Large-scale graphene micropattern nano-biohybrids: High-performance transducers for FET-type flexible fluidic HIV immunoassays

Advanced Materials

Volumn 25, Issue 30, 2013, Pages 4177-4185

  Kwon, Oh Seok ^a   Lee, Seung Hwan ^a   Park, Seon Joo ^a   An, Ji Hyun ^a   Song, Hyun Seok ^a   Kim, Taejoon ^b   Oh, Joon Hak ^c   Bae, Joonwon ^d   Yoon, Hyeonseok ^b   Park, Tai Hyun ^a   Jang, Jyongsik ^a  

^a Seoul National University   (South Korea)

^b Chonnam National University   (South Korea)

^c Ulsan National Institute of Science and Technology   (South Korea)

^d Dongduk Women's University   (South Korea)

Author keywords

flexible electronics; graphene; immunoassay; microfluidics; nano biohybrids

Indexed keywords

EXPERIMENTAL DEMONSTRATIONS; FLUIDIC SYSTEMS; HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS; IMMUNOASSAY; MICRO PATTERN; NANO-BIOHYBRIDS;

FLEXIBLE ELECTRONICS; IMMUNOLOGY; MICROFLUIDICS; VIRUSES;

GRAPHENE;

GRAPHENE; GRAPHITE; NANOPARTICLE; VIRUS ANTIBODY;

ARTICLE; CHEMISTRY; ELECTRODE; EQUIPMENT; EQUIPMENT DESIGN; EQUIPMENT FAILURE; FLEXIBLE ELECTRONICS; GENETIC PROCEDURES; HUMAN IMMUNODEFICIENCY VIRUS 2; IMMUNOASSAY; IMMUNOLOGY; ISOLATION AND PURIFICATION; MATERIALS TESTING; MICROFLUIDICS; NANO-BIOHYBRIDS; NANOTECHNOLOGY; SEMICONDUCTOR; TRANSDUCER; ULTRASTRUCTURE; YOUNG MODULUS;

FLEXIBLE ELECTRONICS; GRAPHENE; IMMUNOASSAY; MICROFLUIDICS; NANO-BIOHYBRIDS;

ANTIBODIES, VIRAL; BIOSENSING TECHNIQUES; ELASTIC MODULUS; ELECTRODES; EQUIPMENT DESIGN; EQUIPMENT FAILURE ANALYSIS; GRAPHITE; HIV-2; IMMUNOASSAY; MATERIALS TESTING; NANOPARTICLES; NANOTECHNOLOGY; TRANSDUCERS; TRANSISTORS, ELECTRONIC;

EID: 84882450155     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201301523     Document Type: Article

References (79)

