Microneedle-based glucose monitoring: a review from sampling methods to wearable biosensors
Source abstract
Abstract
Blood glucose (BG) monitoring is critical for diabetes management. In recent years, microneedle (MN)-based technology has attracted emerging attention in glucose sensing and detection. In this review, we summarized MN-based sampling for glucose collection and glucose analysis in detail. First, different principles of MN-based biofluid extraction were elaborated, including external negative pressure, capillary force, swelling force and iontophoresis, which would guide the shape design and material optimization of MNs. Second, MNs coupled with different analysis approaches, including Raman methods, colorimetry, fluorescence, and electrochemical sensing, were emphasized to exhibit the trend towards highly integrated wearable sensors. Finally, the future development prospects of MN-based devices were discussed.
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Research context
OpenAlex topics: Electrochemical sensors and biosensors · Pharmacological Effects and Assays · Advanced Chemical Sensor Technologies
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Affiliations
School of Power and Mechanical Engineering & The Institute of Technological Science, Wuhan University, Wuhan 430072, China
Wuhan University Shenzhen Research Institute, Shenzhen 518057, China
Funding
Basic and Applied Basic Research Foundation of Guangdong Province · National Natural Science Foundation of China
References (100+)
Show source-provided references
1. Sun · Diabetes Res. Clin. Pract. · 2022 · 183 · 10911910.1016/j.diabres.2021.109119 ↗
2. Atkinson · Lancet · 2014 · 383 · 6910.1016/S0140-6736(13)60591-7 ↗
3. Zheng · Nat. Rev. Endocrinol. · 2018 · 14 · 8810.1038/nrendo.2017.151 ↗
4. Haxha · IEEE Photonics J. · 2016 · 8 · 110.1109/JPHOT.2016.2616491 ↗
5. Elsherif · Biosens. Bioelectron. · 2019 · 137 · 2510.1016/j.bios.2019.05.002 ↗
6. Singh · Smart Mater. Med. · 2023 · 4 · 9110.1016/j.smaim.2022.08.003 ↗
7. Chen · Sci. Adv. · 2017 · 3 · 170162910.1126/sciadv.1701629 ↗
8. Bandodkar · Sci. Adv. · 2019 · 5 · 329410.1126/sciadv.aav3294 ↗
9. Teymourian · Chem. Soc. Rev. · 2020 · 49 · 767110.1039/D0CS00304B ↗
10. Wang · Smart Mater. Med. · 2023 · 4 · 21210.1016/j.smaim.2022.10.003 ↗
11. Bariya · Nat. Electron. · 2018 · 1 · 16010.1038/s41928-018-0043-y ↗
12. Lin · Adv. Funct. Mater. · 2019 · 29 · 190252110.1002/adfm.201902521 ↗
13. Arakawa · Biosens. Bioelectron. · 2016 · 84 · 10610.1016/j.bios.2015.12.014 ↗
14. Kim · Nat. Commun. · 2017 · 8 · 1499710.1038/ncomms14997 ↗
15. Park · Sci. Adv. · 2018 · 4 · 984110.1126/sciadv.aap9841 ↗
16. Miller · Commun. Biol. · 2018 · 1 · 17310.1038/s42003-018-0170-z ↗
17. Samant · Sci. Transl. Med. · 2020 · 12 · 28510.1126/scitranslmed.aaw0285 ↗
18. Siegmund · J. Diabetes Sci. Technol. · 2017 · 11 · 76610.1177/1932296817699637 ↗
19. Niedzwiecki · Anal. Chem. · 2018 · 90 · 378610.1021/acs.analchem.7b04073 ↗
