Detecting and tracking nosocomial methicillin-resistant Staphylococcus aureus using a microfluidic SERS biosensor

Analytical Chemistry

Volumn 85, Issue 4, 2013, Pages 2320-2327

  Lu, Xiaonan ^a,d   Samuelson, Derrick R ^a   Xu, Yuhao ^c   Zhang, Hongwei ^b   Wang, Shuo ^b   Rasco, Barbara A ^a   Xu, Jie ^c   Konkel, Michael E ^a  

^a WASHINGTON STATE UNIVERSITY   (United States)

^b TIANJIN UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY   (China)

^c WASHINGTON STATE UNIVERSITY   (United States)

^d UNIVERSITY OF BRITISH COLUMBIA   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BACTERIAL IDENTIFICATIONS; BACTERIAL INFECTIONS; CLINICAL INFECTION; CLINICAL ISOLATES; DENDROGRAMS; EARLY DIAGNOSIS; GENOTYPING; HIGH SENSITIVITY; INDEX VALUES; METHICILLIN; METHICILLIN-RESISTANT STAPHYLOCOCCUS AUREUS; MICROFLUIDICS CHIPS; MULTILOCUS SEQUENCE TYPING; OPTOFLUIDIC; PARTIAL LEAST-SQUARES REGRESSION; RAPID DETECTION; RECOGNITION RATES; REGRESSION COEFFICIENT; RELIABLE DETECTION; REPRODUCIBILITIES; S. AUREUS; SERS SPECTRUM; SIMPSON INDICES; STRAIN LEVELS; SURFACE-ENHANCED RAMAN SCATTERING SPECTROSCOPIES; ULTRA-FAST;

BACTERIA; BIOSENSORS; EMISSION SPECTROSCOPY; POLYMERASE CHAIN REACTION; RAMAN SPECTROSCOPY; REGRESSION ANALYSIS; SURFACE SCATTERING;

MICROFLUIDICS;

BACTERIAL DNA; BACTERIAL PROTEIN; MECA PROTEIN, STAPHYLOCOCCUS AUREUS;

ARTICLE; EQUIPMENT; GENETIC PROCEDURES; GENETICS; GENOTYPE; HUMAN; ISOLATION AND PURIFICATION; METABOLISM; METHICILLIN RESISTANT STAPHYLOCOCCUS AUREUS; METHODOLOGY; MICROBIOLOGY; MICROFLUIDIC ANALYSIS; POLYMERASE CHAIN REACTION; RAMAN SPECTROMETRY; REGRESSION ANALYSIS; STAPHYLOCOCCUS INFECTION;

BACTERIAL PROTEINS; BIOSENSING TECHNIQUES; DNA, BACTERIAL; GENOTYPE; HUMANS; LEAST-SQUARES ANALYSIS; METHICILLIN-RESISTANT STAPHYLOCOCCUS AUREUS; MICROFLUIDIC ANALYTICAL TECHNIQUES; POLYMERASE CHAIN REACTION; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; STAPHYLOCOCCAL INFECTIONS;

EID: 84874090559     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac303279u     Document Type: Article

References (67)

