Detection of mismatched DNA on partially negatively charged diamond surfaces by optical and potentiometric methods

Journal of the American Chemical Society

Volumn 130, Issue 40, 2008, Pages 13251-13263

  Kuga, Shoma ^a   Yang, Jung Hoon ^a   Takahashi, Hironori ^a   Hirama, Kazuyuki ^a   Iwasaki, Takayuki ^a   Kawarada, Hiroshi ^a  

^a NONE

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMINES; CHARGE DENSITY; DIAMONDS; DNA; FLUORESCENCE; GENES; HYDROGEN; LIGHT EMISSION; LUMINESCENCE; NUCLEIC ACIDS; ORGANIC ACIDS; ORGANIC COMPOUNDS; OXYGEN; POTENTIOMETERS (ELECTRIC MEASURING INSTRUMENTS);

DIAMOND SURFACES; DNA HYBRIDIZATIONS; HIGH CONTRAST; MISMATCHED DNA; OPTICAL-; POTENTIOMETRIC METHODS; SURFACE CHARGE DENSITIES;

NONMETALS;

AMINE; COMPLEMENTARY DNA; DIAMOND; ELECTROLYTE; HYDROGEN; OXYGEN;

ARTICLE; BASE MISPAIRING; DNA HYBRIDIZATION; DNA PROBE; FLUORESCENCE; FLUORESCENCE MICROSCOPY; OPTICS; POTENTIOMETRY; PROTON TRANSPORT; SEMICONDUCTOR; SIGNAL TRANSDUCTION; SURFACE PROPERTY; X RAY PHOTOELECTRON SPECTROSCOPY;

BASE SEQUENCE; DNA; DNA PROBES; MODELS, MOLECULAR; NUCLEIC ACID CONFORMATION; NUCLEIC ACID DENATURATION; POTENTIOMETRY; SPECTROPHOTOMETRY; SURFACE PROPERTIES;

EID: 53549130463     PISSN: 00027863     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja710167z     Document Type: Article

References (59)

