Name: hollow microneedle-based sensor for multiplexed transdermal electrochemical sensing
Uploaded: 2012-06-01T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing at JoVE.com

Sandia является многопрограммного лаборатории Sandia управляется корпорацией, компания Lockheed Martin, в США к ответственности департамента Национальной администрации по ядерной безопасности энергетики по контракту DE-AC04-94AL85000. Авторы признают, финансирование из лаборатории Sandia National Laboratories &quot;Режиссер исследований и развития (LDRD) программы.

1. Изготовление микроиглы <ol><li> Использование трехмерного моделирования программного обеспечения SolidWorks (Dassault Systemes SA, Велизи, Франция), создать пирамидальную форму полого массив микроиглы (рис. 1). 3-5 </li><li> Разработка структуры поддержки для массива с помощью микроиглы Magics...

<ol>
	<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>

Несколько аспектов дизайна этого микроиглы на основе датчика были рассмотрены до изготовления устройства. Для того чтобы использовать этот датчик в режиме реального времени обнаружения, время отклика датчика должна быть низкой, и в этом протоколе, каждый испытания датчика выставлены...

<table border="1"><tbody><tr><td> Название реагента </td><td> Компания </td><td> Номер по каталогу </td></tr><tr><td> Плоский гибкий кабель </td><td> Molex </td><td> 3302/10SF </td></tr><tr><td> 0.003 &quot;сторона клейкая лента </td><td> Melinex </td><td></td></tr><tr><td> 0.004 &quot;Двусторонняя лента </td><td> Melinex </td><td></td></tr><tr><td> Лактат оксидаза </td><td> Сигма </td><td> L0638 </td></tr><tr><td> Глюкозооксидаза </td><td> Сигма </td><td> G7141 </td></tr><tr><td> Родия на углеродной </td><td> Сигма </td><td> 206164 </td></tr><tr><td> Графитового порошка </td><td> Сигма </td><td> 385031000 </td></tr><tr><td> поли (этиленимина) </td><td> Acros </td><td> 178570010 </td></tr><tr><td> Минеральное масло </td><td> Сигма </td><td> M5904 </td></tr><tr><td> Глюкоза </td><td> Sigma &lt;/ TD&gt; <td> G8270 </td></tr><tr><td> Лактат </td><td> Сигма </td><td> L1750 </td></tr><tr><td> Быстрый синий RR соль </td><td> Сигма </td><td> F0500 </td></tr><tr><td> электронная оболочка 300 </td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td> электронная оболочка 200 </td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td> Ag / AgCl электродом сравнения </td><td> Basi </td><td> MF-2052 </td></tr><tr><td> Pt проволока </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 системы </td><td> EnvisionTEC </td><td></td></tr><tr><td> Фосфорная кислота </td><td> Рыбак </td><td> A366-4 </td></tr><tr><td> 60W Модель 6,75 CO 2 растровых / векторных лазерной системы </td><td> Универсал Лазерные системы </td><td> PLS6.75 </td></tr><tr><td> Графическая программа фирмы Corel </td><td> Corel </td><td></td></tr><tr><td> Solidworks </td><td> Dassault 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

Развитие минимально инвазивной мультиплексированных системы мониторинга для экспресс-анализа биологически соответствующих молекул может предложить лицам, страдающим хроническими заболеваниями поверхностное оценки их ближайших физиологического состояния. Кроме того, она может служить в качестве исследовательского инструмента для анализа сложных, многофакторных заболеваний. Для того чтобы такие multianalyte датчик будет реализована, она должна быть минимально инвазивной, отбор проб из межклеточной жидкости должен происходить без боли и вреда для пользователя, и анализ должен быть быстрым, а также избирательно. Изначально разработанный для безболезненной доставки лекарств, микроиглы были использованы для доставки вакцин и фармакологических агентов (например, инсулина), через кожу. 1-2 Поскольку эти устройства доступа интерстициальном пространстве, микроигл, которые интегрированы с микроэлектродов может быть использован в качестве трансдермальных электрохимические датчики. Селективное обнаружение глюкозы, глутамат, лактат, чydrogen перекиси, и аскорбиновой кислоты была продемонстрирована с использованием интегрированного микроиглы электродов устройства с углеродными волокнами, изменение пасты углерода и платиновым покрытием микроигл полимер, выступающей в качестве элементов трансдукции. 3-7,8 Это микроиглы сенсорная технология позволила новым и сложным аналитическим подходом к на месте и одновременного определения нескольких аналитов. Мультиплексирование дает возможность мониторинга сложных микросреды, которые иначе трудно охарактеризовать в быстром и минимально инвазивной образом. Например, эта технология может быть использована для одновременного мониторинга внеклеточного уровня, глюкозы, лактата и рН 9, которые являются важными метаболическими показателями болезненных состояний 7,10-14 (например, рак распространение) и физической нагрузкой ацидоз 15.

