Kỹ thuật thẩm tách micro dựa trên sự khuếch tán thụ động các chất qua màng thẩm tách theo gradient nồng độ [24, 84, 87, 93]. Sau khi một kim thăm dò đƣợc cấy ghép vào các vị trí đích để lấy mẫu [20, 107] (thƣờng là một mạch máu hoặc mô), dịch truyền bao gồm các dung dịch đệm sinh lý chảy chậm qua màng bán thấm để thu lại các phân tử nhỏ từ khoang ngoại bào phía bên kia màng thẩm tách [42, 51, 82]. Dịch thẩm tách thu đƣợc có thể đƣợc phân tích để xác định các phân tử thuốc hoặc chất cần phân tích trong mẫu thẩm tách micro bằng sắc ký lỏng hoặc các kỹ thuật phân tích phù hợp khác [53, 54, 70, 98].
Ngoài ra, kỹ thuật này còn có thể đƣợc áp dụng để truyền một chất vào khoang ngoại bào bởi kim thăm dò thẩm tách micro, kỹ thuật này đƣợc gọi thẩm tách ngược [23, 26, 34, 92]. Bằng cách này, việc dùng thuốc tại chỗ và lấy mẫu đồng thời các hợp chất nội sinh trong các khoang ngoại bào có thể cùng một lúc đƣợc thực hiện.
Hình 2.3. Nguyên tắc của kỹ thuật thẩm tách micro với một kim thăm dò dạng đồng tâm
dây truyền dịch vào (ống bên trong), đi xuống mũi kim thăm dò, chảy lên trên khoảng không gian giữa ống bên trong và bên ngoài màng lọc, và rời kim thăm dò thông qua ống ra cạnh sƣờn, từ đó đƣợc lấy vào một lọ đựng mẫu [92].
Đối với phƣơng pháp thẩm tách micro của thuốc ngoài da trong các mẫu sinh học, nguyên tắc thẩm tách micro là kim thăm dò đƣợc đƣa vào lớp hạ bì và đƣợc truyền thông qua máy bơm truyền với tốc độ rất chậm (Hình 2.4). Thuốc từ nơi sử dụng sẽ thấm vào qua lớp biểu bì và cuối cùng khuếch tán thụ động qua màng bán thấm [6]. Các chất thẩm tách đƣợc lấy mẫu tại các khoảng thời gian cố định [16, 38, 101].
Hình 2.4. Sơ đồ nguyên tắc thẩm tách micro thuốc ngoài da [101]
Hình 2.5. Ba kim thăm dò đặt song song trong mỗi khu vực thử nghiệm (3 khu vực, mỗi khu cho một thuốc thử) trên mặt ngửa của cánh tay trái [32]