Name: tools for surface treatment of silicon planar intracortical microelectrodes
Uploaded: 2022-06-08T12:50:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Tools for Surface Treatment of Silicon Planar Intracortical Microelectrodes at JoVE.com

Deze studie werd gedeeltelijk ondersteund door Merit Review Award IRX002611 (Capadona) en Research Career Scientist Award IK6RX003077 (Capadona) van het United States (US) Department of Veterans Affairs Rehabilitation Research and Development Service. Bovendien werd dit werk ook gedeeltelijk ondersteund door het National Institute of Health, het National Institute of Neurological Disorders and Stroke R01NS110823 (Capadona / Pancrazio) en het National Science Foundation Graduate Research Fellowship Program (Krebs).

Alle coderingsbestanden voor 3D-printen worden geleverd in Aanvullende coderingsbestanden 1-16. De analyse in de representatieve resultaten wordt beschreven met behulp van commercieel verworven functionele silicium planaire elektrode arrays (zie materiaaltabel).
1. Handling assemblage voor gasfase depositie in een vacuüm exsiccator
OPMERKING: Het geassembleerde apparaat voor het hanteren en vasthouden van inrichtinge...

Het beschreven protocol is ontworpen voor de oppervlaktebehandeling van silicium planaire micro-elektrode arrays. De 3D-geprinte tools zijn aangepast aan Micro-elektrode-arrays in Michigan-stijl met low-profile connectoren50. Niet-functionele sondes werden geassembleerd door een siliciumsonde aan 3D-geprinte tabbladen te hechten met behulp van een biocompatibele lijm. De 3D-geprinte tabbladen zijn ontworpen met vergelijkbare afmetingen als de connectoren die zijn opgenomen op de in de handel verkr...

