Ultrasensitive Electrochemical Detection of Nucleic Acids Based on the Dual-Signaling Electrochemical Ratiometric Method and Exonuclease III-Assisted Target Recycling Amplification Strategy

Analytical Chemistry

Volumn 87, Issue 14, 2015, Pages 7291-7296

  Xiong, Erhu ^a   Zhang, Xiaohua ^a   Liu, Yunqing ^a   Zhou, Jiawan ^a   Yu, Peng ^a   Li, Xiaoyu ^a   Chen, Jinhua ^a  

^a HUNAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AROMATIC COMPOUNDS; BIOMOLECULES; BIOSENSORS; DIAGNOSIS; DNA; ELECTRODES; GOLD; NUCLEIC ACIDS; ORGANOMETALLICS; RECYCLING; SIGNAL DETECTION;

AMPLIFICATION STRATEGY; BIOLOGICAL STUDIES; DISEASE DIAGNOSTICS; ELECTROCHEMICAL DETECTION; ELECTROCHEMICAL DNA BIOSENSORS; MEDICAL DIAGNOSTICS; SENSITIVE DETECTION; ULTRA SENSITIVES;

CHEMICAL DETECTION;

DNA; EXODEOXYRIBONUCLEASE; EXODEOXYRIBONUCLEASE III; GOLD;

CHEMISTRY; DEVICES; ELECTROCHEMICAL ANALYSIS; ELECTRODE; GENETIC PROCEDURES; METABOLISM; NUCLEIC ACID AMPLIFICATION; SURFACE PROPERTY;

BIOSENSING TECHNIQUES; DNA; ELECTROCHEMICAL TECHNIQUES; ELECTRODES; EXODEOXYRIBONUCLEASES; GOLD; NUCLEIC ACID AMPLIFICATION TECHNIQUES; SURFACE PROPERTIES;

EID: 84937724019     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.analchem.5b01402     Document Type: Article

References (72)

