</td><td>Gebruikt als de anti-hechtlaag om het verwijderen van de opofferlaag Parylene-C mogelijk te maken om het MXene te patroon</td></tr><tr><td>NR71-3000p fotoresist</td><td>Futurrex Inc.</td><td>NR71-3000p</td><td>Negatieve fotoresist gebruikt om Ti/Au-sporen en MXene-patronen in de apparaten te definiëren.</td></tr><tr><td>Oftalmisch zalf</td><td>Midwest Veterinary Supply</td><td>193.63200.3</td><td>Om hoornvliesdroging tijdens de chirurgie te voorkomen</td></tr><tr><td>Parylene-depositionssysteem</td><td>Specialty Coating Systems</td><td></td><td>Gebruikt om dunne conforme films van Parylene-C te verdampen</td></tr><tr><td>Parylene-C dimer</td><td>Specialty Coating Systems</td><td>980130-c-01lbe</td><td>Flexibele polymeer gebruikt als onderste en bovenste passivatielagen voor de flexibele MXene-apparaten</td></tr><tr><td>Fotomaskers (chroom op sodakalkglas)</td><td>Universiteit van Pennsylvania</td><td></td><td>Onze fotomaskers zijn geproduceerd in de schone kamer van de universiteit met behulp van een Heidelberg DWL66+ laserwriter-systeem, maar verschillende leveranciers produceren fotomaskers op basis van geleverde ontwerpbestanden.</td></tr><tr><td>Povidonjooplossing</td><td>Medline</td><td>MDS093901</td><td>Om infectie rond de incisie van de hoofdhuid te helpen voorkomen</td></tr><tr><td>Gedrukte circuitbord (PCB)</td><td>Advanced Circuits</td><td></td><td>Gebruikt om een koppeling te maken tussen de MXene-elektrode array en de meetelektronica zoals de potentiostaat en het Intan opnamesysteem. Advanced Circuits en andere leveranciers produceren en assembleren PCB's op basis van de geleverde ontwerpbestanden.</td></tr><tr><td>RD6

fabricage van ti3c2 mxene microelectrode arrays voor in vivo neural recording

Fabrication of Ti3C2 MXene Microelectrode Arrays for In Vivo Neural Recording

Implanteerbare micro-elektrode technologieën zijn op grote schaal gebruikt om neurale dynamiek op de microschaal op te helderen om een dieper begrip van de neurale onderbouwing van hersenziekten en letsel te krijgen. Aangezien elektroden worden geminiaturiseerd tot de schaal van individuele cellen, beperkt een overeenkomstige stijging van de interfaceimpedantie de kwaliteit van geregistreerde signalen. Bovendien zijn conventionele elektrodematerialen stijf, wat resulteert in een significante mechanische mismatch tussen de elektrode en het omringende hersenweefsel, wat een ontstekingsreactie uitlokt die uiteindelijk leidt tot een verslechtering van de prestaties van het apparaat. Om deze uitdagingen het hoofd te bieden, hebben we een proces ontwikkeld om flexibele micro-elektroden te fabriceren op basis van Ti3C2 MXeen, een recent ontdekt nanomateriaal dat opmerkelijk hoge volumesvochtcapaciteit, elektrische geleidbaarheid, oppervlaktefunctionaliteit en verwerkbaarheid in waterige dispersies bezit. Flexibele arrays van Ti3C2 MXeen micro-elektroden hebben opmerkelijk lage impedantie als gevolg van de hoge geleidbaarheid en hoge specifieke oppervlakte van de Ti3C2 MXeen films, en ze hebben bewezen uitstekend gevoelig te zijn voor het opnemen van neuronale activiteit. In dit protocol beschrijven we een nieuwe methode voor micropatterning Ti3C2 MXeen in micro-elektrodearrays op flexibele polymere substraten en schetsen we het gebruik ervan voor in vivo micro-elektrocorticografie-opname. Deze methode kan gemakkelijk worden uitgebreid tot MXene elektrode arrays van willekeurige grootte of geometrie voor een reeks andere toepassingen in bio-elektronica te creëren en het kan ook worden aangepast voor gebruik met andere geleidende inkten naast Ti3C2 MXeen. Dit protocol maakt eenvoudige en schaalbare fabricage van micro-elektroden uit op oplossingen gebaseerde geleidende inkten mogelijk, en maakt het specifiek mogelijk om de unieke eigenschappen van hydrofiele Ti3C2 MXeen te benutten om veel van de barrières te overwinnen die de wijdverbreide adoptie van koolstofgebaseerde nanomaterialen voor neurale micro-elektroden op basis van koolstof lang hebben belemmerd.

