Nanomaterial-based fluorescent DNA analysis: A comparative study of the quenching effects of graphene oxide, carbon nanotubes, and gold nanoparticles

Advanced Functional Materials

Volumn 23, Issue 33, 2013, Pages 4140-4148

  Li, Fan ^a   Pei, Hao ^a   Wang, Lihua ^a   Lu, Jianxin ^b   Gao, Jimin ^b   Jiang, Bowei ^c   Zhao, Xingchun ^c   Fan, Chunhai ^a  

^a SHANGHAI INSTITUTE OF APPLIED PHYSICS   (China)

^b BEIJING UNIVERSITY OF POSTS AND TELECOMMUNICATIONS   (China)

^c INSTITUTE OF FORENSIC SCIENCE   (China)

Author keywords

carbon nanotubes; DNA; fluorescence; gold nanoparticles; graphene oxide

Indexed keywords

COMPARATIVE STUDIES; DNA MOLECULES; FLUORESCENT SENSORS; GOLD NANOPARTICLES; GRAPHENE OXIDES; QUENCHING EFFECT; QUENCHING EFFICIENCY; SINGLE-BASE MISMATCH;

CARBON NANOTUBES; DNA; FLUORESCENCE; GOLD; GRAPHENE; IONIC STRENGTH; METAL NANOPARTICLES; NANOSTRUCTURED MATERIALS; SENSORS;

QUENCHING;

EID: 84883575720     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201203816     Document Type: Article

References (83)

