Ultrasensitive protein detection: A case for microfluidic magnetic bead-based assays

Lab on a Chip

Volumn 13, Issue 24, 2013, Pages 4711-4739

  Tekin, H Cumhur ^a   Gijs, Martin A M ^a  

^a EPFL   (Switzerland)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ALPHA FETOPROTEIN; BETA GALACTOSIDASE; BIOLOGICAL MARKER; CARCINOEMBRYONIC ANTIGEN; CORTICOSTERONE; DIGOXIN; DINOPHYSISTOXIN 1; ESTRADIOL; ESTRIOL; ETHINYLESTRADIOL; GLUCOSE; HEMOGLOBIN A1C; HEPATITIS B SURFACE ANTIGEN; HYDROCORTISONE; IMMUNOGLOBULIN E; IMMUNOGLOBULIN G; INSULIN; INTERLEUKIN 6; INTERLEUKIN 8; NANOBEAD; OCHRATOXIN; POLYHISTIDINE; STAPHYLOCOCCUS ENTEROTOXIN B; TESTOSTERONE; TETRODOTOXIN; THROMBIN; THYROTROPIN; TOXIN; TUMOR NECROSIS FACTOR ALPHA; ZEARALENONE;

ANTIBODY DETECTION; CHEMICAL LABELING; CHEMOLUMINESCENCE; DISEASE MARKER; ELECTROCHEMICAL DETECTION; ENZYME LINKED IMMUNOSORBENT ASSAY; HUMAN; IMMUNOASSAY; MASS SPECTROMETRY; MICROFLUIDIC ANALYSIS; NONHUMAN; PRIORITY JOURNAL; PROTEIN ANALYSIS; REVIEW; SENSITIVITY ANALYSIS;

ANIMALS; HUMANS; MAGNETS; MICROFLUIDIC ANALYTICAL TECHNIQUES; MICROSPHERES; NANOPARTICLES; PROTEINS; STAINING AND LABELING;

EID: 84887530408     PISSN: 14730197     EISSN: 14730189     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c3lc50477h     Document Type: Review

References (132)

