在腦科學(xué)和神經(jīng)科學(xué)的研究中，想要特異性地調(diào)控神經(jīng)細(xì)胞并檢測其活動(dòng)變化，離不開光遺傳和光纖記錄技術(shù)，陶瓷插針則是光遺傳和光纖記錄兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)中不可或缺的耗材。

陶瓷插針——主要在光遺傳和光纖記錄實(shí)驗(yàn)中，通過腦立體定位儀固定植入特定腦區(qū)，然后通過陶瓷套管與光纖連接。

光遺傳實(shí)驗(yàn)連接示意圖

首先，我們了解一下陶瓷插針的構(gòu)造，陶瓷插針可分為兩個(gè)部分，分別為光纖端和陶瓷頭端，實(shí)驗(yàn)中光纖端埋植于動(dòng)物目標(biāo)腦區(qū)，對目標(biāo)腦區(qū)傳送激發(fā)光或接收熒光。

陶瓷插針結(jié)構(gòu)圖

由于插針直接埋植于動(dòng)物腦中，若其品質(zhì)不過關(guān)，則會(huì)對實(shí)驗(yàn)動(dòng)物及實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生嚴(yán)重影響。因此選取品質(zhì)合格的陶瓷插針是光遺傳和光纖記錄實(shí)驗(yàn)重要的一環(huán)。

今天，小編將帶大家從陶瓷插針的出光光斑均勻度、通光效率、陶瓷端質(zhì)量以及光纖端質(zhì)量四個(gè)方面對其品質(zhì)分別進(jìn)行鑒別！幫助大家選取高質(zhì)量陶瓷插針，避免踩坑！

1、光斑均勻度

插針出光最 好的狀態(tài)是光斑亮度均勻、光圈是規(guī)整的圓。光斑不均勻可能導(dǎo)致在腦區(qū)中的照射也不均勻，有些地方功率過大，有些地方功率過小，因此無論在光遺傳還是在光纖記錄實(shí)驗(yàn)中，都會(huì)影響實(shí)驗(yàn)的精確性，從而影響我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

左圖光斑中間區(qū)域明顯比外周亮，且光斑不規(guī)整；

右圖中間和外周區(qū)域亮度均勻，光斑規(guī)整。

2、通光效率

通光效率是指陶瓷插針輸出的光功率百分比，即通光的性能。通光效率=陶瓷插針末端光功率/光纖末端光功率*100%，當(dāng)通光效率≥80%時(shí)，認(rèn)為陶瓷插針通光功率為合格。小伙伴們可以通過激光功率計(jì)進(jìn)行檢測。

陶瓷插針與光纖連接方式圖

3、插針陶瓷端質(zhì)量

插針陶瓷端鑒別，主要觀察其端面是否光滑平整，是否有殘留的打磨液。陶瓷頭端通過陶瓷套管與光纖末端相連，若是有劃痕可能會(huì)導(dǎo)致連接處不緊密，對激光傳輸效率存在影響。而殘留的打磨液可能會(huì)進(jìn)入陶瓷端面的孔徑中，進(jìn)一步影響通光效率。經(jīng)過拋光處理且良好保存的插針，陶瓷端面干凈清晰無劃痕，才是合格的陶瓷插針。

陶瓷插針工藝這一方面，由于有些劃痕和臟污肉眼看不出來，細(xì)微的劃痕和臟污在顯微鏡下非常明顯，需在埋植插針前用顯微鏡觀察插針的端面是否干凈、光滑和平整。

陶瓷頭端面有劃橫和臟污的陶瓷插針圖

陶瓷頭經(jīng)過拋光工藝處理后干凈無臟污的陶瓷插針圖

4、光纖端質(zhì)量

陶瓷插針光纖端鑒別，主要觀察光纖端面是否干凈、清晰、規(guī)整，是否有殘留打磨液。光纖端面清晰規(guī)整，使輸出的光斑亮度均勻，光圈圓潤。若光纖端面的打磨液未清理干凈（打磨液是工業(yè)用品），插針埋植到腦區(qū)后，可能會(huì)引發(fā)小鼠大腦發(fā)生炎癥反應(yīng)等情況，影響小鼠正常生理狀態(tài)，嚴(yán)重者甚至?xí)l(fā)小鼠死亡，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)進(jìn)度和結(jié)果。

左圖為有殘留打磨液的光纖端面

右圖為干凈清晰規(guī)整，無殘留液的光纖端面

由上所述，一個(gè)陶瓷插針必須滿足出光光斑均勻、通光效率高、陶瓷端干凈無劃痕、光纖端干凈規(guī)整四點(diǎn)，才是一個(gè)高品質(zhì)的陶瓷插針。

通過對以上四個(gè)方面的學(xué)習(xí)，相信大家對陶瓷插針的品質(zhì)鑒別都有了一定的了解啦，小編希望大家在今后實(shí)驗(yàn)中，都能使用到高品質(zhì)的陶瓷插針，也預(yù)祝小伙伴們實(shí)驗(yàn)順利，多出數(shù)據(jù)！