Impedance spectroscopy: A powerful tool for rapid biomolecular screening and cell culture monitoring

Electroanalysis

Volumn 17, Issue 23, 2005, Pages 2101-2113

  K'Owino, Isaac O ^a   Sadik, Omowunmi A ^a  

^a BINGHAMTON UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Biosensor designs; Clinical diagnostics; Electrical impedance; Nanomaterials; Pathogens; Tissue engineering

Indexed keywords

BACTERIA; BIOCOMPATIBILITY; BIOSENSORS; CELL CULTURE; CELL ENGINEERING; DIAGNOSIS; DIELECTRIC SPECTROSCOPY; ELECTROCHEMICAL BIOSENSORS; ELECTROCHEMICAL CORROSION; ETHYLENE; ETHYLENE GLYCOL; NANOSTRUCTURED MATERIALS; SELF ASSEMBLED MONOLAYERS; TISSUE; TISSUE ENGINEERING;

BIO-MOLECULAR; BIOLOGICAL CELLS; BIOSENSOR DESIGN; CELL CULTURE MONITORING; CLINICAL DIAGNOSTICS; ELECTRICAL IMPEDANCE; ELECTROCHEMICAL-IMPEDANCE SPECTROSCOPIES; IMPEDANCE SPECTROSCOPY; PATHOGENIC BACTERIUM; TISSUES ENGINEERINGS;

ELECTROCHEMICAL IMPEDANCE SPECTROSCOPY;

EID: 29144535795     PISSN: 10400397     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/elan.200503371     Document Type: Review

References (122)