Voorbeeld van micro-ECoG-gegevens die zijn geregistreerd op een MXene-micro-elektrodearray, wordt weergegeven in figuur 5. Na toepassing van de elektrodearray op de cortex, werden duidelijke fysiologische signalen onmiddellijk zichtbaar op de opname-elektroden, met ongeveer 1 mV amplitude ECoG-signalen die op alle MXene-elektroden verschenen. Krachtspectra van deze signalen bevestigden de aanwezigheid van twee hersenritmes die vaak werden waargenomen bij ratten onder ketamine-dexmedetomidine...

We beschrijven hier een methode voor het fabriceren van Ti3C2 MXene micro-elektrode arrays en ze te gebruiken voor in vivo neurale opname.

Fabricage van Ti3C2 MXene Microelectrode Arrays voor In Vivo Neural Recording

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

Dit syntheseprotocol produceert hoogwaardige MXene-inkt met een metalen geleidbaarheid die boven de 10.000 Siemens per centimeter uitkomt. Het belangrijkste voordeel van deze techniek is dat het de precieze micro-patronen van MXene-films mogelijk maakt zonder de film te beschadigen of schadelijke residuen op de elektroden achter te laten. Om een titanium carbide inkt te bereiden, voeg langzaam twee gram titanium aluminium carbide voorloper aan een 125 milliliter reactie container met selectieve etsoplossing en roer de oplossing met een Teflon magnetische bar gedurende 24 uur bij 35 graden Celsius bij 400 rotaties per minuut.Voeg aan het einde van de incubatie 50 milliliter gedeïsized water toe aan twee centrifugebuizen van 175 milliliter, splits het etsreactiemengsel gelijkmatig tussen de buizen en vul het 150 milliliter merk. Was het materiaal door herhaalde centrifugatie, decanteer de zure supernatant in een plastic gevaarlijke afvalcontainer en voeg vers water toe aan de buizen tussen centrifugatiestappen tot de pH van de supernatant oplossing boven pH zes uitkomt. Voor intercalatie van de moleculen tussen meerlaags MXene deeltje te verzwakken uit het vlak interacties, voeg twee gram lithiumchloride tot 100 milliliter gedeïsized water en roer de oplossing op 200 rotaties per minuut.Wanneer het lithiumchloride is opgelost, meng 100 milliliter van de lithiumchloride oplossing met de titanium carbide titanium aluminium carbide sediment. Breng de oplossing terug naar de 125 milliliter plastic container en roer de reactie gedurende 12 uur bij 25 graden Celsius en 200 rotaties per minuut. Voor delaminatie van de bulk meerlaags deeltje in enkele tot enkele laag titanium carbide MXene, was de intercalatie oplossing met meerdere centrifugations, decanteren van de heldere supernatant totdat een donkere supernatant wordt waargenomen.Dan centrifugeren de donkere supernatant voor een uur voor het decanteren van de verdunde groene supernatant. Redisperse het gezwollen sediment met 150 milliliter gedeïsized water en splits de oplossing even in drie 50 milliliter centrifugebuizen. Centrifugeer de monsters om het resterende MXene sediment te scheiden van de MXene supernatant en pool de supernatants in een enkele container.Centrifuge vervolgens de oplossing voor een extra uur voor verdere grootteselectie en optimalisatie van de oplossing om enkele tot enkele laagvlokken te isoleren. Voor titanium carbide microelectrode array