The levels of aspartate aminotransferase (AST/GOT) and alanineaminotransferase (ALT/GPT) in serum can help people diagnose body tissues especially theheart and the liver are injured or not. This article provides a comprehensive review ofresearch activities that concentrate on AST/GOT and ALT/GPT detection techniques due totheir clinical importance. The detection techniques include colorimetric, spectrophotometric,chemiluminescence, chromatography, fluorescence and UV absorbance, radiochemical, andelectrochemical techniques. We devote the most attention on experimental principle. Insome methods a few representative devices and important conclusions are presented.

We report a scalable method to monolithically integrate microscopic light emitting diodes (μLEDs) and recording sites onto silicon neural probes for optogenetic applications in neuroscience. Each μLED and recording site has dimensions similar to a pyramidal neuron soma, providing confined emission and electrophysiological recording of action potentials and local field activity. We fabricated and implanted the four-shank probes, each integrated with 12 μLEDs and 32 recording sites, into the CA1 pyramidal layer of anesthetized and freely moving mice. Spikes were robustly induced by 60 nW light power, and fast population oscillations were induced at the microwatt range. To demonstrate the spatiotemporal precision of parallel stimulation and recording, we achieved independent control of distinct cells ∼ 50 μm apart and of differential somato-dendritic compartments of single neurons. The scalability and spatiotemporal resolution of this monolithic optogenetic tool provides versatility and precision for cellular-level circuit analysis in deep structures of intact, freely moving animals.

In this paper, we propose and demonstrate a modular expandable capacitive tactile sensor using polydimethylsiloxsane (PDMS) elastomer. A sensor module consists of 16times16 tactile cells with 1 mm spatial resolution, similar to that of human skin, and interconnection lines for expandability. The sensor has been fabricated by using five PDMS layers bonded together. In order to customize the sensitivity of a sensor, we cast PDMS by spin coating and cured it on a highly planarized stage for uniform thickness. The cell size is 600times600 mum 2 and initial capacitance of each cell is about 180 fF. Tactile response of a cell has been measured using a commercial force gauge having 1 mN resolution and a motorized z-axis precision stage with 100 nm resolution. The fabricated cell shows a sensitivity of 3%/mN within the full scale range of 40 mN (250 kPa). Four tactile modules have been successfully attached by using anisotropic conductive paste to demonstrate expandability of the proposed sensors. Various tactile images have been successfully captured by single sensor module as well as the expanded 32times32 array sensors

In this paper, we report a new flexible capacitive tactile sensor array with the capability of measuring both normal and shear force distribution using polydimethylsiloxane (PDMS) as a base material. A tactile cell consists of two thick PDMS layers with embedded electrodes, an air gap, and a pillar structure. The pillar structure is formed at the center of each tactile cell between the air gap under a large bump. There are four capacitors in a cell to decompose the contact force into normal and shear components. Four capacitors are arranged in a square form. If a normal force is applied on the bump, the PDMS layer on the pillar structure is compressed, and the air gap between the top and bottom electrodes decreases, resulting in the increase in all four capacitances. If a shear force is applied, a torque is induced around the pillar. Therefore, the capacitance of the two capacitors increases, whereas that of the other two decreases. The bump and the pillar structure play a critical role to generate a torque for shear force measurement. The sensor has been realized in an 8 x 8 array of unit sensors, and each unit sensor responds to normal and shear stresses in all three axes, respectively. Measurement of a single sensor shows that the full-scale range of detectable force is about 10 mN, which corresponds to 131 kPa in three directions. The sensitivities of a cell measured with a current setup are 2.5%/mN, 3.0%/mN, and 2.9 %/mN for the x-, y-, and z-directions, respectively. Normal and shear force images are also captured from a 4 x 4 array of the fabricated sensor. Distinctive characteristic patterns appear when a shear force is applied to the sensor.

Excitatory control of inhibitory neurons is poorly understood due to the difficulty of studying synaptic connectivity in vivo. We inferred such connectivity through analysis of spike timing and validated this inference using juxtacellular and optogenetic control of presynaptic spikes in behaving mice. We observed that neighboring CA1 neurons had stronger connections and that superficial pyramidal cells projected more to deep interneurons. Connection probability and strength were skewed, with a minority of highly connected hubs. Divergent presynaptic connections led to synchrony between interneurons. Synchrony of convergent presynaptic inputs boosted postsynaptic drive. Presynaptic firing frequency was read out by postsynaptic neurons through short-term depression and facilitation, with individual pyramidal cells and interneurons displaying a diversity of spike transmission filters. Additionally, spike transmission was strongly modulated by prior spike timing of the postsynaptic cell. These results bridge anatomical structure with physiological function.

