Mechanical model of vertical nanowire cell penetration

Nano Letters

Volumn 13, Issue 12, 2013, Pages 6002-6008

  Xie, Xi ^a   Xu, Alexander M ^a   Angle, Matthew R ^a   Tayebi, Noureddine ^b   Verma, Piyush ^a   Melosh, Nicholas A ^a  

^a Stanford University   (United States)

^b INTEL CORPORATION   (United States)

Author keywords

cell membrane; mechanical model; Nanowire; penetration mechanism

Indexed keywords

ADHESION MECHANISMS; CONTINUUM MODELING; ELECTRICAL RECORDING; GENE TRANSFECTION; MECHANICAL MODEL; MEMBRANE PENETRATION; PENETRATION MECHANISMS; VERTICAL NANOWIRES;

ADHESION; CELL MEMBRANES; CONTINUUM MECHANICS; CYTOLOGY; NANOWIRES;

MOLECULAR BIOLOGY;

NANOWIRE;

ARTICLE; CELL MEMBRANE; CELL MEMBRANE PERMEABILITY; CHEMISTRY; DRUG DELIVERY SYSTEM; GENE TRANSFER; HUMAN; MECHANICS;

CELL MEMBRANE; CELL MEMBRANE PERMEABILITY; DRUG DELIVERY SYSTEMS; GENE TRANSFER TECHNIQUES; HUMANS; MECHANICAL PROCESSES; NANOWIRES;

EID: 84890379734     PISSN: 15306984     EISSN: 15306992     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/nl403201a     Document Type: Article

References (58)

