Voici quelques questions fréquentes (FAQ) sur les microélectrodes métalliques.

Choisir une microélectrode métallique ne se résume pas à choisir un métal. La longueur, la forme de la pointe, l’impédance de la microélectrode et l’isolation influent toutes sur les performances de l’électrode en enregistrement ou en stimulation. Le meilleur choix dépend de l’application. Le tungstène est un choix fiable et économique pour l’enregistrement. Le platine-iridium convient bien à la stimulation et à l’enregistrement à long terme. L’Elgiloy est utile lorsque vous souhaitez suivre le trajet de l’électrode dans les tissus. L’iridium pur est idéal pour les stimulations les plus exigeantes, mais il coûte plus cher. Choisissez ensuite la forme de la pointe, la longueur et l’isolation adaptées à votre configuration.

Ce guide répond aux questions courantes sur les microélectrodes métalliques de WPI et vous aide à choisir la configuration adaptée à vos recherches.

Tungstène (W)

Le tungstène est un matériau polyvalent et largement utilisé pour les microélectrodes, qui offre un bon équilibre entre performances et coût.

Avantages

  • Ce métal extrêmement résistant et rigide confère aux sondes une rigidité exceptionnelle.
  • Il convient très bien aux enregistrements aigus et chroniques grâce à sa biocompatibilité et à son coût inférieur.
  • Sa grande résistance à la corrosion assure des performances constantes à long terme.

Inconvénients

  • Il n’offre pas le même niveau de performances électrochimiques ni de stabilité que l’alliage platine-iridium, ce qui en fait une mauvaise solution de remplacement pour la microstimulation.
  • La capacité de transfert de charge inférieure du tungstène entraîne des potentiels interfacials plus élevés et potentiellement dangereux lorsqu’on applique le même courant de stimulation qu’à une électrode en platine-iridium.
  • Certaines conditions de pH ou de stimulation peuvent entraîner la corrosion du tungstène.

Iridium platiné (PI)

L’alliage platine-iridium est considéré par beaucoup comme la « référence absolue » pour l’enregistrement chronique et la microstimulation, en raison de ses excellentes propriétés électrochimiques et mécaniques.

Avantages

  • Le platine-iridium présente une impédance concomitante plus faible, une capacité de transfert de charge plus élevée et une meilleure stabilité électrochimique que le tungstène et l’acier inoxydable.
  • Il offre des performances de microstimulation excellentes et polyvalentes, permettant une stimulation sûre avec de petites sondes.
  • La teneur en iridium de l’alliage améliore considérablement sa dureté et sa rigidité mécaniques, conférant aux électrodes une résistance à la flexion proche de celle du tungstène.

Inconvénients

  • Son coût est supérieur à celui du tungstène et de l’acier inoxydable, ce qui le rend moins adapté à l’enregistrement aigu ou à l’enregistrement chronique peu intensif.
  • Il peut être sujet à la corrosion et à la dissolution dans le cadre de certains protocoles de stimulation intensive.

Elgiloy (EL)

L’Elgiloy (un alliage inoxydable de cobalt et de chrome) est disponible en électrodes individuelles pour des applications spécialisées, comme les sondes vibrantes destinées au SVET. L’Elgiloy est principalement utilisé dans les implants dentaires et offre une bonne biocompatibilité ainsi qu’une bonne résistance à la corrosion.

Avantages

  • Un métal polyvalent qui offre de bonnes performances d’enregistrement dans les applications aiguës et chroniques.
  • Contient un faible pourcentage de fer, ce qui permet de repérer visuellement les trajets des électrodes à l’aide de techniques de coloration au bleu de Prusse.

Inconvénients

  • Ne convient pas à la microstimulation en raison de ses mauvaises caractéristiques de transfert de charge et de son instabilité électrochimique pendant la stimulation.
  • Peut se corroder et perdre en performance lorsqu’il est implanté pendant de longues périodes ou soumis à certains protocoles de stimulation.

