Ecco alcune domande frequenti (FAQ) sui microelettrodi metallici

Scegliere un microelettrodo metallico significa considerare più della sola scelta del metallo. Lunghezza, forma della punta, impedenza del microelettrodo e isolamento influiscono tutti sulle prestazioni dell'elettrodo durante la registrazione o la stimolazione. La scelta migliore dipende dall'attività. Il tungsteno è una scelta affidabile ed economica per la registrazione. Il platino-iridio è adatto alla stimolazione e alla registrazione a lungo termine. L'Elgiloy è utile quando si desidera tracciare il percorso dell'elettrodo nel tessuto. L'iridio puro è ideale per le attività di stimolazione più impegnative, ma costa di più. Dopodiché, scegli la forma della punta, la lunghezza e l'isolamento in base alla tua configurazione.

Questa guida risponde alle domande più frequenti sui microelettrodi metallici WPI e ti aiuta a scegliere la configurazione più adatta alla tua ricerca.

Tungsteno (W)

Il tungsteno è un materiale versatile e ampiamente utilizzato per i microelettrodi, che offre un buon equilibrio tra prestazioni e costo.

Vantaggi

  • Questo metallo estremamente resistente e rigido conferisce alle sonde una rigidità eccezionale.
  • È ideale per le registrazioni acute e croniche grazie alla biocompatibilità e al costo inferiore.
  • L’elevata resistenza alla corrosione garantisce prestazioni costanti nel lungo periodo.

Svantaggi

  • Non offre lo stesso livello di prestazioni o stabilità elettrochimica della lega platino-iridio, risultando quindi poco adatto alla microstimolazione.
  • La minore capacità di trasferimento di carica del tungsteno comporta potenziali interfacciali più elevati e potenzialmente non sicuri quando si applica la stessa corrente di stimolazione usata con un elettrodo in platino-iridio.
  • Determinate condizioni di pH o di stimolazione possono causare la corrosione del tungsteno.

Iridio platinato (PI)

La lega di platino-iridio è considerata da molti il «gold standard» per le registrazioni croniche e la microstimolazione, grazie alle sue eccellenti caratteristiche elettrochimiche e meccaniche.

Vantaggi

  • Il platino-iridio presenta un’impedenza concomitante inferiore, una maggiore capacità di trasferimento di carica e una migliore stabilità elettrochimica rispetto al tungsteno e all’acciaio inossidabile.
  • Offre prestazioni eccellenti e versatili nella microstimolazione, consentendo di eseguire stimolazioni sicure con sonde di piccole dimensioni.
  • Il contenuto di iridio della lega migliora notevolmente la durezza e la rigidità meccaniche, conferendo agli elettrodi una resistenza alla flessione che si avvicina a quella del tungsteno.

Svantaggi

  • Costa più del tungsteno e dell’acciaio inossidabile, risultando quindi meno adatto alle registrazioni acute o alle registrazioni croniche non intensive.
  • Può essere soggetto a corrosione e dissoluzione con alcuni protocolli di stimolazione intensiva.

Elgiloy (EL)

Elgiloy (una lega in acciaio inossidabile di cobalto e cromo) è disponibile in elettrodi singoli per applicazioni specialistiche, come le sonde vibranti per SVET. L’Elgiloy è usato soprattutto negli impianti dentali e offre una buona biocompatibilità e resistenza alla corrosione.

Vantaggi

  • Metallo versatile che offre buone prestazioni di registrazione nelle applicazioni acute e croniche.
  • Contiene una piccola percentuale di ferro, che consente di identificare visivamente i tratti degli elettrodi mediante tecniche di colorazione con blu di Prussia.

Svantaggi

  • Non è adatto alla microstimolazione a causa delle scarse caratteristiche di trasferimento della carica e dell’instabilità elettrochimica durante la stimolazione.
  • Può corrodersi e deteriorare le proprie prestazioni se impiantato per lunghi periodi o sottoposto a determinati protocolli di stimolazione.

