Picoliter-scale protein microarrays by laser direct write

Biotechnology Progress

Volumn 18, Issue 5, 2002, Pages 1126-1129

  Ringeisen, B R ^a   Wu, P K ^a   Kim, H ^a   Pique A ^a,c   Auyeung, R Y C ^a   Young, H D ^a   Chrisey, D B ^a   Krizman, D B ^b  

^a NAVAL RESEARCH LABORATORY   (United States)

^b NATIONAL CANCER INSTITUTE   (United States)

^c Expression Pathology Inc   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

PLASTIC MICROWELLS;

ANTIGENS; FLUORESCENCE; GLASS;

PROTEINS;

EQUIPMENT DESIGN; FEASIBILITY STUDIES; LASERS; MICROCHEMISTRY; MINIATURIZATION; NANOTECHNOLOGY; PROTEIN ARRAY ANALYSIS; QUALITY CONTROL;

EID: 0036752498     PISSN: 87567938     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/bp015516g     Document Type: Article

References (32)

1. Kallioniemi, O. P. Ann. Med. 2001, 33, 142. Ghosh, D. Comb. Chem. High Throughput Screening 2000, 3, 411. Celis, J. E.; Kruhoffer, M.; Gromova, I.; Frederiksen, C.; Ostergaard, M.; Thykjaer, T.; Gromov, P.; Yu, J. S.; Palsdottir, H.; Magnusson, N.; Orntoft, T. F. FEBS Lett. 2000, 480, 2. Sanders, G. H. W.; Manz, A. Trends Anal. Chem. 2000, 19, 364. Kurella, M.; Hsiao, L. L.; Yoshida, T.; Randall, J. D.; Chow, G.; Sarang, S. S.; Jensen, R. V.; Gullans, S. R. J. Am. Soc. Nephrol. 2001, 12, 1072.
2. Kallioniemi, O. P. Ann. Med. 2001, 33, 142. Ghosh, D. Comb. Chem. High Throughput Screening 2000, 3, 411. Celis, J. E.; Kruhoffer, M.; Gromova, I.; Frederiksen, C.; Ostergaard, M.; Thykjaer, T.; Gromov, P.; Yu, J. S.; Palsdottir, H.; Magnusson, N.; Orntoft, T. F. FEBS Lett. 2000, 480, 2. Sanders, G. H. W.; Manz, A. Trends Anal. Chem. 2000, 19, 364. Kurella, M.; Hsiao, L. L.; Yoshida, T.; Randall, J. D.; Chow, G.; Sarang, S. S.; Jensen, R. V.; Gullans, S. R. J. Am. Soc. Nephrol. 2001, 12, 1072.
3. Kallioniemi, O. P. Ann. Med. 2001, 33, 142. Ghosh, D. Comb. Chem. High Throughput Screening 2000, 3, 411. Celis, J. E.; Kruhoffer, M.; Gromova, I.; Frederiksen, C.; Ostergaard, M.; Thykjaer, T.; Gromov, P.; Yu, J. S.; Palsdottir, H.; Magnusson, N.; Orntoft, T. F. FEBS Lett. 2000, 480, 2. Sanders, G. H. W.; Manz, A. Trends Anal. Chem. 2000, 19, 364. Kurella, M.; Hsiao, L. L.; Yoshida, T.; Randall, J. D.; Chow, G.; Sarang, S. S.; Jensen, R. V.; Gullans, S. R. J. Am. Soc. Nephrol. 2001, 12, 1072.
4. Kallioniemi, O. P. Ann. Med. 2001, 33, 142. Ghosh, D. Comb. Chem. High Throughput Screening 2000, 3, 411. Celis, J. E.; Kruhoffer, M.; Gromova, I.; Frederiksen, C.; Ostergaard, M.; Thykjaer, T.; Gromov, P.; Yu, J. S.; Palsdottir, H.; Magnusson, N.; Orntoft, T. F. FEBS Lett. 2000, 480, 2. Sanders, G. H. W.; Manz, A. Trends Anal. Chem. 2000, 19, 364. Kurella, M.; Hsiao, L. L.; Yoshida, T.; Randall, J. D.; Chow, G.; Sarang, S. S.; Jensen, R. V.; Gullans, S. R. J. Am. Soc. Nephrol. 2001, 12, 1072.