Neuroprothesen zijn gericht op het herstellen van verminderde of afwezige sensorische en motorische vaardigheden in een breed scala van patiëntenpopulaties, waaronder die met een dwarslaesie, Amyotrofische Laterale Sclerose (ALS), hersenverlamming en amputaties 1,2,3. Intracorticale micro-elektroden (IME's) kunnen een communicatieroute tot stand brengen tussen corticale neuronen en de apparaten die worden gebruikt om neuroprothesen te controleren. Een duidelijk voordeel van intracorticale micro-elektroden is hun vermogen om neurale signalen op te nemen met de hoge ruimtelijke en temporele resolutie, wat de voorkeur heeft voor de daaropvolgende signaalverwerking en controle van hersen-computerinterfaces 4,5. Helaas neemt de prestatie van intracorticale micro-elektroden binnen enkele maanden tot een jaar na implantatie drastisch af 2,6,7,8. Het verlies van signaalkwaliteit en stabiliteit heeft een negatieve invloed op de toepassing van de technologie.
Een belangrijke bijdrage aan de waargenomen prestatiedaling is de biotische respons op implantatie-geassocieerde weefselschade en chronische neuro-inflammatie 9,10,11. Implantatie van IME's brengt schade toe aan hersenweefsel, wat resulteert in het vrijkomen van signaalmoleculen die cascades van reactionaire cellulaire verdedigingsprocessen initiëren. Chronische interfacing verergert de reactie van het vreemde lichaam, wat leidt tot aanhoudende neuro-inflammatie die weefsel proximaal aan het apparaat beschadigt; vaak herkend als symptomen van neuro-inflammatie, littekens en lokale neurodegeneratie die bijdragen aan de afname van de opname van de signaalkwaliteit 12,13,14,15. Bestaande uit een dicht conglomeraat van astrocyten met meegevoerde geactiveerde microglia en macrofagen, creëert het litteken dat de elektrode inkapselt een ongunstige lokale omgeving met verminderd materiaaltransport en lokale accumulatie van ontstekingsfactoren 16,15,16,17,18.
Veel studies hebben de reactie van de hersenen op intracorticale micro-elektroden beschreven of benaderingen om de respons te verminderen7. Onderzoek en ontwikkeling naar het verbeteren van de weefselrespons hebben een reeks strategieën omvat, waaronder wijzigingen in de algehele structuur, oppervlaktetopologie, materialen en coatingstoepassing. Deze inspanningen zijn bedoeld om de schade als gevolg van de implantatie te minimaliseren, een gunstiger interface tussen het apparaat en proximale cellen te introduceren of de weefselspanning te verminderen nadat apparaten zijn geïmplanteerd7. Methoden die specifiek gericht zijn op de chronische biologische respons hebben geleid tot verschillende bioactieve coatings die gericht zijn op het stabiliseren van de implantatieplaats en het chemisch bevorderen van de gezondheid van cellen. Voorbeelden zijn geleidende polymeren zoals poly(ethyleendioxythiofeen) (PEDOT)19,20, koolstofnanobuisjes21, hydrogels22 en de toevoeging van bioactieve moleculen en geneesmiddelen om specifieke cellulaire processen aan te pakken23,24,25. Onze onderzoeksgroep heeft in het bijzonder vele mechanismen onderzocht om een vermindering van de ontstekingsreactie op geïmplanteerde micro-elektroden te bevorderen, waaronder, maar niet beperkt tot, het minimaliseren van het trauma geassocieerd met implantatie van het apparaat26, het minimaliseren van de afwijking van de apparaat / weefselstijfheidmismatch 27,28,29,30,31,32,33, optimalisatie van sterilisatie procedures34,35, vermindering van oxidatieve stress/schade 28,36,37,38,39,40,41,42, onderzoek naar alternatieve elektrodematerialen43 en nabootsing van de nano-architectuur van de natuurlijke extracellulaire matrix 44,45,46 . Recente interesse is de ontwikkeling van biomimetische oppervlaktecoatings om de neuro-inflammatoire respons op de micro-elektrode weefselinterface directte verminderen 39.