Iridium pur (IR)

Pour les conditions et protocoles de stimulation les plus intensifs, les électrodes en iridium pur offrent des performances, une rigidité et une stabilité inégalées.

Avantages

  • L’iridium pur peut être « activé » par voie électrochimique afin de créer une couche d’oxyde d’iridium à la surface du métal, ce qui lui confère des performances électrochimiques exceptionnelles. Ces électrodes à film d’oxyde d’iridium activé (AIROF) offrent certaines des meilleures performances de stimulation connues grâce aux mécanismes rapides de transfert de charge faradique disponibles dans le film.
  • L’iridium pur convient aux protocoles de stimulation très agressifs ou aux électrodes de très petite taille.
  • Dureté et rigidité exceptionnelles.

Inconvénients

  • Coût élevé en raison du caractère spécialisé du matériau.
  • Disponible uniquement en diamètre de 100 microns.

De quelle longueur ai-je besoin ?

La longueur totale de tout système d’électrodes dépend principalement de la profondeur du tissu dans lequel on souhaite enregistrer ou stimuler, ainsi que du système de micro-entraînement utilisé. Les microsondes en tungstène sont disponibles en 76 mm ou 125 mm. (Vous ne trouvez pas de longueur de 125 um sur le site de WPI ? Les longueurs peuvent être commandées sur mesure, jusqu’à moins de 5 pouces.) Les électrodes en platine/iridium sont généralement disponibles en longueurs de deux pouces et celles en acier inoxydable en longueurs de 51 mm, mais les deux peuvent également être spécifiées dans des longueurs plus courtes ou plus longues, avec des tubes en acier inoxydable et en polyimide. En raison du coût élevé de l’iridium pur, celui-ci est toujours monté dans des tubes en acier inoxydable et en polyimide et mesure généralement 50 mm de long.

De quelle configuration d’électrodes ai-je besoin ?

Nous proposons actuellement différentes configurations d’électrodes, bien que nous ayons fabriqué de nombreux modèles personnalisés pour nos clients par le passé. En examinant les numéros de pièce de nos sondes, présentés dans la section Produits, vous remarquerez qu’ils ressemblent à WE30031.0A5. La partie 00 du numéro de pièce indique la configuration de la microsonde.

  • Tube en polyimide - PT

    Électrodes montées dans une tubulure en polyimide afin d’en augmenter la rigidité et de fournir une épaisseur d’isolation supplémentaire. Ce montage est généralement recommandé lorsque des électrodes à impédance relativement élevée doivent pénétrer dans des couches plus profondes du cerveau ou de la moelle épinière.

  • profilebbipolarelectrodes

    Stéréotrodes - ST

    (Bipolaire/concentrique bipolaire)

    Désigne nos électrodes bipolaires ou nos stérétrodes. Lorsque leur impédance est inférieure à 0,5 MΩ, ces électrodes sont idéales pour localiser les champs de courant de stimulation. Les stérétrodes à impédance plus élevée sont idéales pour isoler les éléments neuronaux individuels en enregistrant simultanément plusieurs unités à l’aide de deux microélectrodes rapprochées. L’espacement des pointes correspond généralement au diamètre de la tige de l’une des électrodes utilisées pour fabriquer la stérétrode. Un espacement différent des pointes est disponible sur demande.

  • Électrodes monopolaires - 00

    Implique qu’aucun montage particulier n’est nécessaire, la sonde affûtée étant isolée avec du Parylene-C et présentant la longueur, la largeur, le profil de pointe et l’impédance indiqués dans les tableaux pour commander vos électrodes.

  • concentricbipolarextension-rhodes-wpi_2

    Style Rhodes

    Ces électrodes bipolaires concentriques à pointe de type Rhodes sont conçues pour l’enregistrement neurologique précis et la stimulation, dans le cadre d’applications aiguës et chroniques. Les modèles sans « X » sont destinés à un usage aigu, tandis que ceux se terminant par « X » conviennent aux études chroniques. La pointe de type Rhodes permet de contrôler la surface de l’électrode, et le tube externe en acier inoxydable apporte une rigidité supplémentaire pour un positionnement et une manipulation précis. Le tube allongé peut être coupé après l’insertion afin de limiter la saillie, ce qui fait de ces électrodes un remplacement fiable des électrodes Rhodes traditionnelles à long terme.

