There is a fundamental need for semiconductor-based ultrasensitive nanosensors for detecting heterogeneous biomarkers associated with cancer, which do not have a well-defined molecular weight. Here we show that a nanoscale gated biological field effect transistor can be used for detecting the breast cancer serum biomarker protein CA15.3 down to levels of concentration less than 20 units/ml, relevant for clinical use. Our work extends the capability of nanowire sensors to a class of mucin-based heterogeneous protein biomarkers that are of fundamental importance to modern cancer detection.
REFERENCES
1.
A.
Balmain
, J.
Gray
, and B.
Ponder
, Nat. Genet.
33
, 238
(2003
).2.
H. Z.
Ring
and D. L.
Kroetz
, Pharmacogenomics
3
, 47
(2002
).3.
M.
Branca
, Science
300
, 238
(2003
).4.
B.
Weigelt
, A. M.
Glas
, L. F.
Wessels
, A. T.
Witteveen
, J. L.
Peterse
, and L. J.
van’t Veer
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
100
, 15901
(2003
).5.
A. H.
Bild
, G.
Yao
, J. T.
Chang
, Q.
Wang
, A.
Potti
, D.
Chasse
, M. B.
Joshi
, D.
Harpole
, J. M.
Lancaster
, A.
Berchuck
, J. A.
Olson
, J. R.
Marks
, H. K.
Dressman
, M.
West
, and J. R.
Nevins
, Nature (London)
439
, 353
(2006
).6.
A. J.
Minn
, G. P.
Gupta
, P. M.
Siegel
, P. D.
Bos
, W.
Shu
, D. D.
Giri
, A.
Viale
, A. B.
Olshen
, W. L.
Gerald
, and J.
Massague
, Nature (London)
436
, 518
(2005
).7.
K.
Garber
, Science
303
, 1754
(2004
).8.
R. C.
Bast
, Jr., P.
Ravdin
, D. F.
Hayes
, S.
Bates
, H.
Fritsche
, Jr., J. M.
Jessup
, N.
Kemeny
, G. Y.
Locker
, R. G.
Mennel
, and M. R.
Somerfield
, J. Clin. Oncol.
19
, 1865
(2001
).9.
G. G.
Klee
and W. E.
Schreiber
, Arch. Pathol. Lab Med.
128
, 1131
(2004
).10.
P. E.
Wright
and H. J.
Dyson
, J. Mol. Biol.
293
, 321
(1999
).11.
A. K.
Dunker
, J. D.
Lawson
, C. J.
Brown
, R. M.
Williams
, P.
Romero
, J. S.
Oh
, C. J.
Oldfield
, A. M.
Campen
, C. M.
Ratliff
, K. W.
Hipps
, J.
Ausio
, M. S.
Nissen
, R.
Reeves
, C.
Kang
, C. R.
Kissinger
, R. W.
Bailey
, M. D.
Griswold
, W.
Chiu
, E. C.
Garner
, and Z.
Obradovic
, J. Mol. Graphics Modell.
19
, 26
(2001
).12.
K.
Sugase
, H. J.
Dyson
, and P. E.
Wright
, Nature (London)
447
, 1021
(2007
).13.
Y.
Cui
, Q.
Wei
, H.
Park
, and C. M.
Lieber
, Science
293
, 1289
(2001
).14.
J. H.
Chua
, R. -E.
Chee
, A.
Agarwal
, S. M.
Wong
, and G. -J.
Zhang
, Anal. Chem.
81
, 6266
(2009
).15.
J.
Hahm
and C. M.
Lieber
, Nano Lett.
4
, 51
(2004
).16.
G. -J.
Zhang
, J. H.
Chua
, R. -E.
Chee
, A.
Agarwal
, and S. M.
Wong
, Biosens. Bioelectron.
24
, 2504
(2009
).17.
W. U.
Wang
, C.
Chen
, K. H.
Lin
, Y.
Fang
, and C. M.
Lieber
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
102
, 3208
(2005
).18.
F.
Patolsky
, G.
Zheng
, O.
Hayden
, M.
Lakadamyali
, X.
Zhuang
, and C. M.
Lieber
, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
101
, 14017
(2004
).19.
G.
Zheng
, F.
Patolsky
, Y.
Cui
, W. U.
Wang
, and C. M.
Lieber
, Nat. Biotechnol.
23
, 1294
(2005
).20.
E.
Stern
, J. F.
Klemic
, D. A.
Routenberg
, P. N.
Wyrembak
, D. B.
Turner-Evans
, A. D.
Hamilton
, D. A.
LaVan
, T. M.
Fahmy
, and M. A.
Reed
, Nature (London)
445
, 519
(2007
).21.
E.
Stern
, R.
Wagner
, F. J.
Sigworth
, R.
Breaker
, T. M.
Fahmy
, and M. A.
Reed
, Nano Lett.
7
, 3405
(2007
).22.
H.
Bagci
, F.
Kohen
, U.
Kuscuoglu
, E. A.
Bayer
, and M.
Wilchek
, FEBS Lett.
322
, 47
(1993
).© 2010 American Institute of Physics.
2010
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