Modificatie van de interface biedt het unieke voordeel van het direct richten op de wond en het proximale weefsel dat nodig is voor signaalopname. Een oppervlaktebehandeling die genezing bevordert zonder de immuunrespons te verergeren, kan de levensduur van kwaliteitsregistratie ten goede komen en beperkingen wegnemen bij het realiseren van het therapeutische en onderzoekspotentieel van intracorticale micro-elektroden. Het gepresenteerde werk beschrijft methoden voor het toepassen van oppervlaktebehandelingen op micro-elektrode-arrays die langere reactietijden vereisen terwijl de kwetsbaarheid van de apparaten wordt aangepast. De gepresenteerde techniek is bedoeld om methoden voor oppervlaktemodificatie te delen met functionele hulpmiddelen waarbij het apparaat niet tijdens de behandelingstoepassing kan worden gehanteerd. De tools worden gepresenteerd voor het omgaan met niet-functionele dummy-sondes en functionele siliciumplanaire micro-elektrode-arrays.
De gepresenteerde aanpak om het elektrodeoppervlak te wijzigen, maakt de veilige suspensie van niet-functionele dummy-sondes of functionele siliciumplanaire elektrode-arrays mogelijk voor gasfaseafzetting en reactie met waterige oplossingen. Verschillende 3D-geprinte stukken worden gebruikt om deze fragiele apparaten te hanteren (figuur 1 en figuur 2). Er wordt een voorbeeld gegeven van een procedure die zowel gas- als oplossingsfasestappen gebruikt voor de oppervlaktemodificatie met een antioxidatieve coating waarbij Mn (III) tetrakis (4-benzoëzuur) porfyrine (MnTBAP) wordt geïmmobiliseerd. MnTBAP is een synthetische metalloporfyrine met antioxiderende eigenschappen met aangetoonde bemiddeling van ontsteking47,48. Het gegeven voorbeeld over functionele silicium planaire elektrode arrays valideert een update van een eerder gerapporteerd protocol voor niet-functionele apparaten40. De aanpassing van een gasfasedepositietechniek van Munief et al. ondersteunt de compatibiliteit van het protocol met functionele elektroden49. De gasfasedepositie wordt gebruikt om het oppervlak te functionaliseren ter voorbereiding op de waterige reactie waarbij carbodiimide crosslinkerchemie betrokken is om de actieve MnTBAP te immobiliseren. De hier ontwikkelde handlingmethodologie wordt geleverd als een platform dat kan worden aangepast aan andere coatings en soortgelijke apparaten.
Het protocol illustreert de aanpak met behulp van niet-functionele dummy-sondes bestaande uit een siliconen schacht en een 3D-geprint tabblad met vergelijkbare afmetingen als de functionele siliciumplanaire elektrodearrays. De connectorverpakking van het apparaat wordt beschouwd als analoog aan het 3D-geprinte tabblad van de niet-functionele dummy-sonde in de meegeleverde instructie.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63500/63500fig01.jpg"> Figuur 1: 3D-geprinte stukken voor het hanteren van functionele apparaten tijdens de gasfaseafzetting in een vacuümdesiccator. (A) De basis van de structuur omvat houders voor 1 cm x 1 cm monster silicium vierkanten (bovenste pijl) en gaten voor bevestiging aan desiccatorplaat (onderste pijl). (B) De plaat wordt gebruikt om de ophanging van apparaten vast te zetten. Vanaf hier wordt elk stuk in deze figuur aangeduid als stuk 1A of 1B. Schaalbalk = 1 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63500/63500fig01large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/63500/63500fig02.jpg"> Figuur 2: 3D-geprinte stukken voor het hanteren van functionele voorzieningen voor de oppervlaktereactie die optreedt in de waterige oplossing. (A) Geleidingsstuk dat op het deksel van de kweekplaat moet worden gelijmd. (B) Benchtop-stukken die worden gebruikt om stukken (C) en (D) tijdens het assembleren te stabiliseren. (C) en (D) samen de ophanging van apparaten voor plaatsing in de putplaat vastzetten, en (E) bevestigt verder stukken (C) en (D) aan het deksel van de putplaat. Vanaf hier worden afzonderlijke stukken in elk paneel van deze figuur aangeduid als stuknummers die overeenkomen met het paneelnummer van deze figuur. Schaalbalk = 1 cm. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/63500/63500fig02large.jpg" target="_blank">Klik hier om een grotere versie van deze figuur te bekijken.</a>