1. F. Patolsky, E. Katz, A. Bardea, I. Willner, Langmuir 1999, 15, 3703.
2. M. Twardowski, R. G. Nuzzo, Langmuir 2003, 19, 9781.
3. M. L. May, D. A. Russell, Analyst 2002, 127, 1589.
4. M. Mehrvar, M. Abdi, Anal. Sci. 2004, 20, 1113.
5. a) J. M. Kim, A. Patwardhan, A. Bott, BBA-Biomembranes 2003, 1617, 10;
6. E. Katz, I. Willner, Electroanalysis 2003, 15, 913;
7. C. Fernández-Sánchez, C. J. McNeil, K. Rawson, Trends Anal. Chem. 2005, 24, 37.
8. O. A. Sadik, H. Xu, E. Gheorghiu, D. Andreescu, C. Balut, D. Bratu, M. Gheorghiu, Anal. Chem. 2002, 74, 3142.
9. I. Willner, B. Willner, Trends Biotechnol. 2001, 19, 222.
10. S. Zhang, G. Wright, Y. Yang, Biosens. Bioelectron. 2000, 15, 273.
11. I. O. K'Owino, R. Agarwal, O. A. Sadik, Langmuir 2003, 19, 4344;
12. J. Wang, G. Liu, A. Merkoci, Anal. Chim. Acta 2003, 482, 149;
13. C. J. Yu, Y. Wan, H. Yawanto, J. Li, C. Tao, M. D. James, C. L. Tan, G. F. Blackburn, J. T. Meade, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11155.
14. F. Yan, O. A. Sadik, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 11335;
15. F. Yan, O. A. Sadik, Anal. Chem. 2001, 73, 5272.
16. S. Kelley, E. Boon, J. Barton, N. Jackson, M. Hill, Nucleic Acid Res. 1999, 27, 4830.
17. K. Maryyama, Y. Mishima, K. Minagawa, J. Motonaka, Anal. Chem. 2002, 74, 3698.
18. K. Hashimoto, K. Ito, Y. Ishimor, Anal. Chem. 1994, 66, 3830.
19. G. Jian-Guo, M. Yu-Qing, Z. J. Qing-jie, Biosci. Bioeng. 2004, 97, 219;
20. Z. Junhui, C. Hong, R. Yang, Biotechnol. Adv. 1997, 15, 43.
21. J. Maj, Y. M. Chu, J. Di, S. C. Liu, H. N. Li, J. Feng, Y. X. Ci, Electrochem. Commun. 1999, 1, 425.
22. A. Sargent, O. A. Sadik, Electrochim. Acta 1999, 44, 4667.
23. O. Ouerghi, A. Touhami, N. Jaffrezic-Renault, C. Martelet, H. B. Ouada, S. Cosnier, Bioelectrochemistry 2002, 56, 131.
24. F. Yin, M. Guo, S.Yao, Biosens. Bioelectron. 2003, 19, 297.
25. A. G.F. Saum, R. H. Cumming, F. J. Rowell, Biosens. Bioelectron. 1998, 13, 511.
26. C. J. Felice, M. E. Valentinuzzi, IEEE. Trans. Biomed. Eng. 1999, 46, 1483;
27. J. Wegener, C. R. Keese, I. Giaever, Exp. Cell. Res. 2001, 259, 158;
28. T. Deak, L. R. Beuchat, J. Appl. Bacteriol. 1993, 75, 546;
29. R. Gómez, R. Bashir, A. Sarikaya, M. R. Ladisch, J. Sturgis, J. P. Robinson, T. Geng, A. K. Bhunia, H. L. Apple, S. Wereley, Biomed. Microdevices 2001, 3, 201.
30. N. Depaola, J. E. Phelps, L. Florez, C. R. Keese, F. L. Minnear, I. Giaever, Ann. Biomed. Eng. 2001, 29, 648.
31. K. House-Pompeo, J. O. Boles, M. Hook, Methods 1994, 6, 134.
32. Y. K. Ye, J. H. Zhao, F. Yan, Y. L. Zhu, H. X. Ju, Biosens. Bioelectron. 2003, 18, 1501.
33. F. Abdelmalek, M. Shadaram, H. Boushriha, Sens. Actuators B-Chem 2001, 72, 208.
34. J. P. Cloarec, J. R. Martin, C. Polychronakos, I. Lawrence, M. F. Lawrence, E. Souteyrand, Sens. Actuators B-Chem 1999, 58, 394.
35. L. Alfonta, A. Bardea, O.Khersonsky, E. Katz, I. Willner, Biosens. Bioelectron. 2001, 16, 675.
36. H. Zhu, M. Snyder, Curr. Opin. Chem Biol. 2003, 7, 55.
37. S. A. Makohliso, D. Léonard, L.Giovangrand, H. J. Mathieu, M. Ilegems, P. Aebischer, Langmuir 1999, 15, 2940.
38. J. E.I. Wright, P. N. Cosman, K. Fatih, S. Omanovic, S. G. Roscoe, J. Electroanal. Chem. 2004, 564,185.
39. P. N. Cosman, K. Fatih, G. Sharon, G. S. Roscoe, J. Electroanal. Chem. 2005, 574, 261.
40. S. E. Moulton, J. N. Barisci, A. Bath, R. Stella, G. G. Wallace, Electrochim. Acta 2004, 49, 4223.
