Name: hollow microneedle-based sensor for multiplexed transdermal electrochemical sensing
Uploaded: 2012-06-01T13:00:00
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サンディア国立研究所は、ユナイテッドが契約DE-AC04-94AL85000下でエネルギー省の国家核安全保障管理局をすればのサンディア国立研究所株式会社、ロッキードマーチン社が運営するマルチプログラムの研究室です。著者らは、サンディア国立研究所 &quot;研究所からの資金認める研究開発（LDRD）プログラムを監督。

1。マイクロニードル作製<ol><li>三次元モデリングソフトウェアSolidworksで（Dassault SystemesのSA、ツィー、フランス）を使用して、ピラミッド状の中空マイクロニードルアレイを設計する（ 図1）。3 月5日 </li><li> Magicsは、RP 13ソフトウェア（マテリアライズNV、ルーベン、ベルギー）を使用してマイクロニードルアレイのための支持構造を設計します。支持構造は、...

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	<li>Henry, S., McAllister, D. V., Allen, M. G., Prausnitz, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microfabricated+microneedles:+a+novel+approach+to+transdermal+drug+delivery.">Microfabricated microneedles: a novel approach to transdermal drug delivery.</a> J. Pharm. Sci. 87, 922-925 (1998).</li><li>Prausnitz, M. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microneedles+for+transdermal+drug+delivery.">Microneedles for transdermal drug delivery.</a> Adv. Drug Deliv. Rev. 56, 581-587 (2004).</li><li>Miller, P. R., Gittard, S. D., Edwards, T. L., Lopez, D. M., Xiao, X., Wheeler, D. R., Monteiro-Riviere, N. A., Brozik, S. M., Polsky, R., Narayan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Integrated+carbon+fiber+electrodes+within+hollow+polymer+microneedles+for+transdermal+electrochemical+sensing.">Integrated carbon fiber electrodes within hollow polymer microneedles for transdermal electrochemical sensing.</a> Biomicrofluidics. 5, 013415-013415 (2011).</li><li>Windmiller, J. R., Zhou, N., Chuang, M. C., Valdés-Ramírez, G., Santhosh, P., Miller, P. R., Narayan, R., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microneedle+array-based+carbon+paste+amperometric+sensors+and+biosensors.">Microneedle array-based carbon paste amperometric sensors and biosensors.</a> Analyst. 136, 1846-1851 (2011).</li><li>Windmiller, J. R., Vald&#233;s-Ram&#237;rez, G., Zhou, N., Zhou, M., Miller, P. R., Jin, C., Brozik, S. M., Polsky, R., Katz, E., Narayan, R., Wang, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bicomponent+microneedle+array+biosensor+for+minimally-invasive+glutamate+monitoring.">Bicomponent microneedle array biosensor for minimally-invasive glutamate monitoring.</a> Electroanal. 23, 2302-2309 (2011).</li><li>Ricci, F., Moscone, D., Palleschi, G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ex+vivo+continuous+glucose+monitoringwith+microdalysis+technique:+The+example+of+GlucoDay.">Ex vivo continuous glucose monitoringwith microdalysis technique: The example of GlucoDay.</a> IEEE Sensors J. 8, 63-70 (2008).</li><li>Zimmermann, S., Fienbork, D., Flounders, A. W., Liepmann, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=In-device+enzyme+immobilization:+Wafer-level+fabrication+of+an+integrated+glucose.">In-device enzyme immobilization: Wafer-level fabrication of an integrated glucose.</a> Sens. Actuat. B. 99, 163-173 (2004).