journal article·2020-03-01Open access

Review—Electrochemical Approaches and Advances towards the Detection of Drug Resistance

Rafiqul Islam, Huy Tran Le Luu, Sabine Kuss

Abstract

Drug resistance in bacteria and cancer is a growing problem that decreases drug treatment effectiveness and increases the severity of bacterial infections as well as cancer mortality. Due to their high sensitivity, low cost, and rapid analysis time, electrochemical methods have been increasingly employed to tackle this challenge throughout the last decade. This review covers literature on the electrochemical characterization of antibiotics and chemotherapeutic drugs, as well as advances in analyzing interactions between drug compounds and biological cells. Recent developments towards the quantitative detection of drug resistance in bacteria and cancer by electrochemistry are discussed, and the use of specialized electrochemical instrumentation, such as scanning electrochemical microscopy, is highlighted.
Source: crossref · Quality: baseline

Research context

OpenAlex topics: Advanced biosensing and bioanalysis techniques · Electrochemical Analysis and Applications · Biosensors and Analytical Detection

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

References (100+)

Show source-provided references
1. Lv · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2014 · 6 · 1102510.1021/am5016099 ↗
2. 2018
3. 2015
4. 2018
5. Sun · Anal. Chem. · 2019 · 91 · 752410.1021/acs.analchem.8b04997 ↗
6. Article · J. Pathol. · 2005 · 205 · 27510.1002/path.1706 ↗
7. Nikaido · Annu. Rev. Biochem. · 2009 · 78 · 11910.1146/annurev.biochem.78.082907.145923 ↗
8. Aleksakhina · Biochim. Biophys. Acta - Rev. Cancer · 2019 · 187210.1016/j.bbcan.2019.188310 ↗
9. Housman · Cancers (Basel). · 2014 · 6 · 176910.3390/cancers6031769 ↗
10. Divyapriya · ACS Sustain. Chem. Eng. · 2018 · 6 · 345310.1021/acssuschemeng.7b03687 ↗
11. Ensafi · Anal. Sci. · 2012 · 28 · 70510.2116/analsci.28.705 ↗
12. Yi · Russ. J. Electrochem. · 2007 · 43 · 137710.1134/S1023193507120075 ↗
13. Fotouhi · Colloids Surfaces B Biointerfaces · 2010 · 81 · 11010.1016/j.colsurfb.2010.06.030 ↗
14. Banks · Anal. Methods · 2019 · 11 · 273610.1039/C9AY90069A ↗
15. Paimard · Meas. J. Int. Meas. Confed. · 2016 · 77 · 26910.1016/j.measurement.2015.09.019 ↗
16. Bush · Curr. Opin. Pharmacol. · 2012 · 12 · 52710.1016/j.coph.2012.06.003 ↗
17. Ebimieowei · Int. J. Appl. Microbiol. Biotechnol. Res. · 2016 · 4 · 9010.1161/01.CIR.96.2.535 ↗
18. Gál · J. Electroanal. Chem. · 2018 · 821 · 4010.1016/j.jelechem.2018.01.019 ↗
19. Adzitey · World’s Vet. J. J. World Vet J · 2015 · 5 · 3610.5455/wvj.20150853 ↗
20. Norouzi · Russ. J. Electrochem. · 2016 · 52 · 3710.1134/S1023193516010067 ↗
21. Herlina · MATEC Web Conf. · 2018 · 197 · 0500410.1051/matecconf/201819705004 ↗
22. Ferreira · Chem. Cat. Chem. · 2018 · 10 · 491410.1002/cctc.201801193 ↗
23. Wang · Talanta · 2019 · 197 · 4210.1016/j.talanta.2019.01.010 ↗
