金属微小電極に関するよくある質問(FAQ)をご紹介します。

金属微小電極を選ぶ際は、金属の種類だけでなく、長さ、先端形状、微小電極インピーダンス、絶縁も考慮する必要があります。これらは電極の記録または刺激の性能に影響します。最適な選択は用途によって異なります。タングステンは記録用途に適した、堅牢で低コストな選択肢です。プラチナ・イリジウムは刺激や長期記録に適しています。組織内の電極経路を追跡したい場合は、エルジロイが役立ちます。純イリジウムは最も難しい刺激用途に適していますが、価格は高めです。そのうえで、使用環境に合わせて先端形状、長さ、絶縁を選びましょう。

このガイドでは、WPIの金属微小電極に関するよくある質問に回答し、研究に適した構成を選ぶお手伝いをします。

タングステン(W)

タングステンは汎用性が高く、広く使用されている微小電極材料で、性能とコストのバランスに優れています。

メリット

  • 非常に強く剛性の高い金属で、プローブに優れた剛性をもたらします。
  • 生体適合性があり、低コストなため、急性および慢性の記録に適しています。
  • 耐食性に優れ、長期にわたって安定した性能を発揮します。

デメリット

  • 白金イリジウム合金と同等の電気化学的性能や安定性は得られないため、微小電気刺激には適していません。
  • タングステンは電荷移動容量が低いため、白金イリジウム電極と同じ刺激電流を印加すると、界面電位がより大きくなり、安全性を損なう可能性があります。
  • 特定のpH条件や刺激条件によっては、タングステンが腐食することがあります。

プラチナイリジウム(PI)

白金イリジウム合金は、優れた電気化学的・機械的特性により、慢性記録および微小刺激における「ゴールドスタンダード」と多くの人に考えられています。

利点

  • 白金イリジウムは、タングステンやステンレス鋼と比べて共存インピーダンスが低く、電荷移動容量が高く、電気化学的安定性に優れています。
  • 優れた汎用性の高い微小刺激性能を備え、小型のプローブでも安全な刺激を行えます。
  • 合金中のイリジウム含有量により機械的硬度と剛性が大幅に向上し、タングステンに近い耐屈曲性を電極にもたらします。

欠点

  • タングステンやステンレス鋼よりも高価なため、急性記録や低強度の慢性記録にはあまり適していません。
  • 一部の高強度刺激プロトコルでは、腐食や溶解が起こりやすい場合があります

エルジロイ(EL)

Elgiloy(コバルト、クロムを含むステンレス合金)は、SVET用振動プローブなど、特殊用途向けの単電極として入手できます。Elgiloyは主に歯科インプラントに使用され、良好な生体適合性と耐食性を備えています。

メリット

  • 急性および慢性の用途で良好な記録性能を発揮する、汎用性の高い金属です。
  • 少量の鉄を含むため、プルシアンブルー染色法を用いて電極の挿入経路を目視で確認できます。

デメリット

  • 電荷移動特性が低く、刺激中に電気化学的に不安定になるため、微小刺激には適していません。
  • 長期間埋め込んだ場合や、特定の刺激プロトコルを適用した場合、腐食して性能が低下することがあります。

純イリジウム(IR)

最も強力な刺激条件やプロトコルには、純イリジウム電極が比類のない性能、剛性、安定性を発揮します。

利点

  • 純イリジウムは電気化学的に「活性化」することで、金属表面に酸化イリジウム層を形成し、優れた電気化学的性能を得られます。この活性化酸化イリジウム膜(AIROF)電極は、膜内で利用できる高速なファラデー電荷移動メカニズムにより、最高水準の刺激性能を発揮します。
  • 純イリジウムは、非常に強力な刺激プロトコルや、非常に小さな電極サイズに適しています。
  • 優れた硬度と剛性。

欠点

  • 特殊な材料のため高価です。
  • 直径100ミクロンのサイズのみご利用いただけます。

どのくらいの長さが必要ですか?