1. Cooper, B. S.; Medley, G. F.; Stone, S. P.; Kibbler, C. C.; Cookson, B. D.; Roberts, J. A.; Duckworth, G.; Lai, R.; Ebrahim, S. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101 (27) 10223-8
2. Harris, S. R.; Feil, E. J.; Holden, M. T.; Quail, M. A.; Nickerson, E. K.; Chantratita, N.; Gardete, S.; Tavares, A.; Day, N.; Lindsay, J. A.; Edgeworth, J. D.; de Lencastre, H.; Parkhill, J.; Peacock, S. J.; Bentley, S. D. Science 2010, 327 (5964) 469-74
3. Bootsma, M. C.; Diekmann, O.; Bonten, M. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2006, 103 (14) 5620-5
4. Peterson, J. F.; Riebe, K. M.; Hall, G. S.; Wilson, D.; Whittier, S.; Palavecino, E.; Ledeboer, N. A. J. Clin. Microbiol. 2010, 48 (1) 215-9
5. Kelley, P. G.; Grabsch, E. A.; Howden, B. P.; Gao, W.; Grayson, M. L. J. Clin. Microbiol. 2009, 47 (11) 3769-72
6. Tokue, Y.; Shoji, S.; Satoh, K.; Watanabe, A.; Motomiya, M. Antimicrob. Agents Chemother. 1992, 36 (1) 6-9
7. Blanc, D. S.; Struelens, M. J.; Deplano, A.; De Ryck, R.; Hauser, P. M.; Petignat, C.; Francioli, P. J. Clin. Microbiol. 2001, 39 (10) 3442-5
8. Enright, M. C.; Day, N. P.; Davies, C. E.; Peacock, S. J.; Spratt, B. G. J. Clin. Microbiol. 2000, 38 (3) 1008-15
9. van Belkum, A.; Tassios, P. T.; Dijkshoorn, L.; Haeggman, S.; Cookson, B.; Fry, N. K.; Fussing, V.; Green, J.; Feil, E.; Gerner-Smidt, P.; Brisse, S.; Struelens, M. Clin. Microbiol. Infect. 2007, 13, 1-46
10. Ceylan Koydemir, H.; Kulah, H.; Ozgen, C.; Alp, A.; Hascelik, G. Biosens. Bioelectron. 2011, 29 (1) 1-12
11. Willemse-Erix, D. F.; Jachtenberg, J. W.; Schut, T. B.; van Leeuwen, W.; van Belkum, A.; Puppels, G.; Maquelin, K. J. Biophotonics 2010, 3 (8-9) 506-11
12. Buijtels, P. C.; Willemse-Erix, H. F.; Petit, P. L.; Endtz, H. P.; Puppels, G. J.; Verbrugh, H. A.; van Belkum, A.; van Soolingen, D.; Maquelin, K. J. Clin. Microbiol. 2008, 46 (3) 961-5
13. Lu, X. N.; Huang, Q.; Miller, W. G.; Aston, D. E.; Xu, J.; Xue, F.; Zhang, H. W.; Rasco, B. A.; Wang, S.; Konkel, M. E. J. Clin. Microbiol. 2012, 50 (9) 2932-2946
14. Willemse-Erix, H. F. M.; Jachtenberg, J.; Barutci, H.; Puppels, G. J.; van Belkum, A.; Vos, M. C.; Maquelin, K. J. Clin. Microbiol. 2010, 48 (3) 736-740
15. Wulf, M. W. H.; Willemse-Erix, D.; Verduin, C. M.; Puppels, G.; van Belkum, A.; Maquelin, K. Clin. Microbiol. Infect. 2012, 18 (2) 147-152
16. Willemse-Erix, D. F.; Scholtes-Timmerman, M. J.; Jachtenberg, J. W.; van Leeuwen, W. B.; Horst-Kreft, D.; Bakker Schut, T. C.; Deurenberg, R. H.; Puppels, G. J.; van Belkum, A.; Vos, M. C.; Maquelin, K. J. Clin. Microbiol. 2009, 47 (3) 652-9
17. Jarvis, R. M.; Goodacre, R. Anal. Chem. 2004, 76 (1) 40-47
