Amplified and multiplexed detection of DNA using the dendritic rolling circle amplified synthesis of DNAzyme reporter units

Analytical Chemistry

Volumn 86, Issue 3, 2014, Pages 1614-1621

  Wang, Fuan ^a   Lu, Chun Hua ^a   Liu, Xiaoqing ^a   Freage, Lina ^a   Willner, Itamar ^a  

^a HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM   (Israel)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPLEMENTARY SEQUENCES; HIGHLY SENSITIVE DETECTIONS; HORSERADISH PEROXIDASE; MULTIPLEXED ANALYSIS; MULTIPLEXED DETECTION; NUCLEIC ACID TEMPLATE; RECOGNITION SEQUENCE; ROLLING CIRCLE AMPLIFICATIONS;

DNA; GENES; MULTIPLEXING;

DNA SEQUENCES;

DEOXYRIBOZYME; DNA; GUANINE QUADRUPLEX; HEMIN; HORSERADISH PEROXIDASE; PROTEIN P53;

ARTICLE; BIOCATALYSIS; BIOSYNTHESIS; CHEMISTRY; GENETIC PROCEDURES; GENETICS; LUMINESCENCE; METABOLISM; METHODOLOGY; MUTATION; NUCLEIC ACID AMPLIFICATION; SPECTROFLUOROMETRY;

BIOCATALYSIS; BIOSENSING TECHNIQUES; DNA; DNA, CATALYTIC; G-QUADRUPLEXES; HEMIN; HORSERADISH PEROXIDASE; LUMINESCENT MEASUREMENTS; MUTATION; NUCLEIC ACID AMPLIFICATION TECHNIQUES; SPECTROMETRY, FLUORESCENCE; TUMOR SUPPRESSOR PROTEIN P53;

EID: 84893568356     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac4033033     Document Type: Article

References (88)

