Label-free DNA biosensors based on functionalized carbon nanotube field effect transistors

Nano Letters

Volumn 9, Issue 2, 2009, Pages 530-536

  Martínez, Maria Teresa ^a,b   Tseng, Yu Chih ^c   Ormategui, Nerea ^d   Loinaz, Iraida ^d   Eritja, Ramon ^e   Bokor, Jeffrey ^b,c  

^a INSTITUTO DE CARBOQUÍMICA   (Spain)

^b LAWRENCE BERKELEY NATIONAL LABORATORY   (United States)

^c UNIVERSITY OF CALIFORNIA   (United States)

^d Centro de Investigacion Tecnologica En Electroquimica   (Spain)

^e INSTITUTE FOR RESEARCH IN BIOMEDICINE   (Spain)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

A CARBONS; BASE PAIRS; DNA BIOSENSORS; DNA HYBRIDIZATIONS; FUNCTIONALIZED CARBON NANOTUBES; LABEL-FREE; METHYL METHACRYLATES; NEW APPROACHES; POLY(ETHYLENE-GLYCOL); SPECIFIC ADSORPTIONS; TRANSISTOR PARAMETERS;

ADSORPTION; BIOSENSORS; CHARGE TRAPPING; DNA; FIELD EFFECT TRANSISTORS; GENES; NUCLEIC ACIDS;

CARBON NANOTUBES;

CARBON NANOTUBE; DNA;

ARTICLE; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; DNA PROBE; GENETIC PROCEDURES; METHODOLOGY; SEMICONDUCTOR; ULTRASTRUCTURE;

BIOSENSING TECHNIQUES; DNA; DNA PROBES; MICROSCOPY, ATOMIC FORCE; MOLECULAR STRUCTURE; NANOTUBES, CARBON; TRANSISTORS;

EID: 63649083293     PISSN: 15306984     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/n18025604     Document Type: Article

References (79)