20. Lipani · Nat. Nanotechnol. · 2018 · 13 · 50410.1038/s41565-018-0112-4 ↗
21. Kim · Adv. Sci. · 2018 · 5 · 180088010.1002/advs.201800880 ↗
22. Cheng · Biosens. Bioelectron. · 2022 · 203 · 11402610.1016/j.bios.2022.114026 ↗
23. Ali · J. Controlled Release · 2022 · 347 · 56110.1016/j.jconrel.2022.04.043 ↗
24. Wang · Lab Chip · 2023 · 23 · 86910.1039/D2LC00790H ↗
25. Blicharz · Nat. Biomed. Eng. · 2018 · 2 · 15110.1038/s41551-018-0194-1 ↗
26. Kim · Adv. Funct. Mater. · 2021 · 31 · 200537010.1002/adfm.202005370 ↗
27. Tehrani · Nat. Biomed. Eng. · 2022 · 6 · 121410.1038/s41551-022-00887-1 ↗
28. Paul · ACS Nano · 2019 · 13 · 654010.1021/acsnano.9b00193 ↗
29. Lee · Nat. Nanotechnol. · 2016 · 11 · 56610.1038/nnano.2016.38 ↗
30. Yu · Nat. Biomed. Eng. · 2020 · 4 · 49910.1038/s41551-019-0508-y ↗
31. Zhang · Adv. Mater. · 2019 · 31 · 190282510.1002/adma.201902825 ↗
32. Yang · ACS Nano · 2022 · 16 · 1836610.1021/acsnano.2c06261 ↗
33. Wang · Nat. Biomed. Eng. · 2021 · 5 · 6410.1038/s41551-020-00672-y ↗
34. Samant · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2018 · 115 · 458310.1073/pnas.1716772115 ↗
35. Wang · Diabetes Technol. Ther. · 2005 · 7 · 13110.1089/dia.2005.7.131 ↗
36. Li · Adv. Mater. · 2012 · 24 · 458310.1002/adma.201201109 ↗
37. Li · Lab Chip · 2015 · 15 · 328610.1039/C5LC00669D ↗
38. Kolluru · Adv. Healthcare Mater. · 2019 · 8 · 180126210.1002/adhm.201801262 ↗
39. Leivo · Br. J. Dermatol. · 2000 · 142 · 99110.1046/j.1365-2133.2000.03484.x ↗
40. Zheng · Adv. Healthcare Mater. · 2020 · 9 · 190168310.1002/adhm.201901683 ↗
41. Li · Lab Chip · 2009 · 9 · 349510.1039/b910508e ↗
42. Mukerjee · Sens. Actuators, A · 2004 · 114 · 26710.1016/j.sna.2003.11.008 ↗
43. Strambini · Biosens. Bioelectron. · 2015 · 66 · 16210.1016/j.bios.2014.11.010 ↗
44. Li · Microsyst. Nanoeng. · 2019 · 5 · 4110.1038/s41378-019-0077-y ↗
45. Ribet · Biomed. Microdevices · 2018 · 20 · 10110.1007/s10544-018-0349-6 ↗
46. You · Microchem. J. · 2023 · 190 · 10857010.1016/j.microc.2023.108570 ↗
47. Gholami · Int. J. Pharm. · 2019 · 558 · 29910.1016/j.ijpharm.2018.12.089 ↗
48. Gao · ACS Biomater. Sci. Eng. · 2023 · 9 · 8510.1021/acsbiomaterials.2c01123 ↗
49. Bao · Drug Delivery Transl. Res. · 2022 · 12 · 39510.1007/s13346-021-01045-x ↗
50. Liu · RSC Adv. · 2016 · 6 · 4863010.1039/C6RA07882F ↗
51. Chen · Biomed. Microdevices · 2019 · 21 · 6310.1007/s10544-019-0413-x ↗
52. Yi · Biosens. Bioelectron. · 2021 · 190 · 11340410.1016/j.bios.2021.113404 ↗
53. Takeuchi · Biomed. Microdevices · 2019 · 21 · 2810.1007/s10544-019-0370-4 ↗
54. Puttaswamy · ACS Nano · 2020 · 14 · 1193910.1021/acsnano.0c05074 ↗
55. Liu · J. Mater. Chem. B · 2021 · 9 · 547610.1039/D1TB00873K ↗
56. Gan · Bioact. Mater. · 2023 · 28 · 38610.1016/j.bioactmat.2023.06.004 ↗
57. Koetting · Mater. Sci. Eng., R · 2015 · 93 · 110.1016/j.mser.2015.04.001 ↗
58. Culver · Acc. Chem. Res. · 2017 · 50 · 17010.1021/acs.accounts.6b00533 ↗
59. Romanyuk · Anal. Chem. · 2014 · 86 · 1052010.1021/ac503823p ↗