fabricage, deponeren een vier micrometer dikke onderste laag van Parylene-C op een schone silicium wafer. Om fotolithografie te gebruiken om metalen patronen op de wafer te definiëren, draai jas fotoresist op de wafer op 3, 000 rotaties per minuut gedurende 40 seconden voor het zacht bakken van de wafer op een hete plaat voor 14,5 minuten bij 95 graden Celsius.Laad vervolgens de wafer en maskeer er een in een masker aligner met de wafer geplaatst, zodat de ring op het fotomasker overlapt met alle randen van de wafer. Bloot de wafer met 365 nanometer golflengten van de ooglijn op een 90 millijoule per centimeter kwadraat dosis en hard bak de wafer op een hete plaat voor een minuut op 115 graden Celsius. Aan het einde van de harde bak, dompel de wafer in RD6 ontwikkelaar voor twee minuten met continue agitatie voordat spoelen grondig met gedeïoniseerd water en föhnen met een stikstof pistool.Gebruik een elektronenbundel verdamper te storten 10 nanometer titanium, gevolgd door 100 nanometer goud op de wafer. Dompel de wafer vervolgens ongeveer 10 minuten onder in oplosmiddelstripper totdat de fotoresist is opgelost en het overtollige metaal volledig is opgetild. Zodra de liftoff lijkt voltooid, sonicate de wafer voor 30 seconden om eventuele resterende sporen van ongewenst metaal te verwijderen en spoel de wafer met verse oplosmiddel stripper en gedeïoniseerd water voor het drogen met een stikstof pistool.Aan het einde van het liftoff proces, goud zal zichtbaar zijn in de gewenste interconnect sporen en in de ring rond de rand van de wafer. Voor de afzetting van de offerparyleen-C-laag stelt u de wafer eerst gedurende 30 seconden bloot aan zuurstofplasma om de onderliggende Parylene-C-laag hydrofiel te maken voordat de spincoating de reinigingsoplossing gedurende 30 seconden op de wafer verdunt bij 1.000 rotaties per minuut. Laat de wafer ten minste vijf minuten aan de lucht drogen voordat u drie micrometer Paryleen-C op de wafer deponeert, zoals aangetoond.Na een tweede ronde van fotolithografie met behulp van masker twee, gebruik zuurstof plasma reactieve ionen etsen te etsen door de offerparyleen-C laag in de gebieden die niet gedekt door de fotoresist om de MXene elektroden en sporen te definiëren. De ets moet gedeeltelijk overlappen met de titanium goud interconnects evenals de ring rond de randen van de wafer. Gebruik vervolgens een profilometer om het profiel tussen de blootgestelde titanium- en goudverbindingen en de onderste Parylene-C-laag te meten om een volledige ets van de offerparyleen-C-laag te bevestigen.Om de MXene-oplossing op de wafer te laten draaien, moet u eerst de oplossing op elk van de gewenste MXene-patronen aftrekken voordat u de wafer gedurende 40 seconden op 1.000 rotaties per minuut draait. Droog de wafer op een 120 graden Celsius hete plaat gedurende 10 minuten om eventueel restwater uit de MXene film te verwijderen en gebruik vervolgens een elektronenstraalverdamper om een beschermde siliciumdioxidelaag van 50 nanometer op de wafer te deponeren. Om de offerparyleen-C laag te verwijderen, plaatst u een kleine druppel gedeioniseerd water op de rand van de wafer en gebruikt u een pincet om de offerparyleen-C-laag op te pellen vanaf de plaats waar