Micro-Nanostructured Protein Arrays: A Tool for Geometrically Controlled Ligand Presentation†
Daniel Aydin
Abteilung Neue Materialien und Biosysteme Max-Planck-Institut für Metallforschung & Institut für Biophysikalische Chemie Universität Heidelberg Heisenbergstrasse 3, 70569 Stuttgart (Germany)
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Tumour Immunology Unit, Division of Medicine Imperial College London Hammersmith Hospital Campus 10N6-Commonwealth Building Du Cane Road, London W12 ONN (United Kingdom)
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Joachim P. Spatz
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Abteilung Neue Materialien und Biosysteme Max-Planck-Institut für Metallforschung & Institut für Biophysikalische Chemie Universität Heidelberg Heisenbergstrasse 3, 70569 Stuttgart (Germany).Search for more papers by this authorThe authors thank Jacques Blümmel for synthesizing the mPEG-urea derivative and Dirk Brenner for providing histidine-tagged GFP. This work was funded by the Max Planck Society and the Landesstiftung Baden-Württemberg within the framework of the competence network “Functional Nanostructures”.
Graphical Abstract
A novel approach for the rapid fabrication of extended areas of micrometer-scaled patches of quasi-hexagonally ordered gold nanoparticle arrays (see image) is presented. The resulting substrates serve as templates for the site-specific immobilization of proteins to gold nanoparticles enabling nanoscopically and microscopically controlled protein deposition.
References
- 1 L. L. Kiessling, J. E. Gestwicki, L. E. Strong, Angew. Chem, Int. Ed. 2006, 45, 2348.
- 2 a) C. S. Chen, M. Mrksich, S. Huang, G. M. Whitesides, D. E. Ingber, Science 1997, 276, 1425; b) K. D. Mossman, G. Campi, J. T. Groves, M. L. Dustin, Science 2005, 310, 1191.
- 3 a) K.-B. Lee, S.-J. Park, C. A. Mirkin, J. C. Smith, M. Mrksich, Science 2002, 295, 1702; b) K. Salaita, Y. Wang, C. A. Mirkin, Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 145.
- 4 a) K. Salaita, Y. Wang, J. Fragala, R. A. Vega, C. Liu, C. A. Mirkin, Angew. Chem, Int. Ed. 2006, 45, 7220; b) S. W. Lee, B. K. Oh, R. G. Sanedrin, K. Salaita, T. Fujigaya, C. A. Mirkin, Adv. Mater. 2006, 18, 1133.
- 5 a) G. M. Whitesides, E. Ostuni, S. Takayama, X. Jiang, D. E. Ingber, Annu. Rev. Biomed. Eng. 2001, 3, 335; b) S. R. Coyer, A. J. Garcia, E. Delamarche, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6837.
- 6 P. Maury, M. Escalante, M. Péter, David, N. Reinhoudt, V. Subramaniam, J. Huskens, Small 2007, 3, 1584.
- 7 a) M. Arnold, E. A. Cavalcanti-Adam, R. Glass, J. Blümmel, W. Eck, M. Kantlehner, H. Kessler, J. P. Spatz, ChemPhysChem 2004, 5, 383; b) E. A. Cavalcanti-Adam, T. Volberg, A. Micoulet, H. Kessler, B. Geiger, J. P. Spatz, Biophys. J. 2007, 92, 2964.
- 8 T. Wolfram, F. Belz, T. Schön, J. P. Spatz, Biointerphases 2007, 2, 44.
- 9 a) M. Aizawa, J. M. Buriak, Chem. Mater. 2007, 19, 5090; b) S. Krishnamoorthy, C. Hinderling, H. Heinzelmann, Mater. Today 2006, 9, 40; b) S. I. Yoo, J. H. Kwon, B. H. Sohn, J. Mater. Chem. 2007, 17, 2969.
- 10 R. Glass, M. Möller, J. P. Spatz, Nanotechnology 2003, 14, 1153.
- 11 R. Glass, M. Arnold, J. Blümmel, A. Küller, M. Möller, J. P. Spatz, Adv. Funct. Mater. 2003, 13, 569.
- 12 D. L. Johnson, L. L. Martin, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 2018.
- 13 J. Groll, K. Albrecht, P. Gasteier, S. Riethmueller, U. Ziener, M. Möller, ChemBioChem 2005, 6, 1782.
- 14 B. Gorzolnik, P. Mela, M. Möller, Nanotechnology 2006, 17, 5027.
- 15 S. H. Yun, B. H. Sohn, J. C. Jung, W. C. Zin, M. Ree, J. W. Park, Nanotechnology 2006, 17, 450.
- 16 P. Mela, B. Gorzolnik, M. Bueckins, A. Mourran, J. Mayer, M. Möller, Small 2007, 3, 1368.
- 17 J. Blümmel, N. Perschmann, D. Aydin, J. Drinjakovic, T. Surrey, M. Lopez-Garcia, H. Kessler, J. P. Spatz, Biomaterials 2007, 28, 4739.
- 18 E. Hochuli, H. Döbeli, A. Schacher, J. Chromatogr. 1987, 411, 177.
- 19 G. B. Sigal, C. Bamdad, A. Barberis, J. Strominger, G. M. Whitesides, Anal. Chem. 1996, 68, 490.
- 20 M. Ormo, A. B. Cubitt, K. Kallio, L. A. Gross, R. Y. Tsien, S. J. Remington, Science 1996, 273, 1392.
- 21 A. Warden, B. Graham, M. T. Hearn, L. Spiccia, Org. Lett. 2001, 3, 2855.