1. Drummond, T. G.; Hill, M. G.; Barton, J. K. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1192-1199
2. Willner, I.; Shlyahovsky, B.; Zayats, M.; Willner, B. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1153-1165
3. Ho, H.; Najari, A.; Leclerc, M. Acc. Chem. Res. 2008, 41, 168-178
4. Li, D.; Song, S.; Fan, C. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 631-641
5. Schweitzer, B.; Kingsmore, S. Curr. Opin. Biotechnol. 2001, 12, 21-27
6. Caruana, D. J.; Heller, A. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 769-774
7. Patolsky, F.; Lichtenstein, A.; Willner, I. Nat. Biotechnol. 2001, 19, 253-257
8. Liu, G.; Wan, Y.; Gau, V.; Zhang, J.; Wang, L.; Song, S.; Fan, C. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6820-6825
9. Su, X.; Teh, H. F.; Lieu, X.; Gao, Z. Anal. Chem. 2007, 79, 7192-7197
10. Li, Z.; Hayman, R. B.; Walt, D. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12622-12623
11. Xiao, Y.; Pavlov, V.; Niazov, T.; Dishon, A.; Kotler, M.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 7430-7431
12. Elbaz, J.; Moshe, M.; Shlyahovsky, B.; Willner, I. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 3411-3418
13. Li, W.; Liu, Z.; Lin, H.; Nie, Z.; Chen, J.; Xu, X.; Yao, S. Anal. Chem. 2010, 82, 1935-1941
14. Zhou, M.; Liu, Y.; Tu, Y.; Tao, G.; Yan, J. Biosens. Bioelectron. 2012, 35, 489-492
15. Fu, R.; Li, T.; Lee, S. S.; Park, H. G. Anal. Chem. 2011, 83, 494-500
16. Lu, C. H.; Wang, F.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10651-10658
17. Polsky, R.; Gill, R.; Kaganovsky, L.; Willner, I. Anal. Chem. 2006, 78, 2268-2271
18. Kwon, S. J.; Bard, A. J. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 10777-10779
19. Golub, E.; Pelossof, G.; Freeman, R.; Zhang, H.; Willner, I. Anal. Chem. 2009, 81, 9291-9298
20. He, L.; Musick, M. D.; Nicewarner, S. R.; Salinas, F. G.; Benkovic, S. J.; Natan, M. J.; Keating, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 9071-9077
21. Zhang, J.; Song, S.; Zhang, L.; Wang, L.; Wu, H.; Pan, D.; Fan, C. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8575-8580
22. Wang, F.; Elbaz, J.; Teller, C.; Willner, I. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 295-299
23. Tian, Y.; He, Y.; Mao, C. ChemBioChem 2006, 7, 1862-1864
24. Cheglakov, Z.; Weizmann, Y.; Basnar, B.; Willner, I. Org. Biomol. Chem. 2007, 5, 223-225
25. Wen, Y.; Xu, Y.; Mao, X.; Wei, Y.; Song, H.; Chen, N.; Huang, Q.; Fan, C.; Li, D. Anal. Chem. 2012, 84, 7664-7669
26. Bi, S.; Li, L.; Zhang, S. Anal. Chem. 2010, 82, 9447-9454
27. Wang, F.; Elbaz, J.; Orbach, R.; Magen, N.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17149-17151
28. Shimron, S.; Wang, F.; Orbach, R.; Willner, I. Anal. Chem. 2012, 84, 1042-1048
29. Wang, F.; Elbaz, J.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5504-5507
30. Weizmann, Y.; Beissenhirtz, M. K.; Cheglakov, Z.; Nowarski, R.; Kotler, M.; Willner, I. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 7384-7388
31. Orbach, R.; Mostinski, L.; Wang, F.; Willner, I. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 14689-14694
32. Fu, R.; Jeon, K.; Jung, C.; Park, H. G. Chem. Commun. 2011, 47, 9876-9878
33. Wang, F.; Freage, L.; Orbach, R.; Willner, I. Anal. Chem. 2013, 85, 8196-8203
34. Lin, Z.; Yang, W.; Zhang, G.; Liu, Q.; Qiu, B.; Cai, Z.; Chen, G. Chem. Commun. 2011, 47, 9069-9071
35. Liu, X.; Freeman, R.; Willner, I. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 2207-2211
36. Zuo, X.; Xia, F.; Xiao, Y.; Plaxco, K. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1816-1818
37. Freeman, R.; Girsh, J.; Jou, A. F.; Ho, J. A.; Hug, T.; Dernedde, J.; Willner, I. Anal. Chem. 2012, 84, 6192-6198
38. Zhou, Z.; Du, Y.; Zhang, L.; Dong, S. Biosens. Bioelectron. 2012, 34, 100-105
39. Xiao, X.; Zhang, C.; Su, X.; Song, C.; Zhao, M. Chem. Sci. 2012, 3, 2257-2261
40. Zhang, Z.; Sharon, E.; Freeman, R.; Liu, X.; Willner, I. Anal. Chem. 2012, 84, 4789-4797
41. Li, J.; Fu, H. E.; Wu, L. J.; Zheng, A. X.; Chen, G. N.; Yang, H. H. Anal. Chem. 2012, 84, 5309-5315
42. Liu, S.; Wang, C.; Zhang, C.; Wang, Y.; Tang, B. Anal. Chem. 2013, 85, 2282-2288
43. Lu, C. H.; Wang, F.; Willner, I. Chem. Sci. 2012, 3, 2616-2622
44. Miranda-Castro, R.; Marchal, D.; Limoges, B.; Mavré, F. Chem. Commun. 2012, 48, 8772-8774
45. Freeman, R.; Finder, T.; Willner, I. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 7818-7821
46. Ho, Y. P.; Kung, M. C.; Yang, S.; Wang, T. H. Nano Lett. 2005, 5, 1693-1697
