Name: hollow microneedle-based sensor for multiplexed transdermal electrochemical sensing
Uploaded: 2012-06-01T13:00:00
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Sandia는 미국이 계약 DE-AC04-94AL85000 하에서 에너지의 국립 핵 보안 관리학과를 명시에 대한 Sandia 공사, 록히드 마틴 사에 의해 운영 multiprogram 연구소입니다. 저자는 Sandia 국립 연구소 &#39;연구실에서 기금을 인정하고 연구 개발 (LDRD) 프로그램을 감독.

1. Microneedle 제작 <ol><li> 입체 모델링 소프트웨어 Solidworks (다쏘 Systemes SA, Velizy, 프랑스)를 이용하여 피라미드 모양의 중공 microneedle 배열을 설계 (그림 1). 3-5 </li><li> Magics RP 13 소프트웨어 (Materialise NV, Leuven, 벨기에)를 사용 microneedle 배열에 대한 지원 구조를 디자인합니다. 지원 구조는 수지가 제조하는 동안 장치에서 드레인 수 있으며 microneedles이 구축되어있는 기반을 제공합...

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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>

이 microneedle 기반 센서의 설계의 여러 측면은 장치 제조 이전으로 간주되었다. 실시간 감지 기능이 센서를 사용하기 위해서는 센서의 응답 시간은 낮은해야하며이 프로토콜에서는, 각 시험 센서 십오초 아래의 응답 시간을 전시. 이 프로토콜에서 사용되는 붙여 넣습 또한 전극 반응을 방해할 수 electroactive biomolecules를 포함하는 생체내 환경에서 내 자신의 선택도에 대한 선정되었습니다. 구...

<table border="1"><tbody><tr><td> 시약의 이름 </td><td> 회사 </td><td> 카탈로그 번호 </td></tr><tr><td> 플랫 플렉시블 케이블 </td><td> Molex </td><td> 3302/10SF </td></tr><tr><td> 0.003 &quot;사이드 양면 테이프 </td><td> Melinex </td><td></td></tr><tr><td> 0.004 &quot;두 번 양면 테이프 </td><td> Melinex </td><td></td></tr><tr><td> 락트 산 산화 효소 </td><td> 시그마 </td><td> L0638 </td></tr><tr><td> 포도당 산화 효소 </td><td> 시그마 </td><td> G7141 </td></tr><tr><td> 탄소에 로듐 </td><td> 시그마 </td><td> 206,164 </td></tr><tr><td> 흑연 분말 </td><td> 시그마 </td><td> 385,031,000 </td></tr><tr><td> 폴리 (ethylenimine) </td><td> Acros </td><td> 178,570,010 </td></tr><tr><td> 미네랄 오일 </td><td> 시그마 </td><td> M5904 </td></tr><tr><td> 포도당 </td><td> 시그마 &lt;/ TD&gt; <td> G8270 </td></tr><tr><td> 락테이트 </td><td> 시그마 </td><td> L1750 </td></tr><tr><td> 빠른 블루 RR 소금 </td><td> 시그마 </td><td> F0500 </td></tr><tr><td> E-쉘 300 </td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td> E-쉘 200 </td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td> AG / AgCl 참조 전극 </td><td> Basi </td><td> MF-2052 </td></tr><tr><td> PT 와이어 </td><td> Basi </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 시스템 </td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td> 인산 </td><td> 어부 </td><td> A366-4 </td></tr><tr><td> 60W 모델 6.75 CO 2 래스터 / 벡터 레이저 시스템 </td><td> Univer샐 레이저 시스템 </td><td> PLS6.75 </td></tr><tr><td> CorelDraw </td><td> 코렐 </td><td></td></tr><tr><td> Solidworks </td><td> 다쏘 Systemes </td><td> 2009 </td></tr><tr><td> Magics RP13 </td><td> Materialise </td><td></td></tr></tbody></table>

hollow microneedle-based sensor for multiplexed transdermal electrochemical sensing

생물학 - 관련 분자의 신속한 분석을위한 최소한 침략적 다중 모니터링 시스템의 개발은 만성적인 신체 조건에서 그들의 즉각적인 생리적 상태의 손쉬운 평가를 겪는 개인을 제공할 수 있습니다. 또한, 그것은 복잡한 multifactorial 의료 조건의 분석을위한 연구 도구의 역할을 수 있습니다. 실현되는 등 multianalyte 센서에 대한 위해서는, 사용자에게 통증이나 손상없이 발생합니다 간질성 액체 샘플링, 최소한 침입 있어야하고, 분석은 신속한뿐만 아니라 선별해야합니다. 처음에는 통증이없는 약물 전달을 위해 개발, microneedles는 피부를 통해 백신과 pharmacologic 대리인 (예 : 인슐린)을 전달하기 위해 사용되었습니다. 1-2 이러한 장치는 중간 공간을 액세스할 수 있기 때문에, microelectrodes과 통합되어 microneedles는 transdermal로 사용할 수 전기 화학 센서. 포도당, 글루 탐 산염, 락트 산의 선택적 검출, Hydrogen의 과산화수소, 그리고 ascorbic 산성은 transducing 요소로 재직 탄소 섬유, 수정 탄소 붙여 넣습니다, 그리고 백금 코팅 폴리머 microneedles와 통합 microneedle-전극 장치를 이용하여 증명되었습니다. 3-7,8 이 microneedle 센서 기술은 여러 analytes의 현장과 동시 검출에 대한 소설과 정교한 분석 접근 방식을 사용할 수있다. 멀티플렉싱은 신속하고 최소한 침략적 방식으로 성격 달리 어려운 복잡한 microenvironments을 모니터링의 가능성을 제공합니다. 예를 들어,이 기술의 세포외 수준의 동시 모니터링 활용 수있다, 포도당, 젖산 및 산도, 9 중요한 신진 대사 질환 상태 7,10-14의 지표 (예, 암 증식) 및 운동 유발성 산증은 있습니다. 15

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Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing

이 문서에서는 세부 멀티 플렉스 microneedle 기반 센서의 건설. 장치는 신속하고 선택적으로 여러 analytes의 현장 샘플링과 전기 화학 분석을 위해 개발되고있다. 우리는 임상 의학을 구상하고 생명 의학 연구는 이러한 microneedle 기반의 센서를 위해 사용합니다.

다중 Transdermal 전기 감지를위한 빈 Microneedle 기반 센서

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

Research

JoVE Journal

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