24. Ağın · Anal. Lett. · 2016 · 49 · 136610.1080/00032719.2015.1101602 ↗
25. Deroco · Talanta · 2018 · 179 · 11510.1016/j.talanta.2017.10.048 ↗
26. Feier · 2017 · 59 · 10710.1007/978-3-319-52875-5 ↗
27. Ojani · Bioelectrochemistry · 2012 · 85 · 4410.1016/j.bioelechem.2011.11.010 ↗
28. Kumar · Sensors Actuators, B Chem. · 2017 · 243 · 65810.1016/j.snb.2016.12.025 ↗
29. Gupta · Electrochim. Acta · 2013 · 112 · 3710.1016/j.electacta.2013.08.132 ↗
30. Hamnca · Anal. Lett. · 2017 · 50 · 188710.1080/00032719.2016.1261876 ↗
31. Zhang · Anal. Chim. Acta · 2013 · 770 · 5310.1016/j.aca.2013.01.052 ↗
32. Elfiky · Microchem. J. · 2019 · 146 · 17010.1016/j.microc.2018.12.034 ↗
33. Tang · Sensors Actuators, B Chem. · 2014 · 203 · 9510.1016/j.snb.2014.06.089 ↗
34. Rkik · J. Electroanal. Chem. · 2017 · 794 · 17510.1016/j.jelechem.2017.04.015 ↗
35. Pilehvar · Sensors Actuators, B Chem. · 2017 · 240 · 102410.1016/j.snb.2016.09.075 ↗
36. Huang · Colloids Surfaces B Biointerfaces · 2008 · 64 · 26910.1016/j.colsurfb.2008.02.003 ↗
37. Kawde · Arab. J. Sci. Eng. · 2014 · 39 · 13110.1007/s13369-013-0851-3 ↗
38. Montes · Electroanalysis · 2014 · 26 · 43210.1002/elan.201300474 ↗
39. Ensafi · Anal. Sci. · 2010 · 26 · 80310.2116/analsci.26.803 ↗
40. Shan · J. Electroanal. Chem. · 2015 · 738 · 12310.1016/j.jelechem.2014.11.031 ↗
41. Wang · Sensors Actuators, B Chem. · 2014 · 192 · 64210.1016/j.snb.2013.11.037 ↗
42. Wong · Sensors Actuators, B Chem. · 2018 · 255 · 226410.1016/j.snb.2017.09.020 ↗
43. Wen · Sensors Actuators, B Chem. · 2012 · 174 · 20210.1016/j.snb.2012.08.010 ↗
44. Hu · J. Electroanal. Chem. · 2018 · 813 · 110.1016/j.jelechem.2018.02.010 ↗
45. Peng · Talanta · 2011 · 86 · 22710.1016/j.talanta.2011.09.005 ↗
46. Wu · Bioelectrochemistry · 2004 · 64 · 9110.1016/j.bioelechem.2004.03.005 ↗
47. Mandić · J. Pharm. Biomed. Anal. · 2003 · 33 · 64710.1016/S0731-7085(03)00315-7 ↗
48. Wu · Sensors Actuators, B Chem. · 2013 · 186 · 21910.1016/j.snb.2013.05.080 ↗
49. Ensafi · Colloids Surfaces B Biointerfaces · 2013 · 103 · 46810.1016/j.colsurfb.2012.11.021 ↗
50. Ivić · Electrochim. Acta · 2006 · 51 · 240710.1016/j.electacta.2005.07.032 ↗
51. Florea · Talanta · 2015 · 138 · 7110.1016/j.talanta.2015.01.013 ↗
52. Pandey · Mater. Chem. Phys. · 2020 · 23910.1016/j.matchemphys.2019.121966 ↗
53. Malik · Sep. Purif. Rev. · 2019 · 48 · 17910.1080/15422119.2018.1457541 ↗
54. Beluomini · J. Electroanal. Chem. · 2019 · 840 · 34310.1016/j.jelechem.2019.04.005 ↗
55. Mohammad-Razdari · Mikrochim. Acta · 2019 · 186 · 37210.1007/s00604-019-3510-x ↗
56. Li · Biosens. Bioelectron. · 2019 · 126 · 63210.1016/j.bios.2018.10.025 ↗
57. Merli · Electroanalysis · 2011 · 23 · 236410.1002/elan.201100191 ↗
58. Masood · Tumori · 2016 · 102 · 610.5301/tj.5000387 ↗
59. Shewach · J. Clin. Oncol. · 2007 · 25 · 404310.1200/JCO.2007.11.5287 ↗
60. Montecucco · EXCLI J. · 2015 · 14 · 9510.17179/excli2014-561 ↗
61. Zahed · J. Pharm. Biomed. Anal. · 2018 · 161 · 1210.1016/j.jpba.2018.08.004 ↗
