Медицинская Техника / Медицинская техника №4, 2025 / с. 41-44

Биосовместимая мультиэлектродная ячейка для исследования нейронов с использованием капиллярной микроскопии

О.В. Иванов, А.И. Ахметова, Г.С. Евтушенко, Ю.Л. Рыбаков, В.М. Гукасов, И.В. Яминский

Аннотация

Современные исследования нейронных сетей in vitro требуют интеграции методов электрофизиологии и высокоточной визуализации. Несмотря на прогресс в разработке мультиэлектродных массивов MEA (multielectrode arrays, MEA), сохраняются проблемы их совместимости с оптическими методами. Это особенно важно при длительных экспериментах, когда необходимо продолжительное наблюдение живых клеток. Для этих целей была разработана биосовместимая мультиэлектродная ячейка, которая создает контролируемые условия для культивирования нейронов в ходе эксперимента. В настоящей статье описана интегрированная система, совместимая со сканирующим капиллярным микроскопом. Разработанная ячейка обеспечивает стабильность параметров за счет взаимосвязанных подсистем: газового и температурного контроля, микрофлюидного управления буферными растворами.

Вернуться к содержанию

Сведения об авторах

Олег Валерьевич Иванов, магистр, физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова,

Ассель Иосифовна Ахметова, канд. физ.-мат. наук, ст. научный сотрудник, физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, ведущий специалист, ООО НПП «Центр перспективных технологий», г. Москва,

Геннадий Сергеевич Евтушенко, д-р техн. наук, профессор, гл. научный сотрудник, Государственный центр экспертизы ФГБНУ НИИ «Республиканский исследовательский научно-консультационный центр экспертизы» Министерства науки и высшего образования РФ, г. Москва, профессор-консультант, Национальный исследовательский Томский политехнический университет, г. Томск,

Юрий Леонидович Рыбаков, д-р биолог. наук, директор,

Вадим Михайлович Гукасов, д-р биолог. наук, гл. научный сотрудник, Государственный центр экспертизы в сфере науки и инноваций, ФГБНУ НИИ «Республиканский исследовательский научно-консультационный центр экспертизы» Министерства науки и высшего образования РФ,

Игорь Владимирович Яминский, д-р физ.-мат. наук, профессор, физический факультет, Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова, генеральный директор, ООО НПП «Центр перспективных технологий», г. Москва,

e-mail: akhmetovaai@my.msu.ru

Список литературы

1. Kagan B.J., Kitchen A.C., Tran N.T. et al. In vitro neurons learn and exhibit sentience when embodied in a simulated game-world // Neuron. Cell Press. 2022. Vol. 110. № 23. PP. 3952-3969.e8.

2. Ахметова А.И., Советников Т.О., Яминский И.В. Сканирующая капиллярная микроскопия в исследовании нейронов // Медицина и высокие технологии. 2023. Т. 13. № 1. С. 36-40.

3. Sovetnikov T.O., Akhmetova A.I., Maksimova N.E. et al. Characteristics of the use of scanning capillary microscopy in biomedical research // Biomed. Eng. 2023. Vol. 57. PP. 250-253.

4. Actis P., Tokar S., Clausmeyer J. et al. Electrochemical nanoprobes for single-cell analysis // ACS Nano. 2014 Jan. Vol. 28. № 8 (1). РР. 875-884.

5. Tehranirokh M., Kouzani A., Francis P. et al. Microfluidic devices for cell cultivation and proliferation // Biomicrofluidics. American Institute of Physics Inc. 2013. Vol. 7. № 5.

6. Wang X., Liu Z., Pang Y. Concentration gradient generation methods based on microfluidic systems // RSC Advances. Royal Society of Chemistry. 2017. Vol. 7. № 48. РP. 29966-29984.

7. Hill C.L., Stephens G.J. An Introduction to Patch Clamp Recording // Methods in Molecular Biology. – New York: Humana, 2021. Vol. 2188.

8. MaxOne High-Density Microelectrode Array (HD-MEA) System [электронный ресурс] / https://www.mxwbio.com/ products/maxone-mea-system-microelectrode-array/ (дата об- ращения: 03.05.2025).

9. Taylor A., Blurton-Jones M., Rhee S. et al. A microfluidic culture platform for CNS axonal injury, regeneration and transport // Nat. Methods. 2005. № 2. РР. 599-605.

10. Minnekhanov A.A., Shvetsov B.S., Martyshov M.M. et al. On the resistive switching mechanism of parylene-based memristive devices. // Org. Electron. 2019. № 74. РР. 89-95.