Artificial nano-bio-complexes: Effects of nanomaterials on biomolecular reactions and applications in biosensing and detection

Journal of Nanoscience and Nanotechnology

Volumn 9, Issue 4, 2009, Pages 2247-2255

  Mi, Lijuan ^a   Zhang, Xiaodong ^b   Yang, Wenchao ^b   Wang, Lihua ^a   Huang, Qing ^a   Fan, Chunhai ^a   Hu, Jun ^a,b  

^a SHANGHAI INSTITUTE OF APPLIED PHYSICS   (China)

^b SHANGHAI JIAO TONG UNIVERSITY   (China)

Author keywords

Biomolecular reaction; Biomolecule; Biosensing; Detection; Nanomaterial

Indexed keywords

ART RESEARCH; BIOMOLECULAR REACTION; BIOMOLECULAR REACTIONS; BIOSENSING; COMPLICATED SYSTEMS; DETECTION; DIAGNOSTIC TOOLS; DNA TARGETS; HIGHLY SENSITIVE; IN-VITRO; IN-VIVO; MATRIX; NANO-MATERIALS; NANOMATERIAL; NATIVE ENZYMES; SURFACE FUNCTIONAL GROUPS;

BIOMOLECULES; BIOSENSORS; CATALYSTS; DNA; ENZYME IMMOBILIZATION; ENZYMES; FUNCTIONAL GROUPS; GENES; NUCLEIC ACIDS; SIGNAL TRANSDUCTION;

NANOSTRUCTURED MATERIALS;

IMMOBILIZED ENZYME; NANOMATERIAL; NUCLEIC ACID;

CHEMISTRY; GENETIC PROCEDURES; METABOLISM; METHODOLOGY; NANOTECHNOLOGY; REVIEW;

BIOSENSING TECHNIQUES; ENZYMES, IMMOBILIZED; NANOSTRUCTURES; NANOTECHNOLOGY; NUCLEIC ACIDS;

EID: 66449083915     PISSN: 15334880     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1166/jnn.2009.SE25     Document Type: Review

References (94)

