細(xì)胞電阻抗特征參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)

細(xì)胞電阻抗特征參數(shù)測(cè)量系統(tǒng)

細(xì)胞外微電極陣列

細(xì)胞外微電極陣列使用微制造細(xì)胞外電極進(jìn)行體外神經(jīng)元記錄具有一定優(yōu)勢(shì)

我們描述了細(xì)胞外微電極陣列的制造方法、特征和使用，細(xì)胞電生理，用于檢測(cè)培養(yǎng)中的神經(jīng)元的動(dòng)作電位。

64個(gè)電極陣列中的100微米2的鍍金微電極可以檢測(cè)到在動(dòng)作電位期間流動(dòng)的外部電流，其S:N比高達(dá)500:1，給出的蕞大記錄信號(hào)為幾毫伏。

如果細(xì)胞在電極上得到良好的密封，這些電極的性能就會(huì)得到提高，如果電極和細(xì)胞位于基質(zhì)的深槽中，其性能就會(huì)進(jìn)一步提高。

這些電極可用于記錄和刺激培養(yǎng)的神經(jīng)元的活動(dòng)，以及從一個(gè)細(xì)胞的多個(gè)部位進(jìn)行記錄。

細(xì)胞外微電極陣列描述了使用這種電極獲得無(wú)脊椎動(dòng)物神經(jīng)元的記錄的情況。展示了這些電極的特殊優(yōu)勢(shì)，它們的長(zhǎng)期穩(wěn)定性、非侵入性、高包裝密度和在刺激中的效用。

可牽張多通道微電極特性：

．柔性， 可拉伸，細(xì)胞電生理牽張拉伸系統(tǒng)， 軟(Flexible， Stretchable and Soft)

．記錄和剌激電生理活動(dòng)(Recording and Stimulation of Electrophysiological Activity)

．機(jī)城力方面強(qiáng)大：拉伸， 彎曲， 扭曲（Mechanically robust: stretch， bend， twist)

微裂紋金膜提供了理想的性能組合：

．低電阻(low electrical impedance)

．彈性可拉伸(elastically stretchable)

．低彈性模量(low elastic modulus)

．低疲勞(low fatigue)

我們的可拉伸 MEA 與 MEASSuRE 系統(tǒng)相結(jié)合。它們?cè)鰪?qiáng)了研究能力并提供了的多功能性，因?yàn)樗鼈優(yōu)檠芯咳藛T提供了獨(dú)立操縱化學(xué)、電氣和機(jī)械因素以更緊密地人體復(fù)雜性的方法。

細(xì)胞機(jī)械拉伸損傷培養(yǎng)設(shè)備

據(jù)估計(jì)，每年約有150萬(wàn)美國(guó)人遭受創(chuàng)傷性腦損傷（TBI），其中約80%被認(rèn)為是輕度傷害。

根據(jù)定義，輕度TBI引起的癥狀持續(xù)不到半小時(shí)，顯然不需要治1療就能解決，所以對(duì)輕度TBI的研究往往被忽視，導(dǎo)致這一廣泛存在的問(wèn)題出現(xiàn)了重大的知識(shí)空白。

在這項(xiàng)工作中，細(xì)胞電生理力學(xué)復(fù)合模型系統(tǒng)，我們研究了新生兒/青少年海馬在實(shí)驗(yàn)性輕度創(chuàng)傷后的功能（電生理）改變。我們以前使用的細(xì)胞機(jī)械拉伸損傷培養(yǎng)設(shè)備的工作報(bào)告了在體外損傷>10%的雙軸變形后顯著的細(xì)胞死1亡。

在這里，我們報(bào)告說(shuō)，細(xì)胞電生理力學(xué)模型系統(tǒng)，雙軸變形低至5%就會(huì)影響海馬切片文化體外輕度損傷后弟一周的神經(jīng)元功能。

這些結(jié)果表明，即使非常低的機(jī)械損傷事件也可能導(dǎo)致可量化的神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)功能障礙。此外，我們使用細(xì)胞機(jī)械拉伸損傷培養(yǎng)設(shè)備得出的結(jié)果強(qiáng)調(diào)，機(jī)械變形的安全限度或耐受性標(biāo)準(zhǔn)可能是特定的結(jié)果測(cè)量，而神經(jīng)元功能是一個(gè)比細(xì)胞死1亡更敏感的損傷測(cè)量。

此外，發(fā)現(xiàn)損傷時(shí)組織的年齡是影響創(chuàng)傷后電生理功能缺陷的一個(gè)重要因素，表明發(fā)育狀況和對(duì)輕度損傷的脆弱性之間存在關(guān)系。我們的研究結(jié)果表明，輕度小兒創(chuàng)傷性腦損傷可能導(dǎo)致比目前所認(rèn)識(shí)的更嚴(yán)重的功能障礙。