Electrochemically generated gradients

Angewandte Chemie - International Edition

Volumn 53, Issue 35, 2014, Pages 9152-9167

  Krabbenborg, Sven O ^a   Huskens, Jurriaan ^a  

^a UNIVERSITY OF TWENTE   (Netherlands)

Author keywords

electrochemistry; gradients; materials science; reactivity

Indexed keywords

BIOCHEMISTRY; DEPOSITION; MATERIALS SCIENCE; REACTIVITY (NUCLEAR);

DEVICE DEVELOPMENT; DIRECTIONAL MOTION; ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; GRADIENT FORMATION; GRADIENTS; HIGH-THROUGHPUT SCREENING; KEY CHARACTERISTICS; TECHNOLOGICAL APPLICATIONS;

ELECTROCHEMISTRY;

EID: 84906569066     PISSN: 14337851     EISSN: 15213773     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/anie.201310349     Document Type: Review

References (170)

1. M. Weber, R. Hauschild, J. Schwarz, C. Moussion, I. deVries, D. F. Legler, S. A. Luther, T. Bollenbach, M. Sixt, Science 2013, 339, 328.
2. M. Ueda, Y. Sako, T. Tanaka, P. Devreotes, T. Yanagida, Science 2001, 294, 864
3. P. J. M. VanHaastert, P. N. Devreotes, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2004, 5, 626
4. G. Servant, O. D. Weiner, P. Herzmark, T. Balla, J. W. Sedat, H. R. Bourne, Science 2000, 287, 1037.
5. B. G. Fuller, M. A. Lampson, E. A. Foley, S. Rosasco-Nitcher, K. V. Le, P. Tobelmann, D. L. Brautigan, P. T. Stukenberg, T. M. Kapoor, Nature 2008, 453, 1132.
6. B. N. Kholodenko, J. F. Hancock, W. Kolch, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2010, 11, 414.
7. N. I. Markevich, M. A. Tsyganov, J. B. Hoek, B. N. Kholodenko, Mol. Syst. Biol. 2006, 2, 61
8. H. Meinhardt, A. Gierer, Bioessays 2000, 22, 753
9. S. R. Neves, P. Tsokas, A. Sarkar, E. A. Grace, P. Rangamani, S. M. Taubenfeld, C. M. Alberini, J. C. Schaff, R. D. Blitzer, I. I. Moraru, R. Iyengar, Cell 2008, 133, 666.
10. O. Brandman, T. Meyer, Science 2008, 322, 390
11. Q. A. Justman, Z. Serber, J. E. Ferrell, H. El-Samad, K. M. Shokat, Science 2009, 324, 509.
12. C. Wu, S. B. Asokan, M. E. Berginski, E. M. Haynes, N. E. Sharpless, J. D. Griffith, S. M. Gomez, J. E. Bear, Cell 2012, 148, 973
13. N. L. Jeon, H. Baskaran, S. K. W. Dertinger, G. M. Whitesides, L. VanDeWater, M. Toner, Nat. Biotechnol. 2002, 20, 826
14. J. Wu, X. Wu, F. Lin, Lab Chip 2013, 13, 2484.
15. Y. I. Wu, D. Frey, O. I. Lungu, A. Jaehrig, I. Schlichting, B. Kuhlman, K. M. Hahn, Nature 2009, 461, 104.
16. A. Levskaya, O. D. Weiner, W. A. Lim, C. A. Voigt, Nature 2009, 461, 997
17. C. Hoffmann, E. Mazari, S. Lallet, R. LeBorgne, V. Marchi, C. Gosse, Z. Gueroui, Nat. Nanotechnol. 2013, 8, 199.
18. C. G. Simon, S. Lin-Gibson, Adv. Mater. 2011, 23, 369.
19. T. P. Kunzler, T. Drobek, M. Schuler, N. D. Spencer, Biomaterials 2007, 28, 2175
20. C. Zink, H. Hall, D. M. Brunette, N. D. Spencer, Biomaterials 2012, 33, 8055.
21. W. F. Maier, K. Stöwe, S. Sieg, Angew. Chem. 2007, 119, 6122
22. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6016.
23. S. Jayaraman, A. C. Hillier, J. Comb. Chem. 2004, 6, 27
24. S. Jayaraman, A. C. Hillier, Meas. Sci. Technol. 2005, 16, 5.
25. R. A. Potyrailo, V. M. Mirsky, Chem. Rev. 2008, 108, 770.
26. R. B. vanDover, L. F. Schneemeyer, R. M. Fleming, Nature 1998, 392, 162.
27. M. K. Chaudhury, G. M. Whitesides, Science 1992, 256, 1539
