DNA-functionalized colloids: Physical properties and applications

Soft Matter

Volumn 6, Issue 19, 2010, Pages 4647-4660

  Geerts, Nienke ^a   Eiser, Erika ^b  

^a FOM INSTITUTE AMOLF   (Netherlands)

^b UNIVERSITY OF CAMBRIDGE   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINDING AGENT; BUILDING BLOCKES; COLLOIDAL MATERIALS; COMPLEMENTARY STRAND; FUNCTIONALIZED; HIGHLY SENSITIVE; HYDROGEN BONDINGS; POTENTIAL BUILDING BLOCKS; PRESENT STATUS; SELF-ASSEMBLING; SELF-ASSEMBLING MATERIALS; SINGLE-STRANDED DNA; SOFT MATTER; SPECIFIC BINDING;

BUILDING MATERIALS; COATED MATERIALS; COLLOID CHEMISTRY; DNA;

GENES;

EID: 77956918954     PISSN: 1744683X     EISSN: 17446848     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c001603a     Document Type: Review

References (166)

1. J. D. Watson F. H. C. Crick Nature 1953 171 737 738
2. M. H. Caruthers Science 1985 230 281 285
3. R. K. Saiki D. H. Gelfand S. Stoffel S. J. Scharf R. Higutchi G. T. Horn K. B. Mullis H. A. Erlich Science 1988 239 487 491
4. K. B. Mullis Angew. Chem. 1994 106 1271 1276
5. N. C. Seeman Nanotechnology 1991 2 149 159
6. Y. Wang J. E. Mueller B. Kemper N. C. Seeman Biochemistry 1991 30 5667 5674
7. J. Chen N. C. Seeman Electrophoresis 1991 12 607 611
8. Y. Zhang N. C. Seeman J. Am. Chem. Soc. 1994 116 1661 1669
9. M. K. Herrlein J. S. Nelson R. L. Letsinger J. Am. Chem. Soc. 1995 117 10151 10152
10. E. Winfree F. Liu L. A. Wenzler N. C. Seeman Nature 1998 394 539 544
11. N. C. Seeman Nature 2003 421 427 431
12. W. M. Shih J. D. Quispe G. F. Joyce Nature 2004 427 618 621
13. P. W. K. Rothemund Nature 2006 440 297 302
14. C. M. Erben R. P. Goodman A. J. Turberfield J. Am. Chem. Soc. 2007 129 6992 6993
15. F. A. Aldaye A. L. Palmer H. F. Sleiman Science 2008 321 1795 1799
16. K. Fujibayashi R. Hariadi S. H. Park E. Winfree S. Murata Nano Lett. 2008 8 1791 1797
17. A. Y. Koyfman S. N. Magonov N. O. Reich Langmuir 2009 25 1091 1096
18. S. Douglas H. Dietz T. Liedl B. Högberg F. Graf W. Shih Nature 2009 459 415 418
19. E. S. Andersen D.M. M. M. Nielsen K. Jahn R. Subramani W. Mamdouh M. M. Golas B. Sander H. Stark C. L. P. Oliveira J. S. Pedersen V. Birkedal F. Besenbacher K. V. Gothelf J. Kjems Nature 2009 459 73 77
20. J. Turkevich P. C. Stevenson J. Hillier Discuss. Faraday Soc. 1951 11 55 75
21. J. M. Thomas Pure Appl. Chem. 1988 60 1517 1528
22. J. Sharma K. Park M. Srinivasarao Mater. Sci. Eng., R 2009 65 1 38
23. M. Moskovits Rev. Mod. Phys. 1985 57 783 829
24. M.-C. Daniel D. Astruc Chem. Rev. 2004 104 293 346
25. M. Chen D. W. Goodman Acc. Chem. Res. 2006 39 739 746
26. M. Brust M. Walker D. Bethell D. J. Schiffrin R. Whyman J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994 7 795 797
27. H. Grönbeck A. Curioni W. Andreoni J. Am. Chem. Soc. 2000 122 3839 3842
28. P. Jain W. Qian M. A. El-Sayed J. Am. Chem. Soc. 2006 128 2426 2433