</li><li>Miller, P. R., Skoog, S. A., Edwards, T. L., Lopez, D. M., Wheeler, D. R., Arango, D. C., Xiao, X., Brozik, S. M., Wang, J., Polsky, R., Narayan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplexed+microneedle-based+biosensor+array+for+characterization+of+metabolic+acidosis.">Multiplexed microneedle-based biosensor array for characterization of metabolic acidosis.</a> Biomicrofluidics. 88, 739-742 (2012).</li><li>Miller, P. R., Skoog, S. A., Edwards, T. L., Lopez, D. M., Wheeler, D. R., Arango, D. C., Xiao, X., Brozik, S. M., Wang, J., Polsky, R., Narayan, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multiplexed+microneedle-based+biosensor+array+for+characterization+of+metabolic+acidosis.">Multiplexed microneedle-based biosensor array for characterization of metabolic acidosis.</a> Talanta. 88, 739-742 (2012).</li><li>Rofstad, E. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microenvironment-induced+cancer+metastasis.">Microenvironment-induced cancer metastasis.</a> Int. J. Radiat. Biol. 76, 589-605 (2000).</li><li>Vander Heiden, M. G., Cantley, L. C., Thompson, C. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Understanding+the+Warburg+effect:+the+metabolic+requirements+of+cell+proliferation.">Understanding the Warburg effect: the metabolic requirements of cell proliferation.</a> Science. 324, 1029-1033 (2009).</li><li>Warburg, O., Wind, F., Negelein, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+metabolism+of+tumors+in+the+body.">The metabolism of tumors in the body.</a> J. Gen. Physiol. 8, 519-530 (1927).</li><li>Goode, J. A., Chadwick, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Tumour+Microenvironment:+Causes+and+Consequences+of+Hypoxia+and+Acidity.">The Tumour Microenvironment: Causes and Consequences of Hypoxia and Acidity.</a> Novartis Foundation Symposium 240. , (2008).</li><li>Cardone, R. A., Casavola, V., Reshkin, S. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+role+of+disturbed+pH+dynamics+and+the+Na+/H++exchanger+in+metastasis.">The role of disturbed pH dynamics and the Na+/H+ exchanger in metastasis.</a> Nature Rev. Cancer. 5, 786-795 (2005).</li><li>Robergs, R. A., Ghiasvand, F., Parker, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Biochemistry+of+exercise-induced+metabolic+acidosis.">Biochemistry of exercise-induced metabolic acidosis.</a> Am. J. Phys. 287, R502-R516 (2004).</li><li>Wang, J., Liu, J., Chen, L., Lu, F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+selective+membrane-free,+mediator-free+glucose+biosensor.">Highly selective membrane-free, mediator-free glucose biosensor.</a> Anal. Chem. 66, 3600-3603 (1994).</li><li>Makos, M. A., Omiatek, D. M., Ewing, A. G., Heien, M. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Development+and+characterization+of+a+voltammetric+carbon-fiber+microelectrode+pH+sensor.">Development and characterization of a voltammetric carbon-fiber microelectrode pH sensor.</a> Langmuir. 26, 10386-10391 (2010).</li><li>Wang, J., Chen, Q., Pedrero, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Highly+selective+biosensing+of+lactate+at+lactate+oxidase+containing+rhodium-dispersed+carbon+paste+electrodes.">Highly selective biosensing of lactate at lactate oxidase containing rhodium-dispersed carbon paste electrodes.</a> Anal. Chem. Acta. 304, 41-46 (1995).</li></ol>

