ニードル型カーボンナノチューブバンドル電極の電気的特性

摘要

To explore the usability of the neuro-electrodes made of carbon nanotubes (CNT), we have recently developed needle-shaped CNT bundle electrodes with submicron diameters at the tip, and demonstrated that those electrodes are usable as intracellular stimulating electrodes in acutely dissociated neurons by means of electrophysiological experiments in vitro. In the present report, we tested if such a CNT bundle electrode can be fabricated as having enough mechanical strength for penetrating a neural tissue and electrical properties suitable for extracellular electrodes. The experiments have shown that the needle-shaped CNT bundles having the tip diameters of around one micron can be inserted into the slice preparation of mouse cortex without a significant deformation, and that the electrical impedance of those electrodes measured in physiological saline was around one mega-ohm at one kilo-hertz.%我々は近年，カーボンナノチューブ（CNT）を用いた新たな神経用途電極の有効性を検討するため，サブミクロンオーダーの先端径を持っニードル型のCNTバンドル電極を作製し，これが細胞内刺激電極として使用可能であることを，急性単離神経細胞を用いたin-vitro電気生理学実験により示した．そこで本研究では，同様のCNTバンドル電極が神経組織試料に対しても刺入可能な機械的強度と，細胞外電極として使用可能な電気的特性を有するかの検討を行った．その結果，マウス大脳皮質の切片試料に対しては，1ミクロン程度の先端径を持つニードル型CNTバンドルであれば，その形状を損なうことなく刺入することが可能なこと，またこれらの電極の生理食塩水中でのインピーダンスが，1kHzで1Mn程度であることが分かった．