5. Kallioniemi, O. P. Ann. Med. 2001, 33, 142. Ghosh, D. Comb. Chem. High Throughput Screening 2000, 3, 411. Celis, J. E.; Kruhoffer, M.; Gromova, I.; Frederiksen, C.; Ostergaard, M.; Thykjaer, T.; Gromov, P.; Yu, J. S.; Palsdottir, H.; Magnusson, N.; Orntoft, T. F. FEBS Lett. 2000, 480, 2. Sanders, G. H. W.; Manz, A. Trends Anal. Chem. 2000, 19, 364. Kurella, M.; Hsiao, L. L.; Yoshida, T.; Randall, J. D.; Chow, G.; Sarang, S. S.; Jensen, R. V.; Gullans, S. R. J. Am. Soc. Nephrol. 2001, 12, 1072.
6. DeRisi, J.; Penland, L.; Brown, P. O.; Bittner, M. L.; Meltzer, P. S.; Ray, M.; Chen, Y. D.; Su, Y. A.; Trent, J. M. Nat. Genet. 1996, 14, 457. Sgroi, D. C.; Teng, S.; Robinson, G.; LeVangie, R.; Hudson, J. R.; Elkahloun, A. G. Cancer Res. 1999, 59, 5656. Alizadeh, A. A.; et al. Nature 2000, 403, 503.
7. DeRisi, J.; Penland, L.; Brown, P. O.; Bittner, M. L.; Meltzer, P. S.; Ray, M.; Chen, Y. D.; Su, Y. A.; Trent, J. M. Nat. Genet. 1996, 14, 457. Sgroi, D. C.; Teng, S.; Robinson, G.; LeVangie, R.; Hudson, J. R.; Elkahloun, A. G. Cancer Res. 1999, 59, 5656. Alizadeh, A. A.; et al. Nature 2000, 403, 503.
8. DeRisi, J.; Penland, L.; Brown, P. O.; Bittner, M. L.; Meltzer, P. S.; Ray, M.; Chen, Y. D.; Su, Y. A.; Trent, J. M. Nat. Genet. 1996, 14, 457. Sgroi, D. C.; Teng, S.; Robinson, G.; LeVangie, R.; Hudson, J. R.; Elkahloun, A. G. Cancer Res. 1999, 59, 5656. Alizadeh, A. A.; et al. Nature 2000, 403, 503.
9. Khan, J.; Saal, L. H.; Bittner, M. L.; Chen, Y. D.; Trent, J. M.; Meltzer, P. S. Electrophoresis 1999, 20, 223. van Hal, N. L. W.; Vorst, O.; van Houwelingen, A. M. M. L.; Kok, E. J.; Peijnenburg, A.; Aharoni, A.; van Tunen, A. J.; Keijer, J. J. Biotechnol. 2000, 78, 271.
10. Khan, J.; Saal, L. H.; Bittner, M. L.; Chen, Y. D.; Trent, J. M.; Meltzer, P. S. Electrophoresis 1999, 20, 223. van Hal, N. L. W.; Vorst, O.; van Houwelingen, A. M. M. L.; Kok, E. J.; Peijnenburg, A.; Aharoni, A.; van Tunen, A. J.; Keijer, J. J. Biotechnol. 2000, 78, 271.
11. Bowtell, D. D. L.; Nat. Genet. 21, 25 Suppl. S, 1999. Kurian, K. M.; C. J. Watson, Wyllie, A. H. J. Pathol. 1999, 187, 267.
12. Bowtell, D. D. L.; Nat. Genet. 21, 25 Suppl. S, 1999. Kurian, K. M.; C. J. Watson, Wyllie, A. H. J. Pathol. 1999, 187, 267.
13. Ekins, R.; Chu, R. W. In Principals and Practices of Immunoassays, 2nd ed.; Price, C. P., Newman, D. J., Eds.; Stockton: NY, 1997; pp 625-646. Silzel, J. W.; Cercek, B.; Dodson, C.; Tsay, T.; Obremski, R. J. Clin. Chem. 1998, 44, 2036. Jones, V. W.; Kenseth, J. R.; Porter, M. D.; Mosher, C. L.; Henderson, E. Anal. Chem. 1998, 70, 1233. Arenkov, P.; Kukhtin, A.; Gemmell, A.; Voloshchuk, S.; Chupeeva, V.; Mirzabekov, A. Anal. Biochem. 2000, 278, 123.