62. Bukkitgar · Chemistry Select · 2016 · 1 · 77110.1002/slct.201600197 ↗
63. Zhan · Anal. Methods · 2011 · 3 · 265110.1039/c1ay05454f ↗
64. Pattar · RSC Adv. · 2015 · 5 · 3429210.1039/C5RA04396D ↗
65. Teixeira · Anal. Bioanal. Chem. · 2019 · 411 · 65910.1007/s00216-018-1480-1 ↗
66. Lima · Appl. Surf. Sci. · 2018 · 427 · 74210.1016/j.apsusc.2017.08.228 ↗
67. Bukkitgar · Mater. Sci. Eng. C · 2016 · 65 · 26210.1016/j.msec.2016.04.045 ↗
68. Kumar · ACS Appl. Mater. Interfaces · 2019 · 11 · 1606510.1021/acsami.9b02947 ↗
69. Cremeens · 1997 · 1
70. Huang · Int. J. Electrochem. Sci. · 2019 · 14 · 379210.20964/2019.04.03 ↗
71. Hadi · Chem. Pap. · 2018 · 72 · 43110.1007/s11696-017-0295-4 ↗
72. Yan · Int. J. Electrochem. Sci. · 2015 · 10 · 871410.1016/S1452-3981(23)11130-8 ↗
73. Naik · J. Ind. Eng. Chem. · 2013 · 19 · 193310.1016/j.jiec.2013.02.040 ↗
74. Es’haghi · Eng. Life Sci. · 2019 · 19 · 30210.1002/elsc.201800167 ↗
75. Satyanarayana · Electrochim. Acta · 2015 · 178 · 60810.1016/j.electacta.2015.08.036 ↗
76. Keyvanfard · J. Mol. Liq. · 2013 · 177 · 18210.1016/j.molliq.2012.10.020 ↗
77. Šelešovská · Chem. Pap. · 2017 · 71 · 67910.1007/s11696-016-0091-6 ↗
78. Rezaei · Biosens. Bioelectron. · 2013 · 48 · 6110.1016/j.bios.2013.03.061 ↗
79. Rezaei · Talanta · 2014 · 119 · 16410.1016/j.talanta.2013.11.017 ↗
80. Kong · Microchim. Acta · 2019 · 186 · 110.1007/s00604-018-3127-5 ↗
81. Kalambate · Anal. Methods · 2019 · 11 · 44310.1039/C8AY02381F ↗
82. Shams · Sensors Actuators, B Chem. · 2019 · 286 · 13110.1016/j.snb.2019.01.128 ↗
83. Hajian · Mater. Sci. Eng. C · 2015 · 49 · 76910.1016/j.msec.2015.01.072 ↗
84. Jahandari · J. Electroanal. Chem. · 2019 · 840 · 31310.1016/j.jelechem.2019.03.049 ↗
85. Hatamluyi · Biosens. Bioelectron. · 2018 · 120 · 2210.1016/j.bios.2018.08.008 ↗
86. Materon · Electrochim. Acta · 2015 · 158 · 27110.1016/j.electacta.2015.01.184 ↗
87. Materon · Biosens. Bioelectron. · 2014 · 58 · 23210.1016/j.bios.2014.02.070 ↗
88. Saljooqi · IEEE Sens. J. · 2019 · 19 · 436410.1109/JSEN.2019.2897375 ↗
89. Bonazza · Electrochim. Acta · 2018 · 289 · 48310.1016/j.electacta.2018.09.094 ↗
90. Orság · Monatsh. Chem. · 2019 · 150 · 46110.1007/s00706-018-2333-5 ↗
91. Lozano Untiveros · Biosens. Bioelectron. · 2019 · 133 · 16010.1016/j.bios.2019.02.071 ↗
92. Garbellini · Anal. Methods · 2015 · 7 · 341110.1039/C5AY00625B ↗
93. Białobrzeska · J. Mol. Liq. · 2019 · 289 · 110.1016/j.molliq.2019.111080 ↗
94. Congur · Sens. Bio-Sensing Res. · 2019 · 2210.1016/j.sbsr.2018.100255 ↗
95. Rehman · PLoS One · 2014 · 9 · 110.1371/journal.pone.0093913 ↗
96. Charak · Int. J. Biol. Macromol. · 2013 · 60 · 21310.1016/j.ijbiomac.2013.05.027 ↗
97. Akhtar · J. Chem. Soc. Pakistan · 2016 · 38 · 242
98. Tiğ · Talanta · 2016 · 154 · 31210.1016/j.talanta.2016.03.049 ↗
99. Farooqi · Arch. Biochem. Biophys. · 2019 · 666 · 8310.1016/j.abb.2019.03.021 ↗
100. Suhito · Sensors Actuators, B Chem. · 2019 · 288 · 52710.1016/j.snb.2019.03.031 ↗