[发明专利]一种微电极针尘制备装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种微电极针尘的制备装置，特别涉及一种用电化学腐蚀方法制备微电极针尘的装置。

背景技术

生物机构人是指利用动物体的运动机能、动力供应系统，从动物运动的感受入或神经支配人手，实现对动物的运动和某些行为的人为的控制。生物机器人技术是目前科技发展最活路的领域之一。对动物的运动控制离不开高性能的金属微电极或都微电极阵列，针型微电极具有密度高、排列有序且能实现三维阵列结构的独特优势。因此在电生理中得到了广泛的应用。一般来说，直径在一到几十微米的导线和导体都可以记录神经元电活动，但较小的尘端尺寸不易使脑组织移位，且有利于进入脑组织，使微电极直接与神经轴接触，从而更好地发挥刺激和记录功能。同时也更容易兴奋尘端周围阈值高的神经元，因此针尘工艺是制造针型微电极的关键技术。

现有技术中针尘的制备方法有机械成型法、离子束铣削法，电子束沉积法，场致蒸发法及电化学腐蚀法等。其中电化学腐蚀法以离子的形式去除材料，方便高效，是常用的针尘制备方法。但这种方法对控制系统的响应时间要求高，设备成本高，不适合电生理实验室使用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提供一种微电极针尘制备装置，以简化针尘的制备装置的结构，降低制备成本，并且制备方法控制方便、简单。

本发明的目的是这样实现的，一种微电极针尘制备装置，包括用于盛放电解液的电解池，所述电解池内的电解液面下设有阴极架，所述阴极架上设有阴极环，所述阴极架上还设有圆形盖板，所述盖板与阴极环同心设置并且中心设有圆孔，所述圆孔内垂直设有电极丝，所述电极丝通过支架固定，所述阴极环与电源的阴极通过导线连接，所述电极丝与电源的阳极通过导线连接。

为便于实现本发明，所述阴极环为φ1mm的不锈钢丝绕成φ23mm的圆环。

为进一步实现本发明，所述电极丝为φ0.1mm镍铬合金丝。

为实现本发明的目的，所述电解液为2.5g～6.0g/L的NaCl溶液。

采用本发明的装置制备微电极针尘的方法包括如下步骤：

a)将直径为0.1mm镍铬合金丝浸入质量浓度为30％的NaOH中，恒温100℃保温1小时将镍铬合金丝表面的绝缘层去除；

b)用φ1mm的不锈钢丝绕成φ23mm的圆环作为阴极环，将所述阴极环放置在一阴极架上，在阴极架置于电解液中并且上侧放置一圆形盖板，且盖板与阴极环同心，在盖板中间开设一φ1mm孔，将步骤a)中的镍铬合金丝垂直设置并从孔中心穿过并通过支架将电极丝固定，使电极丝下端没入电解液1mm以下的深度；

c)将阴极环和电极丝分别通过导线与双极电源连接，通电20～40s，使电极丝被腐蚀成均匀的针尘型。

本发明使用中，当阳极和阴极通电后，在电极丝周围形成电场，电极丝位于电场中央，因此所腐蚀的针尘圆润均匀。阴极环的中心位置电场强度最大，沿着电极丝向上电场强度逐渐减弱。电场强度大的地方电化学腐蚀速度快，电场强度小的地方电化学腐蚀速度慢。经过一段时间腐蚀，就可以得到所需的针尘。由于电极丝处于一个渐变的电场中随上时间的推移，旧针尘被腐蚀消失，新针尘再次形成。本发明的装置与现有技术相比，实验响应时间短，实验设备简单，制备的针尘质量好，对通电时间要求不严格，可操作性强。

附图说明

图1为本发明的微电极针尘制备装置的结构图。

图2为电极丝周围水平面上的电强分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的方法做详细的说明。

如图1所示为本发明的微电极针尘制备方法的装置，包括用于盛放电解液的电解池5，电解池5内的电解液面下设有阴极架述阴极架上设有阴极环1，阴极架上还设有圆形盖板，盖板与阴极环同心设置并且中心设有圆孔，圆孔内垂直设有电极丝3，电极丝3通过支架4固定，阴极环1与电源2的阴极通过导线连接，电极丝3与电源2的阳极通过导线连接；阴极环1为φ1mm的不锈钢丝绕成φ23mm的圆环；电极丝3为φ0.1mm镍铬合金丝；电解液为2.5g～6.0g/L的NaCl溶液。

本发明的方法包括如下步骤：

a)将直径为0.1mm镍铬合金丝浸入质量浓度为30％的NaOH中，恒温100℃保温1小时将镍铬合金丝表面的绝缘层去除；