14. Ekins, R.; Chu, R. W. In Principals and Practices of Immunoassays, 2nd ed.; Price, C. P., Newman, D. J., Eds.; Stockton: NY, 1997; pp 625-646. Silzel, J. W.; Cercek, B.; Dodson, C.; Tsay, T.; Obremski, R. J. Clin. Chem. 1998, 44, 2036. Jones, V. W.; Kenseth, J. R.; Porter, M. D.; Mosher, C. L.; Henderson, E. Anal. Chem. 1998, 70, 1233. Arenkov, P.; Kukhtin, A.; Gemmell, A.; Voloshchuk, S.; Chupeeva, V.; Mirzabekov, A. Anal. Biochem. 2000, 278, 123.
15. Ekins, R.; Chu, R. W. In Principals and Practices of Immunoassays, 2nd ed.; Price, C. P., Newman, D. J., Eds.; Stockton: NY, 1997; pp 625-646. Silzel, J. W.; Cercek, B.; Dodson, C.; Tsay, T.; Obremski, R. J. Clin. Chem. 1998, 44, 2036. Jones, V. W.; Kenseth, J. R.; Porter, M. D.; Mosher, C. L.; Henderson, E. Anal. Chem. 1998, 70, 1233. Arenkov, P.; Kukhtin, A.; Gemmell, A.; Voloshchuk, S.; Chupeeva, V.; Mirzabekov, A. Anal. Biochem. 2000, 278, 123.
16. Ekins, R.; Chu, R. W. In Principals and Practices of Immunoassays, 2nd ed.; Price, C. P., Newman, D. J., Eds.; Stockton: NY, 1997; pp 625-646. Silzel, J. W.; Cercek, B.; Dodson, C.; Tsay, T.; Obremski, R. J. Clin. Chem. 1998, 44, 2036. Jones, V. W.; Kenseth, J. R.; Porter, M. D.; Mosher, C. L.; Henderson, E. Anal. Chem. 1998, 70, 1233. Arenkov, P.; Kukhtin, A.; Gemmell, A.; Voloshchuk, S.; Chupeeva, V.; Mirzabekov, A. Anal. Biochem. 2000, 278, 123.
17. de Wildt, R. M. T.; Mundy, C. R.; Gorick, B. D.; Tomlinson, I. M. Nat. Biotechnol. 2000, 18, 989. Li, M.; Nat. Biotechnol. 2000, 18, 1251. Cahill, D. J. J. Immunol. Methods 2001, 250, 81.
18. de Wildt, R. M. T.; Mundy, C. R.; Gorick, B. D.; Tomlinson, I. M. Nat. Biotechnol. 2000, 18, 989. Li, M.; Nat. Biotechnol. 2000, 18, 1251. Cahill, D. J. J. Immunol. Methods 2001, 250, 81.
19. de Wildt, R. M. T.; Mundy, C. R.; Gorick, B. D.; Tomlinson, I. M. Nat. Biotechnol. 2000, 18, 989. Li, M.; Nat. Biotechnol. 2000, 18, 1251. Cahill, D. J. J. Immunol. Methods 2001, 250, 81.
20. Knezevic, V.; Leethanakul, C.; Bichsel, V. E.; Worth, J. M.; Prabhu, V. V.; Gutkind, J. S.; Liotta, L. A.; Munson, P. J.; Petricoin, E. F., III; Krizman, D. B. Proteomics 2001, 1, 1271.
21. Petersen, D. Advanced Technology Center, National Cancer Institute, Gaithersburg, MD. Personal communication.
22. Ringeisen, B. R.; Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Young, H. D.; Modi, R.; Bucaro, M.; Jones-Meehan, J.; Spargo, B. J. Biomaterials 2001, 23, 161. Wu, P. K.; Ringeisen, B. R.; Callahan, J.; Brooks, M.; Bubb, D. M.; Wu, H. D.; Pique, A.; Spargo, B. J.; McGill, R. A.; Chrisey, D. B. Thin Solid Films, to appear in 2002. Chrisey, D. B. Science 2000, 289, 879. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Fitz-Gerald, J.; Auyeung, R. C. Y.; McGill, R. A.; Wu, H. D.; Duignan, M. Appl. Surf. Sci. 2000, 154, 593. Piqué, A.; Chrisey, D. B.; J. M. Fitz-Gerald, McGill, R. A.; Auyeung, R. C. Y.; Wu, H. D.; Lakeou, S.; Nguyen, V.; Chung, R.; Duignan, M. J. Mater. Res. 2000, 15, 1872. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Modi, R.; Wu, H. D.; Auyeung, R. C. Y.; Young, H. D. Appl. Surf. Sci. 2001, 168, 345.