We demonstrate a new optical approach to generate high-frequency (>15 MHz) and high-amplitude focused ultrasound, which can be used for non-invasive ultrasound therapy. A nano-composite film of carbon nanotubes (CNTs) and elastomeric polymer is formed on concave lenses and used as an efficient optoacoustic source due to the high optical absorption of the CNTs and rapid heat transfer to the polymer upon excitation by pulsed laser irradiation. The CNT-coated lenses can generate unprecedented optoacoustic pressures of >50 MPa in peak positive on a tight focal spot of 75 μm in lateral and 400 μm in axial widths. This pressure amplitude is remarkably high in this frequency regime, producing pronounced shock effects and non-thermal pulsed cavitation at the focal zone. We demonstrate that the optoacoustic lens can be used for micro-scale ultrasonic fragmentation of solid materials and a single-cell surgery in terms of removing the cells from substrates and neighboring cells.

Abstract Molecular analysis of circulating tumor cells (CTCs) at single-cell resolution offers great promise for cancer diagnostics and therapeutics from simple liquid biopsy. Recent development of massively parallel single-cell RNA-sequencing (scRNA-seq) provides a powerful method to resolve the cellular heterogeneity from gene expression and pathway regulation analysis. However, the scarcity of CTCs and the massive contamination of blood cells limit the utility of currently available technologies. Here, we present Hydro-Seq, a scalable hydrodynamic scRNA-seq barcoding technique, for high-throughput CTC analysis. High cell-capture efficiency and contamination removal capability of Hydro-Seq enables successful scRNA-seq of 666 CTCs from 21 breast cancer patient samples at high throughput. We identify breast cancer drug targets for hormone and targeted therapies and tracked individual cells that express markers of cancer stem cells (CSCs) as well as of epithelial/mesenchymal cell state transitions. Transcriptome analysis of these cells provides insights into monitoring target therapeutics and processes underlying tumor metastasis.

Abstract We present a device that can be utilized for a large-scale in vivo extracellular recording, from more than 250 electrodes, with the capability to optically modulate activities of neurons located at more than a hundred individual stimulation targets at the anatomical resolution.

Abstract Understanding complex neuronal circuitry and its functions of a living organism requires a specialized tool which is capable of (i) recording a large ensemble of neuronal signals at single cell resolution, (ii) modulating neuronal activities optogenetically at the same time, and (iii) sustaining functionality for long-term chronic experiments without significant tissue degeneration or device migration. We hereby present an ultra-flexible, minimally-invasive, Michigan-type neural probe for chronic opto-electrophysiology studies: flexLiTE (flexible micro-LED integrated optoelectrodes). flexLiTE incorporates monolithically integrated, soma-sized micro-inorganic LEDs (μILEDs, 12 individually operated) and 32 recording electrodes. The stimulation and recording modalities are integrated by stacking two modules on a flexible shank, resulting in a 115 μm-wide,12 μm-thick, 10 mm-long optoelectrode. From prototype devices, we demonstrated the reliable operation of flexLiTEs for recording and modulation of hippocampal neurons in a freely moving mouse for over ~2 month.

Abstract Peripheral nerve mapping tools with higher spatial resolution are needed to advance systems neuroscience, and potentially provide a closed-loop biomarker in neuromodulation applications. Two critical challenges of microscale neural interfaces are (i) how to apply them to small peripheral nerves, and (ii) how to minimize chronic reactivity. We developed a flexible mi croneedle n erve a rray (MINA), which is the first high-density penetrating electrode array made with axon-sized silicon microneedles embedded in low-modulus thin silicone. We present the design, fabrication, acute recording, and chronic reactivity to an implanted MINA. Distinctive units were identified in the rat peroneal nerve. We also demonstrate a long-term, cuff-free, and suture-free fixation manner using rose bengal as a light-activated adhesive for two timepoints. The tissue response at 1-week included a sham (N=5) and MINA-implanted (N=5) group, and the response at 6-week also included a sham (N=3) and MINA-implanted (N=4) group. These conditions were quantified in the left vagus nerve of rats using histomorphometry. Micro-CT was added to visualize and quantify tissue encapsulation around the implant. MINA demonstrated a reduction in encapsulation thickness over previously quantified interfascicular methods. Future challenges include techniques for precise insertion of the microneedle electrodes and demonstrating long-term recording.