生物混合光子平台用于细胞下刺激和读取体外神经元
Corinna Kaspar1,2, Alexander Ivanenko2,3, Julia Lehrich2,3
1Institute of Physics, University of Muenster, Heisenbergstr. 11, 48149, Muenster, Germany.
Advanced science (Weinheim, Baden-Wurttemberg, Germany)
|January 2, 2024
概括
研究人员开发了一个新的光子平台,用于精确的纳米级控制和监测神经活动. 这种具有成本效益的技术使神经相互作用与亚细胞分辨率的详细研究成为可能.
科学领域:
- 神经科学是一个神经科学.
- 生物光子学 生物光子学
- 材料科学 材料科学 材料科学
背景情况:
- 精确控制神经活动对于理解神经网络至关重要.
- 纳米级空间分辨率是研究细胞相互作用所必需的.
- 现有的方法往往缺乏所需的分辨率或多功能性.
研究的目的:
- 展示一种多功能光子平台,用于亚细胞刺激和对体外神经元的监测.
- 为了实现对神经活动的精确空间控制.
- 为了使神经动态的高通量调查.
主要方法:
- 在玻璃基板上制造低损耗光子波导,使用纳米印记光刻法.
- 与基于光纤的波导接入和全内部反射光显微镜的集成.
- 通过波导的 evanescent 领域表达Channelrhodopsin-2的神经元的刺激.
主要成果:
- 实现了低损耗波导,在489 nm处损失 -0.9 ± 0.2 dB cm−1.
- 证明了神经元在57纳米 evanescent 场透深度内的刺激.
- 平台提供了多功能性,成本效益和亚细胞分辨率.
结论:
- 开发的光子平台为神经刺激和监控提供了前所未有的空间控制.
- 这项技术促进了对神经相互作用动态的定制调查.
- 该平台的功能支持神经科学领域的高吞吐量研究.