1. a) Y. Zhu, S. Murali, W. Cai, X. Li, J. W. Suk, J. R. Potts, R. S. Ruoff, Adv. Mater. 2010, 22, 3906
2. b) A. H. C. Neto, F. Guinea, N. M. R. Peres, K. S. Novoselov, A. K. Geim, Rev. Mod. Phys. 2009, 81, 110
3. c) S.-K. Lee, H. Y. Jang, S. Jang, E. Choi, B. H. Hong, J. Lee, S. Park, J.-H. Ahn, Nano Lett. 2012, 12, 3472.
4. a) B. G. Choi, H. Park, T. J. Park, M. H. Yang, J. S. Kim, S. Y. Jang, N. S. Heo, S. Y. Lee, J. Kong, W. H. Hong, ACS Nano 2010, 4, 2910
5. b) W. Yang, K. R. Ratinac, S. P. Ringer, P. Thordarson, J. J. Gooding, F. Braet, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2114.
6. a) V. Du, S. P. Surwade, S. Ammu, S. R. Agnihotr, S. Jain, K. E. Roberts, S. Park, R. S. Ruoff, S. K. Manohar, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2154
7. b) S. Myung, P. T. Yin, C. Kim, J. Park, A. Solanki, P. I. Reyes, Y. Lu, K. S. Kim, K.-B. Lee, Adv. Mater. 2012, 24, 6081
8. c) L. Al-Mashat, K. Shin, K. Kalantar-zadeh, J. D. Plessis, S. H. Han, R. W. Kojima, R. B. Kaner, D. Li, X. Gou, S. J. Ippolito, W. Wlodarski, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16168
9. d) S. Liu, X. Xing, J. Yu, W. Lian, J. Li, M. Cui, J. Huang, Biosens. Bioelectron. 2012, 36, 186
10. e) R. Xiang, P. Lin, Z. K. Liu, H. W. Zhu, X. Z. Zhao, H. L. W. Chan, F. Yan, Nano Lett. 2012, 12, 1404
11. f) Y. Huang, X. Dong, Y. Shi, C. M. Li, L.-J. Li, P. Chen, Nanoscale 2010, 2, 1485
12. g) Y. Huang, X. Dong, Y. Liu, L.-J. Li, P. Chen, J. Mater. Chem. 2011, 21, 12358
13. h) S. J. Park, O. S. Kwon, S. H. Lee, H. S. Song, T. H. Park, J. Jang, Nano Lett. 2012, 12, 5082
14. i) A. K. M. Newaz, D. A. Markov, D. Prasai, K. I. Bolotin, Nano Lett. 2012, 12, 2931
15. j) O. S. Kwon, S. J. Park, J.-Y. Hong, A.-R. Han, J. S. Lee, J. S. Lee, J. H. Oh, J. Jang, ACS Nano 2012, 6, 1486.
16. a) N. Mohanty, V. Berry, Nano Lett. 2008, 8, 4469
17. b) A. Sakhaee-Pour, M. T. Ahmadian, A. Vafai, Solid State Commun. 2008, 147, 336
18. c) K. Nakada, M. Fujita, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus, Phys. Rev. B. 1996, 54, 17954
19. d) X. Dong, Y. Shi, W. Huang, P. Chen, L.-J. Li, Adv. Mater. 2010, 22, 1649
20. e) W. Li, X. Geng, Y. Guo, J. Rong, Y. Gong, L. Wu, X. Zhang, P. Li, J. Xu, G. Cheng, M. Sun, L. Liu, ACS Nano 2011, 5, 6955
21. f) H. Jiang, Small 2011, 7, 2413
22. g) Y. Mei, S. Kiravittaya, S. Harazim, O. G. Schmidt, Mater. Sci. Eng. R. 2010, 70, 209.
23. a) D. Wei, Y. Liu, Adv. Mater. 2010, 22, 3225
24. b) Y. Zhou, K. P. Loh, Adv. Mater. 2010, 22, 3615
25. c) P. K. Ang, A. Li, M. Jaiswal, Y. Wang, H. W. Hou, J. T. L. Thong, C. T. Lim, K. P. Loh, Nano Lett. 2011, 11, 5240
26. d) S.-K. Lee, B. J. Kim, H. Jang, S. C. Yoon, C. Lee, B. H. Hong, J. A. Rogers, J. H. Cho, J.-H. Ahn, Nano Lett. 2011, 11, 4642.
27. a) T. Y. Kim, H. Kim, S. W. Kwon, Y. Kim, W. K. Park, D. H. Yoon, A.-R. Jang, H. S. Shin, K. S. Suh, W. S. Yang, Nano Lett. 2012, 12, 743
28. b) L. Song, L. Ci, W. Gao, P. M. Ajayan, ACS Nano 2009, 3, 1353.
29. a) E. Katz, I. Willner, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 6042
30. b) W. Yang, K. R. Ratinac, S. P. Ringer, P. Thordarson, J. J. Gooding, F. Braet, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2114
31. c) R. Arsat, M. Breedon, M. Shafiei, P. G. Spizziri, S. Gilje, R. B. Kaner, K. Kalantar-zadeh, W. Wlodarski, Chem. Phys. Lett. 2009, 467, 344
32. d) K. Kalantar-Zadeh, W. Wlodarski, Y. Y. Chen, B. N. Fry, K. Galatsis, Sens. Actuators B: Chem. 2003, 91, 143.
33. a) O. S. Kwon, S. J. Park, J. S. Lee, E. Park, T. Kim, H.-W. Park, S. A. You, H. Yoon, J. Jang, Nano Lett. 2012, 12, 2797
34. b) D. Ding, Y. Tang, A. Star, J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 147.
35. a) H. Wang, L.-F. Cui, Y. Yang, H. S. Casalongue, J. T. Robinson, Y. Liang, Y. Cui, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13978
36. b) J. J. Moon, B. Huang, D. J. Irvine, Adv. Mater. 2012, 24, 3724