18. Ellis, D. I.; Brewster, V. L.; Dunn, W. B.; Allwood, J. W.; Golovanov, A. P.; Goodacre, R. Chem. Soc. Rev. 2012, 41 (17) 5706-27
19. Alvarez-Puebla, R. A.; Liz-Marzan, L. M. Small 2010, 6 (5) 604-10
20. Liu, T. Y.; Tsai, K. T.; Wang, H. H.; Chen, Y.; Chen, Y. H.; Chao, Y. C.; Chang, H. H.; Lin, C. H.; Wang, J. K.; Wang, Y. L. Nat. Commun. 2011, 2, 538
21. Kneipp, J.; Kneipp, H.; Kneipp, K. Chem. Soc. Rev. 2008, 37 (5) 1052-1060
22. Liu, Y.; Chen, Y. R.; Nou, X.; Chao, K. Appl. Spectrosc. 2007, 61 (8) 824-31
23. Zeiri, L.; Efrima, S. J. Raman Spectrosc. 2005, 36 (6-7) 667-675
24. Kahraman, M.; Yazici, M. M.; Sahin, F.; Bayrak, O. F.; Culha, M. Appl. Spectrosc. 2007, 61 (5) 479-85
25. Levene, C.; Correa, E.; Blanch, E. W.; Goodacre, R. Anal. Chem. 2012, 84 (18) 7899-905
26. Lu, X. N.; Al-Qadiri, H. M.; Lin, M. S.; Rasco, B. A. Food Bioprocess Technol. 2011, 4 (6) 919-935
27. Quang, L. X.; Lim, C.; Seong, G. H.; Choo, J.; Do, K. J.; Yoo, S. K. Lab Chip 2008, 8 (12) 2214-9
28. Tong, L.; Righini, M.; Gonzalez, M. U.; Quidant, R.; Kall, M. Lab Chip 2009, 9 (2) 193-5
29. Ashok, P. C.; Singh, G. P.; Rendall, H. A.; Krauss, T. F.; Dholakia, K. Lab Chip 2011, 11 (7) 1262-70
30. Chon, H.; Lim, C.; Ha, S. M.; Ahn, Y.; Lee, E. K.; Chang, S. I.; Seong, G. H.; Choo, J. Anal. Chem. 2010, 82 (12) 5290-5295
31. Dochow, S.; Krafft, C.; Neugebauer, U.; Bocklitz, T.; Henkel, T.; Mayer, G.; Albert, J.; Popp, J. Lab Chip 2011, 11 (8) 1484-1490
32. Fan, X.; White, I. M. Nat. Photonics 2011, 5 (10) 591-597
33. Hwang, H.; Kim, S. H.; Yang, S. M. Lab Chip 2011, 11 (1) 87-92
34. Xu, B. B.; Ma, Z. C.; Wang, L.; Zhang, R.; Niu, L. G.; Yang, Z.; Zhang, Y. L.; Zheng, W. H.; Zhao, B.; Xu, Y.; Chen, Q. D.; Xia, H.; Sun, H. B. Lab Chip 2011, 11 (19) 3347-3351
35. Walter, A.; Marz, A.; Schumacher, W.; Rosch, P.; Popp, J. Lab Chip 2011, 11 (6) 1013-21
36. Chen, L.; Choo, J. Electrophoresis 2008, 29 (9) 1815-28
37. Marz, A.; Henkel, T.; Cialla, D.; Schmitt, M.; Popp, J. Lab Chip 2011, 11 (21) 3584-92
38. Marz, A.; Bocklitz, T.; Popp, J. Anal. Chem. 2011, 83 (21) 8337-40
39. Strehle, K. R.; Cialla, D.; Rosch, P.; Henkel, T.; Kohler, M.; Popp, J. Anal. Chem. 2007, 79 (4) 1542-7
40. Lim, C.; Hong, J.; Chung, B. G.; deMello, A. J.; Choo, J. Analyst 2010, 135 (5) 837-844
41. Cecchini, M. P.; Hong, J.; Lim, C.; Choo, J.; Albrecht, T.; Demello, A. J.; Edel, J. B. Anal. Chem. 2011, 83 (8) 3076-81
42. Xia, H.; Whitesides, G. M. Angew. Chem., Int. Ed. 1998, 37 (5) 550-575
43. Qin, D.; Xia, Y.; Whitesides, G. M. Nat. Protoc. 2010, 5 (3) 491-502
44. Lee, P. C.; Meisel, D. J. Phys. Chem. 1982, 86 (17) 3391-3395
45. Song, H.; Chen, D. L.; Ismagilov, R. F. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45 (44) 7336-56
