Разработка биосовместимой мультиэлектродной ячейки для исследования живых сетей нейронов методом сканирующей капиллярной микроскопии

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Разработана и охарактеризована инновационная биосовместимая мультиэлектродная ячейка, интегрирующая технологии регистрации электрической активности нейронов с возможностями высокоразрешающей сканирующей капиллярной микроскопии. Предложенная конструкция включает подложку из ITO-покрытого стекла с лазерно-паттернированными электродами, изолированными слоем парилена и функционализированными медно-золотыми микроэлектродами с мемристорными свойствами. Прототип демонстрирует преимущества одновременной регистрации электрической активности и морфологических изменений нейронов, открывая новые возможности для исследования нейрональной пластичности, структурного распределения нервной ткани и скрининга нейроактивных соединений.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

О. В. Иванов

МГУ имени М.В.Ломоносова; ООО НПП "Центр перспективных технологий"

Email: yaminsky@nanoscopy.ru
ORCID iD: 0000-0003-2765-2116

магистр

Россия, Москва; Москва

А. И. Ахметова

МГУ имени М.В.Ломоносова; ООО НПП "Центр перспективных технологий"

Email: yaminsky@nanoscopy.ru
ORCID iD: 0000-0002-5115-8030

к.ф.-м.н., ст. науч. сотр., вед. спец.

Россия, Москва; Москва

И. В. Яминский

МГУ имени М.В.Ломоносова; ООО НПП "Центр перспективных технологий"

Автор, ответственный за переписку.
Email: yaminsky@nanoscopy.ru
ORCID iD: 0000-0001-8731-3947

д.ф.-м.н., проф., ген. дир.

Россия, Москва; Москва

Список литературы

  1. Soscia D.A. et al. A flexible 3-dimensional microelectrode array for in vitro brain models. Lab on a Chip. 2020. Vol. 20. P. 901. https://doi.org/10.1039/C9LC01148J
  2. Park D.-W. et al. Graphene-based carbon-layered electrode array technology for neural imaging and optogenetic applications. Nature Communications. 2014. Vol. 5. PP. 1–11. https://doi.org/10.1038/ncomms6258
  3. Murali A. et al. Synthesis and Characterization of Indium Oxide Nanoparticles. Nano Letters 2001. Vol. 1 (6). PP. 287–289. https://doi.org/10.1021/nl010013q
  4. Sofi A.H., Shah M.A. The study of the structural and morphology features of indium tin oxide (ITO) nanostructures. 2014. Mater. Res. Express. Vol. 1. P. 015041. https://doi.org/10.1088/2053-1591/1/1/015041
  5. Song J.E. et al. Preparation and characterization of monodispersed indium–tin oxide nanoparticles. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects. 2005. Vol. 257–258. PP. 539–542. https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2004.07.037
  6. Li Z. et al. Achieving Reliable and Ultrafast Memristors via Artificial Filaments in Silk Fibroin. Advanced Materials. John Wiley and Sons Inc. 2024. Vol. 36. P. 4. https://doi.org/10.1002/adma.202308843
  7. Minnekhanov A.A. et al. Parylene Based Memristive Devices with Multilevel Resistive Switching for Neuromorphic Applications. Sci Rep. 2019. Vol. 9. P. 10800. https://doi.org/10.1038/s41598-019-47263-9
  8. Minnekhanov A.A. et al. On the resistive switching mechanism of parylene-based memristive devices. Org Electron. Elsevier B. V. 2019. Vol. 74. PP. 89–95. https://doi.org/10.1016/j.orgel.2019.06.052
  9. Cai Y. et al. A flexible organic resistance memory device for wearable biomedical applications. Nanotechnology. Institute of Physics Publishing. 2016. Vol. 27. P. 27. https://doi.org/10.1088/0957-4484/27/27/275206
  10. Buccelli S. et al. A Neuromorphic Prosthesis to Restore Communication in Neuronal Networks. iScience. Elsevier Inc. 2019. Vol. 19. PP. 402–414. https://doi.org/10.1016/j.isci.2019.07.046
  11. Filippova S.Yu. et al. Cultivation of cells in alginate drops as a high-performance method of obtaining cell spheroids for bioprinting. South Russian Journal of Cancer. ANO -Perspective of Oncology, 2023. Vol. 4. No. 2. PP. 47–55. https://doi.org/10.37748/2686-9039-2023-4-2-5

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис.1. Модель ячейки биоинтерфейса. Нижний слой – стекло 1 мм, средний слой – покрытие ITO 200 нм, на него нанесен слой парилена, толщиной 180 нм. На париленовом слое изображены металлические электроды

Скачать (94KB)
Метаданные
3. Рис.2. Интеграция мультиэлектродной ячейки с системой перфузии и функциональными отверстиями для электродов сканирующего капиллярного микроскопа

Скачать (321KB)
Метаданные

© Иванов О.В., Ахметова А.И., Яминский И.В., 2025