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>1-[3-(Dimethylamino)propyl]-3-ethylcarbodiimide methiodide (EDC)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>165344-1G</td>
			<td>Solid, stored desiccated at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>15 mL Conical Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-959-70C</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>18 Pound Solid Nylon Cable/Zip Ties</td>
			<td>Cole-Parmer</td>
			<td>EW-06830-66</td>
			<td>Length 4 inches</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2-(N-Morpholino)ethanesulfonic acid (MES)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>4432-31-9</td>
			<td>Solid</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>3-aminopropyltriethoxysilane (APTES)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>440140-100ML</td>
			<td>Liquid, container with Sure/Seal</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>50 mL Conical Centrifuge Tubes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>14-959-49A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum foil</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>01-213-103</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminum weighing dishes</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-732-102</td>
			<td>Diameter 66 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Bel-Art Vacuum Desiccator</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>08-594-15B</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Corning Costar TC-Treated Multiple Well Plates</td>
			<td>Millipore Sigma</td>
			<td>CLS3527-100EA</td>
			<td>24-well plate, polystyrene</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cyanoacrylate Adhesive</td>
			<td>LocTite</td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Digital Microscope</td>
			<td>Keyence</td>
			<td>VHX-S750E</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Disco DAD3350 Dicing Saw</td>
			<td>Disco</td>
			<td>DAD3350</td>
			<td>Used to cut silicon wafer into 1 cm x 1 cm samples</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Double-Sided Polyimide Tape</td>
			<td>Kapton Tape</td>
			<td>PPTDE-1/4</td>
			<td>&#188;&#8221; x 36 yds.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EP21LVMed &#8211; low viscosity, two component epoxy compound</td>
			<td>Masterbond</td>
			<td>EP21LVMed</td>
			<td>Meets USP Class VI certification, Passes ISO 10993-5 for cytotoxicity</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Epilog Fusion Pro 48 Laser Machine</td>
			<td>Epilog</td>
			<td>N/A</td>
			<td>CO2 laser</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Foam tape</td>
			<td>XFasten</td>
			<td>N/A</td>
			<td>1/8&#34; Thick</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gamry Interface 1010E Potentiostat</td>
			<td>Gamry</td>
			<td>992-00129</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High precision 45&#176; curved tapered very fine point tweezers/forceps</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>12-000-131</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Lab tape</td>
			<td>Fisher Scientific</td>
			<td>15-901-10L</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mn(III)tetrakis (4-benzoic acid) porphyrin (MnTBAP)</td>
			<td>EMD Millipore</td>
			<td>475870-25MG</td>
			<td>Solid, stored at -20 &#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>N-Hydroxysulfosuccinimide sodium salt, &#8805;98% (HPLC)</td>
			<td>Sigma-Aldrich</td>
			<td>56485-250MG</td>
			<td>Solid, stored desiccated at 4&#176;C</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Platinum clad niobium mesh anode</td>
			<td>Technic</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Clad with 125&#956;&#8221; of platinum on one side, framed in titanium with (1) 1&#8221; x 6&#8221; titanium strap centered on one 6&#8221; dimension</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon Planar Microelectrode Array, 16 Channel</td>
			<td>NeuroNexus</td>
			<td>A1x16-3mm-100-177-CM16LP</td>
			<td>Electrode site material is iridium, shank thickness is 15 &#956;m</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silicon Wafer</td>
			<td>University Wafer</td>
			<td>1575</td>
			<td>Diameter 100 mm, p-type, boron-doped, 100 oriented, resistivity 0.01-0.02 Ohm-cm, thickness 525 um, single side polished, prime grade</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Silver/silver Chloride reference electrode</td>
			<td>Gamry Instruments</td>
			<td>930-00015</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solidworks</td>
			<td></td>
			<td>N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stainless Steel Phillips Flat Head Screws</td>
			<td>McMaster Carr</td>
			<td>96877A629</td>
			<td>#8-32, 1 1/2&#34;, fully threaded</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Type I deionized water</td>
			<td>ChemWorld</td>
			<td>CW-DI1-20</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker 3 3D printer</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>&#160;N/A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker Cura</td>
			<td>Ultimaker</td>
			<td>N/A</td>
			<td>3D printing software</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker NFC ABS Filament</td>
			<td>Dynamism, Inc.</td>
			<td>1621</td>
			<td>2.85 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ultimaker NFC PLA Filament</td>
			<td>Dynamism, Inc.</td>
			<td>1609</td>
			<td>2.85 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Gauge Vacuum Gauge</td>
			<td>Measureman Direct</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Glycerin Filled, 2-1/2&#8221; Dial Size, &#188;&#8221;NPT, -30&#8221; Hg/-100kpa-0</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Wing nuts</td>
			<td>Everbilt</td>
			<td>934917</td>
			<td>#8-32, zinc plated</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