Quelle est l’épaisseur de l’isolation ?

Toutes les électrodes, à l’exception de la microsonde en tungstène de 3 pouces à profil Extra Fine-F, revêtue d’une couche d’isolation en Parylene-C de 1 micron, sont recouvertes de 3 microns de Parylene-C. Il a été démontré que cette épaisseur convient le mieux à la plupart des profils de pointe d’électrode que nous proposons. Nous avons choisi 3 microns afin d’obtenir un profil de pointe suffisamment fin pour s’approcher des éléments neuronaux, de faciliter l’insertion de l’électrode et de réduire au minimum l’atténuation pour les électrodes à impédance élevée. Une atténuation du signal peut survenir en raison d’un shunt capacitif lors de l’enregistrement avec des microsondes à impédance élevée dans des structures profondes ; une isolation supplémentaire peut donc être nécessaire, sous la forme des microsondes en polyimide KT de WPI. Le profil Extra Fine (p. ex. TM31C10) des électrodes en tungstène de 3 pouces offre une pointe de microsonde extrêmement fine, idéale pour les enregistrements dans de petites structures cellulaires densément regroupées.

Quelle impédance ou exposition de pointe me faut-il ?

Grâce à notre procédé de fabrication unique et aux propriétés particulières du Parylene-C, nous pouvons exposer chaque microsonde avec une précision et une reproductibilité microscopiques. Chaque microsonde est exposée individuellement sous un microscope à fort grossissement, inspectée et caractérisée électriquement. Nos microsondes présentent une impédance plus faible que les autres électrodes disponibles dans le commerce pour une exposition de pointe identique. Nous recommandons donc aux personnes qui n’ont jamais utilisé nos électrodes de préciser une plage d’impédance afin de choisir la valeur la mieux adaptée à leur application. De plus, comme nous fournissons des microsondes aux chercheurs depuis plus de 30 ans, nous pouvons vous conseiller sur le choix de la conception d’électrode la mieux adaptée à votre paradigme expérimental. Veuillez nous contacter et nous communiquer les exigences de votre équipe de recherche. La sélection d’une plage de valeurs d’impédance pour toute boîte de microsondes n’entraîne aucuns frais supplémentaires.

Quel type de connecteurs utilise-t-on avec nos électrodes ?

Les 5482 connecteurs à broches sont fixés à l’extrémité distale de nos électrodes. Vous pouvez acheter ces connecteurs ainsi que le connecteur correspondant, 5483. De nombreux utilisateurs préfèrent utiliser nos électrodes sans connecteur, ce qui ne pose aucun problème. Sur demande, nous retirerons simplement les connecteurs pour vous. Aucune réduction n’est accordée, car les connecteurs sont fixés au début de notre processus de fabrication.

Quel profil de pointe convient le mieux à mon application ?

Nous proposons différentes options de pointe aux personnes qui préfèrent un profil d’électrode spécialisé pour leurs recherches. Le choix de la pointe peut entraîner des changements subtils, mais importants, dans les performances de l’électrode, comme décrit ci-dessous. Il est recommandé aux nouveaux utilisateurs d’essayer différents profils de pointe afin de déterminer celui qui convient le mieux à leurs protocoles d’enregistrement ou de stimulation.