28. S. Daniel, M. K. Chaudhury, J. C. Chen, Science 2001, 291, 633.
29. K. Ichimura, S.-K. Oh, M. Nakagawa, Science 2000, 288, 1624.
30. T. Chang, D. I. Rozkiewicz, B. J. Ravoo, E. W. Meijer, D. N. Reinhoudt, Nano Lett. 2007, 7, 978.
31. P. Burgos, Z. Zhang, R. Golestanian, G. J. Leggett, M. Geoghegan, ACS Nano 2009, 3, 3235.
32. A. Perl, A. Gomez-Casado, D. Thompson, H. H. Dam, P. Jonkheijm, D. N. Reinhoudt, J. Huskens, Nat. Chem. 2011, 3, 317.
33. S. Morgenthaler, C. Zink, N. D. Spencer, Soft Matter 2008, 4, 419.
34. J. Genzer, R. R. Bhat, Langmuir 2008, 24, 2294
35. M. S. Kim, G. Khang, H. B. Lee, Prog. Polym. Sci. 2008, 33, 138
36. X. Lin, Q. He, J. Li, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 3584
37. J. Genzer, Annu. Rev. Mater. Res. 2012, 42, 435.
38. N. L. Jeon, S. K. W. Dertinger, D. T. Chiu, I. S. Choi, A. D. Stroock, G. M. Whitesides, Langmuir 2000, 16, 8311.
39. T. M. Keenan, A. Folch, Lab Chip 2008, 8, 34
40. S. Kim, H. J. Kim, N. L. Jeon, Integr. Biol. 2010, 2, 584.
41. B. Meier, A. Zielinski, C. Weber, D. Arcizet, S. Youssef, T. Franosch, J. O. Rädler, D. Heinrich, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2011, 108, 11417.
42. B. S. Gallardo, V. K. Gupta, F. D. Eagerton, L. I. Jong, V. S. Craig, R. R. Shah, N. L. Abbott, Science 1999, 283, 57.
43. S. Fiedler, R. Hagedom, T. Schnelle, E. Richter, B. Wagner, G. Fuhr, Anal. Chem. 1995, 67, 820
44. K. Macounová, C. R. Cabrera, M. R. Holl, P. Yager, Anal. Chem. 2000, 72, 3745
45. S. M. Mitrovski, R. G. Nuzzo, Lab Chip 2005, 5, 634
46. D. Kohlheyer, J. C. T. Eijkel, S. Schlautmann, A. vandenBerg, R. B. M. Schasfoort, Anal. Chem. 2007, 79, 8190
47. C. Nicosia, S. O. Krabbenborg, D. N. Reinhoudt, J. Huskens, Supramol. Chem. 2013, 25, 756.
48. X. Cheng, U. A. Gurkan, C. J. Dehen, M. P. Tate, H. W. Hillhouse, G. J. Simpson, O. Akkus, Biomaterials 2008, 29, 3278
49. N. G. Weiss, M. A. Hayes, A. A. Garcia, R. R. Ansari, Langmuir 2011, 27, 494.
50. C. Nicosia, S. O. Krabbenborg, P. Chen, J. Huskens, J. Mater. Chem. B 2013, 1, 5417.
51. B. Li, B. Yu, W. T. S. Huck, W. Liu, F. Zhou, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 1708.
52. Q. Zhou, Q. Xie, Y. Fu, Z. Su, X. Jia, S. Yao, J. Phys. Chem. B 2007, 111, 11276.
53. J. vanWeerd, S. O. Krabbenborg, J. Eijkel, M. Karperien, J. Huskens, P. Jonkheijm, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 100.
54. S. O. Krabbenborg, C. Nicosia, P. Chen, J. Huskens, Nat. Commun. 2013, 4, 1667.
55. K. Eriksson, P. Palmgren, L. Nyholm, S. Oscarsson, Langmuir 2012, 28, 10318.
56. B. M. Lamb, N. P. Westcott, M. N. Yousaf, ChemBioChem 2008, 9, 2628.
57. N. P. Westcott, B. M. Lamb, M. N. Yousaf, Anal. Chem. 2009, 81, 3297.
58. R. H. Terrill, K. M. Balss, Y. Zhang, P. W. Bohn, J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 988.
59. K. M. Balss, B. D. Coleman, C. H. Lansford, R. T. Haasch, P. W. Bohn, J. Phys. Chem. B 2001, 105, 8970
60. K. M. Balss, T.-C. Kuo, P. W. Bohn, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 994.
61. B. D. Coleman, N. Finnegan, P. W. Bohn, J. Electroanal. Chem. 2004, 571, 139
62. B. D. Coleman, N. Finnegan, P. W. Bohn, Thin Solid Films 2004, 467, 121.
63. S. T. Plummer, P. W. Bohn, Langmuir 2002, 18, 4142.