Iridio puro (IR)

Per le condizioni e i protocolli di stimolazione più intensivi, gli elettrodi in iridio puro offrono prestazioni, rigidità e stabilità senza pari.

Vantaggi

  • L’iridio puro può essere «attivato» elettrochimicamente per creare uno strato di ossido di iridio sulla superficie del metallo, conferendogli prestazioni elettrochimiche eccezionali. Questi elettrodi con film di ossido di iridio attivato (AIROF) offrono alcune delle migliori prestazioni di stimolazione conosciute, grazie ai rapidi meccanismi di trasferimento faradico della carica disponibili all’interno del film.
  • L’iridio puro è adatto a protocolli di stimolazione molto aggressivi o a elettrodi di dimensioni molto ridotte.
  • Durezza e rigidità eccezionali.

Svantaggi

  • Costo elevato per via della natura specialistica del materiale.
  • Disponibile solo con un diametro di 100 micron.

Di che lunghezza ho bisogno?

La lunghezza complessiva di qualsiasi sistema di elettrodi dipende principalmente dalla profondità del tessuto che si desidera registrare o stimolare e dal sistema di microazionamento utilizzato. Le microsonde in tungsteno sono disponibili nelle lunghezze di 76 mm o 125 mm. (Non trovi la lunghezza da 125 um sul sito web di WPI? Le lunghezze possono essere ordinate su misura, purché inferiori a 5 pollici.) Il platino/iridio è generalmente disponibile in lunghezze di due pollici, mentre l’acciaio inossidabile è disponibile in lunghezze di 51 mm, ma entrambi possono essere richiesti anche in lunghezze inferiori o, usando tubi in acciaio inossidabile e poliimmide, in lunghezze maggiori. A causa del costo elevato dell’iridio puro, viene sempre montato in tubi in acciaio inossidabile e poliimmide e ha generalmente una lunghezza di 50 mm.

Quale configurazione degli elettrodi mi serve?

Attualmente offriamo diverse configurazioni di elettrodi, anche se in passato abbiamo realizzato molti design personalizzati per i clienti. Osservando i numeri di parte delle nostre sonde, visibili nella sezione Prodotti, noterai che hanno un formato simile a WE30031.0A5. La parte 00 del numero di parte specifica la configurazione della microsonda.

  • Tubo in poliimmide - PT

    Elettrodi inseriti in tubi di poliimmide per aumentarne la rigidità e fornire uno spessore isolante aggiuntivo. Questo tipo di montaggio è in genere consigliato quando gli elettrodi a impedenza relativamente elevata devono penetrare negli strati più profondi del cervello o del midollo spinale.

  • profilebbipolarelectrodes

    Stereotrodi - ST

    (Bipolare/Bipolare concentrico)

    Specifica i nostri elettrodi bipolari o stereotrodi. Questi elettrodi, se ordinati con impedenze inferiori a 0,5 MOhm, sono ideali per localizzare i campi di corrente di stimolazione. Gli stereotrodi a impedenza più elevata sono ideali per migliorare l’isolamento di singoli elementi neurali mediante la registrazione simultanea di più unità con due microelettrodi ravvicinati. La distanza tra le punte è in genere pari al diametro del corpo di uno degli elettrodi usati per realizzare lo stereotrodo. Su richiesta sono disponibili distanze diverse tra le punte.

  • Elettrodi monopolari - 00

    Non richiede un montaggio speciale, poiché la sonda affilata è isolata con Parylene-C e presenta la lunghezza, la larghezza, il profilo della punta e l’impedenza specificati nelle tabelle per ordinare gli elettrodi.

  • concentricbipolarextension-rhodes-wpi_2

    Stile Rhodes

    Questi elettrodi bipolari concentrici con punte in stile Rhodes sono progettati per registrazioni e stimolazioni neurologiche precise, sia in applicazioni acute che croniche. I modelli senza “X” sono destinati all’uso acuto, mentre quelli che terminano in “X” sono adatti agli studi cronici. La punta in stile Rhodes consente di controllare l’area superficiale dell’elettrodo, mentre il tubo esterno in acciaio inossidabile offre maggiore rigidità per un posizionamento e una manipolazione accurati. Il tubo più lungo può essere tagliato dopo l’inserimento per ridurre al minimo la sporgenza, rendendo questi elettrodi un’alternativa affidabile ai tradizionali elettrodi Rhodes per uso a lungo termine.