47. Han, M.; Gao, X.; Su, J. Z.; Nie, S. Nat. Biotechnol. 2001, 19, 631-635
48. Xiang, D. S.; Zeng, G. P.; He, Z. K. Biosens. Bioelectron. 2011, 26, 4405-4410
49. Xu, H.; Sha, M. Y.; Wong, E. Y.; Uphoff, J.; Xu, Y.; Treadway, J. A.; Truong, A.; O'Brien, E.; Asquith, S.; Stubbins, M.; Spurr, N. K.; Lai, E. H.; Mahoney, W. Nucleic Acids Res. 2003, 31, e43
50. Zhang, C. Y.; Hu, J. Anal. Chem. 2010, 82, 1921-1927
51. Freeman, R.; Liu, X.; Willner, I. Nano Lett. 2011, 11, 4456-4461
52. Algar, W. R.; Wegner, D.; Huston, A. L.; Blanco-Canosa, J. B.; Stewart, M. H.; Armstrong, A.; Dawson, P. E.; Hildebrandt, N.; Medintz, I. L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1876-1891
53. Marras, S. A.; Kramer, F. R.; Tyagi, S. Genet. Anal.: Biomol. Eng. 1999, 14, 151-156
54. Fernández-Argüelles, M. T.; Yakovlev, A.; Sperling, R. A.; Luccardini, C.; Gaillard, S.; Medel, A. S.; Mallet, J. M.; Brochon, J. C.; Feltz, A.; Oheim, M.; Parak, W. J. Nano Lett. 2007, 7, 2613-2617
55. Liu, X.; Freeman, R.; Golub, E.; Willner, I. ACS Nano 2011, 5, 7648-7655
56. Freeman, R.; Liu, X.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 11597-11604
57. Nicewarner-Pena, S. R.; Freeman, R. G.; Reiss, B. D.; He, L.; Pena, D. J.; Walton, I. D.; Cromer, R.; Keating, C. D.; Natan, M. J. Science 2001, 294, 137-141
58. Kang, T.; Yoo, S. M.; Yoon, I.; Lee, S. Y.; Kim, B. Nano Lett. 2010, 10, 1189-1193
59. Stoermer, R. L.; Cederquist, K. B.; McFarland, S. K.; Sha, M. Y.; Penn, S. G.; Keating, C. D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 16892-16903
60. Wang, J.; Liu, G.; Merkoçi, A. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 3214-3215
61. Hansen, J. A.; Wang, J.; Kawde, A. N.; Xiang, Y.; Gothelf, K. V.; Collins, G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2228-2229
62. Zhang, D.; Huarng, M. C.; Alocilja, E. C. Biosens. Bioelectron. 2010, 26, 1736-1742
63. Fojta, M.; Kostecka, P.; Trefulka, M.; Havran, L.; Palecek, E. Anal. Chem. 2007, 79, 1022-1029
64. Stoeva, S. I.; Lee, J. S.; Smith, J. E.; Rosen, S. T.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8378-8379
65. Stoeva, S. I.; Lee, J. S.; Thaxton, C. S.; Mirkin, C. A. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 3303-3306
66. Wang, G.; Leng, Y.; Dou, H.; Wang, L.; Li, W.; Wang, X.; Sun, K.; Shen, L.; Yuan, X.; Li, J.; Sun, K.; Han, J.; Xiao, H.; Li, Y. ACS Nano 2013, 7, 471-481
67. Cao, Y. C.; Jin, R.; Mirkin, C. A. Science 2002, 297, 1536-1540
68. Sun, L.; Yu, C.; Irudayaraj, J. Anal. Chem. 2007, 79, 3981-3988
69. Faulds, K.; McKenzie, F.; Smith, W. E.; Graham, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 1829-1831
70. Liu, X.; Aizen, R.; Freeman, R.; Yehezkeli, O.; Willner, I. ACS Nano 2012, 6, 3553-3563
71. Wang, L.; Zhu, J.; Han, L.; Jin, L.; Zhu, C.; Wang, E.; Dong, S. ACS Nano 2012, 6, 6659-6666
72. He, S.; Liu, K. K.; Su, S.; Yan, J.; Mao, X.; Wang, D.; He, Y.; Li, L. J.; Song, S.; Fan, C. Anal. Chem. 2012, 84, 4622-4627
73. Liu, X.; Wang, F.; Aizen, R.; Yehezkeli, O.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11832-11839
74. Zhang, M.; Yin, B. C.; Tan, W.; Ye, B. C. Biosens. Bioelectron. 2011, 26, 3260-3265
75. Li, Y.; Geyer, C.; Sen, R. D. Biochemistry 1996, 35, 6911-6922
76. Travascio, P.; Li, Y.; Sen, D. Chem. Biol. 1998, 5, 505-517
77. Travascio, P.; Bennet, A. J.; Wang, D. Y.; Sen, D. Chem. Biol. 1999, 6, 779-787
78. Travascio, P.; Witting, P. K.; Mauk, A. G.; Sen, D. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 1337-1348
79. Nakayama, S.; Sintim, H. O. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10320-10333
80. Wang, F.; Orbach, R.; Willner, I. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 16030-16036
81. Zheng, A. X.; Li, J.; Wang, J. R.; Song, X. R.; Chen, G. N.; Yang, H. H. Chem. Commun. 2012, 48, 3112-3114
82. Li, B. L.; Ellington, A. D.; Chen, X. Nucleic Acids Res. 2011, 39, e110
83. Elbaz, J.; Shlyahovsky, B.; Li, D.; Willner, I. ChemBioChem 2008, 9, 232-239
84. Pavlov, V.; Xiao, Y.; Gill, R.; Dishon, A.; Kotler, M.; Willner, I. Anal. Chem. 2004, 76, 2152-2156
85. Li, Y.; Li, X.; Ji, X.; Li, X. Biosens. Bioelectron. 2011, 26, 4095-4098
86. Luo, M.; Chen, X.; Zhou, G.; Xiang, X.; Chen, L.; Ji, X.; He, Z. Chem. Commun. 2012, 48, 1126-1128
87. Liu, X.; Niazov-Elkan, A.; Wang, F.; Willner, I. Nano Lett. 2013, 13, 219-225
88. Niazov, T.; Pavlov, V.; Xiao, Y.; Gill, R.; Willner, I. Nano Lett. 2004, 4, 1683-1687