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Development of multiplexed microneedle arrays for vital measurements on skin

Research Project

Project/Area Number 17K14096
Research Category

Grant-in-Aid for Young Scientists (B)

Allocation TypeMulti-year Fund
Research Field Nano/Microsystems
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

Kai Hiroyuki  東北大学, 工学研究科, 特任助教 (00760167)

Project Period (FY) 2017-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2018: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Fiscal Year 2017: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
Keywordsマイクロニードル / ポリマーモノリス / ウェアラブルセンサ / 無電解金めっき / 開放型流路 / グルコースセンサ / マイクロニードルアレイ / 生体センシング / 皮膚組織液 / マイクロ・ナノデバイス / 有機材料
Outline of Final Research Achievements

Microneedle arrays with porous structures were applied to wearable sensors of interstitial fluid of skin with various modalities. A fluorescent sensor bearing a boronic acid moiety was integrated into micropores of the microneedles to demonstrate potential for the measurement of glucose concentration. Electroless plating on the micropore surface allowed for the electrochemical sensing of glucose by glucose oxidase.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

皮膚組織液中の成分を精密・高感度に定量することで,生体の状態を簡便かつ正確に知ることができるようになる。本研究は,そのための基盤技術の探索を行ったものである。大きな比表面積を有する多孔質マイクロニードル電極の作製に成功し,経皮グルコースセンサの基本設計に目処を付けた。グルコース以外の生体成分の測定にも応用可能性がある。

Report

(3 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • Research Products

    (16 results)

All 2019 2018 2017 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results) Presentation (12 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 1 results) Remarks (1 results) Patent(Industrial Property Rights) (1 results) (of which Overseas: 1 results)

  • [Journal Article] Fluid-permeable enzymatic lactate sensors for micro-volume specimen2018

    • Author(s)
      Kai Hiroyuki、Kato Yuto、Toyosato Ryoma、Nishizawa Matsuhiko
    • Journal Title

      Analyst

      Volume: 143 Issue: 22 Pages: 5545-5551

    • DOI

      10.1039/c8an00979a

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Space-filling open microfluidic channels designed to collect water droplets2018

    • Author(s)
      Kai Hiroyuki、Toyosato Ryoma、Nishizawa Matsuhiko
    • Journal Title

      RSC Advances

      Volume: 8 Issue: 29 Pages: 15985-15990

    • DOI

      10.1039/c8ra02655f

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] 新たな経皮インターフェイスのための高分子材料・デバイス2019

    • Author(s)
      甲斐洋行
    • Organizer
      平成30年度東北地区先端高分子セミナー
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Invited
  • [Presentation] 貼付型乳酸センサの作製と皮膚模倣環境での評価2018

    • Author(s)
      甲斐洋行, 加藤悠人,豊里涼馬, 西澤松彦
    • Organizer
      第28回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 蛍光グルコースセンサを一体化した多孔質樹脂マイクロニードル2018

    • Author(s)
      甲斐洋行,熊田裕希,西澤松彦
    • Organizer
      第28回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Porous Polymer Microneedles for the Sensing of Subcutaneous Interstitial Fluid2018

    • Author(s)
      Hiroyuki Kai, Hiroki Kumata, Matsuhiko Nishizawa
    • Organizer
      MRS Fall 2018 Meeting
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 皮膚間質液センシングのための多孔質マイクロニードルの開発2018

    • Author(s)
      甲斐洋行
    • Organizer
      第1回COI学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 皮膚間質液分析のための多孔質マイクロニードルの開発2018

    • Author(s)
      甲斐洋行, 熊田裕希, 西澤松彦
    • Organizer
      日本分析化学会 第67回年会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] フラクタル空間充填木構造の開放型流路による液滴収集2018

    • Author(s)
      甲斐洋行, 豊里涼馬, 西澤松彦
    • Organizer
      第85回形の科学シンポジウム
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 階層的枝分かれ構造を持つ開放型流路による液滴収集機構2018

    • Author(s)
      甲斐洋行, 豊里涼馬, 西澤松彦
    • Organizer
      化学とマイクロ・ナノシステム学会 第37回研究会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] “Mathematical microfluidics” - fractal, space-filling open microfluidic channels for the efficient collection of water droplets.2018

    • Author(s)
      Hiroyuki Kai, Ryoma Toyosato, Matsuhiko Nishizawa
    • Organizer
      CEMSupra 2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 高分子モノリスからなる皮膚間質液分析のためのマイクロニードルアレイ2017

    • Author(s)
      甲斐洋行,熊田裕希,久保田淳,西澤松彦
    • Organizer
      第66回高分子討論会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] Development of porous polymer microneedles and their applications to transdermal interfaces2017

    • Author(s)
      甲斐洋行,熊田裕希,久保田淳,草間慎也,長峯邦明,西澤松彦
    • Organizer
      第27回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 皮膚間質液の低侵襲な経皮分析のための多孔質ポリマーマイクロニードルの開発2017

    • Author(s)
      熊田裕希,草間慎也,甲斐洋行,西澤松彦
    • Organizer
      第27回日本MRS年次大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Remarks] 甲斐洋行

    • URL

      http://hirokai.github.io/about/index.ja.html

    • Related Report
      2018 Annual Research Report 2017 Research-status Report
  • [Patent(Industrial Property Rights)] 皮膚の疾患又は状態の検出,診断又は治療のためのデバイス2018

    • Inventor(s)
      2.甲斐洋行,大黒耕,長峯邦明
    • Industrial Property Rights Holder
      2.甲斐洋行,大黒耕,長峯邦明
    • Industrial Property Rights Type
      特許
    • Filing Date
      2018
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Overseas

URL: 

Published: 2017-04-28   Modified: 2020-03-30  

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