1. Castaneda, M. T.; Merkoci, A.; Pumera, M.; Alegret. S. Biosens. Bioelectron. 2007, 22, 1961.
2. Palecek, E.; Men, F. Crit. Rev. Anal. Chem. 2002, 32, 261.
3. Wang, J.; Polsky, R.; Merkoci, A.; Turner, K. L. Lanemuir 2003, 19, 989.
4. Katz, E.; Willner, I. Chem. Phys. Chem 2004, 5, 1084.
5. Gosser, D. K. Cyclic Voltammetry, Simulation and Analysis of Reaction Mechanisms; VCH Publishers, Inc.: New York, 1994.
6. Eggins, B. Chemical sensors and biosensors. Analytical Techniques in the Sciences: John Wiley & Sons: West Sussex, England, 2002.
7. Martins, M. C. L.; Eonseca, C.; Barbosa, M. A.; Ratner, B. D. Biomaterials 2003, 24, 3697.
8. Katz, E.; Willner, I. Electroanalysis 2003, 15, 913.
9. Poghossian, A.; Cherstvy, A.; Ingebrandt, S. A.; Offenhausser, A.; Schöning, M. J. Sens. Actuators, B 2005, 111, 470.
10. Grieshaber, D.; Mackenzie. R.; Vörös, J.; Reimhult, E. Sensors 2008, 8, 1400.
11. Bearinger, J. P.; Voros, J.; Hubbell, J. A.; Textor, M. Biotechnol. Bioeng. 2003, 82, 465.
12. Brusatori, M. A.; Van Tassel, P. R. Biosens. Bioelectron. 2003, 18, 1269.
13. Yu, Y.; Jin, G. J. Colloid Interface Sci. 2005, 283, 477.
14. Marx, K. Biomacromolecules 2002, 4, 1099.
15. Sun, P.; Laforge, F. O.; Mirkin, M. V. Phys. Chem. Chem. Phys. 2007, 9, 802.
16. Edwards, M. A.; Martin, S.; Whitworth, A. L.; Macpherson, J. V.; Unwin, P. R. Physiol. Meas. 2006, 27, R63.
17. Fortin, E.; Defontaine, Y.; Mailley, P.; Livache, T.; Szunerits, S. Electroanalysis 2005, 17, 495.
18. Xiang, C. H.; Xie, Q. J.; Hu, J. M.; Yao, S. J. Electroanal. Chem. 2005, 584, 201.
19. Boldt, F. M.; Heinze, J.; Diez, M.; Petersen, J.; Borsch, M. Anal. Chem. 2004, 76, 3473.
20. Shi, G. D.; Garfias-Mesias, L. F.; Smyrl, W. H. J. Electrochem. Soc. 1998, 145, 2011.
21. Fan, F. R. F.; Cliffel. D.; Bard, A. J. Anal. Chem. 1998, 70, 2941.
22. Amemiva, S.; Guo, J. D.; Xiong, H.; Gross, D. A. Anal. Biochem. 2006, 386, 458.
23. Chaniotakis, N.; Sofikiti, N. Anal. Chim. Acta 2008, 615, 1.
24. Michalet, X.; Pinaud, F. F.; Bentolila, L. A.; Tsay, J. M.; Doose, S.; Li, J. J.; Sundaresan, G.; Wu, A. M.; Gambhir, S. S.; Weiss, S. Science 2005, 307, 538.
25. Reinhard, B. M.; Siu, M.; Agarwal, H.; Alivisatos, A. P.; Liphardt, J. Nano Lett. 2005, 5, 2246.
26. Bunimovich, Y. L.; Shin, Y. S.; Amori, M.; Kwong, G.; Heath, J. R. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16323.
27. Jimenez, J.; Sheparovych, R.; Pita, M.; Narváez García, A.; Dominguez, E.; Minko, S.; Katz, E. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 7337.
28. Tans, S. J.; Verschueren, A. R. M.; Dekker, C. Nature 1998, 393, 49.
29. Patolsky, F.; Zheng, G. F.; Lieber, C. M. Anal. Chem. 2006, 78, 4260.
30. Chemla, Y. R.; Grossman, H. L.; Poon, Y.; McDermott, R.; Stevens, M. D.; Alper, M. D.; Clarke, J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 14268.
31. Baselt, D. R.; Lee, G. U.; Natesan, M.; Metzger, S. W.; Sheehan, P. E.; Colton, R. J. Biosens. Bioelectron. 1998, 13, 731.
32. Barone, P. W.; Baik, S.; Heller, D. A.; Strano, M. S. Nat. Mater. 2005, 4, 86.
33. Souteyrand, E.; Cloarec, J. P.; Martin, J. R.; Wilson, C.; Lawrence, I.; Mikkelson, S.; Lawrence, M. F. J. Phys. Chem. B 1997, 101, 2980.
34. Libo, G.; Jinghong, H.; Hong, Z.; Xiang, C. Proc. SPIE 2001, 4414, 47.
35. Fritz, J.; Cooper, E. B.; Gaudet, S.; Sorger, P. K.; Manalis, S. R. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2002, 99, 14142.
36. Perkins, F. K.; Tender, L. M.; Fertig, S. J.; Peckerar, M. C. Proc. SPIE- Int. Soc. Opt. Eng. 2002, 4608, 251.
37. Wei, F.; Sun, B.; Guo, Y.; Zhao, X. S. Biosens. Bioelectron. 2003, 18, 1149.
38. Kim, D.-S.; Jeong, Y.-T.; Lyu, H.-K.; Park, H.-J.; Kim, H. S.; Shin, J.-K.; Choi, P.; Lee, J.-H.; Lim, G.; Ishida, M. Jon. J. Appl. Phys. 2003, 42, 4111.
39. Kim, D.-S.; Jeong, Y.-T.; Lyu, H.-K.; Park, H.-J.; Shin, J.-K.; Choi, P.; Lee, J.-H.; Lim, G. Biosens. Bioelectron. 2004, 20, 69.
40. Kim, D.-S.; Jeong, Y. T.; Liu, H.-K.; Park, H. J.; Kim, H. S.; Shin, J.-K.; Choi, P.; Lee, J. H.; Lim, G.; Ishida, M. Jpn. J. Appl. Phys. 2003, 42, 4111.
