Способ изготовления микроэлектродов Советский патент 1982 года по МПК A61B5/00 

Изобретение относится к медицинской тех нике, а именно к изготовлению микроэлектродов для физиологических исследований. Известен способ изготовления микрозлектродов, включающий заточку микроэлектрода, обезжиривание, промывку, нанесение нескольких слоев изоляционного лака, сушку и контроль параметров микрозлектрода 1. Однако известный способ не обеспечивает необходимого качества микрозлектррдов. Цель изобретения - повышение качества микроэлектродов. Для этого в известном способе изолящюнный лак наносят в два приема, при этом вначале покрывают изоляционным лаком микроэлектрод до величины напряжения собственного шума 32±3 мкв, затем покрьюают изоляционным лаком всю поверхность (гакроэлектрода, кроме 2-3 мм рабочего конца, до величины напряжения собственного шума 19-35 мк На фиг. 1 дано устройство для осуществления контроля микрозлектрода, блок-схема; на фиг. 2 - устройство, общий вид; на фиг. 3 - устройство для нанесения дополнительного изоляционного слоя на микроэлектроды. Устройство для осуществления контроля микрозлектрода (фиг. 1 и 2) содержит калибратор 1, истоковый повторитель 2, предварительный усилитель 3, выходной усилитель 4, индикатор 5, переклютатель 6, а также пружинный фиксатор 7, расположенный на штативе 8. На основании штатива 8 укреплен стаканчик 9 с раствором Р нгера. Пружинный фиксатор 7 закреплён на тефлоновых изоляторах 10 для С1шжеш1я емкости, шунтирующей вход истокового повторителя 2, В стаканчик 9 помещают микроэлектрод 11 и угольный электрод 12, которые соединены переключателем 6. Устройство для нанесения дополнительного изоляционного слоя на микроэлектрод 11 (фиг. 3) имеет планку 13 для лака, обойму 14с микроэлектродами 11,. пружинный зажим 15для фиксации обоймы 14, элемент 16 ручной поДачи и электромотор 17 для перемещения обоймы 14 с микрозлектродами 11. Планка-13 для лака имеет отверстия и прорези для установки микроэлектродов 11. 390 Способ изготовления микроэлектродов осуществляют следующим образом. Вначале производят заточку заготовки микроэлектролз П, сделанной из вольфрамовой проволоки необходимого диаметра, например, 0,15 мм. Электролитическую заточку про водят в растворе, при этом к заготовке прикладывают переменное напряжение амплитудой 5-10 вольт. Затем с помощью микроскопа сортируют заточенные заготовки. Для последующей работы отбирают электроды с заточеннь ми кончиками толщиной 1-2 мкм и общей длиной конуса 2 мм. После этого заостренные заготовки злектродов обезжиривают и промывают. Для этой цели их погружают последовательно в кюветки со спиртом, ксилолом и кипящей водой. Очищенные заготовки готовы для последующе изоляции. Их укрепляют в пружинном зажиме 15 устройства для нанесения изоляции (фиг. 3) заточенными кончиками- вертикально В1шз. Этот зажим закрепляют в пружинном фиксаторе, который перемещают при помощи ручно или механической подачи. Для 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 17 со скоростью 10 мм/мин. Для изоляции используют масляный лак МЛ-3, не оказывающий токсичного действия на ткань головного мозга. Его вязкость, определяемая при помощи вискозиметра ВЗ-4 при 18-23° С, равна 40-50. После извлечения из лака электроды сущат. С этой целью электроды помещают на 10 мин в сущильный шкаф 150° С. В результате этого происходит полимеризация изоляционного покрытия и оно приобретает необхо димые электрические и механические свойства При полимеризации под действием сил поверх ностного натяжения кончик микроэлектрода освобождается от лака, т.е. остается неизолир ванным. jCa4ecTBo электрода, его способность вьщелять биоэлектрическую импульсную жтив ность нервнь1х клеток зависит от величины этой рабочей поверхности. Оптимальная рабочая поверхность микроэлектрода равна 150- 200 мк, что соответствует уровню собственного щума злектрода 32±3 мв. Если площадь поверхности больше этой величины, то отводится суммарная активность многих клеток, если меньще - происходит уменьщение ампли туды сигнала, подводимого ко входу регистрирующего тракта, и рост собственного щума микроэлектрода. На первом этапе нзоляции электродов осовное внимание направлено на получение опимальных параметров рабочей поверхности икроэлектродов, свободной от изоляции. Выеописанную процедуру нанесения лака и поледующую сушку микрозлектродов проводят -3 раза. Затем проверяют качество рабочей оверхности и свойства нзоляции конуса микозлектрода. При проведении контроля качества изоляии микроэлектрода производят измерение наряжения собственного щума микроэлектрода. ля исключения внещних помех все измерения роводят в экранированной камере. В начале проверки микроэлектрод 11 укрепяют в пружинном фиксаторе 7 устройства ля осуществления контроля мнкроэлектродов. При помощи элемента 16 ручной подачи осуществляют перемещение пружинного фиксатора 7 н микрозлектрода 11. Переключателем 6 истоковый повторитель 2 подключают к микроэлектроду 11 или к калибратору 1. Заточенный кончик микрозлектрода 11 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 щума на выходном индикаторном устройстве зависит исключительно от свойств отводящей поверхности и от качества изоляции заостренного конуса микроэлектрода 11, так как собственные щумы регистрирз ющего тракта, приведенные ко входу, равны 2,5 мкв. Величина напряжения щума электрода при такой глубине его, погружения должна быть равной 32±3 мкв. Электроды, имеющие оптимальный уровень щума рабочей поверхности, подвергают дальнейщей проверке. При постепенном более глубжом погружении кончика микроэлектрода 11 в глубь раствора Рингера осуществляют контроль качества нзоляции по всей длине мйкроэлектрода 11, который будет вводаться 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 злектрода, вводимой в мозг экспериментального животного, производят дополнительную изоляцию этой части злектрода. При недостаточной толщине изоляции ствола электрода возрастает паразитная емкость, шунтирующая входной каскад усилительного

