Способ изготовления микроэлектродов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОЗРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскмх

Соцмапмстмческмх респубики о и ..902722 (6f) Дополнительное к аят. свкд-ву (22) Заявлено 07,01.80 (21) 2909802/28-13 с присоединением заявки М (28) Приоритет (5l jM. Кл.

А 61 В S00

Гееуларстазниьй какитат

СССР по делам нмбретеаяИ н етармтвй

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень М 5 (53) УД K.615.475 (088.8) Дата опубликования описания 07.02.82 (72) Авторы изобретения

А. В. Михайлов и С. М. Дехканбаев

r- ч

1.,.:1:,, ! ",-, 1

Ордена Трудового Красного Знамени институт фнз ологив им. И. O. Павлова АН СССР (7!) Заявитель (54) СПОСОВ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МИКРОЭЛЕКТРОДОВ

Изобретение относится к медицинской тех( нике, а именно к изготовлению микроэлектродов для физиологических исследований.

Известен способ изготовления микроэлектродов, включающий заточку микроэлектрода, обеэжирнвание, промывку, нанесение нескольких слоев изоляционного лака, сушку и контроль параметров микроэлектрода (1).

Однако известный способ ке обеспечивает необходимого качества микроэлектродов.

Цель изобретения — повышение качества микроэлектродов.

Для этого в известном способе нзоляционньй лак наносят в два приема, при этом вначале покрывают изоляционным лаком микроэлектрод до величины напряжения собственного шума 3213 мкв, затем покрывают изоляционным лаком всю поверхность микроэлектрода, кроме 2 — 3 мм рабочего конца, до вели- чины напряжения собственного шума 19 — 35 мкв.

На фиг. 1 дано устройство для осуществления контроля микроэлектрода, блок-схема; на фиг. 2 — устройство, общий внд; на фиг.3— устройство для нанесения дополнительного изоляционного слоя на микроэлектроды.

Устройство для осуществления контроля микроэлектрода (фиг. 1 и 2) содержит калиб. ратор I, истоковый повторитель 2, предварительный усилитель 3, выходкой усилитель 4, индикатор 5, переключатель 6, а также пружинный фиксатор 7, расположенный на штативе 8.

На основании штатива 8 укреплен стаканчик 9 с раствором Рингера. Пружинный фиксатор 7 закреплен на тефлоновых изоляторах 10 для снижения емкости, шунтирующей вход истоко. вого повторителя 2. В стаканчик 9 помещают микроэлектрод !1 и угольный электрод 12, которые соединены переключателем 6.

Устройство для нанесения дополнительного изоляционного слоя на микроэлектрод 11 (фиг. 3) имеет планку !3 для лака, обойму

14 с микроэлектродами l!,, пружинный зажим

1S для фиксации обоймы 14, элемент !6 ручной подачи и электромотор 17 для перемещения обоймы 14 с микроэлектродами 11.

Планка-13 для лака имеет отверстия и прора зи для установки мнкроэлектродов !1.

902722

Способ изготовления микроэлектродов осуществляют следующим образом.

Вначале производят заточку заготовки мнкроэлектрода 11, сделанной иэ вольфрамовой проволоки необходимого диаметра, например, 0,15 мм. Электролитическую заточку проводят в растворе, при этом к заготовке прикладывают переменное напряжение амплитудой 5 — 10 вольт.

Затем с помощью микроскопа сортируют te заточенные заготовки. Для последующей работы отбирают электроды с заточенными кончиками толщиной 1 — 2 мкм и общей длиной конуса 2 мм.

После этого заостренные заготовки электродов обезжиривают и промывают. Для этой цели их погружают последовательно в кюветки со спиртом, ксилолом и кипяшеи водой.

Очищенные заготовки готовы для последующей изоляции.

Их укрепляют в пружинном зажиме 15 устройства для нанесения изоляции (фиг. 3) заточенными кончиками. вертикально вниз.

Этот зажим закрепляют в пружинном фиксаторе, который перемещают прн помощи ручной или механической подачи. Зля механического перемещения электрода используют электромотор 17 со скоростью вращения 2 об/мин.

Микроэлектрод 11 погружают в лак элементом 16 ручной подачи, а из лака его поднимают электромотором t7 со скоростью !

0 мм/мин. Зля изоляции используют масляный лак МЛ вЂ” 3, не оказывающий токсичного действия на ткань головного мозга. его вязкость, определяемая при помощи вискозиметра ВЗ вЂ” 4 при 18 — 23 С, равна 40 — 50, После извлечения из лака электроды сушат. С этой целью электроды помещают на

10 мин в сушильный шкаф 150 С. В результате этого происходит полимеризация изоляционного покрытия н оно приобретает необходимые электрические и механические свойства.

При полимеризации под действием сил поверхностного натяжения кончик микроэлектрода освобождается от лака, т.е, остается неизолиро-45 ванным. Качество электрода, его способность вьщелять биоэлектрическую импульсную активность нервных клеток зависит от величины этой рабочей поверхности, Оптимальная рабочая поверхность микроэлектрода равна 150 — 50

200 мк, что соответствует уровню собственного шума электрода 32+3 мв. Если площадь поверхности больше этой величины, то отводится суммарная активность многих клеток, если меньше — происходит уменьшение ампли- 55 туды сигнала, подводимого ко входу регистрирующего тракта, и рост собственного шума микроэлектрода.