de randen van de laag in de ring rond de buitenkant van de wafer worden gedefinieerd.Spoel vervolgens de wafer grondig af met vers gedeïoniseerd water om eventuele resterende reinigingsoplossingsresten te verwijderen en droog de wafer met een stikstofpistool. Plaats de gedroogde wafer op een 120 graden Celsius hete plaat gedurende een uur om alle resterende water te verwijderen uit de patroon MXene films voor het storten van een vier micrometer dikke laag Paryleen-C op de wafer zoals aangetoond. Na het uitvoeren van een andere ronde van fotolithografie met masker drie, gebruik maken van een elektronenbundel verdamper te deponeren 100 nanometer aluminium op de wafer en dompel de wafer in oplosmiddel stripper gedurende 10 minuten totdat het metaal volledig is opgeheven uit de wafer.Na sonicatie, spoelen en drogen zoals aangetoond, kan aluminium worden waargenomen die de apparaten bedekt met openingen voor de elektroden en bindpads. Gebruik zuurstofplasma reactieve ionenets om door de Parylene-C lagen te etsen rondom de apparaten en door de bovenste Parylene-C laag die zowel de MXene elektrode contacten als de goudbindingspads bedekt. Wanneer er geen Parylene-C residu blijft op de wafer tussen apparaten, gebruik dan een natte chemische ets in aluminium etchant type A op 50 graden Celsius gedurende 50 minuten of tot een minuut verstreken wanneer alle visuele sporen van het aluminium zijn verdwenen.Om het siliciumoxide dat de Elektroden van MXene bedekt te etsen, gebruik dan een natte chemische ets in zes-op-één gebufferd oxide etchant gedurende 30 seconden. Plaats vervolgens een kleine druppel gedeïsized water aan het einde van het apparaat. Pel het apparaat voorzichtig als water slecht onder het apparaat is door capillaire actie om het apparaat vrij te geven van het siliciumsubstraatwafer.Hier worden monstermicro-elektrocorticografiegegevens weergegeven die zijn geregistreerd op een Micro-elektrodrodearray van MXene. De vermeende corticale DOWN staten zijn gebaseerd op de trog van de langzame oscillatie op een tot twee hertz. Na toepassing van de elektrodearray op de cortex, werden duidelijke fysiologische signalen onmiddellijk duidelijk op de opnameelektroden met ongeveer één millivolt amplitude elektrocorticografiesignalen die op alle elektroden MXene verschijnen.Power spectra van deze signalen bevestigde de aanwezigheid van twee hersenritmes vaak waargenomen bij ratten onder ketamine dexmedetomidine anesthesie, een tot twee hertz langzame oscillaties en gammaschommelingen op 40 tot 70 hertz. Bovendien werd een kenmerkende breedbandkrachtdemping waargenomen tijdens de DOWN-toestand van de langzame oscillatie en een selectieve bètaband van 15 tot 30 hertz en 40 tot 120 hertz gammabandkrachtversterking tijdens de UP-toestand van de langzame oscillatie. Optimalisatie van de synthesemethode heeft uitbreiding van het gebruik van MXenen in andere toepassingen mogelijk gemaakt, zoals in opto-elektronische apparaten, slim textiel en meer.Deze procedure omvat het gebruik van gevaarlijke chemische stoffen, waaronder fluorzuur, aluminium etchant, en fotoresistische ontwikkelaar. Zorg ervoor dat u altijd de juiste BESCHERMINGSMIDDELEN gebruikt bij de behandeling van deze chemicaliën.

