7、基于金蘑菇微电极的细胞内记录与刺激技术解析

基于金蘑菇微电极的细胞内记录与刺激技术解析

1. 金蘑菇微电极（gMμE）的制备与化学功能化

在细胞研究中，金蘑菇微电极（gMμE）的制备和功能化是关键步骤。其制备过程如下：
- 首先，施加一层光刻胶进行最后的光刻步骤，以暴露接触垫和金蘑菇的头部。
- 接着，进行湿法氧化物蚀刻，有选择地从接触垫和蘑菇头部去除氧化物。
- 然后，将晶圆切割并手动键合到62垫印刷电路板上，该电路板上附有21毫米玻璃环，以创建用于体外记录的记录浴腔。

化学功能化方面，传统方法是将微电极强行推入细胞，而这里采用了一种诱导细胞吞噬gMμE的方法。具体操作如下：
- 选择一种能在细胞 - gMμE接触点触发吞噬过程的肽，即半胱氨酸（C）末端肽，其具有多个RGD重复序列和长的十赖氨酸（K10）间隔物：CKKKKKKKKKKPRGDMPRGDMPRGDMPRGDM（分子量3,630 g/mol），称为吞噬促进肽（EPP）。
- 将该肽共价连接到设备表面。对于gMμE的金表面，利用硫醇 - 金单层自组装，将肽直接应用于表面（室温下在磷酸盐缓冲盐水中1 mM，过夜）。
- 对于金蘑菇之间的玻璃表面，使用3 - 氨丙基三甲氧基硅烷（APTMS，Aldrich，在甲醇中1%，室温下10分钟）进行表面功能化，以引入末端胺基。
- 用甲醇洗涤样品以去除未偶联的APTMS。
- 然后将蛋白质固定连接剂4 - 马来酰亚胺丁酸磺基 - N - 琥珀酰亚胺酯（sGMBS，Sigma，在PBS中0.5%）应用于表面，室温下40分钟后用PBS洗涤。
- 最后将EPP肽应用于表面并放置24小时，使半胱氨酸硫醇残基与锚定连接剂的马来酰亚胺部分反应，之后用PBS洗涤样品。