正文
据麦姆斯咨询介绍，中山大学等机构的研究人员近期在
Microsystems & Nanoengineering
上发表了一篇题为“Multi-sized microelectrode array coupled with micro-electroporation for effective recording of intracellular action potential”的论文。在这项工作中，研究人员介绍了不同微米尺寸的微电极对细胞内AP信号质量和细胞内记录指标参数的影响。首先，研究人员通过无源电路仿真建模确定，在降低细胞膜阻抗的情况下，电穿孔后使用平面电极记录的心肌细胞电生理信号波形与细胞内AP波形一致。接下来，研究人员通过三维仿真模型优化了电穿孔电压，并探讨了电极尺寸对跨膜电压、电流密度和电场强度的影响。
用于心肌细胞胞内AP记录的微电极阵列平台的制造和表征
在实验中，研究人员使用标准光刻工艺制造了不同尺寸的微电极阵列，包括混合尺寸微电极阵列（Mix-MEA）和多尺寸微电极阵列（MSMEA）。通过将这两种类型的微电极阵列结合微米电穿孔，记录了不同培养环境下心肌细胞的细胞内AP。
模拟微电穿孔的细胞内AP记录和细胞-电极界面的仿真模型
对电生理信号的分析表明，电极阻抗对细胞内AP的振幅和信噪比影响较大。随着微电极尺寸的增加，细胞内AP的振幅和信噪比分别增加了220%和70%。跨膜电压和电场强度对穿孔效率、AP持续时间和记录到的单细胞信号比例的影响更大。随着微电极尺寸的增大，穿孔效率、AP持续时间和记录到的单细胞信号比例分别下降了18.8%、17.5%和19.5%。在3 V电穿孔电压下，不同尺寸的微电极对心肌细胞的自动调节没有显著影响。
