Vertically aligned carbon nanofiber arrays record electrophysiological signals from hippocampal slices

Nano Letters

Volumn 7, Issue 8, 2007, Pages 2188-2195

  Yu, Zhe ^a   McKnight, Timothy E ^b   Ericson, M Nance ^b   Melechko, Anatoli V ^b   Simpson, Michael L ^b   Morrison III, Barclay ^a  

^a Columbia University ^*

^b OAK RIDGE NATIONAL LABORATORY   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOCOMPATIBILITY; ELECTROPHYSIOLOGY; INTERFACES (MATERIALS); MICROELECTRODES; NEUROLOGY;

CARBON NANOFIBER ARRAYS; ELECTROPHYSIOLOGICAL SIGNALS; ULTRAMICROELECTRODE; VERTICALLY ALIGNED CARBON NANOFIBER (VACNF);

CARBON NANOFIBERS;

NANOTUBE;

ANIMAL; ARTICLE; CELL CULTURE; CHEMISTRY; CONFORMATION; CRYSTALLIZATION; ELECTROPHYSIOLOGY; EQUIPMENT; EQUIPMENT DESIGN; HIPPOCAMPUS; INSTRUMENTATION; MACROMOLECULE; MATERIALS TESTING; METHODOLOGY; MICROELECTRODE; NANOTECHNOLOGY; NERVE CELL NETWORK; PARTICLE SIZE; PHYSIOLOGY; RAT; SURFACE PROPERTY; ULTRASTRUCTURE;

ANIMALS; CELLS, CULTURED; CRYSTALLIZATION; ELECTROPHYSIOLOGY; EQUIPMENT DESIGN; EQUIPMENT FAILURE ANALYSIS; HIPPOCAMPUS; MACROMOLECULAR SUBSTANCES; MATERIALS TESTING; MICROELECTRODES; MOLECULAR CONFORMATION; NANOTECHNOLOGY; NANOTUBES; NERVE NET; PARTICLE SIZE; RATS; SURFACE PROPERTIES;

EID: 34548178078     PISSN: 15306984     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl070291a     Document Type: Article

References (73)