電極システム全体の長さは、主に記録または刺激を行う組織の深さと、使用するマイクロドライブシステムによって決まります。タングステン製マイクロプローブには、76 mmと125 mmがあります。(WPIのウェブサイトで125 umの長さが見つからない場合は、長さを指定するか、5インチ未満であれば任意の長さで特注できます。)プラチナ/イリジウム製は通常2インチ、ステンレス鋼製は51 mmですが、どちらもより短い長さを指定できます。また、ステンレス鋼とポリイミドのチューブを使用すれば、より長くすることもできます。純イリジウムは非常に高価なため、常にステンレス鋼とポリイミドのチューブに取り付けられ、通常は長さ50 mmです。

どの電極構成が必要ですか?

現在、さまざまな電極構成をご用意していますが、これまでお客様向けに多くのカスタム設計品も製作してきました。「製品」セクションに掲載されているプローブの品番を見ると、WE30031.0A5のような形式になっていることがわかります。品番の「00」の部分は、マイクロプローブの構成を示しています。

  • ポリイミドチューブ - PT

    剛性を高め、絶縁層の厚みを増すために、ポリイミドチューブに取り付けられた電極です。この取り付け方法は、比較的高インピーダンスの電極を脳や脊髄の深部まで挿入する必要がある場合に、一般的に推奨されます。

  • profilebbipolarelectrodes

    ステレオトロード - ST

    (双極/同心双極)

    当社の双極電極またはステレオトロードを指定します。インピーダンスが0.5 MΩ未満の電極は、刺激電流場の局在化に最適です。インピーダンスの高いステレオトロードは、間隔の狭い2本の微小電極で複数のユニットを同時に記録し、単一の神経要素を分離するのに最適です。先端間隔は通常、ステレオトロードの作製に使用する電極のシャフト径と同じです。ご要望に応じて、異なる先端間隔もご用意できます。

  • モノポーラ電極 - 00

    先端が研磨されたプローブはParylene-Cで絶縁されており、電極の注文時に指定する表に記載された長さ、幅、先端形状、インピーダンスを備えているため、特別な取り付けは不要です。

  • concentricbipolarextension-rhodes-wpi_2

    ロードス風

    Rhodes型先端を備えたこれらの同心双極電極は、急性および慢性の用途において、精密な神経記録と刺激を行うために設計されています。「X」の付かないモデルは急性使用向けで、「X」で終わるモデルは慢性試験に対応しています。Rhodes型の先端により電極表面積を制御でき、外側のステンレス鋼製チューブが剛性を高めることで、正確な配置と操作を可能にします。挿入後にチューブの余分な長さを切り詰めて突出を最小限に抑えられるため、これらの電極は従来の長期使用向けRhodes電極に代わる信頼性の高い製品です。

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断熱材の厚さはどれくらいですか?

3インチの極細Fプロファイル・タングステン微小電極(パリレンC絶縁被膜の厚さが1ミクロンのもの)を除き、すべての電極のパリレンC絶縁被膜の厚さは3ミクロンです。この厚さは、当社が提供するほとんどすべての電極先端プロファイルに最適であることが実証されています。神経組織に近づける十分に細い先端プロファイルを確保し、電極を挿入しやすくするとともに、高インピーダンス電極での減衰を最小限に抑えるため、厚さを3ミクロンに設定しました。深部構造で高インピーダンスの微小電極を使用して記録する場合、容量性シャントによって信号が減衰することがあるため、WPIのKTポリイミド微小電極による追加の絶縁が必要になる場合があります。3インチのタングステン電極の極細プロファイル(例:TM31C10)は、非常に細い微小電極先端を備えており、小さく密集した細胞構造から記録する際に優れた性能を発揮します。

必要なチップインピーダンスまたは露出量はどのくらいですか?

独自の製造工程とParylene-Cの特殊な特性により、顕微鏡レベルの精度と再現性でマイクロプローブの露出部分を調整できます。各マイクロプローブは高倍率顕微鏡下で個別に露出部分を調整し、検査したうえで電気的特性を測定します。当社のマイクロプローブは、先端の露出長が同じ場合、市販の他の電極よりインピーダンス値が低くなります。そのため、当社の電極を初めてお使いになる方は、用途に最適なインピーダンス値を選べるよう、インピーダンスの範囲をご指定いただくことをおすすめします。また、30年以上にわたり研究者の皆様にマイクロプローブを提供してきた実績があるため、実験計画に最適な電極設計の選定について専門的なアドバイスを提供できます。研究者の皆様のご要望を添えて、お気軽にお問い合わせください。マイクロプローブは、どの箱についてもインピーダンス値の範囲をご指定いただくための追加料金はかかりません

当社の電極にはどのタイプのコネクターが使われていますか?

