Что такое микроэлектрод?

   Микроэлектрод – это миниатюрный электрический проводник, по которому электрический ток поступает в какую-либо среду (или регистрирующий прибор) или уходит из нее. Микроэлектрод находится в непосредственном контакте с поверхностью биологической ткани. Микроэлектроды чаще всего изготавливаются из металла или представляют собой стеклянную микропипетку, внутри которой находится проводящий раствор или филамент. Кроме того, основой микроэлектродов может служить непроводящий материал (кремний, полиамид), внутри которого расположены токопроводящие дорожки, заканчивающиеся непосредственно токосъемными контактами. В электрофизиологии микроэлектроды используются для регистрации биопотенциалов с возбудимых клеток (нервных, мышечных), либо для электрической стимуляции этих клеток.

К материалам, из которых изготавливаются имплантируемые микроэлектроды, предъявляются достаточно жесткие требования. Электроды должны быть устойчивы к внутренней среде организма, достаточно легкими, нетоксичными по отношению к окружающим клеткам, не должны со временем разрушаться и вызывать разрушение окружающих тканей. Проводящие материалы должны иметь высокую коррозионную стойкость (особенно при протекании стимулирующих токов), низкий потенциал поляризации. Имплантируемые микроэлектроды не должны иметь острых краев и быть ломкими.

Виды микроэлектродов

   Металлические электроды (рис. 1) изолированы стеклом, кварцем или иным диэлектриком, обнаженным остается только регистрирующий наконечник. Тонкая часть электрода, погружаемая в ткань называется шанк. В качестве проводящего материала чаще всего используют платину, иридий, платино-иридиевые сплавы, оксид иридия, золото. Менее предпочтительны, но более доступны нержавеющая сталь, вольфрам. Вольфрамовые электроды обеспечивают стабильную запись, однако имеет место высокая зашумленность низких частот.

Рисунок 1. Металлический монополярный электрод

   Концентрические биполярные электроды (рис. 2). Разработан для регистрации и стимуляции нервных импульсов головного мозга. Они идеально подходят для быстрых и длительных исследований. Наружная трубка из нержавеющей стали обеспечивает точную установку и манипулирование во время исследований. Дополнительный удлинитель можно отрезать после вставки, оставив только небольшой выступ. Внутренняя полость содержит серебряную проволоку, соединенную с гнездом на задней стороне электрода.

Рисунок 2. Концентрический биполярный электрод

   Концентрические биполярные электроды компании WPI (World Precision Instruments) идеально подходят для биполярной стимуляции. Электроды можно многократно повторно использовать если за ними правильно ухаживать. При применении  необходимо избегать сгибания стержня и затупления / зацепления наконечника, а также тщательно очищать электрод между сеансами. На рис. 3 представлена схема строения концентрического биполярного электрода.

Рисунок 3. Схема строения концентрического биполярного электрода с удлинителем

Электрические свойства микроэлектродов

Электрическое сопротивление — важнейший параметр микроэлектрода. Сопротивление обязательно контролируется перед началом эксперимента, а в ряде случаев — и в ходе работы. Для годного электрода сопротивление находится в диапазоне между 5 и 20 МОм. Сопротивление менее 1 МОм — признак обломленной колющей части, более 60 МОм — кончик электрода слишком тонок, либо закупорен выпавшими кристаллами или частицами исследуемого объекта. Хаотично меняющееся сопротивление также характерно для загрязненного электрода. Электроды с высоким сопротивлением имеют большие собственные шумы и чувствительность к электромагнитным помехам. При токах, превышающих 1 нА, вольт-амперные характеристики микроэлектродов могут становиться нелинейными. Наличие у микроэлектрода собственной ёмкости искажает форму регистрируемого сигнала. Поэтому предпринимаются усилия для её снижения и компенсации: увеличивают диаметр цилиндрической части электрода, уменьшают его длину, для подключения к усилителю стараются использовать возможно более короткие провода. Для компенсации ёмкости электрода во входном каскаде усилителя применяется ёмкостная отрицательная обратная связь.

Компания ООО “Аквакультура групп” является официальным дистрибьютором компании WPI (World Precision Instruments) на территории Республики Беларусь.