64. S. T. Plummer, Q. Wang, P. W. Bohn, R. Stockton, M. A. Schwartz, Langmuir 2003, 19, 7528
65. L. Liu, B. D. Ratner, E. H. Sage, S. Jiang, Langmuir 2007, 23, 11168.
66. Q. Wang, P. W. Bohn, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 12578
67. Q. Wang, J. A. Jakubowski, J. V. Sweedler, P. W. Bohn, Anal. Chem. 2004, 76, 1.
68. Q. Wang, P. W. Bohn, Thin Solid Films 2006, 513, 338.
69. X. Wang, P. W. Bohn, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 6825
70. X. Wang, R. T. Haasch, P. W. Bohn, Langmuir 2005, 21, 8452.
71. X. Wang, H. Tu, P. V. Braun, P. W. Bohn, Langmuir 2006, 22, 817
72. X. J. Wang, P. W. Bohn, Adv. Mater. 2007, 19, 515.
73. S. Jayaraman, A. C. Hillier, Langmuir 2001, 17, 7857.
74. E. L. May, A. C. Hillier, Anal. Chem. 2005, 77, 6487.
75. E. L. Ratcliff, A. C. Hillier, Langmuir 2007, 23, 9905.
76. T. Sehayek, A. Vaskevich, I. Rubinstein, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4718.
77. T. Sehayek, T. Bendikov, A. Vaskevich, I. Rubinstein, Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 693.
78. T. Sehayek, D. Meisel, A. Vaskevich, I. Rubinstein, Isr. J. Chem. 2008, 48, 359.
79. R. Yamada, H. Tada, Langmuir 2005, 21, 4254.
80. S. E. Fosdick, J. A. Crooks, B.-Y. Chang, R. M. Crooks, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9226.
81. S. E. Fosdick, K. N. Knust, K. Scida, R. M. Crooks, Angew. Chem. 2013, 125, 10632
82. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 10438
83. G. Loget, D. Zigah, L. Bouffier, N. Sojic, A. Kuhn, Acc. Chem. Res. 2013, 46, 2513.
84. C. Ulrich, O. Andersson, L. Nyholm, F. Björefors, Angew. Chem. 2008, 120, 3076
85. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3034.
86. C. Ulrich, O. Andersson, L. Nyholm, F. Björefors, Anal. Chem. 2009, 81, 453.
87. J. Isaksson, N. D. Robinson, M. Berggren, Thin Solid Films 2006, 515, 2003.
88. S. Inagi, Y. Ishiguro, M. Atobe, T. Fuchigami, Angew. Chem. 2010, 122, 10334
89. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 10136.
90. Y. Ishiguro, S. Inagi, T. Fuchigami, Langmuir 2011, 27, 7158.
91. N. Shida, Y. Ishiguro, M. Atobe, T. Fuchigami, S. Inagi, ACS Macro Lett. 2012, 1, 656.
92. S. Inagi, H. Nagai, I. Tomita, T. Fuchigami, Angew. Chem. 2013, 125, 6748
93. Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 6616.
94. S. Ramakrishnan, C. Shannon, Langmuir 2010, 26, 4602
95. R. Ramaswamy, C. Shannon, Langmuir 2011, 27, 878.
96. T. R. Kline, W. F. Paxton, Y. Wang, D. Velegol, T. E. Mallouk, A. Sen, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17150
97. G. Loget, J. Roche, E. Gianessi, L. Bouffier, A. Kuhn, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20033.
98. B. E. Collins, K. P. S. Dancil, G. Abbi, M. J. Sailor, Adv. Funct. Mater. 2002, 12, 187.
99. L. M. Karlsson, P. Tengvall, I. Lundström, H. Arwin, J. Electrochem. Soc. 2002, 149, C 648.
100. K. Kant, S. P. Low, A. Marshal, J. G. Shapter, D. Losic, ACS Appl. Mater. Interfaces 2010, 2, 3447.
101. C. M. Thompson, M. Nieuwoudt, A. M. Ruminski, M. J. Sailor, G. M. Miskelly, Langmuir 2010, 26, 7598.
102. L. R. Clements, P.-Y. Wang, W.-B. Tsai, H. Thissen, N. H. Voelcker, Lab Chip 2012, 12, 1480.
103. T. M. Day, P. R. Unwin, N. R. Wilson, J. V. Macpherson, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 10639.