46. Garstecki, P.; Fuerstman, M. J.; Stone, H. A.; Whitesides, G. M. Lab Chip 2006, 6 (3) 437-46
47. Henkel, T.; Bermig, T.; Kielpinski, M.; Grodrian, A.; Metze, J.; Köhler, J. Chem. Eng. J. 2004, 101 (1) 439-445
48. De Gelder, J.; De Gussem, K.; Vandenabeele, P.; Moens, L. J. Raman Spectrosc. 2007, 38 (9) 1133-1147
49. Movasaghi, Z.; Rehman, S.; Rehman, D. I. U. Appl. Spectrosc. Rev. 2007, 42 (5) 493-541
50. Lu, X.; Rasco, B. A.; Kang, D. H.; Jabal, J. M.; Aston, D. E.; Konkel, M. E. Anal. Chem. 2011, 83 (11) 4137-46
51. Wang, C. H.; Lien, K. Y.; Wu, J. J.; Lee, G. B. Lab Chip 2011, 11 (8) 1521-31
52. Hwang, K. Y.; Kwon, S. H.; Jung, S. O.; Namkoong, K.; Jung, W. J.; Kim, J. H.; Suh, K. Y.; Huh, N. Anal. Chem. 2012, 84 (18) 7912-8
53. Sabat, A. J.; Chlebowicz, M. A.; Grundmann, H.; Arends, J. P.; Kampinga, G.; Meessen, N. E.; Friedrich, A. W.; van Dijl, J. M. J. Clin. Microbiol. 2012, 50 (7) 2255-62
54. Duffy, D. C.; McDonald, J. C.; Schueller, O. J.; Whitesides, G. M. Anal. Chem. 1998, 70 (23) 4974-84
55. Park, T.; Lee, S.; Seong, G. H.; Choo, J.; Lee, E. K.; Kim, Y. S.; Ji, W. H.; Hwang, S. Y.; Gweon, D. G. Lab Chip 2005, 5 (4) 437-42
56. Li, P.; Lei, N.; Sheadel, D. A.; Xu, J.; Xue, W. Sensors and Actuators B: Chemical 2012, 166-167, 870-877
57. Cristobal, G.; Arbouet, L.; Sarrazin, F.; Talaga, D.; Bruneel, J. L.; Joanicot, M.; Servant, L. Lab Chip 2006, 6 (9) 1140-6
58. Monat, C.; Domachuk, P.; Eggleton, B. Nat. Photonics 2007, 1 (2) 106-114
59. Tantra, R.; Brown, R. J. C.; Milton, M. J. T. J. Raman Spectrosc. 2007, 38 (11) 1469-1479
60. Du, Z.; Yang, R.; Guo, Z.; Song, Y.; Wang, J. Anal. Chem. 2002, 74 (21) 5487-91
61. Lu, J. J.; Tsai, F. J.; Ho, C. M.; Liu, Y. C.; Chen, C. J. Anal. Chem. 2012, 84 (13) 5685-92
62. Grundmann, H.; Aires-de-Sousa, M.; Boyce, J.; Tiemersma, E. Lancet 2006, 368 (9538) 874-85
63. Ke, W.; Huang, S. S.; Hudson, L. O.; Elkins, K. R.; Nguyen, C. C.; Spratt, B. G.; Murphy, C. R.; Avery, T. R.; Lipsitch, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2012, 109 (17) 6763-8
64. European Union. EFSA J. 2012, 10, 2897.
65. Faria, N. A.; Carrico, J. A.; Oliveira, D. C.; Ramirez, M.; de Lencastre, H. J. Clin. Microbiol. 2008, 46 (1) 136-44
66. Goering, R. V.; Shawar, R. M.; Scangarella, N. E.; O'Hara, F. P.; Amrine-Madsen, H.; West, J. M.; Dalessandro, M.; Becker, J. A.; Walsh, S. L.; Miller, L. A.; van Horn, S. F.; Thomas, E. S.; Twynholm, M. E. J. Clin. Microbiol. 2008, 46 (9) 2842-7
67. Huletsky, A.; Giroux, R.; Rossbach, V.; Gagnon, M.; Vaillancourt, M.; Bernier, M.; Gagnon, F.; Truchon, K.; Bastien, M.; Picard, F. J.; van Belkum, A.; Ouellette, M.; Roy, P. H.; Bergeron, M. G. J. Clin. Microbiol. 2004, 42 (5) 1875-84