عنوان

ساخت آرایه میکروالکترودی بر پایه گرافن و بررسی عملکرد آن برای تحریک الکتریکی سلولهای عصبی

شماره

۴۹۰۳پ

زبان متن نوشتاري يا گفتاري و مانند آن

فارسی

عنوان اصلي

ساخت آرایه میکروالکترودی بر پایه گرافن و بررسی عملکرد آن برای تحریک الکتریکی سلولهای عصبی

نام عام مواد

[پایان نامه]

نام نخستين پديدآور

سارا خادمی

نام ناشر، پخش کننده و غيره

صنعتی سهند

تاریخ نشرو بخش و غیره

۱۴۰۲

نام خاص و کميت اثر

۱۲۴ص.

ساير جزييات

مصور، جدول، نمودار

مواد همراه اثر

CD

جزئيات پايان نامه و نوع درجه آن

دکتری

نظم درجات

مهندسی پلیمر- صنایع پلیمر

زمان اعطا مدرک

۱۴۰۲/۰۲/۰۱

متن يادداشت

در این پژوهش آرایه میکروالکترودی بر پایه گرافن منعطف (fGMEA) طراحی و ساخته شد و عملکرد آن برای تحریک الکتریکی سلولهای عصبی بررسی گردید. این پژوهش در چند مرحله انجام شد. در مرحله اول از فرآیند ساخت الکترود، ابتدا تک لایه گرافن ((SLG به سطح زیرلایه انتقال یافت. پس از اندازه¬گیری مقاومت الکتریکی SLG به روش چهار نقطه ای 4pp-vdp مشخص شد که متوسط مقاومت الکتریکی SLG برابر با kΩ/□ 26/1 به دست آمد که خواص الکتریکی لازم را برای انتقال جریان الکتریکی به سطح الکترود را ندارد. بنابراین برای بهبود خواص SLG از نانووایر نقره (AgNWs) استفاده گردید. با توجه به لغزش AgNWs روی سطح و شکست الکترود طی خم شدن الکترود، با استفاده از یک مولکول دو عاملی به نام سیستیمین (CYS)، NWs روی سطح تثبیت شدند. بنابراین ابتدا CYS با استفاده از امواج مایکروویو (MW) روی سطح الکترود به روش خودآرایی با پیوند شیمیایی گرافت شدند. آزمون¬های مختلفی از جمله آزمون زاویه تماس قطره، پتانسیل زتا، XPS، AFM برای اطمینان از خودآرایی مولکولی CYS روی سطح حاکی از گرافت شدن موفقیت آمیز CYS روی سطح بود. مقاومت الکتریکی فیلم تهیه شده با روش 4pp-vdp اندازه گیری شده که برابر با Ω/□ 7/3 بود. فیلم تهیه شده با این روش همچنین پایداری بسیار خوبی در برابر 10000 سیکل متوالی خمشی نشان داد. سپس با توجه به زیست سازگاری پایین AgNWs و احتمال آسیب به بافت توسط آنها، اتم های طلا روی سطح AgNWs با سنتز شیمیایی و به صورت اپیتکسیال لایه نشانی شده و ساختار هسته - پوسته Ag@Au NWs ایجاد گردید. آزمون EDS حاکی از سنتز ساختار هسته - پوسته Ag@Au NWs بود. در مرحله بعد SLG را با روش انتقال خشک و با استفاده از فیلم PVA و لمینیتور روی سطح انتقال داده شد و با استفاده از فرآیند RIE الگودهی شد. متوسط مقاومت اندازه گیری شده فیلم هیبریدی برابر با Ω/□ 12/62 به دست آمد که بطور قابل ملاحظه ای از مقاومت الکتریکی SLG که برابر با kΩ/□ 26/1 بدست آمد، کاهش یافته است. پس از ساخته شدن fGMEA خواص الکتروشیمیایی آن توسط آزمون ولتامتری چرخه¬ای بررسی گردید. نتایج بدست آمده حاکی از بهبود قابل توجه مقدار بار تزریق شده به بافت توسط الکترود هیبریدی ساخته شده نسبت به الکترود گرافنی بود.عملکرد fGMEA ساخته شده با آزمون In-vivo بررسی شد. به این صورت که fGMEA ساخته شده در شبکیه چشم موش صحرایی کاشته شد و با تحریک الکتریکی دوقطبی تحریک گردید. در نهایت پاسخ ناشی از تحریک الکتریکی از غشاء بینایی موش صحرایی ثبت گردید. با مقایسه پاسخ ثبت شده بین دو آرایه میکروالکترودی طلا و گرافن مشخص شد که fGMEA قادر به تحریک الکتریکی قویتر و پایدارتر است.