1. R. Etzioni N. Urban S. Ramsey M. McIntosh S. Schwartz B. Reid J. Radich G. Anderson L. Hartwell Nat. Rev. Cancer 2003 3 243 252
2. M. Rodriguez-Paredes M. Esteller Nat. Med. 2011 17 330 339
3. D. A. Giljohann C. A. Mirkin Nature 2009 462 461 464
4. C. D. Keating Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2005 102 2263 2264
5. M. De S. Rana H. Akpinar O. R. Miranda R. R. Arvizo U. H. F. Bunz V. M. Rotello Nat. Chem. 2009 1 461 465
6. N. L. Anderson N. G. Anderson Mol. Cell. Proteomics 2002 1 845 867
7. M. Polanski N. L. Anderson Biomarker Insights 2007 1 1 48
8. C. Morissette J. Goulet G. Lamoureux Appl. Environ. Microbiol. 1991 57 836 842
9. T. W. Mak and M. E. P. D. Saunders, The immune response: basic and clinical principles, Elsevier Academic, Oxford, 2006
10. J. L. Arlett E. B. Myers M. L. Roukes Nat. Nanotechnol. 2011 6 203 215
11. S. Ray G. Mehta S. Srivastava Proteomics 2010 10 731 748
12. J. S. Daniels N. Pourmand Electroanalysis 2007 19 1239 1257
13. J. M. Nam C. S. Thaxton C. A. Mirkin Science 2003 301 1884 1886
14. V. N. Morozov S. Groves M. J. Turell C. Bailey J. Am. Chem. Soc. 2007 129 12628
15. J. C. Rife M. M. Miller P. E. Sheehan C. R. Tamanaha M. Tondra L. J. Whitman Sens. Actuators, A 2003 107 209 218
16. S. Chikazumi, Physics of Magnetism, Robert E. Krieger Publishing Company, Malabar, Florida, USA, 1964
17. O. Olsvik T. Popovic E. Skjerve K. S. Cudjoe E. Hornes J. Ugelstad M. Uhlen Clin. Microbiol. Rev. 1994 7 43 54
18. D. Horak M. Babic H. Mackova M. J. Benes J. Sep. Sci. 2007 30 1751 1772
19. N. Pamme Lab Chip 2007 7 1644 1659
20. R. Daw J. Finkelstein Nature 2006 442 367 367
21. G. M. Whitesides Nature 2006 442 368 373
22. P. S. Dittrich A. Manz Nat. Rev. Drug Discovery 2006 5 210 218
23. Global In Vitro Diagnostic Market Analysis, market report by RNCOS E-services Pvt. Ltd., Noida, India, 2011
24. Global Biochip Markets: microarrays and Lab-on-a-Chip, market report by BCC Research, Wellesley, MA, USA, 2010
25. Q. A. Pankhurst J. Connolly S. K. Jones J. Dobson J. Phys. D: Appl. Phys. 2003 36 R167 R181
26. M. A. M. Gijs F. Lacharme U. Lehmann Chem. Rev. 2010 110 1518 1563
27. M. A. M. Gijs Microfluid. Nanofluid. 2004 1 22 40
28. N. Pamme Lab Chip 2006 6 24 38
29. C. J. Huang H. I. Lin S. C. Shiesh G. B. Lee IEEE Int. Conf. Micro Electro Mech. Syst., Tech. Dig., 25th 2012 874 877
30. Z. F. Fu G. C. Shao J. Wang D. L. Lu W. J. Wang Y. H. Lin Anal. Chem. 2011 83 2685 2690
31. A. H. C. Ng K. Choi R. P. Luoma J. M. Robinson A. R. Wheeler Anal. Chem. 2012 84 8805 8812
32. C. Wang J. Wu C. Zong H. X. Ju F. Yan Analyst 2011 136 4295 4300
33. Y. Huang S. L. Zhao M. Shi J. W. Liu H. Liang Electrophoresis 2012 33 1198 1204
34. J. H. Lin P. F. Chu Z. J. We Anal. Sci. 2012 28 21 25
35. M. A. Nash J. N. Waitumbi A. S. Hoffman P. Yager P. S. Stayton ACS Nano 2012 6 6776 6785
36. W. B. Liang Y. Li B. Zhang Z. J. Zhang A. Chen D. L. Qi W. J. Yi C. M. Hu Biosens. Bioelectron. 2012 31 480 485
37. B. Zhang L. Hou D. Tang B. Liu J. Li G. Chen J. Agric. Food Chem. 2012 60 8974 8982
38. J. Tang D. P. Tang R. Niessner G. N. Chen D. Knopp Anal. Chem. 2011 83 5407 5414