1. P. M. Holland, R. D. Abramson, R. Watson, D. H. Gelfand, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1991, 88, 7276.
2. S. Tyagi, F. Kramer, Nat. Biotechnol. 1996, 14, 303.
3. C. J. Yang, C. D. Medley, W. H. Tan, Curr. Pharm. Biotechnol. 2005, 6, 445.
4. S. D. Jhaveri, R. Kirby, R. Conrad, E. J. Maglott, M. Bowser, R. T. Kennedy, G. Glick, A. D. Ellington, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2469.
5. R. Nutiu, Y. Li, Methods 2005, 37, 16.
6. P. Alivisatos, Nat. Biotechnol. 2004, 22, 47.
7. E. Katz, I. Willner, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 6042.
8. J. Xiang, W. Lu, Y. Hu, Y. Wu, H. Yan, C. M. Lieber, Nature 2006, 441, 489.
9. J.-M. Nam, C. S. Thaxton, C. A. Mirkin, Science 2003, 301, 1884.
10. X. Gao, Y. Cui, R. M. Levenson, L. W. K. Chung, S. Nie, Nat. Biotechnol. 2004, 22, 969.
11. P. C. Ray, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1151.
12. L. Q. Chu, R. Förch, W. Knoll, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 4944.
13. T. N. Grossmann, L. Röglin, O. Seitz, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 5223.
14. X. Huang, I. H. El-Sayed, W. Qian, M. A. El-Sayed, Nano Lett. 2007, 7, 1591.
15. G. H. Chan, J. Zhao, E. M. Hicks, G. C. Schatz, R. P. Van Duyne, Nano Lett. 2007, 7, 1947.
16. X. Huang, I. H. El-Sayed, W. Qian, M. A. El-Sayed, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2115.
17. B. P. Khanal, E. R. Zubarev, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2195.
18. H. Liao, C. L. Nehl, J. H. Hafner, Nanomedicine 2006, 1, 201.
19. V. Berry, S. Rangaswamy, R. F. Saraf, Nano Lett. 2004, 4, 939.
20. V. Berry, A. Gole, S. Kundu, C. J. Murphy, R. F. Saraf, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17600.
21. F. Patolsky, G. Zheng, C. M. Lieber, Anal. Chem. 2006, 78, 4260.
22. Y. Cui, Q. Wei, H. Park, C. M. Lieber, Science 2001, 293, 1289.
23. H. Cai, X. Cao, Y. Jiang, P. He, Y. Fang, Anal. Bioanal. Chem. 2003, 375, 287.
24. H. Cai, C. Xu, P. He, Y. Fang, J. Electroanal. Chem. 2001, 510, 78.
25. J. D. Le, Y. Pinto, N. C. Seeman, K. Musier-Forsyth, T. A. Taton, R. A. Kiehl, Nano Lett. 2004, 4, 2343.
26. C.-C. Huang, Z. Yang, K.-H. Lee, H.-T. Chang, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6824.
27. P. C. Ray, A. Fortner, G. K. Darbha, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20745.
28. T. L. Jennings, M. P. Singh, G. F. Strouse, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 5462.
29. P. C. Ray, G. K Darbha, A. Ray, W. Hardy,., J. Walker, Nanotechnology 2007, 18, 375504.
30. B. Dubertret, M. Calame, A. J. Libchaber, Nat. Biotechnol. 2001, 19, 365.
31. D. J. Maxwell, J. R. Taylor, S. Nie, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9606.
32. D. S. Seferos, D. A. Giljohann, H. D. Hill, A. E. Prigodich, C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15477.
33. R. Yang, J. Jin, Y. Chen, N. Shao, H. Kang, Z. Xiao, Z. Tang, Y. Wu, Z. Zhu, W. Tan, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8351.
34. R. Elghanian, J. J. Storhoff, R. C. Mucic, R. L. Letsinger, C. A. Mirkin, Science 1997, 277, 1078.
35. J. Li, S. Song, X. Liu, L. Wang, D. Pan, Q. Huang, Y. Zhao, C. Fan, Adv. Mater. 2008, 20, 497.
36. Z. Liu, X. Sun, N. Nakayama-Ratchford, H. Dai, ACS Nano 2007, 1, 50.
37. K. Besteman, J.-O. Lee, F. G. M. Wiertz, H. A. Heering, C. Dekker, Nano Lett. 2003, 3, 727.
38. X. Tang, S. Bansaruntip, N. Nakayama, E. Yenilmez, Y.-l. Chang, Q. Wang, Nano Lett. 2006, 6, 1632.
39. D. Li, R. B. Kaner, Science 2008, 320, 1170.
40. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666.
41. N. Mohanty, V. Berry, Nano Lett. 2008, 8, 4469.
42. X. Sun, Z. Liu, K. Welsher, J. Robinson, A. Goodwin, S. Zaric, H. Dai, Nano Res. 2008, 1, 203.
43. G. Hanrahan, D. G. Patil, J. Wang, J. Environ. Monit. 2004, 6, 657.
44. C. Debouck, P. N. Goodfellow, Nat. Genet. 1999, 21, 48.
45. T. A. Taton, C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, Science 2000, 289, 1757.
46. C. Fan, K. W. Plaxco, A. J. Heeger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 9134.