متن يادداشت

In this study, a flexible graphene-based microelectrode array (fGMEA) was designed and fabricated and its function was investigated for electrical stimulation of neural cells. This study was conducted in several stages. First, the single layer graphene (SLG) was transferred to the substrate by dry transferring method. the electrical sheet resistance of SLG was measured by 4pp-vdp method, it was found that the average electrical sheet resistance of SLG was 1.26 kΩ/□, which does not provide the necessary electrical properties for transferring electrical current to the electrode surface, therefore, silver nanowire (AgNWs) was used to improve electrical properties of SLG. To the light of the fact that AgNWs freely slips on the surface during bending cycles, therefore, AgNWs were immobilized on the surfaces by utilizing a bifunctional molecule named cysteamine (CYS). Hence, first, CYS was grafted using microwave radiation (MW) on the surface of the electrode by covalent bond. Several characterizations such as drop contact angle, Zeta potential, XPS, AFM proof successfully self-assembly of CYS on the surfaces. The sheet resistance of the film was measured by 4pp-vdp method which was 3.7 Ω/□. The film produced by this method also showed excellent stability during 10,000 consecutive bending cycles.Then, due to the low biocompatibility of AgNWs and the possibility of damage to tissue, gold atoms were deposited on the AgNWs surface with chemical synthesis with epithelial deposition of Au atom to the Ag surfaces and core-shell Ag@Au NWs was created. EDS images showed the synthesis of core-shell structure of Ag@Au NWs. In the next step, SLG was transferred on the surface by dry transfer method using PVA film and laminator. SLG was patterned by using RIE process. The average measured sheet resistance of hybrid film was 62.12 Ω/□, which significantly decreased rather than electrical resistance of SLG which was equal to 2.1 KΩ/□.After fGMEA, its electrochemical properties were investigated by cyclic voltammetry analysis. The results showed a significant improvement in the amount of charge injected into the tissue by the hybrid electrode compared to the graphene electrode. at final stage, fGMEA was implanted in the retina of the rat and stimulated by bipolar electrical stimulation. The response of electrical stimulation of the retina were recorded from the visual cortex of the brain. By comparing the recorded signals between gold and graphene microelectrode arrays, it was found that fGMEA is capable of stronger and more stable electrical stimulation

عنوان گونه گون

Fabrication of Graphene-Based Microelectrode Array and Investigation of its Function for Electrical Stimulation of Neural Cells

موضوع مستند نشده

آرایه میکروالکترودی

موضوع مستند نشده

آرایه میکروالکترودی بر پایه گرافن

موضوع مستند نشده

تحریک الکتریکی

اصطلاح موضوعی

آرایه میکروالکترودی، آرایه میکروالکترودی بر پایه گرافن، تحریک الکتریکی، زیست سازگاری، ایمپلنت‌های شبکیه چشم

اصطلاح موضوعی

Microelectrode Array, Graphene-based MEA, Electrical Stimulation, Biocompatibility, Retinal Implants

مستند نام اشخاص تاييد نشده

خادمی، سارا

عنصر شناسه اي

جلیلی

عنصر شناسه اي

وانگ

ساير عناصر نام

، کیومرث

ساير عناصر نام

، هائو

کد نقش

استاد راهنما

کد نقش

استاد راهنما

عنصر شناسه اي

صنعتی سهند

کشور

ایران

سازمان

دانشگاه صنعتی سهند

شماره بازیابی

پلیمر، ۶۰۳۸۴، ۱۴۰۲

فرمت انتشار

p

نوع ماده

TF

کد کاربرگه

92029

سطح دسترسي

a

تكميل شده

Y