41. Y. Yu, G. Jin, J. Colloid Interf. Sci. 2005, 283, 477.
42. E. Ostuni, L. Yan, G. M. Whitesides, Colloids Surface B 1999, 15, 3;
43. J. R. Capadona, D. M. Collard, J. A. Garcia, Langmuir 2003, 19, 1847.
44. R. Dahint, M. Grunze, P. Harder, G. M. Whitesides, P. E. Laibinis, J. Phys. Chem. B 1998, 102, 426.
45. C. Chang, J. J. Chen, M. Ju, C. Lin, Langmuir 2004, 20, 11656.
46. Y. Zang, Q. Xie, A. Zhou, S. Yao, Anal. Sci. 2000, 16, 799.
47. F. S. Rose, L. A. Lewis, W. G. Hanlon, W. A. Lioyd, Biomaterials 2004, 25, 5125.
48. R. E. Holmlin, X. Chen, R. G., Chapman, S. Takayama, G. M. Whiteside, Langmuir 2001, 17, 2841.
49. N. Faucheux, R. Schweiss, K. Lützow, C. Werner, T. Groth, Biomaterials 2004, 25, 2721.
50. J. J. Thorn, H. Sorensen, U. Weis-Fogh, M. Andersen, Int. J. Oral Maxillofac. Surg. 2004, 33, 95.
51. E. Otsuni, G. R. Chapman, E. R. Holmin, S. Takayama, G. M. Whitesides, Langmuir 2001, 17, 5605.
52. K. L. Prime, G. M. Whitesides, Science 1991, 252, 1164.
53. P. Kingshott, H. J. Griesser, Curr Opin Solid ST M 1999, 4, 403.
54. S. N. Birenbaum, T. B. Lai, S. C. Chen, H. D. Reich, J. G. Meyer, Langmuir 2003, 19, 9580.
55. B. K. Andrei, W. Julian, K. Eugenii, W. Itamar, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 4205.
56. B. Zhu, T. Eurell, R. Gunawan, D. Leckband, J. Biomed. Mater. Res. 2001, 56, 406.
57. K. L. Prime, G. M. Whitesides, J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 10714.
58. J. J. Grey, Curr Opin Strucl Biol 2004, 14, 110-115.
59. Y. Zhang, Y. Fung, H. Sun, D. Zhu, S. Yao, Sens. Actuators B-Chem 2005, 108, 933.
60. J. C. Hoogvliet, M. Dijksma, B. Kamp, W. P. van Bennekom, Anal. Chem. 2000, 72, 2016;
61. P. B. Luppa, L. J. Sokoll, D. W. Chan, Clin. Chim. Acta 2001, 314, 1.
62. J. Ricket, W. Göpel, W. Beck, G. Jung, P. Heiduschka, Biosens. Bioelectron. 1996, 11,757.
63. A. Zhou, J. Zhang, Q. Xie, S. Yao, Biomaterials 2001, 22, 2515.
64. F. Patolsky, Katz E, I Willner, Angew. Chem. Int. Ed. 2002, 41, 3398.
65. T. T. Huang, J. Sturgis, R. Gomez, T. Geng, R. Bashir, A. K. Bhunia, J. P.Robinson, M. R. Ladisch, Biotechnol. Bioeng. 2003, 81, 618.
66. M. Dijksma, B. Kamp, J. C. Hoogvliet, W. P. van Bennekom, Anal. Chem. 2001, 73, 901.
67. H. Yamato, T. Koshiba, M. Ohwa, W. Wemet, M. Matsumara, Synth. Met. 1997, 87, 231.
68. M. Trojananowicz, T. K.V. Krawczyk, Mikrochim. Acta 1995, 21, 167.
69. S. Andreescu, O. A. Sadik, Pure Appl. Chem. 2004, 76, 861.
70. H. W. Scouten, J. H.T. Loung, S. R. Brown, Trends Biotechnol. 1995, 13, 178.
71. S. Xu, X. Han, Biosens. Bioelectron. 2004, 19, 1117;
72. R. Liang, J. Qui, P. Cai, Anal. Chim. Acta 2005, 534, 223.
73. X. Zhong, R. Yuan, Y. Chai, Y. Liu, J. Dai, D. Tang, Sens. Actuators B-Chem 2005, 104, 191;
74. S. Zhang, N. Wang, H. Yu, Y. Niu, C. Sun, Bioelectrochemistry, 2005, 67, 15.
75. M. Yang, Z. Zhang, Electrochim. Acta 2004, 49, 5089;
76. C. Lei, F. Gong, G. Shen, R. Yu, Sens. Actuators B-Chem 2003, 96, 582.
77. Z. Wu, J. Li, M. Luo, G.i Shen, R. Yu, Anal. Chim. Acta 2005, 528, 235;
78. Y. Fu, R. Yuan, L. Xu, Y. Chai, X. Zhong, D. Tang, Biochem. Eng. J. 2005, 23, 37;
79. C. Jianrong, M. Yuqing, H. Nongyue, W. Xiaohua, L. Sijiao Biotechnol. Adv. 2004, 22, 505.
80. S. Liu, Y.Liu, J. Li, M. Guo, L. Nie, S. Yao, J. Biochem. Biophys. Methods 2005, 63, 125.
81. K. Seol, S. A. Jelinskyl, E. L. Loechler, Mutat. Res-Rev. Mutat. 2000, 463, 215.