23. Ringeisen, B. R.; Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Young, H. D.; Modi, R.; Bucaro, M.; Jones-Meehan, J.; Spargo, B. J. Biomaterials 2001, 23, 161. Wu, P. K.; Ringeisen, B. R.; Callahan, J.; Brooks, M.; Bubb, D. M.; Wu, H. D.; Pique, A.; Spargo, B. J.; McGill, R. A.; Chrisey, D. B. Thin Solid Films, to appear in 2002. Chrisey, D. B. Science 2000, 289, 879. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Fitz-Gerald, J.; Auyeung, R. C. Y.; McGill, R. A.; Wu, H. D.; Duignan, M. Appl. Surf. Sci. 2000, 154, 593. Piqué, A.; Chrisey, D. B.; J. M. Fitz-Gerald, McGill, R. A.; Auyeung, R. C. Y.; Wu, H. D.; Lakeou, S.; Nguyen, V.; Chung, R.; Duignan, M. J. Mater. Res. 2000, 15, 1872. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Modi, R.; Wu, H. D.; Auyeung, R. C. Y.; Young, H. D. Appl. Surf. Sci. 2001, 168, 345.
24. Ringeisen, B. R.; Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Young, H. D.; Modi, R.; Bucaro, M.; Jones-Meehan, J.; Spargo, B. J. Biomaterials 2001, 23, 161. Wu, P. K.; Ringeisen, B. R.; Callahan, J.; Brooks, M.; Bubb, D. M.; Wu, H. D.; Pique, A.; Spargo, B. J.; McGill, R. A.; Chrisey, D. B. Thin Solid Films, to appear in 2002. Chrisey, D. B. Science 2000, 289, 879. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Fitz-Gerald, J.; Auyeung, R. C. Y.; McGill, R. A.; Wu, H. D.; Duignan, M. Appl. Surf. Sci. 2000, 154, 593. Piqué, A.; Chrisey, D. B.; J. M. Fitz-Gerald, McGill, R. A.; Auyeung, R. C. Y.; Wu, H. D.; Lakeou, S.; Nguyen, V.; Chung, R.; Duignan, M. J. Mater. Res. 2000, 15, 1872. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Modi, R.; Wu, H. D.; Auyeung, R. C. Y.; Young, H. D. Appl. Surf. Sci. 2001, 168, 345.
25. Ringeisen, B. R.; Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Young, H. D.; Modi, R.; Bucaro, M.; Jones-Meehan, J.; Spargo, B. J. Biomaterials 2001, 23, 161. Wu, P. K.; Ringeisen, B. R.; Callahan, J.; Brooks, M.; Bubb, D. M.; Wu, H. D.; Pique, A.; Spargo, B. J.; McGill, R. A.; Chrisey, D. B. Thin Solid Films, to appear in 2002. Chrisey, D. B. Science 2000, 289, 879. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Fitz-Gerald, J.; Auyeung, R. C. Y.; McGill, R. A.; Wu, H. D.; Duignan, M. Appl. Surf. Sci. 2000, 154, 593. Piqué, A.; Chrisey, D. B.; J. M. Fitz-Gerald, McGill, R. A.; Auyeung, R. C. Y.; Wu, H. D.; Lakeou, S.; Nguyen, V.; Chung, R.; Duignan, M. J. Mater. Res. 2000, 15, 1872. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Modi, R.; Wu, H. D.; Auyeung, R. C. Y.; Young, H. D. Appl. Surf. Sci. 2001, 168, 345.