1. Shalek, A. K.; Robinson, J. T.; Karp, E. S.; Lee, J. S.; Ahn, D. R.; Yoon, M. H.; Sutton, A.; Jorgolli, M.; Gertner, R. S.; Gujral, T. S.; MacBeath, G.; Yang, E. G.; Park, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 1870-1875
2. Stephens, D. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001, 98, 4295-4298
3. Herweijer, H.; Wolff, J. A. Gene Ther. 2003, 10, 453-458
4. Angle, M. R.; Schaefer, A. T. PLoS ONE 2012, 7, e43194
5. Xie, C.; Lin, Z.; Hanson, L.; Cui, Y.; Cui, B. Nanotechnology 2012, 7, 185-190
6. Wong, I. Y.; Almquist, B. D.; Melosh, N. A. Mater. Today 2010, 13, 14-22
7. Pogodin, S.; Baulin, V. A. ACS Nano 2010, 4, 5293-5300
8. Chen, X.; Kis, A.; Zettl, A.; Bertozzi, C. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 8218-8222
9. Kim, W.; Ng, J. K.; Kunitake, M. E.; Conklin, B. R.; Yang, P. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7228-7229
10. Berthing, T.; Sørensen, C. B.; NygaÌŠrd, J.; Martinez, K. L. J. Nanoneurosci. 2009, 1, 3-9
11. Na, Y.-R.; Kim, S. Y.; Gaublomme, J. T.; Shalek, A. K.; Jorgolli, M.; Park, H.; Yang, E. G. Nano Lett. 2013, 13, 153-158
12. Robinson, J. T.; Jorgolli, M.; Shalek, A. K.; Yoon, M.-H.; Gertner, R. S.; Park, H. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 180-184
13. Shalek, A. K.; Gaublomme, J. T.; Wang, L.; Yosef, N.; Chevrier, N.; Andersen, M. S.; Robinson, J. T.; Pochet, N.; Neuberg, D.; Gertner, R. S.; Amit, I.; Brown, J. R.; Hacohen, N.; Regev, A.; Wu, C. J.; Park, H. Nano Lett. 2012, 12, 6498-6504
14. Yosef, N.; Shalek, A. K.; Gaublomme, J. T.; Jin, H.; Lee, Y.; Awasthi, A.; Wu, C.; Karwacz, K.; Xiao, S.; Jorgolli, M.; Gennert, D.; Satija, R.; Shakya, A.; Lu, D. Y.; Trombetta, J. J.; Pillai, M. R.; Ratcliffe, P. J.; Coleman, M. L.; Bix, M.; Tantin, D.; Park, H.; Kuchroo, V. K.; Regev, A. Nature 2013, 496, 461-468
15. VanDersarl, J. J.; Xu, A. M.; Melosh, N. A. Nano Lett. 2012, 12, 3881-3886
16. Park, S.; Kim, Y.-S.; Kim, W. B.; Jon, S. Nano Lett. 2009, 9, 1325-1329
17. Kam, N. W. S.; Liu, Z.; Dai, H. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 577-581
18. Gao, H.; Shi, W.; Freund, L. B. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 9469-9474
19. Shi, X.; Bussche, A. v. d.; Hurt, R. H.; Kane, A. B.; Gao, H. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 714-719
20. Berthing, T.; Bonde, S.; Sørensen, C. B.; Utko, P.; NygaÌŠrd, J.; Martinez, K. L. Small 2011, 7, 640-647
21. Mumm, F.; Beckwith, K. M.; Bonde, S.; Martinez, K. L.; Sikorski, P. Small 2013, 9, 263-272
22. Hanson, L.; Lin, Z. C.; Xie, C.; Cui, Y.; Cui, B. Nano Lett. 2012, 12, 5815-5820
23. Tian, B.; Cohen-Karni, T.; Qing, Q.; Duan, X.; Xie, P.; Lieber, C. M. Science 2010, 329, 830-834
24. Duan, X.; Gao, R.; Xie, P.; Cohen-Karni, T.; Qing, Q.; Choe, H. S.; Tian, B.; Jiang, X.; Lieber, C. M. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 174-179
25. Xie, X.; Xu, A. M.; Leal-Ortiz, S.; Cao, Y.; Garner, C. C.; Melosh, N. A. ACS Nano 2013, 7, 4351-4358
26. Peer, E.; Artzy-Schnirman, A.; Gepstein, L.; Sivan, U. ACS Nano 2012, 6, 4940-4946
27. Qi, S.; Yi, C.; Ji, S.; Fong, C.-C.; Yang, M. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 30-34
28. Sen, S.; Subramanian, S.; Discher, D. E. Biophys. J. 2005, 89, 3203-3213
29. Verma, P.; Wong, I. Y.; Melosh, N. A. Biointerphases 2010, 5, 37
30. Nir, S.; Andersen, M. J. Membr. Biol. 1977, 31, 1-18
31. Lee, F.-H.; Haskell, C.; Charo, I. F.; Boettiger, D. Biochemistry 2004, 43, 7179-7186
32. Cuvelier, D.; Théry, M.; Chu, Y.-S.; Dufour, S.; Thiéry, J.-P.; Bornens, M.; Nassoy, P.; Mahadevan, L. Curr. Biol. 2007, 17, 694-699
33. Wehrle-Haller, B.; Imhof, B. A. Int. J. Biochem. Cell Biol. 2003, 35, 39-50
34. Baoukina, S.; Marrink, Siewert J.; Tieleman, D. P. Biophys. J. 2012, 102, 1866-1871
35. Kagiwada, H.; Nakamura, C.; Kihara, T.; Kamiishi, H.; Kawano, K.; Nakamura, N.; Miyake, J. Cytoskeleton 2010, 67, 496-503
36. Alenghat, F. J.; Ingber, D. E. Sci. Signal. 2002, 2002, pe6-pe6
37. Evans, E. A.; Waugh, R.; Melnik, L. Biophys. J. 1976, 16, 586-595
38. Evans, E. A. Biophys. J. 1973, 13, 926-940
39. Skalak, R.; Tozeren, A.; Zarda, R. P.; Chien, S. Biophys. J. 1973, 13, 245-264
40. Hategan, A.; Law, R.; Kahn, S.; Discher, D. E. Biophys. J. 2003, 85, 2746-2759
41. Lulevich, V.; Zimmer, C. C.; Hong, H..; Jin, L.; Liu, G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 13872-13877
42. Evans, E.; Heinrich, V.; Ludwig, F.; Rawiczy, W. Biophys. J. 2003, 85, 2342-2350
43. Butt, H.-J.; Franz, V. Phys. Rev. E 2002, 66, 031601
44. Loi, S.; Sun, G.; Franz, V.; Butt, H.-J. Phys. Rev. E 2002, 66, 031602
45. Obataya, I.; Nakamura, C.; Han, S.; Nakamura, N.; Miyake, J. Biosens. Bioelectron. 2005, 20, 1652-1655
46. Tieleman, D. P.; Leontiadou, H.; Mark, A. E.; Marrink, S.-J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 6382-6383
47. Godin, M.; Delgado, F. F.; Son, S.; Grover, W. H.; Bryan, A. K.; Tzur, A.; Jorgensen, P.; Payer, K.; Grossman, A. D.; Kirschner, M. W.; Manalis, S. R. Nat. Methods 2010, 7, 387-390
48. Bryan, A. K.; Goranov, A.; Amon, A.; Manalis, S. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 107, 999-1004
49. Lacerda, L.; Raffa, S.; Prato, M.; Bianco, A.; Kostarelos, K. Nano Today 2007, 2, 38-43
50. Vakarelski, I. U.; Brown, S. C.; Higashitani, K.; Moudgil, B. M. Langmuir 2007, 23, 10893-10896
51. Carey, S. P.; Charest, J. M.; Reinhart-King, C. A. Stud. Mechanobiol. Tissue Eng. Biomater. 2011, 4, 29-69
52. Yang, W. H.; Hsu, K. H. J. Appl. Mech. 1971, 38, 227-230
53. Mogilner, A.; Rubinstein, B. Biophys. J. 2005, 89, 782-795
54. Kress, H.; Stelzer, E. H. K.; Holzer, D.; Buss, F.; Griffiths, G.; Rohrbach, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2007, 104, 11633-11638
55. Yang, W. H.; Feng, W. W. J. Appl. Mech. 1970, 37, 1002-1011
56. Sackmann, E.; Bruinsma, R. ChemPhysChem 2002, 3, 262-269
57. Boal, D. Mechanics of the Cell; Cambridge University Press: Cambridge, New York, 2002.
58. Pietuch, A.; Janshoff, A. Open Biol. 2013, 3, 130084-130084