Qual è lo spessore dell'isolamento?

Tutti gli elettrodi, tranne la microsonda in tungsteno con profilo Extra Fine-F da 3 pollici, dotata di un rivestimento isolante in Parylene-C di 1 micron, hanno uno strato di Parylene-C di 3 micron. È stato dimostrato che questo spessore è il più adatto per quasi tutti i profili delle punte degli elettrodi che offriamo. Abbiamo scelto 3 micron per ottenere un profilo della punta sufficientemente piccolo da consentire di avvicinarsi agli elementi neurali, facilitare l’inserimento dell’elettrodo e ridurre al minimo l’attenuazione negli elettrodi a impedenza più elevata. Quando si registra in strutture profonde con microsonde a impedenza più elevata, può verificarsi un’attenuazione del segnale dovuta a una derivazione capacitiva; potrebbe quindi essere necessario un ulteriore isolamento, come quello delle microsonde in poliimmide KT di WPI. Il profilo Extra Fine (ad es. TM31C10) degli elettrodi in tungsteno da 3 pollici offre una punta della microsonda estremamente fine, ideale per registrare da strutture cellulari piccole e densamente raggruppate.

Quale impedenza o esposizione della punta mi serve?

Grazie al nostro esclusivo processo di fabbricazione e alle proprietà speciali del Parylene-C, possiamo esporre qualsiasi microsonda con precisione microscopica e riproducibilità. Ogni microsonda viene esposta singolarmente al microscopio ad alto ingrandimento, ispezionata e caratterizzata elettricamente. Le nostre microsonde hanno un valore di impedenza inferiore rispetto ad altri elettrodi disponibili in commercio, a parità di esposizione della punta. Consigliamo quindi a chi non ha mai utilizzato i nostri elettrodi di indicare un intervallo di impedenza, così da poter selezionare il valore più adatto alla propria applicazione. Inoltre, poiché forniamo microsonde ai ricercatori da oltre 30 anni, possiamo offrire consulenza specializzata nella scelta del design dell’elettrodo più adatto al vostro paradigma sperimentale. Vi invitiamo a contattarci e a fornirci informazioni sui requisiti del vostro ricercatore. Non è previsto alcun costo aggiuntivo per specificare un intervallo di valori di impedenza per qualsiasi confezione di microsonde.

Che tipo di connettori si usano con i nostri elettrodi?

Il 5482I connettori a pin sono applicati all’estremità distale dei nostri elettrodi. Puoi acquistare questi connettori e il connettore di accoppiamento, 5483. Molti utenti preferiscono utilizzare i nostri elettrodi senza connettori, e va benissimo. Se lo richiedi, rimuoveremo semplicemente i connettori. Non è previsto alcuno sconto, poiché i connettori vengono applicati all’inizio del processo di produzione.

Qual è il profilo della punta più adatto alla mia applicazione?

Offriamo diverse alternative di punta per chi preferisce un profilo dell’elettrodo specifico per la propria ricerca. La scelta della punta può apportare cambiamenti sottili ma importanti alle prestazioni dell’elettrodo, come descritto di seguito. Si consiglia agli utenti alle prime armi di provare diversi profili di punta per determinare quale sia il più adatto ai propri protocolli di registrazione o stimolazione.