tools for surface treatment of silicon planar intracortical microelectrodes

Intracorticale micro-elektroden hebben een groot therapeutisch potentieel. Maar ze worden uitgedaagd met een aanzienlijke prestatievermindering na een bescheiden implantatieduur. Een substantiële bijdrage aan de waargenomen achteruitgang is de schade aan het neurale weefsel proximaal aan het implantaat en de daaropvolgende neuro-inflammatoire respons. Inspanningen om de levensduur van het apparaat te verbeteren, omvatten chemische modificaties of coatingtoepassingen op het oppervlak van het apparaat om de weefselrespons te verbeteren. De ontwikkeling van dergelijke oppervlaktebehandelingen wordt meestal voltooid met behulp van niet-functionele "dummy" -sondes die de elektrische componenten missen die nodig zijn voor de beoogde toepassing. Vertaling naar functionele apparaten vereist extra aandacht gezien de kwetsbaarheid van intracorticale micro-elektrode arrays. Handlingtools vergemakkelijken oppervlaktebehandelingen aan geassembleerde apparaten aanzienlijk, met name voor modificaties die lange procedurele tijden vereisen. De hier beschreven handlingtools worden gebruikt voor oppervlaktebehandelingen die worden toegepast via gasfasedepositie en blootstelling aan waterige oplossingen. Karakterisering van de coating wordt uitgevoerd met behulp van ellipsometrie en röntgenfoto-elektronspectroscopie. Een vergelijking van opnames van elektrische impedantiemissiespectroscopie voor en na de coatingprocedure op functionele apparaten bevestigde de integriteit van het apparaat na wijziging. De beschreven hulpmiddelen kunnen gemakkelijk worden aangepast voor alternatieve elektrode-apparaten en behandelingsmethoden die de chemische compatibiliteit behouden.

Om het gebruik van de handlingcomponenten aan te tonen, werd de beschreven methodologie geïmplementeerd om de immobilisatie van een oxidant mediator aan te passen aan geactiveerd silicium. De toepassing van deze chemie op IME's om oxidatieve stress te verminderen werd bedacht door Potter-Baker et al. en gedemonstreerd op niet-functionele silicium dummy probes40. Deze oppervlaktebehandeling immobiliseert de antioxidant, MnTBAP, tot UV / ozon geactiveerd siliciumoppervlak via amine functio...

Watch this Scientific Journal Video about Tools for Surface Treatment of Silicon Planar Intracortical Microelectrodes at JoVE.com

Tools for Surface Treatment of Silicon Planar Intracortical Microelectrodes

Het huidige protocol beschrijft hulpmiddelen voor het omgaan met siliciumplanaire intracortische micro-elektroden tijdens behandelingen voor oppervlaktemodificatie via gasafzetting en waterige oplossingsreacties. De assemblage van de componenten die worden gebruikt om de apparaten tijdens de procedure te hanteren, wordt in detail uitgelegd.

Hulpmiddelen voor oppervlaktebehandeling van siliciumplanaire intracorticale micro-elektroden

Intracortical microelectrodes hold great therapeutic potential. But they are challenged with significant performance reduction after modest implantation ...