1. N. S. Tambe and B. Bhushan, Ultramicroscopy 105, 238 (2005).
2. Z. Burton and B. Bhushan, Nano Lett. 5, 1607 (2005).
3. B. Ilic, Y Yang, K. Aubin, R. Reichenbach, S. Krylov, and H. G. Craighead, Nano Lett. 5, 925 (2005).
4. B. Bhushan, T. Kasai, G. Kulik, L. Barbieri, and P. Hoffmann, Ultramicroscopy 105, 176 (2005).
5. S. J. Park, T. A. Taton, and C A. Mirkin, Science 295, 1503 (2002).
6. C. Fan, K. W. Plaxco, and A. J. Heeger, Trends Biotechnol. 23, 186 (2005).
7. T. G. Drummond, M. G. Hill, and J. K. Barton, Nat. Biotechnol. 21, 1192(2003).
8. B. Dubertret, M. Calame, and A. J. Libchaber, Nat. Biotechnol. 19, 365 (2001).
9. C. Fan, S. Wang, J. W. Hong, G. C. Bazan, K. W. Plaxco, and A. J. Heeger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 100, 6297 (2003).
10. T. A. Taton, C. A. Mirkin, and R. L. Letsinger, Science 289, 1757 (2000).
11. Y. Xiao, F. Patolsky, E. Katz, J. F. Hainfeld, and I. Willner, Science 299, 1877 (2003).
12. V. L. Colvin, Nat. Biotechnol. 21, 1166 (2003).
13. R. F. Service, Science 300, 243 (2003).
14. R. F. Service, Science 304, 1732 (2004).
15. F. Proffitt, Science 305, 762 (2004).
16. P. H. M. Hoet, I. Bruske-Hohlfeld, and O. Salata, J. Nanobiotechnol. 2, 1 (2004).
17. L. M. Adleman, Science 266, 1021 (1994).
18. X. Zhou, H. Xu, C. Fan, J. Sun, J. Zhang, M. Li, W Shen, and J. Hu, Chem. Lett. 34, 1488 (2005).
19. H. Neuweiler, A. Schulz, A. C. Vaiana, J. C Smith, S. Kaul, J. Wolfrum, and M. Sauer, Angew. Chem. Int. Ed. 41, 4769 (2002).
20. P. Attard, M. P. Moody, and J. W G. Tyrrell, Physica A 314, 696 (2002).
21. S. T. Lou, J. X. Gao, X. D. Xiao, X. J. Li, G. L. Li, Y. Zhang, M. Q. Li, J. L. Sun, X. H. Li, and J. Hu, Mater. Character. 48, 211 (2002).
22. J. W G. Tyrrell and P. Attard, Phys. Rev. Lett. 87, 1761041 (2001).
23. X. H. Zhang, X. D. Zhang, S. T. Lou, Z. X. Zhang, J. L. Sun, and J. Hu, Langmuir 20, 3813 (2004).
24. Z. Zhang, C. Fan, and L. He, Curr. Nanoscience 1, 89 (2005).
25. M. N. Stojanovic and D. Stefanovic, Nat. Biotechnol. 21, 1069 (2003).
26. Y. Cui and C. M. Lieber, Science 291, 851 (2001).
27. Y. Huang, X. Duan, Q. Wei, and C. M. Lieber, Science 291, 630 (2001).
28. T. Rueckes, K. Kim, E. Joselevich, G. Y. Tseng, C. L. Cheung, and C. M. Lieber, Science 289, 94 (2000).
29. P. Kim and C. M. Lieber, Science 286, 2148 (1999).
30. S. Chen, R. S. Ingram, M. J. Hostetler, J. J. Pietron, R. W. Murray, T. G. Schaaff, J. T. Khoury, M. M. Alvarez, and R. L. Whetten, Science 280, 2098 (1998).
31. S. S. Ali, J. I. Hardt, K. L. Quick, J. S. Kim-Han, B. F. Erlanger, T. T. Huang, C. J. Epstein, and L. L. Dugan, Free Radical. Biol. Med. 37, 1191 (2004).
32. H. Li, J. Huang, J. Lv, H. An, X. Zhang, Z. Zhang, C. Fan, and J. Hu, Angew. Chem. Int. Ed. 44, 5100 (2005).
33. C. A. Mirkin and T. A. Taton, Nature 405, 626 (2000).
34. P. Sandstrom, M. Boncheva, and B. Akerman, Langmuir 19, 7537 (2003).
35. A. Bianco, K. Kostarelos, C. D. Partidos, and M. Prato, Chem. Commun. (Camb) 571 (2005).
36. A. Bianco, K. Kostarelos, and M. Prato, Curr. Opin. Chem. Biol. 9, 674 (2005).
37. M. Bottini, S. Bruckner, K. Nika, N. Bottini, S. Bellucci, A. Magrini, A. Bergamaschi, and T. Mustelin, Toxicol. Lett. 160, 121 (2006).
38. H. R. Byon, B. J. Hong, Y. S. Gho, J. W. Park, and H. C. Choi, Chem. biochem. 6, 1331 (2005).
39. J. Chen, D. Du, F. Yan, H. X. Ju, and H. Z. Lian, Chemistry 11, 1467 (2005).
40. P. M. Ajayan, Chem. Rev. 99, 1787 (1999).
41. M. Ouyang, J. L. Huang, C. L. Cheung, and C. M. Lieber, Science 291, 97 (2001).
42. M. Bockrath, W. Liang, D. Bozovic, J. H. Hafner, C. M. Lieber, M. Tinkham, and H. Park, Science 291, 283 (2001).
43. X. Wang, J. Zhuang, Q. Peng, and Y. Li, Nature 437, 121 (2005).
44. K. El-Hami and K. Matsushige, Ultramicroscopy 105, 143 (2005).
45. J. F. Hicks, D. T. Miles, and R. W. Murray, J. Am. Chem. Soc. 124, 13322 (2002).
46. V. L. Jimenez, M. C. Leopold, C. Mazzitelli, J. W. Jorgenson, and R. W. Murray, Anal. Chem. 75, 199 (2003).
47. M. Comotti, C. D. Pina, and R. Matarrese, Angew. Chem. Int. Ed. 43, 5812 (2004).