104. T. S. Hansen, J. U. Lind, A. E. Daugaard, S. Hvilsted, T. L. Andresen, N. B. Larsen, Langmuir 2010, 26, 16171.
105. W. S. Dillmore, M. N. Yousaf, M. Mrksich, Langmuir 2004, 20, 7223.
106. E. W. L. Chan, M. N. Yousaf, Mol. BioSyst. 2008, 4, 746.
107. J. Suzurikawa, M. Nakao, R. Kanzaki, H. Takahashi, Sens. Actuators B 2010, 149, 205.
108. C. E. Carreõn-González, J. DeLaTorreMedina, L. Piraux, A. Encinas, Nano Lett. 2011, 11, 2023.
109. P. Kim, A. K. Epstein, M. Khan, L. D. Zarzar, D. J. Lipomi, G. M. Whitesides, J. Aizenberg, Nano Lett. 2012, 12, 527.
110. P. Kim, W. E. Adorno-Martinez, M. Khan, J. Aizenberg, Nat. Protoc. 2012, 7, 311.
111. R. Venkatasubramanian, K. Jin, N. S. Pesika, Langmuir 2011, 27, 3261.
112. T. Z. Fahidy, J. Appl. Electrochem. 1983, 13, 553
113. R. A. Tacken, L. J. J. Janssen, J. Appl. Electrochem. 1995, 25, 1
114. J. M. D. Coey, G. Hinds, J. Alloys Compd. 2001, 326, 238.
115. K. Tschulik, J. A. Koza, M. Uhlemann, A. Gebert, L. Schultz, Electrochem. Commun. 2009, 11, 2241.
116. J. König, K. Tschulik, L. Büttner, M. Uhlemann, J. Czarske, Anal. Chem. 2013, 85, 3087
117. K. Tschulik, C. Cierpka, A. Gebert, L. Schultz, C. J. Kähler, M. Uhlemann, Anal. Chem. 2011, 83, 3275.
118. P. Dunne, L. Mazza, J. M. D. Coey, Phys. Rev. Lett. 2011, 107, 024501
119. K. Tschulik, R. Sueptitz, M. Uhlemann, L. Schultz, A. Gebert, Electrochim. Acta 2011, 56, 5174.
120. K. Tschulik, X. Yang, G. Mutschke, M. Uhlemann, K. Eckert, R. Sueptitz, L. Schultz, A. Gebert, Electrochem. Commun. 2011, 13, 946.
121. K. Tschulik, C. Cierpka, G. Mutschke, A. Gebert, L. Schultz, M. Uhlemann, Anal. Chem. 2012, 84, 2328.
122. M. Mrksich, Acta Biomater. 2009, 5, 832.
123. Y. L. Khung, G. Barritt, N. H. Voelcker, Exp. Cell Res. 2008, 314, 789.
124. A. M. D. Wan, R. M. Schur, C. K. Ober, C. Fischbach, D. Gourdon, G. G. Malliaras, Adv. Mater. 2012, 24, 2501.
125. L.-Q. Wu, A. P. Gadre, H. Yi, M. J. Kastantin, G. W. Rubloff, W. E. Bentley, G. F. Payne, R. Ghodssi, Langmuir 2002, 18, 8620
126. J. Redepenning, G. Venkataraman, J. Chen, N. Stafford, J. Biomed. Mater. Res. Part A 2003, 66A, 411
127. X.-L. Luo, J.-J. Xu, Y. Du, H.-Y. Chen, Anal. Biochem. 2004, 334, 284
128. Y. Cheng, X. Luo, J. Betz, S. Buckhout-White, O. Bekdash, G. F. Payne, W. E. Bentley, G. W. Rubloff, Soft Matter 2010, 6, 3177.
129. X.-W. Shi, C.-Y. Tsao, X. Yang, Y. Liu, P. Dykstra, G. W. Rubloff, R. Ghodssi, W. E. Bentley, G. F. Payne, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 2074
130. X. Yang, E. Kim, Y. Liu, X.-W. Shi, G. W. Rubloff, R. Ghodssi, W. E. Bentley, Z. Pancer, G. F. Payne, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1645.
131. H. Yi, L.-Q. Wu, W. E. Bentley, R. Ghodssi, G. W. Rubloff, J. N. Culver, G. F. Payne, Biomacromolecules 2005, 6, 2881
132. G. F. Payne, E. Kim, Y. Cheng, H.-C. Wu, R. Ghodssi, G. W. Rubloff, S. R. Raghavan, J. N. Culver, W. E. Bentley, Soft Matter 2013, 9, 6019
133. W. Suginta, P. Khunkaewla, A. Schulte, Chem. Rev. 2013, 113, 5458.
134. Y. Liu, E. Kim, R. V. Ulijn, W. E. Bentley, G. F. Payne, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1575