  • A standard

    Notre profil de pointe standard présente une pointe effilée et robuste, offrant des performances polyvalentes et un équilibre efficace entre pénétration et durabilité. Profil de pointe le plus utilisé, notre pointe standard est recommandée pour la plupart des applications d’enregistrement neuronal, bien qu’elle soit également efficace pour la plupart des protocoles de stimulation. Nous utilisons une méthode d’exposition par arc qui garantit des performances précises et constantes, ainsi qu’une très large gamme d’impédances disponibles. Bien que cette méthode entraîne une légère variabilité de l’impédance d’une électrode à l’autre, la plupart des chercheurs la jugent tout à fait acceptable pour leur application. Pour ceux qui ont besoin d’une exposition de pointe plus précise, nous proposons un service d’exposition au laser moyennant un léger supplément. N’hésitez pas à nous contacter si vous pensez que ce service vous convient.

  • B-Blunted

    Nos électrodes à pointe émoussée sont conçues avec une extrémité plus arrondie, en forme de balle. Pour de nombreuses applications, la pointe émoussée peut offrir de meilleures performances de stimulation : son profil plus court permet à l’électrode d’agir davantage comme une source ponctuelle et d’assurer une meilleure isolation. De nombreux chercheurs estiment que ce profil offre une plus grande sélectivité que les profils de pointe conventionnels, plus acérés, et qu’il convient mieux aux protocoles de stimulation de plus forte intensité. Certains chercheurs ont également rapporté que l’utilisation de pointes émoussées entraînait moins de perforations cellulaires.

  • F-Extra fin

    Notre profil de pointe extra-fine présente une conicité nettement plus marquée ainsi qu’une couche isolante plus mince. Ce type d’électrode est couramment utilisé pour les préparations superficielles où il est nécessaire d’enregistrer l’activité de petites populations cellulaires très compactes, comme celles des couches striées des cortex visuel et auditif. En raison de la grande fragilité de ces pointes, elles ne sont proposées qu’en tungstène, dans une longueur de 3 pouces (76 mm) et avec un diamètre de tige de 0,003" ou 0,005" (75 et 125 microns). Pour les pénétrations de plus de 4 mm, lorsque l’impédance de la pointe est supérieure à 1,5 MOhm, nous recommandons de spécifier une couche supplémentaire de tube en polyimide afin de réduire le shunt capacitif et d’augmenter la rigidité de l’électrode.

  • H-Traité thermiquement

    Nos électrodes traitées thermiquement sont destinées aux chercheurs qui doivent faire pénétrer leurs sondes à travers des membranes résistantes, comme la dure-mère de grands mammifères. En appliquant une source de chaleur près de la pointe de l’électrode sous un microscope, nous pouvons produire une électrode dont la pointe est effilée plus progressivement que notre profil standard, tout en renforçant l’isolant polymère près de la pointe. Ces modifications permettent d’enfoncer l’électrode plus facilement à travers des membranes résistantes, avec moins de risques d’endommager la pointe et l’isolant.

Quelles sont les expositions de la pointe pour différentes valeurs d’impédance des électrodes ?

Les expositions des pointes pour les profils de pointe « H » à chaleur conique sont environ 15 à 20 % PLUS importantes.

Les expositions des pointes pour les profils de pointe émoussés « B » sont environ 15 à 20 % MOINS importantes.

Les expositions des pointes pour les profils de pointe extra-fins « F » sont environ 10 à 15 % PLUS importantes.

Vous avez des difficultés à mesurer l’impédance de vos microélectrodes métalliques ?

  1. Vérifiez votre testeur d’impédance : vous effectuez peut-être les mesures à une fréquence différente de 1 kilohertz.
  2. Vérifiez si votre testeur d’impédance est dépourvu de circuit d’échantillonnage et de maintien. Dans ce cas, l’impédance est mesurée dès que vous appuyez sur le bouton de test et n’a pas le temps de se stabiliser.
  3. En général, l’impédance diminue après quelques minutes d’immersion de l’électrode dans la solution saline.
  4. Il arrive que les électrodes s’oxydent, ce qui augmente leur impédance. Dans ce cas, nous recommandons d’appliquer une tension négative d’environ 3 à 4,5 volts à l’électrode dans une solution saline pour la nettoyer et la désoxyder.

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