29. G. Markovich C. P. Collier J. R. Heath Phys. Rev. Lett. 1998 80 3807 3810
30. Z. Tang Z. Zhang Y. Wang S. C. Glotzer N. A. Kotov Science 2006 314 274 278
31. G. Schmid M. Bäumle N. Beyer Angew. Chem., Int. Ed. 2000 39 181 183
32. S. Liu R. Maoz G. Schmid J. Sagiv Nano Lett. 2002 2 1055 1060
33. C. A. Mirkin R. L. Letsinger R. C. Mucic J. J. Storhoff Nature 1996 382 607 609
34. A. P. Alivisatos K. P. Johnsson X. Peng T. E. Wilson C. Loweth M. Bruchez P. Schultz Nature 1996 382 609 611
35. A. V. Tkachenko Phys. Rev. Lett. 2002 89 148303
36. D. B. Lukatsky B. M. Mulder D. Frenkel J. Phys.: Condens. Matter 2006 18 S567 S580
37. N. Geerts E. Eiser Soft Matter 2010 6 664 669
38. N. L. Rosi C. A. Mirkin Chem. Rev. 2005 105 1547 1562
39. S. Y. Park A. K. R. Lytton-Jean B. Lee S. Weigand G. C. Schatz C. A. Mirkin Nature 2008 451 553 556
40. D. Nykypanchuk N. N. Maye D. Van der Lelie O. Gang Nature 2008 451 549 552
41. P. L. Biancaniello A. J. Kim J. C. Crocker Phys. Rev. Lett. 2005 94 058302
42. J. Wijnhoven W. Vos Science 1998 281 802 804
43. J. J. Guo J. A. Lewis J. Am. Ceram. Soc. 1999 82 2345 2358
44. R. D. Deegan O. Bakajin T. F. Dupont G. Huber S. R. Nagel T. A. Witten Nature 1997 389 827 829
45. V. T. Milam A. L. Hiddessen J. C. Crocker D. J. Graves D. A. Hammer Langmuir 2003 19 10317 10323
46. M. P. Valignat J. C. Theodoly O. Crocker W. B. Russel C.P.M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 21 4225 4229
47. T. Schmatko B. Bozorgui N. Geerts D. Frenkel E. Eiser W. C. K. Poon Soft Matter 2007 3 703 706
48. J. S. Lee A. K. R. Lytton-Jean S. J. Hurst C. A. Mirkin Nano Lett. 2007 7 2112 2115
49. X. Xu N. L. Rosi Y. Wang F. Huo C. A. Mirkin J. Am. Chem. Soc. 2006 128 9286 9287
50. P. Sandstrom M. Boncheva B. Akerman Langmuir 2003 19 7537 7543
51. M. Cardenas J. Barauskas K. Schillen J. L. Brennan M. Brust T. Nylander Langmuir 2006 22 3294 3299
52. B. K. Pong J. Y. Lee B. L. Trout Langmuir 2005 21 11599 11603
53. T. M. Herne M. J. Tarlov J. Am. Chem. Soc. 1997 119 8916 8920
54. J. J. Storhoff R. Elghanian C. Mirkin R. L. Letsinger Langmuir 2002 18 6666 6670
55. L. M. Demers C. A. Mirkin R. C. Mucic R. A. Reynolds R. L. Letsinger R. Elghanian G. Viswanadham Anal. Chem. 2000 72 5535 5541
56. E. Y. Kim J. Stanton R. A. Vega K. J. Kunstman C. A. Mirkin S. M. Wolinsky Nucleic Acids Res. 2006 34 e54
57. R. Dreyfus M. E. Leunissen R. Sha A. V. Tkachenko N. C. Seeman D. J. Pine P. M. Chaikin Phys. Rev. Lett. 2009 102 048301
58. D. Zanchet C. M. Micheel W. J. Parak D. Gerion A. P. Alivisatos Nano Lett. 2001 1 32 35
59. W. J. Parak T. Pellegrino C. M. Micheel D. Gerion S. C. Williams A. P. Alivisatos Nano Lett. 2003 3 33 36
60. W. J. Qin L. Y. L. Yung Langmuir 2005 21 11330 11334
61. E. Bianchi J. Largo P. Tartaglia E. Zaccarelli F. Sciortino Phys. Rev. Lett. 2006 97 168301
62. J. Largo F. W. Starr F. Sciortino Langmuir 2007 23 5896 5905