тракта, например, при введении микроэлектрода в глубинные структуры мозга на несколько десятков миллиметров. Это ведет к падению амплитуды сигнала и искажению его формы при поступлении его на вход регистрйру- $ ющего прибора.

Нанесение дополнительного изоляционного слоя на микроэлектрод производят с помощью устройства для нанесения дополнительного изоляционного слоя на микроэлектроды (фиг. 3VO

При нанесении дополнительной изоляции микрозлектроды 11 укрепляют в обойме 14 так, что их заостренные кончики направлены вверх и выступают из отверстия в планке 13 для лака на 2-3 мм. Затем зти отверстия ts заполняют лаком и через капельки лака с помощью мотора микрозлектроды поднимают вверх со скоростью 10 мм/мин.

Как только микрозлектрод 11 достигает крайнего верхнего положения, его движение 20 прекращают. Микроэлектроды II, зажатые в обойме 14, вынимают через прорези в планке 13 для лака и сушат вышеизложенным методом. Покрытие повторяют 5-6 раз.

Затем производят повторное измерение 21 уровня шума микрозлектрода при его погружении в глубь раствора Рингера.

Способ изготовления микроэлектродов позволяет повысить качество микрозлектродов.

Микроэлектроды, изготовленные таким зо способом, позволяют исследовать активность

отдельных нейронов глубоких подкорковых структур у ненакортизированных животных в условиях хронического эксперимента, пров димого в течение длительного периода времени, я выяснить характер участия зтих образкжашш головного мозга в различных формах поведенческой деятельности, а также их роль в механизме памяти животного.

Формула изобретения

Способ изготовления микроэлектррдов, включающий заточку микроэлектрода, обезжиртсвание, промывку, нанесение нескольких слоев изоляционного лака, сущку н контроль параметров микрозлектрода, отличающийс я тем, что, с целью повышения качества микроэлостродов, изоляционный лак наносят в два приема, при этом вначале покрывают изоляционным лаком микрозлектрод до величины напряжения собственного шума 32±3 мкв, затем псжрывают изоляционным лаком всю nth верхность микроэлектрода, кроме 2-3 мм рабочего конца до величины напряжения собственного шума 19-35 мкв.

Источники информации, пртнятые во вниманне при экспертизе

1. П. Дональсон. Электронные приборы в биологии и медицине. М., Издательство иностражюй литературы, 1963, с. 601-602.

Id.