Watch this Scientific Journal Video about Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing at JoVE.com

Hollow Microneedle-based Sensor for Multiplexed Transdermal Electrochemical Sensing

В данной статье подробно строительство мультиплексированных микроиглы на основе датчика. Устройство разрабатывается на месте отбора проб и электрохимического анализа нескольких аналитов в быстрое и избирательно. Мы предполагаем, клинической медицины и биомедицинских исследований используются для этих микроиглы на основе датчиков.

Полые микроиглы на основе датчиков для электрохимических мультиплексный Трансдермальные зондирования

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)

Biomolecular Detection employing the Interferometric Reflectance Imaging Sensor IRIS

Биомолекулярных Обнаружение использованием интерферометрических датчиков изображения отражения (IRIS)

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

Bacterial Detection & Identification Using Electrochemical Sensors

Бактериальные обнаружения и идентификации с использованием электрохимических датчиков

Electrochemical  sensors are widely used for rapid and accurate measurement of blood glucose and  can be adapted for detection of a wide variety of ...

Sensing of Barrier Tissue Disruption with an Organic Electrochemical Transistor

Зондирование Барьерного ткани Срыв с транзистора Органическая Электрохимический

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

Electric Cell-substrate Impedance Sensing for the Quantification of Endothelial Proliferation, Barrier Function, and Motility

Электрический клетки с субстратом Сопротивление зондирования для количественной оценки эндотелиальной пролиферации, барьерную функцию, и Подвижность

Electric Cell-substrate Impedance Sensing (ECIS) is an in vitro impedance measuring system to quantify the behavior of cells within adherent cell layers. ...

A Microfluidic-based Electrochemical Biochip for Label-free DNA Hybridization Analysis

Микрожидкостных основе Электрохимический Биочип для этикеток без анализа ДНК-гибридизации

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

Biomembrane Fabrication by the Solvent-assisted Lipid Bilayer (SALB) Method

Biomembrane Fabrication by the Solvent-assisted Lipid Bilayer SALB Method

Биомембрана Изготовление растворителем-помощь липидного бислоя (SALB) метод

In order to mimic cell membranes, the supported lipid bilayer (SLB) is an attractive platform which enables in vitro investigation of membrane-related ...

Hollow Fiber Bioreactors for In Vivo-like Mammalian Tissue Culture

Hollow Fiber Bioreactors for In Vivo-like Mammalian Tissue Culture

Полое волокно биореакторов для<em&gt; В Vivo</em&gt; -как Млекопитающим культуры ткани

Tissue culture has been used for over 100 years to study cells and responses ex vivo. The convention of this technique is the growth of anchorage ...

Extraction of Plant-based Capsules for Microencapsulation Applications

Добыча на растительной основе Капсулы для микроинкапсуляцию приложений

Microcapsules derived from plant-based spores or pollen provide a robust platform for a diverse range of microencapsulation applications. Sporopollenin ...

Microfluidic Platform with Multiplexed Electronic Detection for Spatial Tracking of Particles

Микрожидкостных Платформа с уплотненными электронным детектором для пространственного слежения частиц

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to ...

Snap Chip for Cross-reactivity-free and Spotter-free Multiplexed Sandwich Immunoassays

Оснастки чип для кросс-reactivity-свободных и без корректировщик мультиплексированных Immunoassays сэндвич

Multiplexed protein analysis has shown superior diagnostic sensitivity and accuracy compared to single proteins. Antibody microarrays allow for thousands ...