60. Caffarel-Salvador · PLoS One · 2015 · 10 · 14564410.1371/journal.pone.0145644 ↗
61. He · Adv. Healthcare Mater. · 2020 · 9 · 190120110.1002/adhm.201901201 ↗
62. Xu · Analyst · 2022 · 147 · 147810.1039/D1AN02288A ↗
63. Al Sulaiman · ACS Nano · 2019 · 13 · 962010.1021/acsnano.9b04783 ↗
64. Laszlo · Adv. Funct. Mater. · 2021 · 31 · 210606110.1002/adfm.202106061 ↗
65. Zhu · Small · 2020 · 16 · 190591010.1002/smll.201905910 ↗
66. Chang · Adv. Mater. · 2017 · 29 · 170224310.1002/adma.201702243 ↗
67. Fonseca · Macromol. Biosci. · 2020 · 20 · 200019510.1002/mabi.202000195 ↗
68. Wu · Biosens. Bioelectron. · 2019 · 142 · 11154710.1016/j.bios.2019.111547 ↗
69. Wang · Smart Mater. Med. · 2023 · 4 · 6910.1016/j.smaim.2022.07.006 ↗
70. Kalia · Adv. Drug Delivery Rev. · 2004 · 56 · 61910.1016/j.addr.2003.10.026 ↗
71. Yang · Microsyst. Nanoeng. · 2020 · 6 · 11210.1038/s41378-020-00224-z ↗
72. Chang · Microsyst. Nanoeng. · 2022 · 8 · 2510.1038/s41378-022-00355-5 ↗
73. Tierney · Biosens. Bioelectron. · 2001 · 16 · 62110.1016/S0956-5663(01)00189-0 ↗
74. Kusama · Nat. Commun. · 2021 · 12 · 65810.1038/s41467-021-20948-4 ↗
75. Li · Adv. Sci. · 2021 · 8 · 210082710.1002/advs.202100827 ↗
76. Guo · Smart Mater. Med. · 2020 · 1 · 5410.1016/j.smaim.2020.07.001 ↗
77. Krafft · Analyst · 2009 · 134 · 104610.1039/b822354h ↗
78. Lindquist · Nat. Nanotechnol. · 2019 · 14 · 98110.1038/s41565-019-0535-6 ↗
79. Linh · Appl. Surf. Sci. · 2021 · 551 · 14941110.1016/j.apsusc.2021.149411 ↗
80. Yuen · J. Biophotonics · 2014 · 7 · 68310.1002/jbio.201300006 ↗
81. Yuen · J. Biomed. Opt. · 2015 · 20 · 6110210.1117/1.JBO.20.6.061102 ↗
82. Kolluru · ACS Sens. · 2019 · 4 · 156910.1021/acssensors.9b00258 ↗
83. Ju · ACS Sens. · 2020 · 5 · 177710.1021/acssensors.0c00444 ↗
84. Park · Nano Lett. · 2019 · 19 · 686210.1021/acs.nanolett.9b02070 ↗
85. Pan · ACS Appl. Bio Mater. · 2019 · 2 · 210210.1021/acsabm.9b00117 ↗
86. Wang · Chem. Eng. J. · 2022 · 442 · 13614010.1016/j.cej.2022.136140 ↗
87. Walkey · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 278010.1039/C1CS15233E ↗
88. Hsieh · Adv. Healthcare Mater. · 2023 · 13 · 230032110.1002/adhm.202300321 ↗
89. Nicholas · Int. J. Pharm. · 2018 · 547 · 24410.1016/j.ijpharm.2018.06.002 ↗
90. Zeng · Nano Today · 2020 · 35 · 10098410.1016/j.nantod.2020.100984 ↗
91. He · Adv. Sci. · 2021 · 8 · 210303010.1002/advs.202103030 ↗
92. Zhu · Biosens. Bioelectron. · 2022 · 212 · 11441210.1016/j.bios.2022.114412 ↗
93. Lee · Med. Devices Sens. · 2020 · 3 · 1010910.1002/mds3.10109 ↗
94. Wang · Biomaterials · 2020 · 237 · 11978210.1016/j.biomaterials.2020.119782 ↗
95. Hsu · Chem. Eng. J. · 2020 · 398 · 12553610.1016/j.cej.2020.125536 ↗
96. Wang · ACS Nano · 2021 · 15 · 929910.1021/acsnano.1c02495 ↗
97. Liu · Small Methods · 2022 · 6 · 220046110.1002/smtd.202200461 ↗
98. Yetisen · Adv. Mater. · 2017 · 29 · 160638010.1002/adma.201606380 ↗
99. Zhang · Adv. Mater. · 2014 · 26 · 567810.1002/adma.201401710 ↗
100. Elsherif · ACS Nano · 2018 · 12 · 545210.1021/acsnano.8b00829 ↗