63. J. Largo P. Tartaglia F. Sciortino Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2007 76 011402
64. F. W. Starr F. Sciortino J. Phys.: Condens. Matter 2006 18 347 353
65. C. M. Niemeyer B. J. Ceyhan P. Hazarika Angew. Chem., Int. Ed. 2003 42 5766 5770
66. N. Geerts T. Schmatko E. Eiser Langmuir 2008 24 5118 5123
67. N. M. Green Methods Enzymol. 1990 184 51 67
68. X. Tong L. Smith Anal. Chem. 1992 64 2672 2677
69. E. P. Diamandis T. K. Christopoulos Clin Chem 1991 37 625 636
70. A. Holmberg A. Blomstergren O. Nord M. Lukacs M. Lundeberg J. Uhlen Electrophoresis 2005 26 501 510
71. P. H. Rogers E. Michel C. A. Bauer S. Vanderet D. Hansen B. K. Roberts A. Calvez J. B. Crews K. O. Lau A. Wood D. J. Pine P. V. Schwartz Langmuir 2005 21 5562 5569
72. N. Geerts, PhD thesis, Univ. Amsterdam, 2009, ISBN 978-90-6464-359-0
73. A. J. Kim V. N. Manoharan J. C. Crocker J. Am. Chem. Soc. 2005 127 1592 1593
74. C. Monfardini O. Schiavon P. Caliceti M. Morpurgo J. M. Harris F. M. Veronese Bioconjugate Chem. 1995 6 62 69
75. L. E. Dewalt H. D. Ou-Yang V. L. Dimonie J. Appl. Polym. Sci. 1995 58 265 269
76. R. Jin G. Wu Z. Li C. A. Mirkin G. C. Schatz J. Am. Chem. Soc. 2003 125 1643 1654
77. K. J. Breslauer R. Frank H. Blöcker L. A. Marky Nature 1986 83 3746 3750
78. J. J. SantaLucia Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1998 95 1460 1465
79. N. C. Harris C. H. Kiang Phys. Rev. Lett. 2005 95 046101
80. Y. Sun N. C. Harris C. Kiang Phys. A 2005 350 89 94
81. R. Elghanian J. J. Storhoff R. C. Mucic R. L. Letsinger C. A. Mirkin Science 1997 277 1078 1081
82. D. B. Lukatsky D. Frenkel J. Chem. Phys. 2005 122 214904
83. Daan Frenkel, personal communication
84. S. Hong P. R. Leroueil I. J. Majoros B. G. Orr J. R. Baker, Jr. M. M. Banaszak Holl Chem. Biol. 2007 14 107 115
85. N. A. Licata A. V. Tkachenko Phys. Rev. Lett. 2008 100 158102
86. P. L. Biancaniello J. C. Crocker D. A. Hammer V. T. Milam Langmuir 2007 23 2688 2693
87. D. Nykypanchuk M. M. Maye D. Van der Lelie O. Gang Langmuir 2007 23 6305 6314
88. C. K. Tison V. T. Milam Biomacromolecules 2008 9 2468 2476
89. H. D. Hill S. J. Hurst C. A. Mirkin Nano Lett. 2009 9 317 321
90. M. E. Leunissen R. Dreyfus F. C. Cheong D. Grier R. Sha N. C. Seeman P. M. Chaikin Nat. Mater. 2009 8 590 595
91. S. Cobbe S. Connolly D. Ryan L. Nagle R. Eritja D. Fitzmaurice J. Phys. Chem. B 2003 107 470 477
92. H. Birnboim J. Doly Nucleic Acids Res. 1979 7 1513 1523
93. H. Robinson G. van der Marel J. van Boom A. H.-J. Wang Biochemistry 2002 31 10510 10517
94. G. Puppels C. Otto J. Greve Biochemistry 1994 33 3386 3395
95. B. Gu F. Zhang Z. Wang H. Zhou Phys. Rev. Lett. 2008 100 088104
96. T. Herskovits Arch. Biochem. Biophys. 1962 97 474 484
97. C. J. Loweth W. B. Caldwell X. Peng A. P. Alivisatos P. G. Schultz Angew. Chem., Int. Ed. 1999 38 1808 1812
98. M. Noyong K. Gloddek J. Mayer T. Weirich U. Simon J. Cluster Sci. 2007 18 193 204
