Инструментарий с открытым исходным кодом: настольный микроэлектрод из углеродного волокна для записи нервов

Электроды из углеродного волокна меньше, чем нейроны, и наносят минимальный ущерб. Кроме того, они могут быть изготовлены с минимальным специализированным оборудованием на столешнице. Главное преимущество данной методики заключается в ее простоте.

Это позволяет пользователям создавать и настраивать нейронные массивы без опыта работы в чистых помещениях. Манипулирование углеродными волокнами и размещение серебряной эпоксидной смолы является сложным и критическим. Эти две части требуют много практики и тонкого моторного контроля.

Первый день всегда худший, но с практикой, примерно через неделю, вы построите функциональный нейронный массив. Для начала установите паяльник на 315 градусов цельсия. Нанесите флюс на все паяльные прокладки.

Сформируйте небольшие холмики припоя на задних колодках гибкого массива, затем припаяйте контакты по обе стороны от разъема. После закрепления осторожно надавите на наконечник паяльника между передними штифтами, чтобы припаять оставшиеся соединения сзади. Нанесите дополнительный флюсовый слой, если пайка занимает много времени, то припаяйте передний ряд штифтов к плате.

Очистите лишний флюс 100% изопропиловым спиртом и короткой щетинной щеткой. Далее медленно толкаем уложенный комплект эпоксидной смолы шприцем, укладывая конической стороной вниз на штифты, чтобы инкапсулировать припаянное соединение. Положите небольшую линию эпоксидной смолы через заднюю сторону платы и потяните ее к краям разъема, чтобы закрепить ее.

Сделайте капилляры со стеклянным съемником и нитью накаливания. Вырежьте натянутый стеклянный капилляр, чтобы его кончик поместился между следами массива. Затем зачерпните примерно соотношение один к одному серебряной эпоксидной смолы в пластиковую посуду с деревянными концами двух аппликаторов с хлопковыми наконечниками и перемешайте ее.

Выбросьте аппликаторы после перемешивания. Вырежьте от двух до четырех миллиметров от конца пучка углеродного волокна на бумаге принтера лезвием бритвы. Осторожно потяните ламинированную бумагу поверх пучка, чтобы отделить волокна и пучок.

Затем нанесите немного эпоксидной смолы на вытянутый конец капилляра. И аккуратно нанесите его между всеми остальными следами, на конце доски, заполняя зазор. Поместите по одному углеродному волокну в каждый эпоксидный след с пинцетом с тефлоновым покрытием.

Затем отрегулируйте углеродные волокна с помощью чистого вытянутого капилляра, чтобы сделать перпендикулярным концу гибкой решетки доски и похороните их под эпоксидной смолой. Поместите массивы на деревянный блок, с волокнистыми концами, нависающими над краем блока. Выпекайте деревянный блок и массивы при температуре 140 градусов Цельсия в течение 20 минут, чтобы вылечить серебряную эпоксидную смолу и зафиксировать волокна на месте.

Если серебряные эпоксидные шорты соединяют два или более волокон вместе, его можно удалить, используя чистый стеклянный капилляр, и аккуратно соскоблить его с доски. Храните готовые доски в коробке с приподнятой платформой, подвешивайте волокнистые концы доски, чтобы предотвратить поломку волокна. Нанесите крошечную каплю УФ-эпоксидной смолы на открытые следы чистым капилляром и продолжайте добавлять капли, пока следы не будут полностью покрыты.

Отверните УФ-эпоксидную смолу под УФ-ручкой в течение двух минут и повторите ее для другой стороны доски. Отрежьте волокна до одного миллиметра с помощью сетки стереоскопа и хирургических ножниц. Чтобы проверить электрические соединения, установите потенциостат на ноль вольт в течение пяти секунд и стабилизируйте записанный сигнал.

Запустите сканирование импеданса на один килогерц для каждого волокна с помощью потенциостата. Записывайте измерения с помощью программного обеспечения, связанного с потенциостатом. Затем окуните волокна в деионизированную воду в стакан, три раза, чтобы промыть их.

Аккуратно соскоблите парилен С с земли, а контрольные провода на плате пинцетом. Далее вырежьте две пятисантиметровой длиной изолированную серебряную проволоку лезвием бритвы. Разъедините два-три миллиметра провода, с одного конца и около 10 миллиметров с противоположного конца.

Далее нагреваем паяльник до 315 градусов цельсия, и прикладываем к проводам небольшой флюс. Вставьте два-три миллиметра одного провода в каждый электрофизиологический провод на плате и нанесите припой на верхнюю часть проводов. Дав зонду остыть, переверните его, чтобы нанести небольшой припой на заднюю сторону провода.

Отрежьте любую открытую проволоку, торчащую из задней пайки. Поместите массивы в ящик для хранения, отогнув провода назад, подальше от волокна и закрепите провода на клейкой ленте, чтобы предотвратить потенциальные взаимодействия волоконной проволоки. SEM-изображения наконечников были использованы для определения длины экспонированного углерода и геометрии наконечника.

Волокна ножничного среза имеют непоследовательную геометрию кончика, с париленом C, складывающимся на конце. Волокна лазерной резки NDYAG остаются неизменными в области места записи, формы и импеданса. Выдувные волокна приводят к наибольшему размеру электрода, а также изменчивости формы и заточенному наконечнику.

В среднем 140 микрометров углерода подвергались повторному облучению. Волокна УФ-лазерной резки были похожи на волокна с паяльной лампой, показывая 120 микрометров углерода, обнаженного от наконечника. Полученные импедансы находились в пределах диапазона для электрофизиологической регистрации.

Волокна лазерной резки NDYAG имели наименьшую площадь поверхности, но самые высокие импедансы. Затем паяльная горелка и УФ-лазером разрезает волокна. Однако во всех случаях волокна, покрытые PEDOT:pTS, попадали под порог в 110 киломом.

Острые записи из четырех волокон лечения УФ-лазером длиной два миллиметра, одновременно имплантированных в моторную кору крыс, показали три единицы по всем волокнам, предполагая, что обработка волокон недорогим УФ-лазером аналогична другим методам резки. При попытке этого протокола дайте себе большое, чистое пространство при заполнении углеродных волокон. Легко случайно смести все свои волокна со стола, потому что не хватает пространства для маневра.

Эти массивы теперь подходят для записи сигнальных блоков из мозга. Эти методы строительства позволили группе доктора Барнса в Мичиганском университете отчитываться, а группе доктора Чиэля в Университете Кейс Вестерн Резерв — сообщать о внутриклеточных