41. Uslu, F.; Ingebrandt, S.; Mayer, D.; Böcker-Meffert, S.; Odenthal, M.; Offenhäusser, A. Biosens. Bioelectron. 2004, 19, 1723.
42. Dashiell, M. W.; Kalambur, A. T.; Leeson, R.; Roe, K. J.; Rabolt, J. F.; Kolodzey, J. Proceeding of the IEEE Lester Eastman Conference, Delaware, 2002; Lunardi, L., Ed.; p 259.
43. Berney, H.; West, J.; Haefele, E.; Alderman, J.; Lane, W.; Collins, J. K. Sens. Actuators, B 2000, 68, 100.
44. Pouthas, F.; Gentil, C.; Cote, D.; Bockelmann, U. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 1594.
45. Zhang, Q.; Subramanian, V. Biosens. Bioelectron. 2007, 22, 3182.
46. Gruner, G. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 384, 322.
47. Avouris, P. MRS Bull. 2004, 29, 403.
48. Mattel, R.; Schmidt, T.; Shea, H. R.; Hertel, T.; Avouris, P. Appl. Phys. Lett. 1998, 73, 2447.
49. Chen, Z. H.; Appenzeller, J.; Lin, Y. M.; Sippel-Oakley, J.; Rinzler, A. G.; Tang, J. Y.; Wind, S. J.; Solomon, P. M.; Avouris, P. Science 2006, 311, 1735.
50. Yang, W.; Thordarson, P.; Gooding, J.; Ringer, S. P.; Braet, P. Nanotechnology 2007, 18, 412001.
51. Javey, A.; Guo, J.; Wang, Q.; Lundstrom, M.; Dai, H. Nature 2003, 424, 654.
52. Lu, Y.; Bangsaruntip, S.; Wang, X.; Zhang, L.; Nishi, Y.; Dai, H. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3519.
53. Besteman, K.; Lee, J. O.; Wtertz, F. G. M.; Heering, H. A.; Dekker, C. Nano Lett. 2003, 3, 727.
54. Bradley, K.; Briman, M.; Star, A.; Gruner, G. Nano Lett. 2004, 4, 253.
55. Star, A.; Gabriel, J. C. P.; Bradley, K.; Gruner, G. Nano Lett. 2003, 3, 459.
56. Boussaad, S.; Tao, N. J.; Zhang, R.; Hopson, T.; Nagahara, L A. Chem. Commun. 2003, 13, 1502.
57. Chen, R. J.; Bangsaruntip, S.; Drouvalakis, K. A.; Kam, N. W. S.; Shim, M.; Li, Y.; Kim, W.; Utz, P. J.; Dai, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 4984.
58. Abe, M.; Murata, K.; Kojima, A.; Ifuku, Y.; Shimizu, M.; Ataka, T.; Matsumoto, K. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 8667.
59. Star, A.; Tu, E.; Niemann, J.; Gabriel, J.-C. P.; Jomer, C. S.; Valcke, C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103, 921.
60. Gui, E. L.; Li, L. J.; Zhang, K. K.; Xu, Y. P.; Dong, X. C.; Ho, X. N.; Lee, P. S.; Kasim, J.; Shen, Z. X.; Rogers, J. A.; Mhaisalkar, S. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14427.
61. Bradley, K.; Gabriel, J.-C. P.; Briman, M.; Star, A.; Grüner, G. Phys. Rev. Lett. 2003, 91, 218301.
62. Heller, I.; Janssens, A. M.; Mannik, J.; Minot, E. D.; Lemay, S. G.; Dekker, C. Nano Lett. 2008, 8, 591.
63. Kauffman, D. R.; Star, A. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1197.
64. Kong, K. J.; Chang, H.; Lee J. O. Technical Proceedings of the 2007 NSTT Nanotech Conference, Santa Clara, California, 2007; Laudon, M., Romanowicz, B., Eds.; Vol 1, p 532.
65. Manohar, S.; Tang, T.; Jagota, A. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 17835.
66. Lubin, A. A.; Lai, R. Y.; Baker, B. R.; Heeger, A. J.; Plaxco, K. W. Anal. Chem. 2006, 78, 5671.
67. Baker, S.; Tse, K. Y.; Hindm, E.; Nichols, B. M.; Clare, T. M.; Hamers, R. J. Chem. Mater. 2005, 17, 4971.
68. Tseng, Y. C.; Phoa, K.; Carlton, D.; Bokor, J. Nano Lett. 2006, 6, 1364.
69. Tuncel, A. Colloid Polym. Sci. 2000, 278, 1126.
70. Beyer, M.; Felgenhauer, T.; Bischoff, F. R.; Breitling, F.; Stadler, V. Biomaterials 2006, 27, 3505.
71. Chen, E. S.; Chen, E. C. M. Bioelectrochem. Bioenerg. 1998, 46, 15.
72. Kim, W.; Javey, A.; Vermesh, O.; Wang, Q.; Li, Y.; Dai, H. Nano Lett. 2003, 3, 193.
73. Chen, Z.; Appenzeller, J.; Knoch, J.; Lin, Y. M.; Avouris, P. Nano Lett. 2005, 5, 1497.
74. Gasteiger, J.; Marsili, M. Tetrahedron 1980, 36, 3219.
75. Giese, B. Annu. Rev. Biochem. 2002, 71, 51.
76. Kan, Y.; Schuster, G. B. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10857.
77. Kuemmeth, F.; Ilani, S.; Ralph, D. C.; McEuen, P. L. Nature 2008, 452, 448.
78. Radosavljevic, M.; Appenzeller, J.; Avouris, P.; Knoch, J. Appl. Phys. Lett. 2004, 84, 3693.
79. Collins, P. G.; Bradley, K.; Ishigami, M.; Zettl, A. Science 2000, 287, 1801.