48. J. G. Stonehuerner, J. Zhao, J. P. O'Daly, A. L. Crumbliss, and R. W Henkens, Biosens. Bioelectron. 7, 421 (1992).
49. J. Zhao, J. P. O'Daly, and R. W. Henkens, Biosens. Bioelectron. 11, 493 (1996).
50. A. L. Crumbliss, S. C. Periné, J. Stonehuerner, K. R. Tubergen, J. Zhao, R. W. Henkens, and J. P. O'Daly, Biotechnol. Bioeng. 40, 483 (1992).
51. S. Phadtare, S. Vyas, and D. V. Palaskar, Biotechnol. Prog. 20, 1840 (2004).
52. X. X. Xu, S. Q. Liu, and H. X. Ju, Sensors 3, 350 (2003).
53. V. P. Vinod, S. Phadtare, and H. M. Joshi, J. Nanosci. Nanotechnol. 7, 2767 (2007).
54. A. Gole, S. Vyas, and S. Phadtare, Colloid. Surface. B 25, 129 (2002).
55. D. Du, S. Chen, J. Cai, and A. Zhang, Biosens. Bioelectron. 23, 130 (2007).
56. S. Phadtare, V. P. Vinod, and P. P. Wadgaonkar, Langmuir 20, 3717 (2004).
57. S. Phadtare, V. P. Vinod, K. Mukhopadhyay, A. Kumar, M. Rao, R. V. Chaudhari, and M. Sastry, Biotechnol. Bioeng. 85, 629 (2004).
58. A. Gole, C. Dash, and V. Ramakrishnan, Langmuir 17, 1674 (2001).
59. K. Mukhopadhyay, S. Phadtare, V. P. Vinod, A. Kumar, M. Rao, R. V. Chaudhari, and M. Sastry, Langmuir 19, 3858 (2003).
60. C. X. Lei, S. Q. Hu, and N. Gao, Bioelectrochem. 65, 33 (2004).
61. S. Xu and X. Han, Biosens. Bioelectron. 19, 1117 (2004).
62. V. Carralero, M. L. Mena, and A. Gonzalez-Cortes, Biosens. Bioelectron. 22, 730 (2006).
63. C. C. You, R. R. Arvizo, and V. M. Rotello, Chem. Commun. 27, 2905 (2006).
64. P. Pandey, S. P. Singh, and S. K. Arya, Langmuir 23, 3333 (2007).
65. J. Njagi and S. Andreescu, Biosens. Bioelectron. 23, 168 (2007).
66. B. Y. Wu, S. H. Hou, and F. Yin, Biosens. Bioelectron. 22, 2854 (2007).
67. W. Zhao, J. J. Xu, and H. Y. Chen, Front. Biosci. 10, 1060 (2005).
68. D. X. Li, Q. He, and Y. Cui, Biochem. Biophys. Res. Commun. 355, 488 (2007).
69. V. V. Shumyantseva, S. Carrara, and V. Bavastrello, Biosens. Bioelectron. 21, 217 (2005).
70. P. Pengo, L. Baltzer, and L. Pasquato, Angew. Chem. Int. Ed. 46, 400 (2007).
71. L. M. Demers, M. Ostblom, H. Zhang, N. H. Jang, B. Liedberg, and C A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 124, 11248 (2002).
72. H. Li and L. Rothberg, Proc. Nat. Acad. Sci. 101, 14036 (2004).
73. H. Li and L. Rothberg, Anal. Chem. 11, 6229 (2005).
74. H. Li and L. J. Rothberg, Anal. Chem. 76, 5414 (2004).
75. H. X. Li and L. J. Rothberg, J. Am. Chem. Soc. 126, 10958 (2004).
76. J. Yang, B. K. Pong, J. Y. Lee, and H. P. Too, J. Inorg. Biochem. 101, 824 (2007).
77. R. R. Breaker, Curr. Opin. Chem. Biol. 1, 26 (1997).
78. C. Tuerk and L. Gold, Science 249, 505 (1990).
79. L. Wang, X. Liu, X. Hu, S. Song, and C. Fan, Chem. Commun. 3780 (2006).
80. J. Wang, L. Wang, X. Liu, Z. Liang, S. Song, W. Li, G. Li, and C. Fan, Adv. Mater. 19, 3943 (2007).
81. H. Li, J. Huang, J. Lv, H. An, X. Zhang, Z. Zhang, C. Fan, and J. Hu, Angew. Chem. Int. Ed. 32, 5100 (2005).
82. L. J. Mi, H. P. Zhu, X. D. Zhang, J. Hu, and C. H. Fan, Chin. Sci. Bull. 52, 2345 (2007).
83. S. N. Kim, J. F. Rusling, and F. Papadimitrakopoulos, Adv. Mater. 19, 3214 (2007).
84. W R. Yang, P. Thordarson, J. J. Gooding, S. P. Ringer, and F. Braet, Nanotechnology 18, 412001 (2007).
85. P. Nednoor, M. Capaccio, V. G. Gavalas, M. S. Meier, J. E. Anthony, and L. G. Bachas, Bioconjug. Chem. 15, 12 (2004).
86. M. Qhobosheane, S. Santra, P. Zhang, and W. Tan, Analyst 126, 1274 (2001).
87. R. K. Sharma, S. Das, and A. Maitra, J. Colloid Interface Sci. 284, 358 (2005).
88. L. M. Rossi, A. D. Quach, and Z. Rosenzweig, Anal. Bioanal. Chem. 380, 606 (2004).
89. Y. Y. Liang and L. M. Zhang, Biomacromolecules 8, 1480 (2007).
90. M. D. Hughes, Y. J. Xu, P. Jenkins, P. McMorn, P. Landon, D. I. Enache, A. F. Carley, G. A. Attard, G. J. Hutchings, and F. King, Nature 437, 1132(2005).
91. L. Gao, J. Zhuang, L. Nie, J. Zhang, Y. Zhang, N. Gu, T. Wang, J. Feng, D. Yang, S. Perrett, and X. Yan, Nat. Nanotechnol. 2, 577 (2007).
92. D. Cui, F. Tian, Y. Kong, I. Titushikin, and H. Gao, Nanotechnology 15, 154 (2004).
93. Z. Zhang, M. Wang, and H. An, Nanotechnology 18, 344706 (2007).
94. L. Nie, L. Gao, X. Yan, and T. Wang, Nanotechnology 18, 015101 (2007).