1. Lubin, A. A.; Plaxco, K. W. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 496-505 10.1021/ar900165x
2. Li, D.; Song, S. P.; Fan, C. H. Acc. Chem. Res. 2010, 43, 631-641 10.1021/ar900245u
3. Wang, F.; Elbaz, J.; Orbach, R.; Magen, N.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 17149-17151 10.1021/ja2076789
4. Fan, J. B.; Chee, M. S.; Gunderson, K. I. Nat. Rev. Genet. 2006, 7, 632-644 10.1038/nrg1901
5. Ji, H. X.; Dong, H. F.; Yan, F.; Lei, J. P.; Ding, L.; Gao, W. C.; Ju, H. X. Chem.-Eur. J. 2011, 17, 11344-11349 10.1002/chem.201100563
6. Liu, J. W.; Lu, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 90-93 10.1002/anie.200502589
7. Xia, F.; Zuo, X. L.; Yang, R. Q.; Xiao, Y.; Kang, D.; Vallee-Belisle, A.; Gong, X.; Yuen, J. D.; Hsu, B. B. Y.; Heeger, A. J.; Plaxco, K. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 10837-10841 10.1073/pnas.1005632107
8. Zheng, X. X.; Liu, Q.; Jing, C.; Li, Y.; Li, D.; Luo, W. J.; Wen, Y. Q.; He, Y.; Huang, Q.; Long, Y. T.; Fan, C. H. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11994-11998 10.1002/anie.201105121
9. Hsieh, K.; White, R. J.; Ferguson, B. S.; Plaxco, K. W.; Xiao, Y.; Soh, H. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 11176-11180 10.1002/anie.201103482
10. Xiao, Y.; Lou, X. H.; Uzawa, T.; Plakos, K. J. I.; Plaxco, K. W.; Soh, H. T. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 15311-15316 10.1021/ja905068s
11. Zhang, X. L.; Li, L. L.; Li, L.; Chen, J.; Zou, G. Z.; Si, Z. K.; Jin, W. R. Anal. Chem. 2009, 81, 1826-1832 10.1021/ac802183u
12. Dong, H. F.; Gao, W. C.; Yan, F.; Ji, H. X.; Ju, H. X. Anal. Chem. 2010, 82, 5511-5517 10.1021/ac100852z
13. Gerasimova, Y. V.; Peck, S.; Kolpashchikov, D. M. Chem. Commun. 2010, 46, 8761-8763 10.1039/c0cc03248d
14. Cheng, Y. N.; Tim, S.; Pol, V. D.; Liesbet, L.; Wang, M.; Chen, H. Z.; Gustaaf, B. Anal. Chem. 2011, 83, 1307-1314 10.1021/ac102463c
15. Kuang, H.; Zhao, S. G.; Chen, W.; Ma, W.; Yong, Q. Q.; Xu, L. G.; Wang, L. B.; Xu, C. L. Biosens. Bioelectron. 2011, 26, 2495-2499 10.1016/j.bios.2010.10.043
16. Wang, W. J.; Li, J. J.; Rui, K.; Gai, P. P.; Zhang, J. R.; Zhu, J. J. Anal. Chem. 2015, 87, 3019-3026 10.1021/ac504652e
17. Li, F.; Zhang, H. Q.; Wang, Z. X.; Newbigging, A. M.; Reid, M. S.; Li, X. F.; Le, X. C. Anal. Chem. 2015, 87, 274-292 10.1021/ac5037236
18. Wu, L.; Xiong, E. H.; Zhang, X.; Zhang, X. H.; Chen, J. H. Nano Today 2014, 9, 197-211 10.1016/j.nantod.2014.04.002
19. Lai, R. Y.; Lagally, E. T.; Lee, S. H.; Soh, H. T.; Plaxco, K. W.; Heeger, A. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 4017-4021 10.1073/pnas.0511325103
20. Li, H. K.; Huang, J. H.; Lv, J. H.; An, H. J.; Zhang, X. D.; Zhang, Z. Z.; Fan, C. H.; Hu, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 5100-5103 10.1002/anie.200500403
21. Saiki, R. K.; Scharf, S.; Faloona, F.; Mullis, K. B.; Horn, G. T.; Erlich, H. A.; Arnheim, N. Science 1985, 230, 1350-1354 10.1126/science.2999980
22. He, F.; Feng, F. D.; Duan, X. R.; Wang, S.; Li, Y. L.; Zhu, D. B. Anal. Chem. 2008, 80, 2239-2243 10.1021/ac702415p