82. K. Esumi, J. Hara, N. Aihara, K. Usui, K. Torigoe, J. Colloid. Interface Sci. 1998, 208, 578.
83. K. H. Jennings, I. C.B. Marshall, M. J. Wilkinson, A. Kremer, A. J. Kirby, P. Camilleri, Langmuir 2000, 18, 2426.
84. C. McGregor, C. Perrin, M. Monck, P. Camilleri, A. J. Kirby, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 621.
85. F. Zhao, L. Huang, B. Zeng, D. Pang, Electrochem. Commun. 2004, 6, 319.
86. P. Toniolo, E. Taioli, Toxicol. Lett. 1995, 77, 231.
87. M. Guol, J. Chen, L. Nie, S. Yao, Electrochim. Acta 2004, 49, 2637.
88. C. Li, Y. Liu, J. H. T. Luong, Anal. Chem. 2005, 77, 478.
89. J. Wang, A. Kawde, Anal. Chim. Acta 2001, 431, 219.
90. M. Zhang, Y. Gong, C. Osiowy, G. Y. Minuk, Hepatology 2002, 36, 723,
91. J. Wang, G. Rivas, X. Cai, Electroanalysis 1997, 9, 395.
92. F. Patolsky, A. Lichtenstein, I. Willner, Nat. Biotechnol. 2001, 19, 253.
93. A. Bardea, F. Patolsky, A. Dagan, I. Willner, Chem. Commun. 1999, 21.
94. C. Ge, J. Liao, W. Yu, N. Gu, Biosens. Bioelectron. 2003, 18, 53.
95. Y. Fu, R. Yuan, L. Xu, Y. Chai, Y. Liu, D. Tang, Y. Zhang, J. Biochem. Biophys. Meth. 2005, 62, 163.
96. Q. A. Pankhurst, J. Connolly, S. K. Jones, J. Dobson, J. Phys. D: Appl. Phys. 2003, 36, R167.
97. M. Wang, C. Sun, L. Wang, X. Ji, Y. Bai, T. Li, Jinghong Li, J. Pharmaceut. Biomed. 2003, 33, 1117.
98. D. Tang, R. Yuan, Y. Chai, J. Dai, X. Zhong, Y. Liu, Bioelectrochemistry 2004, 65, 15.
99. M. Racchi, M. Mazzucchelli, E. Porrello, C. Lanni, S. Govoni, Pharmacol.Res. 2004, 50, 441.
100. H. Thielecke, A. Mack, A. Robitzki, Biosens. Bioelectron. 2001, 16, 261.
101. F. Patolsky, A. Lichtenstein, I. Willner, Chem. Eur. J. 2003, 9, 1137.
102. F. Lucarelli, G. Marrazza, M. Mascini, Biosens. Bioelectron. 2005, 20, 2001.
103. O. Lioubashevski, V. I. Chegel, F. Patolsky, E. Katz, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7133.
104. M. L. Mena, P. Yanez-Seden, J. M. Pingarron, Anal. Biochem. 2005, 336, 20.
105. X. Luo, J. Xu, W. Zhao, H. Chen, Sensor. Actuat. B-Chem 2004, 97, 249.
106. D. Pittet, Am. J. Infect. Control 2005, 33, 258.
107. L. L. Hause, R. A. Komorowski, F. Gayon, IEEE Trans. Biomed. Eng. 1981, 28, 403;
108. C. J. Felice, M. E. Valentinuzzi, M. I. Vercellone, R. E. Madrid, IEEE Trans. Biomed. Eng. 1992, 39, 1310;
109. C. J. Felice, R. E. Madrid, J. M. Olivera, V. I. Rotger, M. E. Valentinuzzi, J. Microbiol. Meth. 1999, 35, 37.
110. R. E. Madrid, C. J. Felice, M. E. Valentinuzzi, Trans. Biomed. Eng. 1999, 37, 789.
111. P. Silley, S. J. Forsythe, App. Bacteriol. 1996, 80, 233.
112. S. Gnan, L. O. Luedecke, J. Food Prot. 1982, 45, 4.
113. S. H. Flint, J. D. Brooks, J. Microbiol. Methods 2001, 44, 205.
114. H. P. Schwan, Med. Prog. Tech. 1993, 19, 163;
115. E. Georghiu, Bioelectrochem. Bioenerg. 1996, 40, 133;
116. G. J. Clambrone, V. F. Liu, D. C. Lin, R. P. McGuinness, G. K. Leung, S. Pitchford J. Biomol. Screen. 2004, 9, 467.
117. L. Yang, Y. Li, C. L. Griffis, M. G. Johnson, Biosens. Bioelectron 2004, 19, 1139.
118. L. Yang, C. Ruan, Y. Li, Biosens. Bioelectron. 2003, 19, 495.
119. S. M. Radke, E. C. Alocilja, Biosens. Bioelectron. 2005, 20, 1662.
120. J. Suehiro, D. Noutomi, M. Shutou, M. Hara, J. Electrostat. 2003, 58, 229.
121. E. V. Olsena, S. T. Pathiranab, A. M. Samoylovb, J. M. Barbareea, B. A. Chinc, W. C. Neelyd, V. Vodyanoyb, J. Microbiol. Methods 2003, 53, 273.
122. S. Susmel, G. G. Guilbault, C. K. O'Sullivan, Biosens. Bioelectron. 2003, 18, 881.