1. Pleskov, Y. V.; Sakharova, A. Y.; Krotova, M. D. J. Electroanal. Chem. 1987, 228, 19-27.
2. Shin, D.; Watanabe, H.; Nebel, C. E. Diamond Relat. Mater. 2006, 15, 121-128.
3. Yang, W.; Auciello, O.; Butler, J. E.; Cai, W.; Carlisle, J. A.; Gerbi, J. E.; Gruen, D. M.; Knickerbocker, T.; Lasseter, T. L.; Russell, J. N.; Smith, L. M.; Hamers, R. J. Nat. Mater. 2002, 1, 253-257.
4. Härtl, A.; Schmich, E.; Garrido, J. A.; Hernando, J.; Catharino, S. C.; Walter, S.; Feulner, P.; Kromka, A.; Steinmüller, D.; Stutzmann, M. Nat. Mater. 2004, 3, 736-742.
5. Nebel, C. E.; Shin, D.; Rezek, B.; Tokuda, N.; Uetsuka, H.; Watanabe, H. J. R. Soc. Interface 2007, 4, 439-461.
6. Zhang, G.-J.; Song, K.-S.; Nakamura, Y.; Ueno, T.; Funatsu, T.; Ohdomari, I.; Kawarada, H. Langmuir 2006, 22, 3728-3734.
7. Yang, J.-H.; Song, K.-S.; Zhang, G.-J.; Degawa, M.; Sasaki, Y.; Ohdomari, I.; Kawarada, H. Langmuir 2006, 22, 11245-11250.
8. Wang, H.; Griffiths, J.-P.; Egdell, R. G.; Monoleny, G. M.; Foord, S. J. Langmuir 2008, 24, 862-868.
9. Wang, X.; Colavita, P. E.; Metz, K. M.; Butler, J. E.; Hamers, R. J. Langmuir 2007, 23, 11623-11630.
10. Kawarada, H.; Araki, Y.; Sakai, T.; Ogawa, T.; Umezawa, H. Phys. Status Solidi A 2001, 185, 79-83.
11. Han, Y.; Offenhauser, A.; Ingebrandt, S. Surf. Interface Anal. 2006, 38, 176-181.
12. Prushothaman, S.; Toumazou, C.; Ou, C. P. Sens. Actuators, B 2006, 114, 964-968.
13. Song, K. S.; Sakai, T.; Kanazawa, H.; Araki, H.; Umezawa, H.; Tachiki, M.; Kawarada, H. Biosens. Bioelectron. 2003, 19, 137-140.
14. Song, K. S.; Degawa, M.; Nakamura, Y.; Kanazawa, H.; Umezawa, H.; Kawarada, H. Jpn. J. Appl. Phys. 2004, 43, L814-L817.
15. Song, K. S.; Nakamura, Y.; Sasaki, Y.; Degawa, M.; Yang, J. H.; Kawarada, H. Anal. Chim. Acta 2006, 573-574, 3-8.
16. Sakai, T.; Song, K. S.; Kanazawa, H.; Nakazawa, H.; Umezawa, H.; Tachiki, M.; Kawarada, H. Diamond Relat. Mater. 2003, 12, 1971-1975.
17. Kanazawa, H.; Song, K. S.; Sakai, T.; Nakazawa, Y.; Tachiki, M.; Kawarada, H. Diamond Relat. Mater. 2003, 12, 618-622.
18. Poghossian, A.; Cherstvy, A.; Ingebrant, S.; Offenhausser, A.; Schoning, M. J. Sens. Actuators, B 2005, 111, 470-480.
19. Drummand, T. G.; Michael, G. H.; Jaqueline, K. B. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1192-1199.
20. Uno, T.; Tabata, H.; Kawai, T. Anal. Chem. 2007, 79, 52-59.
21. Song, K. S.; Zhang, G. J.; Nakamura, Y.; Furukawa, K.; Hiraki, T.; Yang, J. H.; Funatsu, T.; Ohdomari, I.; Kawarada, H. Phys. Rev. E 2006, 74, 041919.
22. Allahverdyan, A. E.; Gevorkian, Z. S.; Hu, C.; Nieuwenhuizen, T. M. Phys. Rev. Lett. 2006, 96, 098302.
23. Carre, A.; Lacarriere, V.; Birch, W. J. Colloid Interface Sci. 2003, 260, 49-55.
24. Ulman, A. Chem. Rev. 1996, 96, 1533-1554.
25. Lussi, J. W.; Michel, R.; Reviakine, I.; Falconnet, D.; Goessl, A.; Csus, G.; Hubbell, J. A.; Textor, M. Prog. Surf. Sci. 2004, 76, 55-69.
26. Zang, J.; Song, S.; Zang, L.; Wang, L.; Wu, H.; Pan, D.; Fan, C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8575-8580.
27. Tachiki, M.; Kaibara, Y.; Shigeno, M.; Kanazawa, H.; Banno, T.; Song, K. S.; Umezawa, H.; Kawarada, H. Phys. Status Solidi A 2003, 199, 39-43.
28. Andruzzi, L.; Nickel, B.; Schwake, G.; Radler, J. O.; Sohn, K. E.; Mates, T. E.; Kramer, J. E. Surf. Sci. 2007, 601, 4984-4992.
29. Park, S.; Lee, K. B.; Choi, I. S.; Langer, R.; Jon, S. Langmuir 2007, 23, 10902-10905.