99. G. H. Woehrle M. G. Warner J. E. Hutchison Langmuir 2004 20 5982 5988
100. B. Ding Z. Deng H. Hao Yan S. Cabrini R. Zuckermann J. Bokor J. Am. Chem. Soc. 2010 132 3248 3249
101. E. Braun Y. Eichen U. Sivan G. Ben-Yoseph Nature 1998 391 775 778
102. J. Richter M. Mertig W. Pompe I. Monch H. K. Schackert Appl. Phys. Lett. 2001 78 536 538
103. M. Mertig L. Colombi Ciacchi R. Seidel W. Pompe A. De Vita Nano Lett. 2002 2 841 844
104. C. F. Monson A. T. Woolley Nano Lett. 2003 3 359 363
105. M. Chee R. Yang E. Hubbell A. Berno X. C. Huang D. Stern J. Winkler D. J. Lockhart M. S. Morris S. P. A. Fodor Science 1996 274 610 614
106. T. A. Taton C. A. Mirkin R. L. Letsinger Science 2000 289 1757 1760
107. J. Reichert A. Csaki J. M. Kohler W. Fritzsche Anal. Chem. 2000 72 6025 6029
108. T. A. Taton G. Lu C. A. Mirkin J. Am. Chem. Soc. 2001 123 5164 5165
109. L. Lin H. Zhao J. Li J. Tang M. Duan L. Jiang Biochem. Biophys. Res. Commun. 2000 274 817 820
110. S. Han J. Lin M. Satjapipat A. J. Baca F. Zhou Biochem. Biophys. Res. Commun. 2000 279 265 269
111. F. Patolsky K. T. Ranjit A. Lichtenstein I. IWillner Chem. Commun. 2000 1025 1026
112. G. R. Souza J. H. Miller J. Am. Chem. Soc. 2001 123 6734 6735
113. L. He M. D. Musick S. R. Nicewarner F. G. Salinas S. J. Benkovic M. J. Natan C. D. Keating J. Am. Chem. Soc. 2000 122 9071 9077
114. R. Moller A. Csaki J. M. Kohler W. Fritzsche Langmuir 2001 17 5426 5430
115. S. Park T. A. Taton C. A. Mirkin Science 2002 295 1503 1506
116. T. Selvaraju J. Das K. Jo K. Kwon C. H. Huh T. K. Kim H. Yang Langmuir 2008 24 9883 9888
117. D. B. Lukatsky D. Frenkel Phys. Rev. Lett. 2004 92 068302
118. C. M. Niemeyer B. J. Ceyhan M. Noyong S. Gao L. Chi S. Peschel U. Simon Colloid Polym. Sci. 2001 279 68 72
119. S. Peschel B. Ceyhan C. M. Niemeyer S. Gao L. Chi U. Simon Mater. Sci. Eng., C 2002 19 47 50
120. J. Sharma R. Chhabra C. S. Andersen K. Gothelf H. Yan Y. Liu J. Am. Chem. Soc. 2008 130 7820 7821
121. D. M. Hartmann M. Heller S. C. Esener D. Schwartz G. Tu J. Mater. Res. 2002 17 473 478
122. E. M. Puchner S. K. Kufer M. Strackharn S. W. Stahl H. E. Gaub Nano Lett. 2008 8 3692 3695
123. J. D. Le Y. Pinto N. C. Seeman K. Musier-Forsyth T. A. Taton R. A. Kiehl Nano Lett. 2004 4 2343 2347
124. J. Zhang Y. Liu Y. Ke H. Yan Nano Lett. 2006 6 248 251
125. C. M. Niemeyer B. J. Ceyhan M. Noyong U. Simon Biochem. Biophys. Res. Commun. 2003 311 995 999
126. B. Zou B. Ceyhan U. Simon C. M. Niemeyer Adv. Mater. 2005 17 1643 1647
127. Y. Zhang A. O. Eniola D. J. Graves D. A. Hammer Langmuir 2003 19 6905 6911
128. N. Geerts S. Jahn E. Eiser J. Phys.: Condens. Matter 2010 22 104111
129. W. Cheng M. J. Campolongo S. J. Tan J. J. Cha C. C. Umbach D. A. Muller D. Luo Nat. Mater. 2009 8 519 525
130. R. C. Mucic J. J. Storhoff C. A. Mirkin R. L. Letsinger J. Am. Chem. Soc. 1998 120 12674 12675
131. M. M. Maye D. Nykypanchuk M. Cuisinier D. Van der Lelie O. Gang Nat. Mater. 2009 8 388 391