39. D. P. Tang B. L. Su J. Tang J. J. Ren G. N. Chen Anal. Chem. 2010 82 1527 1534
40. G. Proczek A. L. Gassner J. M. Busnel H. H. Girault Anal. Bioanal. Chem. 2012 402 2645 2653
41. N. Godino D. Snakenborg J. P. Kutter J. Emneus M. F. Hansen F. X. Munoz F. J. del Campo Microfluid. Nanofluid. 2010 8 393 402
42. S. P. Chen X. D. Yu J. J. Xu H. Y. Chen Biosens. Bioelectron. 2011 26 4779 4784
43. M. Hervas M. A. Lopez A. Escarpa Analyst 2011 136 2131 2138
44. M. A. Fernandez-Baldo F. A. Bertolino G. Fernandez G. A. Messina M. I. Sanz J. Raba Analyst 2011 136 2756 2762
45. N. A. Martinez R. J. Schneider G. A. Messina J. Raba Biosens. Bioelectron. 2010 25 1376 1381
46. B. Zhang D. P. Tang B. Q. Liu H. F. Chen Y. L. Cui G. N. Chen Biosens. Bioelectron. 2011 28 174 180
47. S. V. Pereira G. A. Messina J. Raba J. Chromatogr., B 2010 878 253 257
48. A. Zani S. Laschi M. Mascini G. Marrazza Electroanalysis 2011 23 91 99
49. A. Ambrosi M. Guix A. Merkoci Electrophoresis 2011 32 861 869
50. N. V. Panini E. Salinas G. A. Messina J. Raba Food Chem. 2011 125 791 796
51. Y. Zhang S. G. Ge S. W. Wang M. Yan J. H. Yu X. R. Song W. Y. Liu Analyst 2012 137 2176 2182
52. S. W. Wang Y. Zhang J. H. Yu X. R. Song S. G. Ge M. Yan Sens. Actuators, B 2012 171 891 898
53. L. A. Sasso A. Undar J. D. Zahn Microfluid. Nanofluid. 2010 9 253 265
54. J. R. Trantum D. W. Wright F. R. Haselton Langmuir 2012 28 2187 2193
55. N. Vergauwe D. Witters F. Ceyssens S. Vermeir B. Verbruggen R. Puers J. Lammertyn J. Micromech. Microeng. 2011 21 054026
56. D. Witters K. Knez F. Ceyssens R. Puers J. Lammertyn Lab Chip 2013 13 2047 2054
57. J. A. Thompson X. G. Du J. M. Grogan M. G. Schrlau H. H. Bau J. Micromech. Microeng. 2010 20 115017
58. W. S. Liu D. L. Chen W. B. Du K. P. Nichols R. F. Ismagilov Anal. Chem. 2010 82 3276 3282
59. Y. H. Tennico D. Hutanu M. T. Koesdjojo C. M. Bartel V. T. Remcho Anal. Chem. 2010 82 5591 5597
60. E. P. Dupont E. Labonne C. Vandevyver U. Lehmann E. Charbon M. A. M. Gijs Anal. Chem. 2010 82 49 52
61. L. A. Sasso I. H. Johnston M. Zheng R. K. Gupte A. Undar J. D. Zahn Microfluid. Nanofluid. 2012 13 603 612
62. D. P. Tang Y. L. Yu R. Niessner M. Miro D. Knopp Analyst 2010 135 2661 2667
63. B. Teste F. Malloggi J. M. Siaugue A. Varenne F. Kanoufi S. Descroix Lab Chip 2011 11 4207 4213
64. M. L. Frisk G. Y. Lin E. A. Johnson D. J. Beebe Biosens. Bioelectron. 2011 26 1929 1935
65. X. Yu H. S. Xia Z. D. Sun Y. Lin K. Wang J. Yu H. Tang D. W. Pang Z. L. Zhang Biosens. Bioelectron. 2013 41 129 136
66. A. Wadhwa R. S. Foote R. W. Shaw S. Eda J. Immunol. Methods 2012 382 196 202
67. H. Neubert J. Gale D. Muirhead Clin. Chem. 2010 56 1413 1423
68. B. B. Chen B. Hu P. Jiang M. He H. Y. Peng X. Zhang Analyst 2011 136 3934 3942
69. H. Chon C. Lim S. M. Ha Y. Ahn E. K. Lee S. I. Chang G. H. Seong J. Choo Anal. Chem. 2010 82 5290 5295
70. E. Temur A. Zengin I. H. Boyaci F. C. Dudak H. Torul U. Tamer Anal. Chem. 2012 84 10600 10606
71. H. Y. Tsai J. R. Chan Y. C. Li F. C. Cheng C. B. Fuh Biosens. Bioelectron. 2010 25 2701 2705
72. H. Y. Tsai Y. C. Hsieh Y. M. Su J. R. Chan Y. C. Chang C. B. Fuh Biosens. Bioelectron. 2011 28 38 43