На первом этапе изоляции электродов основное внимание направлено на получение оптимальных параметров рабочей поверхности микроэлектродов, свободной от изоляции. Вышеописанную процедуру нанесения лака и последующую сушку мнкроэлектродов проводят

2-3 раза. Затем проверяют качество рабочей поверхности и свойства изоляции конуса микроэлектрода.

Прн проведении контроля качества изоляции микроэлектрода производят измерение напряжения собственного шума микроэлектрода.

Для исключения внешних помех все измерения проводят в экранированной камере.

В начале проверки микроэлектрод 11 укрепляют в пружинном фиксаторе 7 устройства для осуществления контроля мнкроэлектродов.

При помощи элемента 16 ручной подачи осуществляют перемещение пружинного фиксатора 7 и микроэлектрода 11.

Переключателем 6 истоковый повторитель

2 подключают к мнкроэлектроду tl или к калибратору l.

Заточенный кончик микроэлектрода l l при помощи элемента 16 ручной подачи, погружают на 2 — 3 мм в глубь раствора Рингера.

Угольный электрод 12, помещенный в этот же раствор, используют в качестве индифферентного электрода. Напряжение шума на выходном индикаторном устройстве зависит исключительно оТ свойств отводящей поверхности и от качества изоляции заостренного конуса микроэлектрода 11, так как собственные шумы регистрирующего тракта, приведенные ко входу, равны 2,5 мкв.

Величина напряжения шума электрода при такой глубине его,погружения должна быть равной 32+3 мкв.

Электроды, имеющие оптимальный уровень шума рабочей поверхностИ, подвергают дальнейшей проверке. При постепенном более глубоком погружении кончика мнкроэлектрода 11 в глубь раствора Рингера осуществляют контроль качества изоляции по всей длине микроэлектрода 11, который будет вводиться в мозг экспериментального животного.

Напряжение. шума микроэлектрода должно быть 19 — 35 мкв. Толщина изоляции таких электродов, проверенная с помощью светового микроскопа, равна 53-77 мкм, Если проверка показывает хорошее качество отводящей поверхности, но тонкую изоляцию на остальной части электрода, вводимой в мозг экспериментального животного, производят дополнительную изоляцию этой части электрода.

При недостаточной толщине изоляции ствола электрода возрастает паразитная емкость, шунтирующая входной каскад усилительного

5 90272 тракта, например, при введении микроэлектрода в глубинные структуры мозга на несколько десятков миллиметров. Зто ведет к падению амплитуды сигнала и искажению его формы при поступлении его на вход регистрирующего прибора.

Нанесение дополнительного изоляционного слоя на микроэлектрод производят с помощью устройства для нанесения дополнительного изоляционного слоя на микроэлектроды (фиг. ЗМО

При нанесении дополнительной изоляции микроэлектроды 11 укрепляют в обойме 14 так, что их заостренные кончики направлены вверх и выступают из отверстия в планке !3 для лака на 2 — 3 мм. Затем. эти отверстия ts заполняют лаком и через капельки лака с помощью мотора мнкроэлектроды поднимают вверх со скоростью 10 мм/мин.

Как только микроэлектрод 11 достигает крайнего верхнего положения, его движение эп прекращают. Микроэлектроды 11, зажатые в обойме 14, вынимают через прорези в планке 13 для лака и сушат вышеизложенным методом. Покрытие повторяют 5 — 6 раэ.

Затем производят повторное измерение тЯ уровня шума микроэлектрода при его ногружении в глубь раствора Рингера.

Способ изготовления мнкроэлектродов позволяет повысить качество микроэлектродов.

Микроэлектроды, изготовленные таким способом, позволяют исследовать активность

2 6 отдельных нейронов глубоких подкорковых структур у ненакортиэированных животных в условиях хронического эксперимента, право димого в течение длительного периода времени, и выяснить характер участия этих образовании головного мозга в различных формах поведенческой деятельности, а также их роль в механизме памяти животного.

Формула изобретения

Способ изготовления микроэлектродов, включающий заточку мнкроэлектрода, обезжиривание, промывку, нанесение нескольких слоев изоляционного лака, сушку и контроль параметров .микроэлектрода, о .т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения качества микроэлектродов, изоляционный лак наносят в два приема, при этом вначале покрывают изоляционным лаком микроэлектрод до величины напряжения собственного шума 32+3 мкв, затем покрывают изоляционным лаком всю по. верхиость мнкроэлектрода, кроме 2 — 3 мм рабочего конца до величины напряжения собственного шума 19-35 мкв..

Источники информации, принятые во внимание прн экспертизе

1. П. Дональсон. Электронные прнборы в биологии и медицине. М., Издательство иностранной литературы, 1963, с. 601 — 602.

902722

Составитель В. Котенева

1 едактор Е. Хейфиц Техред M.pe@âeå

Корректор Г. Ого

Филиал ППП."Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 12478/2 Тираж 71б Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий!

13035, Москва, Ж-35, Раушская каб., д. 4/5