1. Pine, J. In Advances in Network Electrophysiology; Taketani, M., Baudry, M., Eds.; Springer Science+Business Media: New York, 2006; pp 3-23.
2. Potter, S. M. Prog. Brain Res. 2001, 130, 49-62.
3. Thomas, C. A., Jr.; Springer, P. A.; Loeb, G. E.; Berwald-Netter, Y.; Okun, L. M. Exp. Cell Res. 1972, 74, 61-66.
4. Marrese, C. A. Anal. Chem. 1987, 59, 217-218.
5. Gesteland, R. C.; Howland, B.; Lettvin, J. Y.; Pitts, W. H. Proc. IRE 1959, 47, 1856-1862.
6. Robinson, D. A. Proc. IEEE 1968, 56, 1065-1071.
7. Gross, G. W.; Rieske, E.; Kreutzberg, G. W.; Meyer, A. Neurosci. Lett. 1977, 6, 101-105.
8. Gross, G. W. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1979, 26, 273-279.
9. Pine, J. J. Neurosci. Methods 1980, 2, 19-31.
10. Gross, G. W.; Williams, A. N.; Lucas, J. H. J. Neurosci. Methods 1982, 5, 13-22.
11. Novak, J. L.; Wheeler, B. C. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1986, 33, 196-202.
12. Novak, J. L.; Wheeler, B. C. J. Neurosci. Methods 1988, 23, 149-59.
13. Wheeler, B. C.; Novak, J. L. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1986, 33, 1204-1212.
14. Gross, G. W.; Wen, W. Y.; Lin, J. W. J. Neurosci. Methods 1985, 15, 243-252.
15. Gross, G. W.; Rhoades, B. K.; Reust, D. L.; Schwalm, F. U. J. Neurosci. Methods 1993, 50, 131-143.
16. Regehr, W. G.; Pine, J.; Cohan, C. S.; Mischke. M. D.; Tank, D. W. J. Neurosci. Methods 1989, 30, 91-106.
17. Thiebaud, P.; de Rooij, N. F.; Koudelka-Hep, M.; Stoppini. L. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1997, 44, 1159-1163.
18. Hakkoum, D.; Muller, D.; Stoppini, L. In Advances in Network Electrophysiology; Taketani, M., Baudry, M., Eds.; Springer Science+Business Media: New York, 2006; pp 112-126.
19. Gholmieh, G.; Soussou, W.; Han, M.; Ahuja, A.; Hsiao, M. C.; Song, D.; Tanguay, A. R., Jr.; Berger, T. W. J. Neurosci. Methods 2006, 152, 116-129.
20. Hutzler, M.; Lambacher, A.; Eversmann, B.; Jenkner, M.; Thewes, R.; Fromherz, P. J. Neurophysiol. 2006, 96, 1638-1645.
21. Smith, S. L.; Judy, J. W.; Otis, T. S. J. Neurosci. Methods 2004, 133, 109-114.
22. Patolsky, F.; Timko, B. P.; Yu, G.; Fang, Y.; Greytak. A. B.; Zheng, G.; Lieber, C. M. Science 2006, 313, 1100-1104.
23. Teyler, T. J. Brain Res. Bull. 1980, 5, 391-403.
24. Heuschkel, M. O.; Fejtl, M.; Raggenbass, M.; Bertrand, D.; Renaud, P. J. Neurosci. Methods 2002, 114, 135-148.
25. Heuschkel, M. O.; Wirth, C.; Steidl, E.; Buisson, B. In Advances in Network Electrophysiology; Taketani, M., Baudry, M., Eds.; Springer Science+Business Media: New York, 2006; pp 69-111.
26. Nam, Y.; Wheeler, B. C.; Heuschkel, M. O. J. Neurosci. Methods 2006, 155, 296-299.
27. Jahnsen, H.; Kristensen, B. W.; Thiebaud, P.; Noraberg, J.; Jakobsen, B.; Bove, M.; Martinoia, S.; Koudelka-Hep, M.; Grattarola, M.; Zimmer, J. Methods 1999, 18, 160-172.
28. Kristensen, B. W.; Noraberg, J.; Thiebaud, P.; Koudelka-Hep, M.; Zimmer, J. Brain Res. 2001, 896, 1-17.
29. Thiebaud, P.; Beuret, C.; Koudelka-Hep, M.; Bove, M.; Martinoia, S.; Grattarola, M.; Jahnsen, H.; Rebaudo, R.; Balestrino, M.; Zimmer, J.; Dupont, Y. Biosens. Bioelectron. 1999, 14, 61-65.
30. Peters, J. L.; Miner, L. H.; Michael, A. C.; Sesack, S. R. J. Neurosci. Methods 2004, 137, 9-23.
31. Webster, T. J.; Waid, M. C.; McKenzie, J. L.; Price, R. L.; Ejiofor, J. U. Nanotechnology 2004, 15, 48-54.
32. Adams, D.; Williams, D. F.; Hill, J. J. Biomed. Mater. Res. 1978, 12, 35-42.
33. Thostensona, E. T.; Renb, Z.; Chou, T. W. Compos. Sci. Technol. 2001, 61, 1899-1912.
34. Li, J.; Cassell, A.; Delzeit, L.; Han, J.; Meyyappan, M. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 9299-9305.
35. Merkulov, V. I.; Lowndes, D. H.; Wei, Y. Y.; Eres, G.; Voelkl, E. Appl. Phys. Lett. 2000, 76, 3555-3557.
36. Merkulov, V. I.; Melechko, A. V.; Guillorn, M. A.; Simpson, M. L.; Lowndes, D. H.; Whealton, J. H.; Raridon, R. J. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 4816-4818.
37. Merkulov, V. I.; Hensley, D. K.; Melechko, A. V.; Guillorn, M. A.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 10570-10577.
38. Merkulov, V. I.; Melechko, A. V.; Guillorn, M. A.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. Appl. Phys. Lett. 2002, 80, 476-478.
39. Merkulov, V. I.; Melechko, A. V.; Guillorn, M. A.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. Chem. Phys. Lett. 2001, 350, 381-385.