Dit protocol biedt handling tools voor de oppervlaktemodificatie van intracorticale micro-elektrode-apparaten door gasfase-afzetting en waterige oplossingsreactie. Deze verwerkingsmethoden behouden de integriteit van het apparaat gedurende langere reactietijden. Methoden voor het hanteren van intracorticale micro-elektrode-apparaten worden vaak niet bekendgemaakt.Deze techniek kan de onderzoeksinspanningen ten goede komen om de prestaties van deze apparaten te verbeteren door oppervlaktebehandelingen en coatings te ontwikkelen. Om te beginnen, koop intracorticale micro-elektrode-apparaten of niet-functionele sondes voor oppervlaktebehandeling. Om het testen van materialen te vergemakkelijken, moet u vierkante monsters van één centimeter van het substraatmateriaal verkrijgen voor behandeling naast de apparaten.3D-print of verkrijg stukken 1A en 1B. Bevestig een dubbelzijdige polyimide tape op stuk 1A. Bevestig ook een 3,17 millimeter dikke schuimstrip met eenzijdige lijm aan stuk 1B.Bevestig vervolgens de connectorverpakking van het apparaat op de tape op stuk 1A. Verbind de stukken 1A en 1B door de gaten uit te lijnen en vast te zetten met roestvrijstalen schroeven en vleugelmoeren. Bevestig de montage aan de vacuümsiccatorlade met behulp van ritsbanden, met behulp van de gaten in de bodem van stuk 1A.Plaats vierkante materiaalmonsters in de spleten aan de onderkant van het frame. Plaats de oplossing in een geschikte recipiënt in het vacuümdeselicaat tegenover en in overeenstemming met de beveiligde assemblage. Plaats een vacuümmeter in de exsiccator om de exacte druk te registreren.Plaats vervolgens de poort van het uitgedroogde deksel in de buurt van de beveiligde assemblage en in lijn met de oplossing en voltooi de gasfaseafzetting. Snijd eerst rechthoekige gaten van afmetingen van 19 bij 10,5 millimeter in het deksel van de putplaat om de elektrode-array van het apparaat in oplossing op te hangen. 3D-print of verkrijg de gidsen.Lijn de rechthoekige gaten in de geleiders uit op de gaten in het deksel, zodat het gat in de geleider vrij is. Bevestig de geleiders aan het deksel met behulp van cyanoacrylaatlijm. Vul vervolgens de gewenste oplossing in de putten waar de behandeling zal plaatsvinden.Om de oppervlaktebehandeling te bevestigen, dompelt u de vierkante substraatmonsters onder in de reactieoplossing in een put van de plaat. Om het sonde-apparaat te monteren, tapestuk 2B op een tafelblad. Plaats een dubbelzijdige polyimidetape om de basis van stuk 2C te bedekken.Plaats ook een schuimtape van 3,17 millimeter met enkelzijdige lijm om de basis van stuk 2D te bedekken. Plaats vervolgens stuk 2C in de groef van stuk 2B. Plak de connectorverpakking van het apparaat op de tape, zo georiënteerd dat de lengte van de schacht van het apparaat wordt opgehangen.Beveilig het apparaat door stuk 2D in stuk 2C te schuiven. Houd de randen van de montage vast en til voorzichtig op om uit stuk 2B te verwijderen. Lijn de naar buiten gerichte halve cirkels op de stukken 2C en 2D uit met de overeenkomstige geleiders op stuk 2A om de montage in het deksel van de putplaat te passen.Veilige montageplaatsing door het persen van stuk 2E over de geleiders. Nadat u de apparaten in de putplaat hebt opgehangen, brengt u de assemblage over naar een shaker en draait u met snelheden onder de 100 rotaties per minuut. Voor reacties die meerdere oplossingen of wasstappen vereisen, brengt u het deksel voorzichtig over op een nieuwe putplaat met de gewenste oplossing in de juiste put.Na deze stap, tape stuk 2B naar een bankblad. Om apparaten van de putplaat te verwijderen, verwijdert u stuk 2E van het deksel. Verwijder vervolgens voorzichtig de montage door het apparaat vast te houden.Oriënteer de montage zodanig dat stuk 2C naar het tafelblad is gericht en stuk 2D naar boven is gericht. Lijn de schacht van het apparaat parallel aan het tafelblad uit. Monteer stuk 2C van de assemblage in stuk 2B.Oefen lichte druk uit op de lipjes van stuk 2C in de bank om stuk 2D van stuk 2C te scheiden. Verwijder met een tang de connectorverpakking van het apparaat van de tape en breng het apparaat over naar een opslagcontainer. De oppervlaktebehandeling van Michigan-stijl micro-elektrode arrays in silicium vierkante monsters werd gedemonstreerd met behulp van dit protocol.De gasfasedepositiemethode werd toegepast voor aminefunctionalisatie met behulp van APTES. Hierna werd carbodiimide cross-linking chemie gebruikt om mangaan TBAP te immobiliseren. Na depositie leverden ellipsometriemetingen van de siliciummonsters een gemiddelde APTES-laagdikte op van 8,5 angstroms, vergeleken met de theoretische monolaagdikte van 7 angstroms.Röntgenfoto-elektronenspectroscopieanalyse toonde een toename van het percentage atomaire concentraties van stikstof en koolstof na de gasfase APTES-behandeling, wat wijst op chemische afzetting. Evenzo werd mangaan gedetecteerd na de immobilisatie van de oplossingsfase. Verder toonde de Bode-plot voor elektrische impedantiemissiespectroscopieanalyse van de micro-elektrode-arrays geen statistisch verschil tussen de impedantiegrootheden voor en na het coatingproces.Zo werd een succesvolle coating van de elektrode-array uitgevoerd met behulp van de coatingprocessen. Dit protocol vergemakkelijkt oppervlaktemodificatie van intracorticale micro-elektroden door het risico op schade aan het apparaat te minimaliseren. Anderen in het veld kunnen de methodologie aanpassen aan hun apparaten en chemische procedures.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Plasma Lithography Surface Patterning for Creation of Cell Networks

