联合药物输液和电生理学的显微注射系统

此微注射系统设计用于药物输液、电生理学以及微电极和纳米传感器等实验探针的交付和检索。它经过优化，可反复用于清醒行为动物，对周围组织有轻微的穿透损伤。微电子系统可配置为多种用途。

第一种是用于放置实验探针的简单布局，否则实验探针太脆弱，无法穿透杜拉母体。第二种是药物的微流体输液，或者单独或耦合到含有实验探针的管中。系统的微流体组件允许在纳米光度中交付体积。

测量管和纳米传感器探头或微型传感器的长度。探头的长度必须比管长，从管尖突出，加上大约一厘米。在放大镜下，通过背面将探头加载到管中，以保护探头的尖端。

将包含探针的管从底部铁杉插入 T 结。将管的顶端侧放在 T 交界处的中间。通过将交汇点缩回交汇点，然后拧紧，避免通过管形堵塞交汇点。

将油管连接到微选择的顶部。通过毛细管、T 结、管和相应的铁管将微电子背加载。以所需长度切割微电子，然后刮掉端。

确保电极的背面从毛细管背面伸出不到一厘米，电极的尖端在底部的所需距离下从管子伸出。将微选择端子放入金销中，将金销焊接到微电子端子上。在金针和顶部铁杉之间加入环氧树脂，将微选择连接到铁杉上。

环氧树脂固化后，最好超过24小时，拧开顶部铁杉，以确保微选择完全缩回管内。要构造微流体电路，请将宽板放在稳定的表面上。将两个三向阀平行于宽板最长的边，相距约 12 厘米，一个端口彼此朝开。

使用螺钉将阀门固定到大板上，然后为标尺线再切割 10 厘米的毛细管，并放在两者之间。使用标准管杆将油管拧紧到阀门的朝端口。切割 10 到 20 厘米的毛细管，并使用标准管和 Luer 锁连接器将注射器上的管连接到输入阀上的一个端口。

切割一小块毛细管，将其连接到输出阀作为冲洗管。切割两块更长的毛细管，约100厘米，将输出阀连接到微电子管。将药物泵和标记泵连接到输入阀。

首先，确保微电子实验探针在管中缩回。要使用螺钉将定制适配器连接到微电子驱动器，请通过导管将微电子驱动器顶部加载，并使用一对螺钉将其固定到定制的微型驱动器适配器上。测量微电子从导管伸出的微驱动位置的深度，然后缩回导管一厘米以准备插入。

对于微输液实验，将脑线连接到微注射器未用的T结开口。使用标准铁杉，用铁杉扳手拧紧。确保顶部铁杉也拧紧。

然后，将微型驱动器定位在烧杯上。将氯己丁以每升20克的速度装入一毫升气密注射器，并放入药物泵中。转动阀门的流量方向，将低流量设置为每分钟 50 至 200 微升，使液体从药物泵通过输入阀进入输出阀并流出脑管。

用氯己西丁冲洗电路至少10分钟。用无菌盐水重复冲洗，然后用空气冲洗。在交汇处轻轻涂抹无绒擦拭，以帮助通过铁杉释放任何液体泄漏。

最关键的步骤是验证注射剂和微流体电路的组装是否无泄漏。将药物装在500微升气密注射器中，压缩空气，然后放在药物泵中。将流量调整到每分钟 50 微升，让液体流动，直到微电子中留下几滴。

然后，在每升20克浓度下将导管浸泡在氯己莱丁中15分钟。将输出阀的方向转向冲洗线，以在标记泵前进时取代标记，直到标尺线上观察到明显的色边和油。确保药物和颜色之间总是有油，以便不混合两种水溶性材料，并失去它们之间的锐边。

标记此油染管线的起始位置。在必要的实验设置后，通过松开顶部铁管将微电子缩回管中。将微驱动器连接到记录室并降低导管以穿透杜拉。

接下来，将微脑下部降低至大脑记录位上方约两毫米。拧紧顶部铁杉，将金针连接到记录系统。继续将微电子推进到目标站点。

然后，将输出阀切换到脑管。对于输液实验，使用手动微注入泵每分钟将油柱移动 0.5 厘米。注入所需体积后，将输出阀切换到冲洗管路。

在这项研究中，在动物完成记忆引导囊球任务时，通过右半球FEF区域注射GABA A激动剂，用于前眼场的可逆灭活。极坐标图显示相对于固定点的不同位置的偏心性能。注射两小时后，左侧视觉中场的性能明显下降。

此处显示了 FEF 中 Muscimol 注射之前和之后八个外围内存位置的 Saccade 跟踪。在Muscimol注射后，左视觉中场的萨克卡德精度下降。一旦设置完成，该方法是非常可靠和可靠的。

然而，由于管子和端口内小分子的沉淀，每次使用前和每次实验后都需要彻底冲洗，以保持微流体无障碍物和泄漏。虽然这种方法在非人类灵长类动物的前眼场中得到证明，但该原理可应用于任何其他大脑区域，在啮齿动物大小或较大的物种中，需要电刺激、记录和药物注射的某种组合。我们的系统具有独立记录或与药物注射结合使用的灵活性，并且能够精确放置任何脆弱的实验探针，防止通过杜拉母体和神经组织受损，其小管直径造成的组织损伤最小。