当社の電極の遠位端には 5482 ピンコネクタが取り付けられています。これらのコネクタと、対応するコネクタである 5483をご購入いただけます。コネクタなしで当社の電極を使用されるお客様も多く、問題ありません。ご希望の場合は、コネクタを取り外してお届けします。コネクタは製造工程の初めに取り付けられるため、その場合も割引はありません。

用途にはどのチップ形状が最適ですか?

研究用に特殊な電極形状をお求めの方に、さまざまな種類の先端オプションをご用意しています。以下で説明するように、先端の選択によって電極の性能にわずかながら重要な違いが生じることがあります。初めてご使用になる方は、さまざまな先端形状を試し、記録または刺激のプロトコルに最適なものを見つけることをおすすめします。

  • A-標準

    当社の標準チップ形状は、鋭さと強度を兼ね備えた先端が特徴で、幅広い用途に対応し、刺入性と耐久性のバランスに優れています。最も広く使用されているチップ形状であり、ほとんどの神経記録用途に標準チップをおすすめしますが、ほとんどの刺激プロトコルにも効果的です。アーク露出法を採用しており、精密で安定した性能と、非常に幅広いインピーダンス範囲を実現しています。この方法では電極ごとにインピーダンスにわずかなばらつきが生じますが、ほとんどの研究者は用途上、十分許容できると考えています。より厳密なチップ露出が必要な場合は、少額の追加料金でレーザー露出サービスをご利用いただけます。このサービスがお客様に適していると思われる場合は、お問い合わせください。

  • B-ブラント加工

    当社の先端鈍化電極は、より丸みを帯びた弾丸状の先端になるよう設計されています。多くの用途において、先端を鈍化させることで、より優れた刺激性能が得られる場合があります。先端部の短い形状により、電極がより点電極に近い働きをし、絶縁性が向上するためです。この形状は従来のより鋭い先端形状よりも高い選択性をもたらし、より高強度の刺激プロトコルに適していると考える研究者も多くいます。また、先端を鈍化させることで、細胞に穴が開く事例が減少するとの観察結果を報告している研究者もいます。

  • F-極細

    当社の極細チップ形状は、先端が大幅に鋭くテーパー状になっており、絶縁層も薄くなっています。このタイプの電極は、視覚野や聴覚野の線条層など、密に詰まった小さな細胞集団から記録する必要がある浅い刺入に一般的に使用されます。チップは非常に繊細なため、タングステン電極のみで、長さ3インチ(76mm)、シャフト径0.003インチおよび0.005インチ(75および125ミクロン)をご用意しています。刺入深度が4 mmを超え、チップインピーダンスが1.5 MOhmsを超える場合は、容量性シャントを低減し、電極の剛性を高めるため、ポリイミドチューブを追加するよう指定することをお勧めします。

  • H-熱処理済み

    当社の熱処理電極は、大型哺乳類の硬膜など、硬い膜にプローブを貫通させる必要がある研究者向けです。顕微鏡下で電極先端付近に熱源を当てることで、標準的な形状よりも先端のテーパーを緩やかにすると同時に、先端付近のポリマー絶縁体を強化できます。これらの改良により、先端や絶縁体を損傷するリスクを抑えながら、電極を硬い膜に通しやすくなります。

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電極インピーダンスの値によって、チップの露出量はどのように異なりますか?

先端形状がテーパー状の「H」の場合、露出量は約15~20%多くなります。

先端形状が平坦な「B」の場合、露出量は約15~20%少なくなります。

先端形状が極細の「F」の場合、露出量は約10~15%多くなります。

金属微小電極のインピーダンス測定でお困りですか?