135. Y. Liu, J. L. Terrell, C.-Y. Tsao, H.-C. Wu, V. Javvaji, E. Kim, Y. Cheng, Y. Wang, R. V. Ulijn, S. R. Raghavan, G. W. Rubloff, W. E. Bentley, G. F. Payne, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 3004.
136. E. K. Johnson, D. J. Adams, P. J. Cameron, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 5130.
137. D. Wu, Cell Res. 2005, 15, 52.
138. M. Mrksich, Chem. Soc. Rev. 2000, 29, 267
139. M. Mrksich, MRS Bull. 2005, 30, 180.
140. J. Robertus, W. R. Browne, B. L. Feringa, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 354
141. I. Choi, W.-S. Yeo, ChemPhysChem 2013, 14, 55.
142. M. N. Yousaf, M. Mrksich, J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 4286.
143. M. N. Yousaf, B. T. Houseman, M. Mrksich, Angew. Chem. 2001, 113, 1127
144. Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 1093.
145. W.-S. Yeo, M. N. Yousaf, M. Mrksich, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14994.
146. M. N. Yousaf, B. T. Houseman, M. Mrksich, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2001, 98, 5992.
147. E. W. L. Chan, M. N. Yousaf, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15542
148. E. W. L. Chan, M. N. Yousaf, ChemPhysChem 2007, 8, 1469.
149. E. W. L. Chan, S. Park, M. N. Yousaf, Angew. Chem. 2008, 120, 6363
150. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6267.
151. W. Luo, M. N. Yousaf, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10780.
152. S. Jayaraman, E. L. May, A. C. Hillier, Langmuir 2006, 22, 10322.
153. W. Zhan, J. Alvarez, R. M. Crooks, J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 13265.
154. K.-F. Chow, B.-Y. Chang, B. A. Zaccheo, F. Mavre, R. M. Crooks, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9228.
155. S. E. Fosdick, R. M. Crooks, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 863.
156. S. E. Fosdick, S. P. Berglund, C. B. Mullins, R. M. Crooks, Anal. Chem. 2013, 85, 2493.
157. Y.-C. Chen, R. J. Young, J. V. Macpherson, N. R. Wilson, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 16167.
158. H. A. Burgoyne, P. Kim, M. Kolle, A. K. Epstein, J. Aizenberg, Small 2012, 8, 3502.
159. A. K. Epstein, A. I. Hochbaum, K. Philseok, J. Aizenberg, Nanotechnology 2011, 22, 494007.
160. K. Eriksson, L. Johansson, E. Gothelid, L. Nyholm, S. Oscarsson, J. Mater. Chem. 2012, 22, 7681.
161. G. Loget, J. Roche, A. Kuhn, Adv. Mater. 2012, 24, 5111.
162. Y. Y. Li, P. Kim, M. J. Sailor, Phys. Status Solidi A 2005, 202, 1616.
163. L. Bonnemay, S. Hostachy, C. Hoffmann, J. Gautier, Z. Gueroui, Nano Lett. 2013, 13, 5147.
164. L. Yang, A. Gomez-Casado, J. F. Young, H. D. Nguyen, J. Cabanas-Danés, J. Huskens, L. Brunsveld, P. Jonkheijm, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 19199.
165. P. Neirynck, J. Brinkmann, Q. An, D. W. J. vanderSchaft, L.-G. Milroy, P. Jonkheijm, L. Brunsveld, Chem. Commun. 2013, 49, 3679
166. Q. An, J. Brinkmann, J. Huskens, S. Krabbenborg, J. deBoer, P. Jonkheijm, Angew. Chem. 2012, 124, 12399
167. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 12233.
168. C. C. A. Ng, A. Magenau, S. H. Ngalim, S. Ciampi, M. Chockalingham, J. B. Harper, K. Gaus, J. J. Gooding, Angew. Chem. 2012, 124, 7826
169. Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 7706.
170. R. Walder, A. Honciuc, D. K. Schwartz, Langmuir 2010, 26, 1501.