23. Wang, C.; Zhou, H.; Zhu, W. P.; Li, H. B.; Jiang, J. H.; Shen, G. L.; Yu, R. Q. Biosens. Bioelectron. 2013, 47, 324-328 10.1016/j.bios.2013.03.020
24. Zhou, H.; Xie, S. J.; Zhang, S. B.; Shen, G. L.; Yu, R. Q.; Wu, Z. S. Chem. Commun. 2013, 49, 2448-2450 10.1039/c3cc38358j
25. Nallur, G.; Luo, C. H.; Fang, L. H.; Cooley, S.; Dave, V.; Lambert, J.; Kukanskis, K.; Kingsmore, S.; Lasken, R.; Schweitzer, B. Nucleic Acids Res. 2001, 29, e118 10.1093/nar/29.23.e118
26. Li, J. H.; Deng, T.; Chu, X.; Yang, R. H.; Jiang, J. H.; Shen, G. L.; Yu, R. Q. Anal. Chem. 2010, 82, 2811-2816 10.1021/ac100336n
27. Ji, H. X.; Yan, F.; Lei, J. P.; Ju, H. X. Anal. Chem. 2012, 84, 7166-7171 10.1021/ac3015356
28. Zhao, W.; Ali, M. M.; Brook, M. A.; Li, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 6330-6337 10.1002/anie.200705982
29. Cheng, W.; Zhang, W.; Yan, Y. R.; Shen, B.; Zhu, D.; Lei, P. H.; Ding, S. J. Biosens. Bioelectron. 2014, 62, 274-279 10.1016/j.bios.2014.06.056
30. He, P.; Qiao, W. P.; Liu, L. J.; Zhang, S. S. Chem. Commun. 2014, 50, 10718-10721 10.1039/C4CC04776A
31. Xu, W. D.; Deng, R. J.; Wang, L. D.; Li, J. H. Anal. Chem. 2014, 86, 7813-7818 10.1021/ac501726s
32. Barany, F. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 1991, 88, 189-193 10.1073/pnas.88.1.189
33. Wee, E. J. H.; Shiddiky, M. J. A.; Brown, M. A.; Trau, M. Chem. Commun. 2012, 48, 12014-12016 10.1039/c2cc35841g
34. Pinijsuwan, S.; Rijiravanich, P.; Somasundrum, M.; Surareungchai, W. Anal. Chem. 2008, 80, 6779-6784 10.1021/ac800566d
35. Peng, H.; Zhang, L. J.; Kjällman, T. H. M.; Soeller, C.; Travas-Sejdic, J. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 3048-3049 10.1021/ja0685452
36. Gao, W. C.; Dong, H. F.; Lei, J. P.; Ji, H. X.; Ju, H. X. Chem. Commun. 2011, 47, 5220-5222 10.1039/c1cc10840a
37. Jing, P.; Yi, H. Y.; Xue, S. Y.; Chai, Y. Q.; Yuan, R.; Xu, W. J. Anal. Chim. Acta 2015, 853, 234-241 10.1016/j.aca.2014.10.003
38. Zhang, D.; Huarng, M. C.; Alocilja, E. C. Biosens. Bioelectron. 2010, 26, 1736-1742 10.1016/j.bios.2010.08.012
39. Zhao, C. Q.; Wu, L.; Ren, J. S.; Qu, X. G. Chem. Commun. 2011, 47, 5461-5463 10.1039/c1cc11396h
40. Xu, W.; Xue, X. J.; Li, T. H.; Zeng, H. W.; Liu, X. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6849-6852 10.1002/anie.200901772
41. Li, J. J.; Chu, Y. Z.; Lee, B. Y. H.; Xie, X. L. S. Nucleic Acids Res. 2008, 36, e36 10.1093/nar/gkn033
42. García, T.; Revenga-Parra, M.; Sobrino, B.; Carracedo, A.; Alonso, C.; Lorenzo, E.; Pariente, F. Biosens. Bioelectron. 2011, 29, 40-45 10.1016/j.bios.2011.06.003
43. Connolly, A. R.; Trau, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 2720-2723 10.1002/anie.200906992
44. Fan, Q.; Zhao, J.; Li, H.; Zhu, L.; Li, G. X. Biosens. Bioelectron. 2012, 33, 211-215 10.1016/j.bios.2012.01.003
45. Yao, G. H.; Liang, R. P.; Yu, X. D.; Huang, C. F.; Zhang, L.; Qiu, J. D. Anal. Chem. 2015, 87, 929-936 10.1021/ac503016f
46. Zuo, X.; Xia, F.; Xiao, Y.; Plaxco, K. W. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1816-1818 10.1021/ja909551b