73. C. S. Li S. H. Chen H. Y. Tsai C. B. Fuh Sens. Actuators, B 2012 166 819 823
74. I. Giouroudi S. van den Driesche J. Kosel R. Grossinger M. J. Vellekoop J. Appl. Phys. 2011 109 07B304
75. B. J. Yakes S. M. Etheridge S. P. Mulvaney C. R. Tamanaha Mar. Drugs 2010 8 565 576
76. J. Kim E. C. Jensen M. Megens B. Boser R. A. Mathies Lab Chip 2011 11 3106 3112
77. Y. M. Shlyapnikov E. A. Shlyapnikova M. A. Simonova A. O. Shepelyakovskaya F. A. Brovko R. L. Komaleva E. V. Grishin V. N. Morozov Anal. Chem. 2012 84 5596 5603
78. O. Florescu K. Wang P. Au J. Tang E. Harris P. R. Beatty B. E. Boser J. Appl. Phys. 2010 107 054702
79. D. Kim S. X. Wang IEEE Trans. Magn. 2012 48 3266 3268
80. H. Yang B. Qu B. Lei L. Xie Proceed. IEEE Sensors 2011 Conf. 2011 805 808
81. D. A. Hall R. S. Gaster T. Lin S. J. Osterfeld S. Han B. Murmann S. X. Wang Biosens. Bioelectron. 2010 25 2051 2057
82. J. Han J. Zhang Y. Xia S. Li L. Jiang Colloids Surf., A 2011 379 2 9
83. Y. K. Hahn J. K. Park Lab Chip 2011 11 2045 2048
84. S. P. Chen X. D. Yu J. J. Xu H. Y. Chen Analyst 2010 135 2979 2986
85. J. Sheng L. Zhang J. P. Lei H. X. Ju Anal. Chim. Acta 2012 709 41 46
86. B. S. Munge A. L. Coffey J. M. Doucette B. K. Somba R. Malhotra V. Patel J. S. Gutkind J. F. Rusling Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 7915 7918
87. R. Malhotra V. Patel B. V. Chikkaveeraiah B. S. Munge S. C. Cheong R. B. Zain M. T. Abraham D. K. Dey J. S. Gutkind J. F. Rusling Anal. Chem. 2012 84 6249 6255
88. B. V. Chikkaveeraiah V. Mani V. Patel J. S. Gutkind J. F. Rusling Biosens. Bioelectron. 2011 26 4477 4483
89. C. Y. Liu Q. J. Jia C. H. Yang R. R. Qiao L. H. Jing L. B. Wang C. L. Xu M. Y. Gao Anal. Chem. 2011 83 6778 6784
90. V. N. Morozov Y. M. Shlyapnikov J. Kidd T. Y. Morozova E. A. Shlyapnikova Anal. Chem. 2011 83 5548 5555
91. H. C. Tekin M. Cornaglia M. A. M. Gijs Lab Chip 2013 13 1053 1059
92. S. Oh S. Anandakumar C. Lee K. W. Kim B. Lim C. Kim Sens. Actuators, B 2011 160 747 752
93. C. Marquina J. M. de Teresa D. Serrate J. Marzo F. A. Cardoso D. Saurel S. Cardoso P. P. Freitas M. R. Ibarra J. Magn. Magn. Mater. 2012 324 3495 3498
94. Y. Wang J. Dostalek W. Knoll Anal. Chem. 2011 83 6202 6207
95. S. Krishnan V. Mani D. Wasalathanthri C. V. Kumar J. F. Rusling Angew. Chem., Int. Ed. 2011 50 1175 1178
96. R. Afshar Y. Moser T. Lehnert M. A. M. Gijs Anal. Chem. 2011 83 1022 1029
97. B. Teste A. Ali-Cherif J. L. Viovy L. Malaquin Lab Chip 2013 13 2344 2349
98. V. Mani D. P. Wasalathanthri A. A. Joshi C. V. Kumar J. F. Rusling Anal. Chem. 2012 84 10485 10491
99. S. Ray H. Chandra S. Srivastava Biosens. Bioelectron. 2010 25 2389 2401
100. A. H. C. Ng U. Uddayasankar A. R. Wheeler Anal. Bioanal. Chem. 2010 397 991 1007
101. A. Q. Liu H. J. Huang L. K. Chin Y. F. Yu X. C. Li Anal. Bioanal. Chem. 2008 391 2443 2452
102. H. K. Hunt A. M. Armani Nanoscale 2010 2 1544 1559
103. D. M. Rissin C. W. Kan T. G. Campbell S. C. Howes D. R. Fournier L. Song T. Piech P. P. Patel L. Chang A. J. Rivnak E. P. Ferrell J. D. Randall G. K. Provuncher D. R. Walt D. C. Duffy Nat. Biotechnol. 2010 28 595 599