このニードルベースの​​センサの設計の複数の側面は、デバイス製造の前に考えられた。リアルタイムの検出のため、このセンサーを使用するために、センサの応答時間は、低でなければなりません。このプロトコルでは、各テストセンサーが15秒未満の応答時間を示した。このプロトコルで使用されているペーストは、電極の応答を妨げる可能性が電気の生体分子を含む生体内環?...

<table border="1"><tbody><tr><td> 試薬の名前 </td><td> 会社 </td><td> カタログ番号 </td></tr><tr><td>フラットフレキシブルケーブル</td><td>モレックス</td><td> 3302/10SF </td></tr><tr><td> 0.003 &quot;サイド両面テープ</td><td>メリネックス</td><td></td></tr><tr><td> 0.004 &quot;両面テープ</td><td>メリネックス</td><td></td></tr><tr><td>乳酸オキシダーゼ</td><td>シグマ</td><td> L0638 </td></tr><tr><td>ブドウ糖酸化酵素</td><td>シグマ</td><td> G7141 </td></tr><tr><td>炭素上のロジウム</td><td>シグマ</td><td> 206164 </td></tr><tr><td>黒鉛粉末</td><td>シグマ</td><td> 385031000 </td></tr><tr><td>ポリ（エチレンイミン） </td><td>アクロス</td><td> 178570010 </td></tr><tr><td>鉱油</td><td>シグマ</td><td> M5904 </td></tr><tr><td>グルコース</td><td>シグマ&lt;/ TD&gt; <td> G8270 </td></tr><tr><td>乳酸塩</td><td>シグマ</td><td> L1750 </td></tr><tr><td>ファーストブルーRR塩</td><td>シグマ</td><td> F0500 </td></tr><tr><td>電子シェル300 </td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td>電子シェル200 </td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td> Ag / AgCl参照電極</td><td>バシ</td><td> MF-2052 </td></tr><tr><td> Pt線</td><td>バシ</td><td></td></tr><tr><td> PGSTAT12 AutolabPotentiostat </td><td> EcoChemie </td><td></td></tr><tr><td> Perfactory RP </td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td> Ottoflash Postcuringシステム</td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td>リン酸</td><td>フィッシャー</td><td> A366-4 </td></tr><tr><td> 60Wモデル6.75 CO 2ラスター/ベクトルレーザーシステム</td><td> UniverSALレーザーシステム</td><td> PLS6.75 </td></tr><tr><td> CorelDrawに</td><td>コー​​レル</td><td></td></tr><tr><td> SolidWorksの</td><td>ダッソー·システムズ</td><td> 2009 </td></tr><tr><td>魔法RP13 </td><td>マテリアライズ</td><td></td></tr></tbody></table>

hollow microneedle-based sensor for multiplexed transdermal electrochemical sensing

生体関連分子の迅速分析のための低侵襲多重監視システムの開発は、慢性疾患から彼らの即時の生理学的状態の容易な評価をしている個体を提供することができます。さらに、複雑な、多因子の医学的状態の分析のための研究ツールとして役立つかもしれません。実現するなどmultianalyteセンサーのためには、ユーザーへの痛みや害がなく発生する必要があります間質液のサンプリング、低侵襲である必要があり、分析が迅速なだけでなく、選択的でなければなりません。 最初は痛みの薬物送達のために開発され、マイクロニードルが皮膚を通してワクチンや薬理学的薬剤（例えば、インスリン）を提供するために使用されている1-2これらのデバイスは格子間空間をアクセスするので、微小電極と統合されているマイクロニードルは、経皮として使用することができます電気化学センサー。グルコース、グルタミン酸、乳酸の選択的検出、Hydrogen過酸化水素、アスコルビン酸が伝達要素として、炭素繊維、変性されたカーボンペースト、白金コーティング、ポリマーマイクロニードルと統合されたニードル電極デバイスを使用して実証されている。3-7,8 このニードルセンサー技術は、複数の分析物のin situ同時検出のための小説と洗練された分析的なアプローチを可能にしました。多重化は、特に迅速かつ低侵襲な方法で特徴づけることが困難な複雑な微小環境を監視する可能性を提供しています。たとえば、この技術は、グルコース、乳酸およびpHの細胞外レベルの同時モニタリング、疾患状態7,10-14（例えば、癌の増殖）および運動誘発性アシドーシスの重要な代謝指標である9のために利用される可能性があります。15

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Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing

この資料では、詳細多重ニードルベースの​​センサの構築を。デバイスは、迅速かつ選択的に複数の分析物のin situ電気化学的サンプリングと分析のために開発されています。臨床医学と生物医学研究は、これらのマイクロニードルベースの​​センサに使用する私たちは想像する。

多重経皮電気化学センシングのための中空マイクロニードルベースの​​センサ

The development of a minimally invasive multiplexed monitoring system for rapid analysis of biologically-relevant molecules could offer individuals ...

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor (IRIS)

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The sensitive measurement of biomolecular interactions has use in many fields and industries such as basic biology and microbiology, ...

Bacterial Detection &amp; Identification Using Electrochemical Sensors

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電気化学センサを用いた細菌検出＆識別

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有機電気化学トランジスタにバリア組織破壊の検出

The gastrointestinal tract is an example of barrier tissue that provides a physical barrier against entry of pathogens and toxins, while allowing the ...

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Miniaturization of analytical benchtop procedures into the micro-scale provides significant advantages in regards to reaction time, cost, and integration ...

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溶剤アシスト脂質二重（SALB）法による生体膜の作製

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Hollow Fiber Bioreactors for In Vivo-like Mammalian Tissue Culture

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多重経皮電気化学センシングのための中空マイクロニードルベースの​​センサ

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