fabrication-ti3c2-mxene-microelectrode-arrays-for-vivo-neural

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bio-engineering

In dit protocol hebben we laten zien hoe fabriceren en voorwaarde tetrodes voor gebruik met een micro-drive array, die werd ontworpen voor chronische elektrofysiologische opnames in ratten. Daarnaast illustreren we de laatste fase van de micro-drive-array constructie, die het installeren van de grond draden en een beschermende kegel bevat.

Micro-Array aandrijving voor chronische In vivo Opname: Tetrode Assembly

Het ontwerp en de assemblage van microdrives in vivo elektrofysiologische opnames van hersenen signalen van de muis beschreven. Door het aanbrengen van micro-elektrode bundels aan stevige driveable dragers, deze technieken zorgen voor langdurige en stabiele neurale opnames. Het lichtgewicht ontwerp zorgt voor onbeperkte gedrags prestaties door het dier volgende station implantatie.

Bouw van Microdrive Arrays voor Chronische Neurale Recordings in Awake Behaving Muizen

We ontwierpen een procedure waarin een formaldehyde-vaste menselijke cadaver wordt gebruikt bij neurochirurgen in opleiding voor de inplanting van micro-elektrode arrays in de neocortex van het menselijk brein.

Chirurgische opleiding voor de inplanting van Neocortical micro-elektrode Arrays gebruikmakend van een menselijk kadaver Formaldehyde-fixed-Model

Hieronder beschreven is een methode voor implantatie van meerdere polymeer elektrode arrays in anatomisch verre hersengebieden voor chronische elektrofysiologische opname in vrij bewegende ratten. Voorbereiding en chirurgische implantatie worden gedetailleerd beschreven, met de nadruk op ontwerpprincipes om de aanpassing van deze methoden voor gebruik bij andere soorten te begeleiden.

Chronische implantatie van meerdere flexibele polymeer elektrode arrays

We hebben aangetoond dat het etsen van nano-architectuur in intracorticale micro-elektrode-apparaten de ontstekingsreactie kan verminderen en de potentie heeft om elektrofysiologische opnames te verbeteren. De hierin beschreven methoden schetsen een benadering van etch nano-architecturen in het oppervlak van niet-functionele en functionele enkelvoudige schacht silicium intracorticale micro elektroden.

Gerichte ionen straal-lithografie voor etch nano-architecturen in micro elektroden

Dit protocol beschrijft een procedure voor het construeren van koolstofvezel micro-elektrolectrode arrays voor chronische en acute in vivo elektrofysiologische opnames bij muizen(Mus musculus)en fretten(Mustela putorius furo) uit meerdere hersengebieden. Elke stap, na de aankoop van ruwe koolstofvezels voor micro-elektrode array implantatie, wordt in detail beschreven, met de nadruk op micro-elektrode array constructie.

Constructie en implementatie van koolstofvezel micro-elektrode arrays voor chronische en acute in vivo opnames

Hier beschrijven we de fabricagemethodologie voor aanpasbare koolstofvezelelektrode-arrays voor het opnemen in vivo in zenuwen en hersenen.

Open-source Toolkit: Benchtop Carbon Fiber Microelectrode Array voor zenuwopname

Het huidige protocol beschrijft de constructie van op maat gemaakte micro-elektrode arrays om lokale veldpotentialen in vivo van meerdere hersenstructuren tegelijkertijd vast te leggen.

Constructie van lokale veldpotentiaal micro-elektroden voor in vivo opnames van meerdere hersenstructuren tegelijkertijd

Hier presenteren we een methode voor de prestatie- en veiligheidsbeoordeling op lange termijn van zachte subdurale elektrode-arrays in een minivarkensmodel, waarbij chirurgische methoden en hulpmiddelen, postoperatieve magnetische resonantiebeeldvorming, elektrofysiologie van de auditieve cortex, elektrochemische eigenschappen van het implantaat en postmortale immunochemie worden beschreven.

Subdurale zachte elektrocorticografie (ECoG) array-implantatie en langdurige corticale opname bij minivarkens

Een goedkoop elektro-encefalografisch registratiesysteem in combinatie met een millimetergrote spoel wordt voorgesteld om transcraniële magnetische stimulatie van het muizenbrein in vivo aan te sturen. Met behulp van conventionele schroefelektroden met een op maat gemaakt, flexibel, multi-elektrode arraysubstraat, kan multi-site opname worden uitgevoerd vanuit het muizenbrein als reactie op transcraniële magnetische stimulatie.

Goedkoop elektro-encefalografisch opnamesysteem gecombineerd met een millimetergrote spoel om het muizenbrein in vivo transcraniaal te stimuleren

Ons doel was om een bijgewerkte, gemakkelijk te volgen gids te bieden voor de fabricage en het testen van epimysiale elektromyografie-elektroden. Daartoe geven we instructies voor de inkoop van materialen en een gedetailleerde doorloop van het fabricage- en testproces.

Ontwikkeling van een goedkope epimysiale elektromyografie-elektrode: een vereenvoudigde workflow voor fabricage en testen

Leer de fabricage van Ti3C2 MXene-microelektrode-arrays voor in vivo neurale registratie. Deze methode maakt precieze micro-patronering mogelijk zonder de elektroden te beschadigen.

Fabricage van Ti₃C₂ MXene Microelectrode Arrays voor In Vivo Neural Recording

Meer video's verkennen