37. c) F. H. L. Koppens, D. E. Chang, F. Javier García de Abajo, Nano Lett. 2011, 11, 3370
38. d) M. S. Jang, H. Kim, H. A. Atwater, W. A. Goddard, Appl. Phys. Lett. 2010, 97, 043504
39. e) K. Nakayama, K. Tanabe, H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 121904
40. f) M. Liu, X. Yin, X. Zhang, Nano Lett. 2012, 12, 1482
41. g) M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, B. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, X. Zhang, Nature 2011, 474, 64.
42. a) T. Taguchi, K. Isozaki, K. Miki, Adv. Mater. 2012, 24, 6462
43. b) G. F. Zheng, W. L. Daniel, C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9644
44. c) M. Zhu, P. Chen, M. Liu, ACS Nano 2011, 5, 4529
45. d) S. H. Lee, M. Choi, T.-T. Kim, S. Lee, M. Liu, X. Yin, H. K. Choi, S. S. Lee, C.-G. Choi, S.-Y. Choi, X. Zhang, B. Min, Nat. Mater. 2012, 11, 936
46. e) J. Jang, Adv. Polym. Sci. 2006, 199, 189
47. f) O. S. Kwon, S. R. Ahn, S. J. Park, H. S. Song, S. H. Lee, J. S. Lee, J.-Y. Hong, J. S. Lee, S. A. You, H. Yoon, T. H. Park, J. Jang, ACS Nano 2012, 6, 5549.
48. J. Sills, Science 2012, 337, 798.
49. E. Y. Wong, I. K. Hewlett, HIV Ther. 2010, 4, 399.
50. S. L. Rowland-Jones, H. C. Whittle, Nat. Immunol. 2007, 8, 329.
51. K. M. De Cock, F. Brun-Vezinet, B. Soro, AIDS 1991, 5, S21.
52. a) D. Yang, X. Niu, Y. Liu, Y. Wang, X. Gu, L. Song, R. Zhao, L. Ma, Y. Shao, X. Jiang, Adv. Mater. 2008, 20, 4775
53. b) K. Teeparuksapun, M. Hedström, E. Y. Wong, S. Tang, I. K. Hewlett, B. Mattiasson, Anal. Chem. 2010, 82, 8406
54. c) C.-H. Lu, Y. Zhang, S.-F. Tang, Z.-B. Fang, H.-H. Yang, X. Chen, G.-N. Chen, Biosens. Bioelectron. 2012, 31, 439
55. d) J. Y. Gerasimov, R. Y. Lai, Chem. Commun. 2010, 46, 395
56. e) R. Thorstensson, B. Verstrepen, K. Uberla, B. Rosenwirth, J. Heeney, J. Acquir. Immune. Defic. Syndr. 1991, 4, 374
57. f) T. Had, E. Hifumi, T. Kobayashi, K. Shimizu, Biosens. Bioelectron. 1995, 10, 477.
58. S. A. You, O. S. Kwon, J. Jang, J. Mater. Chem. 2012, 22, 17805.
59. O. S. Kwon, J.-Y. Hong, S. J. Park, Y. Jang, J. Jang, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 18874.
60. O. S. Kwon, S. J. Park, J. Jang, Biomaterials 2010, 31, 4740.
61. M. S. Dresselhaus, A. Jorio, M. Hofmann, G. Dresselhaus, R. Saito, Nano Lett. 2010, 10, 751.
62. R. R. Nair, P. Blake, A. N. Grigorenko, K. S. Novoselov, T. J. Booth, T. Stauber, N. M. R. Peres, A. K. Geim, Science 2008, 320, 1308.
63. A. Nourbakhsh, M. Cantoro, T. Vosch, G. Pourtois, F. Clemente, M. H van der Veen, J. Hofkens, M. M. Heyns, S. D. Gendt, B. F. Sels, Nanotechnology 2010, 21, 435203.
64. a) I. Willner, B. Willner, Nano Lett. 2010, 10, 3805
65. b) D. M. Byler, H. Susi, Biopolymers 1986, 25, 469.
66. a) S. Vaddiraju, K. Seneca, K. K. Gleason, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 1929
67. b) H. Yoon, J. Jang, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1567.
68. M. G. Redinbaugh, R. B. Turley, Anal. Biochem. 1986, 153, 267.
69. M. M. Alam, J. Wang, Y. Guo, S. P. Lee, H.-R. Tseng, J. Phys. Chem. B 2005, 109, 12777.
70. X. Dong, Y. Shi, W. Huang, P. Chen, L.-J. Li, Adv. Mater. 2010, 22, 1649.
71. G. Zheng, F. Patolsky, Y. Cui, W. U. Wang, C. M. Lieber, Nat. Biotechnol. 2005, 23, 1294.
72. a) J. Jang, H. Yoon, Langmuir 2005, 21, 11484
73. b) H. Yoon, J.-Y. Hong, J. Jang, Small 2007, 3, 1774.
74. a) A. J. Heeger, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 2591
75. b) J. A. Rogers, Science 2012, 337, 1459.
76. a) A. Bange, H. B. Halsall, W. R. Heineman, Biosens. Bioelectron. 2005, 20, 2488
77. b) M. E. Roberts, S. C. B. Mannsfeld, N. Queraltõ, C. Reese, J. Locklin, W. Knoll, Z. Bao, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 12134.
78. a) S. H. Lee, D. V. Noort, J. Y. Lee, B.-T. Zhang, T. H. Park, Lab Chip 2009, 9, 479
79. b) S. H. Lee, D. V. Noort, K.-A. Yang, I.-H. Lee, B.-T. Zhang, T. H. Park, Lab Chip 2012, 12, 1841.