47. Liu, X.; Freeman, R.; Willner, I. Chem.-Eur. J. 2012, 18, 2207-2211 10.1002/chem.201103342
48. Luo, C. H.; Tang, H.; Cheng, W.; Yan, L.; Zhang, D. C.; Ju, H. X.; Ding, S. J. Biosens. Bioelectron. 2013, 48, 132-137 10.1016/j.bios.2013.03.084
49. Liu, S. F.; Cheng, C. B.; Liu, T.; Wang, L.; Gong, H. W.; Li, F. Biosens. Bioelectron. 2015, 63, 99-104 10.1016/j.bios.2014.07.023
50. Xue, Q. W.; Lv, Y. Q.; Zhang, Y. F.; Xu, S. L.; Li, R.; Yue, Q. L.; Li, H. B.; Wang, L.; Gu, X. H.; Zhang, S. Q.; Liu, J. F. Biosens. Bioelectron. 2014, 61, 351-356 10.1016/j.bios.2014.05.047
51. Gao, T.; Ning, L. M.; Li, C.; Wang, H. Y.; Li, G. X. Anal. Chim. Acta 2013, 788, 171-176 10.1016/j.aca.2013.06.029
52. Gao, Y.; Li, B. X. Anal. Chem. 2013, 85, 11494-11500 10.1021/ac402728d
53. Ronkainen, N. J.; Halsall, H. B.; Heineman, W. R. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1747-1763 10.1039/b714449k
54. Ricci, F.; Plaxco, K. W. Microchim. Acta 2008, 163, 149-155 10.1007/s00604-008-0015-4
55. Bakker, E.; Qin, Y. Anal. Chem. 2006, 78, 3965-3984 10.1021/ac060637m
56. Li, W.; Wu, P.; Zhang, H.; Cai, C. X. Anal. Chem. 2012, 84, 7583-7590 10.1021/ac301990f
57. Liu, S. F.; Wang, C. F.; Zhang, C. X.; Wang, Y.; Tang, B. Anal. Chem. 2013, 85, 2282-2288 10.1021/ac303225p
58. Yu, P.; Zhou, J. W.; Wu, L.; Xiong, E. H.; Zhang, X. H.; Chen, J. H. J. Electroanal. Chem. 2014, 732, 61-65 10.1016/j.jelechem.2014.08.034
59. Du, Y.; Lim, B. J.; Li, B. L.; Jiang, Y. S.; Sessler, J. L.; Ellington, A. D. Anal. Chem. 2014, 86, 8010-8016 10.1021/ac5025254
60. Ren, K. W.; Wu, J.; Yan, F.; Ju, H. X. Sci. Rep. 2014, 4, 4360 10.1038/srep04360
61. Ren, K. W.; Wu, J.; Yan, F.; Zhang, Y.; Ju, H. X. Biosens. Bioelectron. 2015, 66, 345-349 10.1016/j.bios.2014.11.046
62. Xiong, E. H.; Wu, L.; Zhou, J. W.; Yu, P.; Zhang, X. H.; Chen, J. H. Anal. Chim. Acta 2015, 853, 242-248 10.1016/j.aca.2014.10.015
63. Dao, V. V.; Guenther, R. H.; Agris, P. F. Biochemistry 1992, 31, 11012-11019 10.1021/bi00160a010
64. Ramsing, N. B.; Rippe, K.; Jovin, T. M. Biochemistry 1989, 28, 9528-9535 10.1021/bi00450a042
65. Ning, L. M.; Li, X. X.; Yang, D. W.; Miao, P.; Ye, Z. H.; Li, G. X. Anal. Chem. 2014, 86, 8042-8047 10.1021/ac500141p
66. Bardea, A.; Patolsky, F.; Dagan, A.; Willner, I. Chem. Commun. 1999, 2, 21-22 10.1039/a808319c
67. Cao, Y.; Zhu, S.; Yu, J. C.; Zhu, X. J.; Yin, Y. M.; Li, G. X. Anal. Chem. 2012, 84, 4314-4320 10.1021/ac203401h
68. Chen, Y.; Jiang, B. Y.; Xiang, Y.; Chai, Y. Q.; Yuan, R. Chem. Commun. 2011, 47, 12798-12800 10.1039/c1cc14902d
69. Wu, D.; Yin, B. C.; Ye, B. C. Biosens. Bioelectron. 2011, 28, 232-238 10.1016/j.bios.2011.07.029
70. Lin, C. S.; Wu, Y. F.; Luo, F.; Chen, D. M.; Chen, X. Biosens. Bioelectron. 2014, 59, 365-369 10.1016/j.bios.2014.03.053
71. Xuan, F.; Luo, X. T.; Hsing, I. M. Anal. Chem. 2012, 84, 5216-5220 10.1021/ac301033w
72. Wei, W.; Ni, Q. W.; Pu, Y. P.; Yin, L. H.; Liu, S. Q. J. Electroanal. Chem. 2014, 714, 25-29 10.1016/j.jelechem.2013.12.018