40. Merkulov, V. I.; Guillorn, M. A.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L.; Voelkl, E. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 1178-1180.
41. Merkulov, V. I.; Melechko, A. V.; Guillorn, M. A.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. Appl. Phys. Lett. 2001, 79, 2970-2972.
42. Merkulov, V. I.; Lowndes, D. H.; Baylor, L. R. J. Appl. Phys. 2001, 89, 1933-1937.
43. Melechko, A. V.; Merkulov, V. I.; Lowndes, D. H.; Guillorn, M. A.; Simpson, M. L. Chem. Phys. Lett. 2002, 356, 527-533.
44. Melechko, A. V.; McKnight, T. E.; Hensley, D. K.; Guillorn, M. A.; Borisevich, A. Y.; Merkulov, V. I.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. Nanotechnology 2003, 14, 1029-35.
45. McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Guillorn, M. A.; Merkulov, V. I.; Doktycz, M. J.; Culbertson, C. T.; Jacobson, S. C.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 10722-10728.
46. Guillorn, M. A.; McKnight, T. E.; Melechko, A.; Merkulov, V. I.; Britt, P. F.; Austin, D. W.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. J. Appl. Phys. 2002, 91, 3824-3828.
47. McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Austin, D. W.; Sims, T.; Guillorn. M. A.; Simpson, M. L. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 7115-7125.
48. Fletcher, B. L.; McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Hensley, D. K.; Thomas, D. K.; Ericson, M. N.; Simpson, M. L. Adv. Mater. 2006, 18, 1689-1694.
49. Melechko, A. V.; Merkulov, V. I.; McKnight, T. E.; Guillorn, M. A.; Klein, K. L.; Lowndes, D. H.; Simpson, M. L. J. Appl. Phys. 2005, 97.
50. McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Fletcher, B. L.; Jones, S. W.; Hensley, D. K.; Peckys, D. B.; Griffin, G. D.; Simpson, M. L.: Ericson, M. N. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 15317-15327.
51. McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Hensley, D. K.; Mann, D. G. J.; Griffin, G. D.; Simpson, M. L. Nano Lett. 2004, 4, 1213-1219.
52. Morrison, B., III; Pringle, A. K.; McManus, T.; Ellard, J.; Bradley, M.; Signorelli, F.; Iannotti, F.; Sundstrom, L. E. Br. J. Pharmacol. 2002, 137, 1255-1268.
53. Stoppini, L.; Buchs, P.-A.; Muller, D. J. Neurosci. Methods 1991, 37, 173-182.
54. Kerkut, G. A.; Wheal, H. W. Electrophysiology of isolated mammalian CNS preparations; Academic Press: London, 1981.
55. Freeman, J. A.; Nicholson, C. J. Neurophysiol. 1975, 38, 369-382.
56. Taube, J. S.; Schwartzkroin, P. A. J. Neurosci. 1988, 8, 1645-1655.
57. Holsheimer, J. Exp. Brain Res. 1987, 67, 402-410.
58. Yeckel, M. F.; Berger, T. W. J. Neurosci. 1998, 18, 438-450.
59. Schroeder, C. E.; Mehta, A. D.; Givre, S. J. Cereb. Cortex 1998, 8, 575-592.
60. Lakatos, P.; Chen, C. M.; O'Connell, M. N.; Mills, A.; Schroeder, C. E. Neuron 2007, 53, 279-292.
61. Shimono, K.; Brucher, F.; Granger, R.; Lynch, G.; Taketani, M. J. Neurosci. 2000, 20, 8462-8473.
62. Shimono, K.; Kubota, D.; Brucher, F.; Taketani, M.; Lynch, G. Brain Res. 2002, 950, 279-287.
63. Wang, K.; Fishman, H. A.; Dai, H.; Harris, J. S. Nano Lett. 2006, 6, 2043-2048.
64. Li, J.; Stevens, R.; Delzeit, L.; Ng, H. T.; Cassell, A.; Han, J.; Meyyappan, M. Appl. Phys. Lett. 2002, 81, 910-912.
65. Chauhan, N. B.; Figlewicz, H. M.; Khan, T. Int. J. Dev. Neurosci. 1999, 17, 255-264.
66. Fletcher, B. L.; McKnight, T. E.; Melechko, A. V.; Simpson, M. L.; Doktycz, M. J. Nanotechnology 2006, 17, 2032-2039.
67. McKnight, T. E.; Peeraphatdit, C.; Jones, S. W.; Fowlkes, J. D.; Fletcher, B. L.; Klein, K. L.; Melechko, A. V.; Doktycz, M. J.; Simpson, M. L. Chem. Mater. 2006, 18, 3203-3211.
68. Pantano, P.; Kuhr, W. G. Anal. Chem. 1993, 65, 623-630.
69. Oldenziel, W. H.; Westerink, B. H. Anal. Chem. 2005, 77, 5520-5528.
70. Pennington, J. M.; Millar, J.; Jones, C. P. L.; Owesson, C. A.; McLaughlin, D. P.; Stamford, J. A. J. Neurosci. Methods 2004, 140, 5-13.
71. Stamford, J. A.; Palij, P.; Davidson, C.; Jorm, C. M.; Millar, J. J. Neurosci. Methods 1993, 50, 279-290.
72. Johnson, M. D.; Franklin, R. K.; Scott, K. A.; Brown, R. B.; Kipke, D. R. Proc. IEEE. Eng. Med. Biol. Conf. 2005, 27, 7325-7328.
73. Boo, H.; Jeong, R. A.; Park, S.; Kim, K. S.; An, K. H.; Lee, Y. H.; Han, J. H.; Kim, H. C.; Chung, T. D. Anal. Chem. 2006, 78, 617-620.