  1. インピーダンステスターを確認してください。1キロヘルツとは異なる周波数でインピーダンス値を測定している可能性があります。
  2. インピーダンステスターにサンプル・アンド・ホールド回路が搭載されていないか確認してください。その場合、テストボタンを押した直後にインピーダンスが測定されるため、値が安定する時間がありません。
  3. 通常、電極を生理食塩水に浸して数分経つと、インピーダンスは低下します。
  4. 電極が酸化してインピーダンスが上昇することがあります。その場合は、生理食塩水中で電極に約マイナス3~4.5ボルトを印加し、電極を洗浄して脱酸化することをおすすめします。

人気の電極タイプを見る

  • 同心電極

    同心電極 同心双極電極は、シールドされたマクロ記録や誘発電位に最適です。特に双極刺激に適しています。タングステン電極の先端は鋭く尖っており、直径は75μmです。外側のステンレス鋼導体は、ステンレス鋼管の端から0.2mmの位置までポリイミドチューブで絶縁されています。この電極は、外側のポリイミド絶縁なしでもご用意できます。同心電極の比較は、ページ下部をご覧ください。 外側をポリイミドで絶縁した同心電極 サムネイルをクリックすると、画像を実寸大で表示できます。   絶縁なし同心電極 この図は、同心円状の表面が露出した絶縁金属導体を示しています。サムネイルをクリックすると、画像を実寸大で表示できます。

  • エルギロイステンレス電極

    エルギロイ ステンレス電極 エルギロイステンレスは、優れた耐食性と高い引張強度を持つステンレス鋼合金です。エルギロイ ステンレス電極は、実験室での用途において比類のない性能と信頼性を提供し、科学および産業分野の専門家にとって不可欠なツールとなっています。高品質なステンレス素材から精密に製造されたこれらの電極は、腐食、酸化、摩耗に対して卓越した耐性を持ちます。過酷な条件下でも長期間の耐久性を維持します。 極端な環境での実験や日常的な実験室作業のいずれにおいても、ステンレス電極は堅牢な結果をもたらします。安定した信頼性の高い高性能電極を必要とする実験室に最適であり、エルギロイは精密なニーズに対して革新と信頼性を兼ね備えています。エルギロイ ステンレス電極が実験室の効率と成果にどのような違いをもたらすかをぜひご体験ください。World Precision Instrumentsは、以下にProfile AとProfile Cのステンレス電極の違いを解説しており、用途に最適な電極を正確に把握できます。

  • 白金イリジウム電極

    白金イリジウム電極 白金イリジウム電極は、白金の機械的強度とイリジウムの耐久性および導電性を兼ね備えており、長期安定性と信号忠実度が重要な神経記録、電気刺激、その他の電気生理学用途に適しています。耐食性と生体適合性を備える白金イリジウムは、多くの生体内研究および慢性研究用途で好まれる材料です。 このコレクションには、白金イリジウム製のプロファイルA電極とプロファイルC電極の両方が含まれます。プロファイルA電極は従来型の単極設計を採用し、記録および刺激研究用に10本入りで提供されます。プロファイルC電極は、先端の露出部分が明確に定められたポリイミド絶縁を採用しており、標的を絞った記録と高精度な信号取得に適しています。複数の長さと構成から選択でき、神経科学および生命科学の幅広い実験で信頼性の高い性能を発揮します。 白金イリジウム製プロファイルA電極は10本入りで販売されています。プロファイルA金属電極は、以下の画像のような外観です。白金イリジウム製プロファイルA電極の比較はページ下部にあります。 プロファイルA プロファイルC

  • 純イリジウム電極

    純イリジウム電極 純イリジウム金属電極は、多単位および単一単位の記録と刺激に使用されます。 Profile A Profile C

  • ロードスタイル電極

    Rhodesスタイル電極 Rhodesスタイルの先端を備えたこれらの同心双極電極は、急性および慢性の用途における精密な神経記録と刺激を目的として設計されています。「X」の付かないモデルは急性用途向けで、「X」で終わるモデルは慢性研究に対応しています。Rhodesスタイルの先端により電極表面積を調整でき、ステンレス製の外部チューブにより剛性が高まり、正確な設置と操作が可能です。延長チューブは挿入後に切り詰めて突出を最小限に抑えることができ、従来の長期留置型Rhodes電極に代わる信頼性の高い選択肢となります。 延長部付き同心双極電極 同心双極電極

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