26. Ringeisen, B. R.; Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Young, H. D.; Modi, R.; Bucaro, M.; Jones-Meehan, J.; Spargo, B. J. Biomaterials 2001, 23, 161. Wu, P. K.; Ringeisen, B. R.; Callahan, J.; Brooks, M.; Bubb, D. M.; Wu, H. D.; Pique, A.; Spargo, B. J.; McGill, R. A.; Chrisey, D. B. Thin Solid Films, to appear in 2002. Chrisey, D. B. Science 2000, 289, 879. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Fitz-Gerald, J.; Auyeung, R. C. Y.; McGill, R. A.; Wu, H. D.; Duignan, M. Appl. Surf. Sci. 2000, 154, 593. Piqué, A.; Chrisey, D. B.; J. M. Fitz-Gerald, McGill, R. A.; Auyeung, R. C. Y.; Wu, H. D.; Lakeou, S.; Nguyen, V.; Chung, R.; Duignan, M. J. Mater. Res. 2000, 15, 1872. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Modi, R.; Wu, H. D.; Auyeung, R. C. Y.; Young, H. D. Appl. Surf. Sci. 2001, 168, 345.
27. Ringeisen, B. R.; Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Young, H. D.; Modi, R.; Bucaro, M.; Jones-Meehan, J.; Spargo, B. J. Biomaterials 2001, 23, 161. Wu, P. K.; Ringeisen, B. R.; Callahan, J.; Brooks, M.; Bubb, D. M.; Wu, H. D.; Pique, A.; Spargo, B. J.; McGill, R. A.; Chrisey, D. B. Thin Solid Films, to appear in 2002. Chrisey, D. B. Science 2000, 289, 879. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Fitz-Gerald, J.; Auyeung, R. C. Y.; McGill, R. A.; Wu, H. D.; Duignan, M. Appl. Surf. Sci. 2000, 154, 593. Piqué, A.; Chrisey, D. B.; J. M. Fitz-Gerald, McGill, R. A.; Auyeung, R. C. Y.; Wu, H. D.; Lakeou, S.; Nguyen, V.; Chung, R.; Duignan, M. J. Mater. Res. 2000, 15, 1872. Chrisey, D. B.; Piqué, A.; Modi, R.; Wu, H. D.; Auyeung, R. C. Y.; Young, H. D. Appl. Surf. Sci. 2001, 168, 345.
28. Chrisey, D. B.; McGill, R. A.; Piqué, A. Matrix assisted pulsed laser evaporation direct write. U.S. Patent 6,177,151, 2001. Ringeisen, B. R.; Chrisey, D. B.; Piqué, A.; McGill, R. A. Generation of living cell and active biomaterial patterns by laser transfer. Navy Case no. 82,621, Patent Pending.
29. Chrisey, D. B.; McGill, R. A.; Piqué, A. Matrix assisted pulsed laser evaporation direct write. U.S. Patent 6,177,151, 2001. Ringeisen, B. R.; Chrisey, D. B.; Piqué, A.; McGill, R. A. Generation of living cell and active biomaterial patterns by laser transfer. Navy Case no. 82,621, Patent Pending.
30. We are currently working on a multi-well design for a single quartz support capable of separately holding over 100 different proteins. This quartz support would be analogous to a microfiche film, where each different well is located on an XY grid and will contain a catalogued amount and type of protein solution.
31. Young, D.; Auyeung, R. C. Y.; Pique, A.; Chrisey, D. B.; Dlott, D. D. App. Phys. Lett. 2001, 78, 3169.
32. "Quill-type" arrayers require a minimum of 5 μL of starting DNA solution, acquire 0.25 μL/dip, and produce a maximum of 400 spots/dip (Petersen, D. ATC, NCI, Gaithersburg, MD). This machine requires extra wash preparations and special tips to enable protein spotting.