  • A-Standard

    Il nostro profilo standard della punta presenta un’estremità affilata ma robusta, che offre prestazioni versatili e un equilibrio efficace tra penetrazione e durata. Essendo il profilo più utilizzato, consigliamo la nostra punta standard per la maggior parte delle applicazioni di registrazione neurale, sebbene sia efficace anche per la maggior parte dei protocolli di stimolazione. Utilizziamo un metodo di esposizione ad arco che garantisce prestazioni precise e costanti, oltre a un’ampissima gamma di impedenze disponibili. Sebbene questo metodo comporti una lieve variabilità dell’impedenza da un elettrodo all’altro, la maggior parte dei ricercatori la ritiene del tutto accettabile per la propria applicazione. Per chi necessita di un’esposizione della punta più precisa, offriamo un servizio di esposizione laser con un piccolo sovrapprezzo. Contattateci se ritenete che questo servizio faccia al caso vostro.

  • B-Smussato

    I nostri elettrodi smussati sono progettati con una punta più arrotondata, a forma di proiettile. Per molte applicazioni, la punta smussata può offrire prestazioni di stimolazione superiori, poiché il suo profilo più corto può far sì che l’elettrodo agisca maggiormente come una sorgente puntiforme e garantisca un isolamento migliore. Molti ricercatori ritengono che questo profilo offra una selettività maggiore rispetto ai profili convenzionali con punta più affilata e sia più adatto ai protocolli di stimolazione ad alta intensità. Alcuni ricercatori hanno inoltre riferito di aver osservato che l’uso di punte smussate comporta un minor numero di cellule perforate.

  • F-Extra fine

    Il profilo della punta extra-fine presenta un taper significativamente più affilato e uno strato isolante più sottile. Questo tipo di elettrodo viene comunemente utilizzato per preparazioni superficiali in cui è necessario registrare l’attività di piccole popolazioni cellulari densamente raggruppate, come gli strati striati delle cortecce visiva e uditiva. Data la grande delicatezza di queste punte, sono disponibili solo in elettrodi di tungsteno, con una lunghezza di 3 pollici (76mm) e un diametro dello stelo di 0.003" e 0.005" (75 e 125 micron). Per penetrazioni superiori a 4 mm in cui l’impedenza della punta è maggiore di 1.5 MOhms, consigliamo di specificare uno strato aggiuntivo di tubicino in poliimmide per ridurre la derivazione capacitiva e aumentare la rigidità dell’elettrodo.

  • H - trattato termicamente

    I nostri elettrodi trattati termicamente sono destinati ai ricercatori che devono far penetrare le sonde attraverso membrane resistenti, come la dura madre dei mammiferi di grandi dimensioni. Applicando una fonte di calore vicino alla punta dell’elettrodo sotto un microscopio, possiamo realizzare un elettrodo con una punta più gradualmente affusolata rispetto al nostro profilo standard, rendendo al contempo più resistente l’isolamento polimerico vicino alla punta. Queste modifiche permettono di spingere più facilmente l’elettrodo attraverso membrane resistenti, riducendo il rischio di danneggiare la punta e l’isolamento.

Quali sono le esposizioni della punta per i diversi valori di impedenza degli elettrodi?

Le esposizioni della punta per i profili di punta Heat Tapered "H" sono superiori di circa il 15-20 percento.

Le esposizioni della punta per i profili di punta Blunted "B" sono inferiori di circa il 15-20 percento.

Le esposizioni della punta per i profili di punta Extra Fine "F" sono superiori di circa il 10-15 percento.

Problemi a leggere l’impedenza dei tuoi microelettrodi metallici?

  1. Controlla il tuo misuratore di impedenza: potresti stare misurando i valori a una frequenza diversa da 1 Kilohertz.
  2. Verifica che il tuo misuratore di impedenza non abbia un circuito di campionamento e mantenimento; in tal caso, l’impedenza viene misurata immediatamente quando premi il pulsante di test e non ha il tempo di stabilizzarsi.
  3. Di solito, l’impedenza diminuisce dopo che l’elettrodo è rimasto per alcuni minuti nella soluzione salina.
  4. A volte gli elettrodi possono ossidarsi, aumentando l’impedenza; in tal caso, consigliamo di applicare circa 3-4,5 volt negativi all’elettrodo immerso nella soluzione salina per pulirlo e rimuovere l’ossidazione.

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