30. Rezek, B.; Shin, D.; Nakamura, T.; Nebel, C. E. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3884-3885.
31. Knickerbocker, T.; Strother, T.; Schwartz, M. P.; Russell, J. N., Jr.; Butler, J.; Smith, L. M.; Hamers, R. J. Langmuir 2003, 19, 1938-1942.
32. Rho, A.; Jahng, D.; Lim, J. H.; Choi, J.; Chang, J. H.; Lee, S. C.; Kim, K. J. Biosens. Bioelectron. 2008, 23, 852-856.
33. Love, J. C.; Estroff, L. A.; Kriebel, J. K.; Nuzzo, R. G.; Whitesides, G. M. Chem. Rev. 2005, 105, 1103-1169.
34. Hong, B. J.; Sunkara, V.; Park, J. W. Nucleic Acids Res. 2005, 33, e106.
35. Gurtner, C.; Tu, E.; Jamshidi, N.; Haigis, R. W.; Onofrey, T. J.; Edman, C. F.; Sosnowski, R.; Wallace, B.; Heller, M. J. Electrophoresis 2002, 23, 1543-1550.
36. Heaton, R. J.; Peterson, A. W.; Georgiadis, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 3701-3704.
37. Ueda, K.; Kasu, M.; Yamauchi, Y.; Makimoto, T.; Schwitters, M.; Twitchen, D. J.; Scarsbrook, G. A.; Coe, S. E. Diamond Relat. Mater. 2006, 15, 1954-1957.
38. Hirama, K.; Takayanagi, H.; Yamauchi, S.; Yang, J. H.; Kawarada, H.; Umezawa, H. Appl. Phys. Lett. 2008, 92, 112107.
39. Hokazono, A.; Kawarada, H. Jpn. J. Appl. Phys. 1997, 36, 7133-7139.
40. Diaz, J.; Paolicelli, G.; Ferrer, S.; Comin, F. Phys. Rev. B 1996, 45, 8064-8069.
41. Paik, N. Surf. Coat. Technol. 2005, 200, 2170-2174.
42. Abdul majeed, R. M. A.; Datar, A.; Bhoraskar, S. V.; Bhoraskar, V. N. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. B 2007, 258, 345-351.
43. Sahoo, R. R.; Patnaic, A. Appl. Surf. Sci. 2005, 245, 26-38.
44. Chau, L. K.; Porter, M. D. J. Colloid Interface Sci. 1991, 145, 283-286.
45. Härtl, A.; Garrido, J. A.; Nowy, S.; Zimmermann, R.; Werner, C.; Horinek, D.; Netz, R.; Stutzman, M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 1287-1292.
46. Sphehar-Deleze, A. M.; Schmidt, L.; Neier, R.; Kulmala, S.; Rooji, N. D.; Koudelica-Hep, M. Biosens. Bioelectron. 2006, 22, 722-729.
47. Sosnowski, R. G.; Tu, E.; Butler, W. F.; O'Connell, J. P.; Heller, M. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1997, 94, 1119-1123.
48. Peterson, A. W.; Heaton, R. J.; Georgiadis, R. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 7837-7838.
49. Kawarada, H. In Thin Film Diamond II; Nebel, C. E., Ristein, J., Eds.; Semiconductors and Semimetals, Vol. 77; Elsevier: Amsterdam, 2004; pp 328-332.
50. Manning, G. S. Macromolecules 2001, 34, 4650-4655.
51. Israelachvili, J. Intermolecular and Surface Forces; Academic Press: London, 1985; pp 176-181.
52. Yang, J. H.; Song, K. S.; Kuga, S.; Kawarada, H. Jpn. J. Appl. Phys 2006, 45, L1114-L1117.
53. Dipalo, M.; Pietzka, C.; Denisenko, A.; El-Hajj, H.; Kohn, E. Diamond Relat. Mater. 2008, 17, 1241-1247.
54. Swain, G. M.; Ramesham, R. Anal. Chem. 1993, 65, 345-351.
55. Tsuruoka, M.; Yano, K.; Ikebukuro, K.; Nakayama, H.; Masuda, Y.; Karube, I. J. Biotechnol. 1996, 48, 201-208.
56. Nihira, T.; Mizuno, M.; Tonozuka, T.; Sakano, Y.; Mori, T.; Okahata, Y. Biochemistry 2005, 44, 9456-9461.
57. Jeng, S. E.; Moll, E. A.; Roy, C. A.; Gastala, B. J.; Strano, S. M. Nano Lett. 2006, 6, 371-375.
58. Bunimovich, L. Y.; Shin, S. Y.; Yeo, W. S.; Amori, M.; Kwang, G.; Heath, R. J. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16323-16331.
59. Yang, G.; Wolf, K. L.; Georgiadis, R. M. Nucleic Acids Res. 2006, 34, 3370-3377.