Plasma Lithografie Surface Patterning voor de schepping van Cell Networks

Systematic manipulation of a cell microenvironment with micro- and nanoscale resolution is often required for deciphering various cellular and molecular ...

Planar and Three-Dimensional Printing of Conductive Inks

Vlakke en Three-Dimensional Printing van geleidende inkten

Printed electronics rely on low-cost, large-area fabrication routes to create flexible or multidimensional electronic, optoelectronic, and biomedical ...

Soft Lithographic Functionalization and Patterning Oxide-free Silicon and Germanium

Zacht Lithografische functionalisering en patroonvorming Oxide-vrij silicium en germanium

The development of hybrid electronic devices relies in large part on the integration of (bio)organic materials and inorganic semiconductors through a ...

Self-reporting Scaffolds for 3-Dimensional Cell Culture

Zelfrapportage Stellingen voor 3-dimensionale Cultuur van de Cel

Culturing cells in 3D on appropriate scaffolds is thought to better mimic the in vivo microenvironment and increase cell-cell interactions. The resulting ...

Porous Silicon Microparticles for Delivery of siRNA Therapeutics

Poreuze Silicon Micropartikels voor Levering van siRNA Therapeutics

Small interfering RNA (siRNA) can be used to suppress gene expression, thereby providing a new avenue for the treatment of various diseases. However, the ...

Single Molecule Fluorescence Microscopy on Planar Supported Bilayers

Single Molecule Fluorescentie Microscopie op Ondersteunde Planar dubbellagen

In the course of a single decade single molecule microscopy has changed from being a secluded domain shared merely by physicists with a strong background ...

Three-Dimensionally Printed Microfluidic Cross-flow System for Ultrafiltration/Nanofiltration Membrane Performance Testing

Driedimensionaal Printed microfluïdische Cross-flow-systeem voor Ultrafiltratie / nanofiltratiemembraan Performance Testing

Minimization and management of membrane fouling is a formidable challenge in diverse industrial processes and other practices that utilize membrane ...

Preparation of Silicon Nanowire Field-effect Transistor for Chemical and Biosensing Applications

Bereiding van silicium Nanowire veldeffecttransistor voor chemische en biosensoren toepassingen

Surveillance using biomarkers is critical for the early detection, rapid intervention, and reduction in the incidence of diseases. In this study, we ...

Designing Porous Silicon Films as Carriers of Nerve Growth Factor

Ontwerpen van poreuze Silicon Films als dragers van de zenuw groeifactor

Despite the great potential of NGF for treating neurodegenerative diseases, its therapeutic administration represents a significant challenge as the ...

Focused Ion Beam Lithography to Etch Nano-architectures into Microelectrodes

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

With advances in electronics and fabrication technology, intracortical microelectrodes have undergone substantial improvements enabling the production of ...