104. B. Huang H. K. Wu D. Bhaya A. Grossman S. Granier B. K. Kobilka R. N. Zare Science 2007 315 81 84
105. J. Todd B. Freese A. Lu D. Held J. Morey R. Livingston P. Goix Clin. Chem. 2007 53 1990 1995
106. R. de la Rica M. M. Stevens Nat. Nanotechnol. 2012 7 821 824
107. C. K. Tang A. Vaze J. F. Rusling Lab Chip 2012 12 281 286
108. T. Sano C. L. Smith C. R. Cantor Science 1992 258 120 122
109. K. Saito D. Kobayashi M. Sasaki H. Araake T. Kida A. Yagihashi T. Yajima H. Kameshima N. Watanabe Clin. Chem. 1999 45 665 669
110. B. Schweitzer S. Wiltshire J. Lambert S. O'Malley K. Kukanskis Z. R. Zhu S. F. Kingsmore P. M. Lizardi D. C. Ward Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2000 97 10113 10119
111. J. A. Yan S. P. Song B. Li Q. Z. Zhang Q. Huang H. Zhang C. H. Fan Small 2010 6 2520 2525
112. C. S. Thaxton R. Elghanian A. D. Thomas S. I. Stoeva J. S. Lee N. D. Smith A. J. Schaeffer H. Klocker W. Horninger G. Bartsch C. A. Mirkin Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2009 106 18437 18442
113. S. P. Mulvaney K. M. Myers P. E. Sheehan L. J. Whitman Biosens. Bioelectron. 2009 24 1109 1115
114. R. S. Gaster D. A. Hall C. H. Nielsen S. J. Osterfeld H. Yu K. E. Mach R. J. Wilson B. Murmann J. C. Liao S. S. Gambhir S. X. Wang Nat. Med. 2009 15 1327 1332
115. P. S. Waggoner M. Varshney H. G. Craighead Lab Chip 2009 9 3095 3099
116. G. F. Zheng F. Patolsky Y. Cui W. U. Wang C. M. Lieber Nat. Biotechnol. 2005 23 1294 1301
117. A. M. Armani R. P. Kulkarni S. E. Fraser R. C. Flagan K. J. Vahala Science 2007 317 783 787
118. P. L. Truong B. W. Kim S. J. Sim Lab Chip 2012 12 1102 1109
119. R&D Systems (Minneapolis, Minnesota, USA), http://www.rndsystems.com/ pdf/dta00c.pdf
120. N. G. Walter C. Y. Huang A. J. Manzo M. A. Sobhy Nat. Methods 2008 5 475 489
121. H. Qiu E. P. Ferrell N. Nolan B. H. Phelps R. Tabibiazar D. H. Whitney E. A. Nalefski Clin. Chem. 2007 53 2010 2012
122. Q. W. Xue L. Wang W. Jiang Chem. Commun. 2012 48 3930 3932
123. T. A. Taton C. A. Mirkin R. L. Letsinger Science 2000 289 1757 1760
124. S. J. Osterfeld H. Yu R. S. Gaster S. Caramuta L. Xu S. J. Han D. A. Hall R. J. Wilson S. H. Sun R. L. White R. W. Davis N. Pourmand S. X. Wang Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008 105 20637 20640
125. R. S. Gaster L. Xu S. J. Han R. J. Wilson D. A. Hall S. J. Osterfeld H. Yu S. X. Wang Nat. Nanotechnol. 2011 6 314 320
126. Y. Cui Q. Q. Wei H. K. Park C. M. Lieber Science 2001 293 1289 1292
127. G. J. Nusz A. C. Curry S. M. Marinakos A. Wax A. Chilkoti ACS Nano 2009 3 795 806
128. G. J. Nusz S. M. Marinakos A. C. Curry A. Dahlin F. Hook A. Wax A. Chilkoti Anal. Chem. 2008 80 984 989
129. P. L. Truong C. Cao S. Park M. Kim S. J. Sim Lab Chip 2011 11 2591 2597
130. D. M. Bruls T. H. Evers J. A. H. Kahlman P. J. W. van Lankvelt M. Ovsyanko E. G. M. Pelssers J. Schleipen F. K. de Theije C. A. Verschuren T. van der Wijk J. B. A. van Zon W. U. Dittmer A. H. J. Immink J. H. Nieuwenhuis M. W. J. Prins Lab Chip 2009 9 3504 3510
131. J. Gordon G. Michel Clin. Chem. 2012 58 690 698
132. J. L. E. Campbell and G. Davis, Patent assigned to Abbott Point of Care Inc., 2012, US20120295290 A1