47. F. Patolsky, A. Lichtenstein, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 1999, 122, 418.
48. F. Höök, A. Ray, B. Nordén, B. Kasemo, Langmuir 2001, 17, 8305.
49. P. J. Boul, D.-G. Cho, G. M. Rahman, A. M. Marquez, Z. Ou, K. M. Kadish, D. M. Guldi, J. L. Sessler, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5683.
50. N. Nakayama-Ratchford, S. Bangsaruntip, X. Sun, K. Welsher, H. J. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2448.
51. H. Li, B. Zhou, Y. Lin, L. Gu, W. Wang, K. A. S. Fernando, S. Kumar, L. F. Allard, Y.-P. Sun, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1014.
52. E. S. Jeng, A. E. Moll, A. C. Roy, J. B. Gastala, M. S. Strano, Nano Lett. 2006, 6, 371.
53. N. W. S. Kim, O'Connell, M. J. A. Wisdom, H. J. Dai, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 11600.
54. C. Fan, S. Wang, J. W. Hong, G. C. Bazan, K. W. Plaxco, A. J. Heeger, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 6297.
55. E. Dulkeith, A. C. Morteani, T. Niedereichholz, T. A. Klar, J. Feldmann, S. A. Levi, F. C. van Veggel, D. N. Reinhoudt, M. MÖller, D. I. Gittins, Phys. Rev. Lett. 2002, 89, 203002.
56. D. A. Britz, A. N. Khlobystov, Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 637.
57. E. Dulkeith, M. Ringler, T. A. Klar, J. Feldmann, A. Muñoz Javier, W. J. Parak, Nano Lett. 2005, 5, 585.
58. E. Treossi, M. Melucci, A. Liscio, M. Gazzano, P. Samori, V. Palermo, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15576.
59. E. S. Cho, S. W. Hong, W. H. Jo, Macro. Rapid Commun. 2008, 29, 1798.
60. J. Kim, L. J. Cote, F. Kim, J. Huang, J. Am. Chem. Soc. 2009, 132, 260.
61. Huixiang Li, Lewis J. Rothberg, Anal. Chem. 2004, 76, 5414.
62. D. Li, S. Song, C. Fan, Acc. Chem. Res. 2010, 43, 631.
63. L. Wang, X. Liu, X. Hu, S. Song, C. Fan, Chem. Commun. 2006, 3780.
64. X. Zhang, M. R. Servos, J. Liu, Langmuir 2012, 28, 3896.
65. M. Frei, S. V. Aradhya, M. Koentopp, M. S. Hybertsen, L. Venkataraman, Nano Lett. 2011, 11, 1518.
66. J. Liu, Phys. Chem. Chem. Phys. 2012, 14, 10485.
67. M. Zheng, A. Jagota, M. S. Strano, A. P. Santos, P. Barone, S. G. Chou, B. A. Diner, M. S. Dresselhaus, R. S. McLean, G. B. Onoa, G. G. Samsonidze, E. D. Semke, M. Usrey, D. J. Walls, Science 2003, 302, 1545.
68. S. Wang, E. S. Humphreys, S.-Y. Chung, D. F. Delduco, S. R. Lustig, H. Wang, K. N. Parker, N. W. Rizzo, S. Subramoney, Y.-M. Chiang, A. Jagota, Nat. Mater. 2003, 2, 196.
69. Z. Liu, J. T. Robinson, X. Sun, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10876.
70. N. Mohanty, U. Mogera, A. Govindaraj, A. Das, P. K. Maiti, A. K. Sood, C. N. R. Rao, ChemPhysChem 2009, 10, 206.
71. M. Zheng, A. Jagota, E. D. Semke, B. A. Diner, R. S. McLean, S. R. Lustig, R. E. Richardson, N. G. Tassi, Nat. Mater. 2003, 2, 338.
72. B. Song, G. Cuniberti, S. Sanvito, H. Fang, Appl. Phys. Lett. 2012, 100, 063101.
73. D. Umadevi, G. N. Sastry, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 9656.
74. D. Umadevi, G. N. Sastry, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 9656.
75. F. Valencia, A. H. Romero, F. Ancilotto, P. L. Silvestrelli, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 14832.
76. V. Georgakilas, M. Otyepka, A. B. Bourlinos, V. Chandra, N. Kim, K. C. Kemp, P. Hobza, R. Zboril, K. S. Kim, Chem. Rev. 2012, 112, 6156.
77. D. A. Dougherty, D. A. Stauffer, Science 1990, 250, 1558.
78. D. Kim, S. Hu, P. Tarakeshwar, K. S. Kim, J. M. Lisy, J. Phys. Chem. A 2003, 107, 1228.
79. M.-C. Daniel, I. B. Tsvetkova, Z. T. Quinkert, A. Murali, M. De, V. M. Rotello, C. C. Kao, B. Dragnea, ACS Nano 2010, 4, 3853.
80. C. F. Matta, N. Castillo, R. J. Boyd, J. Phys. Chem. B 2005, 110, 563.
81. W. S. Hummers, R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339.
82. D. Li, M. B. Müller, S. Gilje, R. B. Kaner, G. G. Wallace, Nat. Nanotechnol. 2008, 3, 101.
83. J. Liu, A. G. Rinzler, H. Dai, J. H. Hafner, R. K. Bradley, P. J. Boul, A. Lu, T. Iverson, K. Shelimov, C. B. Huffman, F. Rodriguez-Macias, Y.-S. Shon, T. R. Lee, D. T. Colbert, R. E. Smalley, Science 1998, 280, 1253.