132. J. J. Storhoff A. A. Lazarides R. C. Mucic C. A. Mirkin R. L. Letsinger G. C. Schatz J. Am. Chem. Soc. 2000 122 4640 4650
133. H. Xiong D. van der Lelie O. Gang Phys. Rev. Lett. 2009 102 015504
134. S. J. Park A. A. Lazarides C. A. Mirkin R. L. letsinger Angew. Chem., Int. Ed. 2001 40 2909 2912
135. M. M. Maye M. Kumara D. Nykypanchuk W. Sherman O. Gang Nat. Nanotechnol. 2010 5 116 120
136. C. W. Hsu L. Largo F. Sciortino F. Starr Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 37 13711 13715
137. W. Dai C. Hsu F. Sciortino F. Starr Langmuir 2009 26 3601 3608
138. G. Foffi and E. Eiser, personal communication
139. Z. Li C. A. Mirkin J. Am. Chem. Soc. 2005 127 11568 11569
140. F. Seela A. M. Jawalekar L. Chi D. Zhong H. Fuchs Nucleosides, Nucleotides Nucleic Acids 2005 24 843 846
141. W. Wang H. Liu D. Liu Y. Xu Y. Y. D. Zhou Langmuir 2007 23 11956 11959
142. F. Seela S. Budow Nucleosides, Nucleotides Nucleic Acids 2007 26 755 759
143. J. Zheng P. S. Lukeman W. B. Sherman C. Micheel P. A. Alivisatos P. E. Constantinou N. C. Seeman J. Phys. Chem. B 2008 95 3340 3348
144. J. Sharma R. Chhabra A. Cheng J. Brownell Y. Liu H. Yan Science 2009 323 112 116
145. C. M. Soto A. Srinivasan B. R. Ratna J. Am. Chem. Soc. 2002 124 8508 8509
146. Y. Yin Y. Lu Y. Xia J. Am. Chem. Soc. 2001 123 771 772
147. N. A. Licata A. V. Tkachenko Phys. Rev. E: Stat., Nonlinear, Soft Matter Phys. 2006 74 040401
148. C. K. Tison V. T. Milam Langmuir 2007 23 9728 9736
149. A. J. Kim P. L. Biancaniello J. C. Crocker Langmuir 2006 22 1991 2001
150. A. J. Kim R. Scarlett P. L. Biancaniello T. Sinno J. C. Crocker Nat. Mater. 2009 8 52 55
151. A. I. Campbell V. J. Anderson J. S. van Duijneveldt P. Bartlett Phys. Rev. Lett. 2005 94 208301
152. B. Bozorgui D. Frenkel Phys. Rev. Lett. 2008 101 045701
153. D. J. Maxwell J. R. Taylor S. Nie J. Am. Chem. Soc. 2002 124 9606 9612
154. J. Liu Y. Lu J. Am. Chem. Soc. 2004 126 12298 12305
155. C. Liu C. Huang H. Chang Langmuir 2008 24 8346 8350
156. J. Liu Y. Lu Angew. Chem., Int. Ed. 2006 45 90 94
157. C. B. Harley A. B. Futcher C. W. Greider Nature 1990 345 458 460
158. F. Patolsky R. Gill Y. Weizmann T. Mokari U. Banin I. Willner J. Am. Chem. Soc. 2003 125 13918 13919
159. C. Gan The Scientist 1989 3 25
160. A. Elbakry A. Zaky R. Liebl R. Rachel A. Goepferich M. Breunig Nano Lett. 2009 9 2059 2064
161. K. K. Peachman M. Rao C. R. Alving Methods 2003 31 232 242
162. M. L. Chang J. C. Chen C. T. Yeh M. Y. Chang C. K. Liang C. T. Chiu D. Y. Lin Y. F. Liaw Hum. Gene Ther. 2008 19 391 395
163. K. A. Janes P. Calvo M. J. Alonso Adv. Drug Delivery Rev. 2001 47 83 97
164. P. W. Lee S. F. Peng C. J. Su F. Mi H. L. Chen H. J. Wei M. C. Lin H. W. Sung Biomaterials 2008 29 742 751
165. J. C. Crocker Nature 2008 451 528 529
166. D. A. Dehlinger B. D. Sullivan S. Esener M. J. Heller Nano Lett. 2008 8 4053 4060