Bioconjugated gold nanodots and nanoparticles for protein assays based on photoluminescence quenching

Analytical Chemistry

Volumn 80, Issue 5, 2008, Pages 1497-1504

  Huang, Chih Ching ^a   Chiang, Cheng Kang ^a   Lin, Zong Hong ^a   Lee, Kun Hong ^a   Chang, Huan Tsung ^a  

^a NATIONAL TAIWAN UNIVERSITY   (Taiwan)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BINDING APTAMERS; BREAST CANCER; MOLECULAR LIGHT SWITCHING SYSTEM; PHOTOLUMINESCENCE QUENCHING ASSAYS;

ASSAYS; GOLD COMPOUNDS; NANOPARTICLES; PHOTOLUMINESCENCE; PROTEINS; QUENCHING;

SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS;

11 MERCAPTOUNDECANOIC ACID; APTAMER; BIOLOGICAL MARKER; GOLD DERIVATIVE; NANOPARTICLE; PLATELET DERIVED GROWTH FACTOR; PLATELET DERIVED GROWTH FACTOR AA; PLATELET DERIVED GROWTH FACTOR ALPHA RECEPTOR; QUANTUM DOT; THIOL DERIVATIVE; UNCLASSIFIED DRUG; UNDECANOIC ACID;

ARTICLE; BINDING ASSAY; BINDING COMPETITION; BIOCOMPATIBILITY; BREAST CANCER; CONJUGATION; CONTROLLED STUDY; DISEASE MARKER; HUMAN; HUMAN CELL; LIGHT; NORMAL HUMAN; PHOTOCHEMICAL QUENCHING; PHOTOLUMINESCENCE; PROTEIN ANALYSIS; PROTEIN BINDING; PROTEIN DETERMINATION; PROTEIN INTERACTION; SYNTHESIS; TOXICITY; URINALYSIS;

CELL LINE, TUMOR; GOLD; HUMANS; LUMINESCENCE; NANOSTRUCTURES; OPTICS; PLATELET-DERIVED GROWTH FACTOR; RECEPTORS, PLATELET-DERIVED GROWTH FACTOR; THROMBIN;

EID: 41149099572     PISSN: 00032700     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac701998f     Document Type: Article

References (122)

1. (a) Li, I.; Pham, E.; Truong, K. Biotechnol. Lett. 2006, 28, 1971-1982.
2. (b) Mátyus, L.; Szöllösi, J.; Jenei, A. J. Photochem. Photobiol. 2006, 83, 223-236.
3. (c) Giepmans, B. N. G.; Adams, S. R.; Ellisman, M. H.; Tsien, R. Y. Science 2006, 312, 217-224.
4. (d) Schuler, B. ChemPhysChem 2005, 6, 1206-1220.
5. (a) Piston, D. W.; Kremers, G.-J. Trends Biochem. Sci. 2007, 32, 407-414.
6. (b) Juskowiak, B. Anal. Chim. Acta 2006, 568, 171-180.
7. (c) Michalet, X.; Kapanidis, A. N.; Laurence, T.; Pinaud, F.; Doose, S.; Pflughoefft, M.; Weiss, S. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 2003, 32, 161-182.
8. (d) Clapp, A. R.; Medintz, I. L.; Mattoussi, H. ChemPhysChem 2006, 7, 47-57.
9. (e) Pfleger, K. D. G.; Eidne, K. A. Nat. Methods 2006, 3, 165-174.
10. (f) Heyduk, E.; Heyduk, T. Anal. Chem. 2005, 77, 1147-1156.
11. (g) Vicens, M. C.; Sen, A.; Vanderlaan, A.; Drake, T. J.; Tan, W. ChemBioChem 2005, 6, 900-907.
12. (h) Fang, X.; Sen, A.; Vicens, M.; Tan, W. ChemBioChem 2003, 4, 829-834.
13. (a) Ross, R.; Raines, E. W.; Bowen-Pope, D. F. Cell 1986, 46, 155-169.
14. (b) Deuel, T. F. Annu. Rev. Cell Biol. 1987, 3, 443-492.
15. (c) Raff, M. C.; Lillien, L. E.; Richardson, W. D.; Burne, J. F.; Noble, M. D. Nature 1988, 333, 562-565.
16. (d) Bejcek, B. E.; Li, D. Y.; Deuel, T. F. Science 1989, 245, 1496-1499.
17. (e) Kim, H.-R. C.; Upadhyay, S.; Korsmeyer, S.; Deuel, T. F. J. Biol. Chem. 1994, 269, 30604-30608.
18. (f) Deuel, T. F.; Senior, R. M.; Huang, J. S.; Griffin, G. L. J. Clin. Invest. 1982, 69, 1046-1049.
19. (g) Huang, J. S.; Huang, S. S.; Deuel, T. F. Cell 1984, 39, 79-87.
20. (a) Yu, J.; Ustach, C.; Kim, H.-R. C. J. Biochem. Mol. Biol. 2003, 36, 49-59.
21. (b) Alvarez, R. H.; Kantarjian, H. M.; Cortes, J. E. Mayo Clin. Proc. 2006, 81, 1241-1257.
22. (c) Greco, A.; Roccato, E.; Miranda, C.; Cleris, L.; Formelli, F.; Pierotti, M. A. Int. J Cancer 2001, 92, 354-360.
23. (d) Kadono, T.; Kikuchi, K.; Nakagawa, H.; Tamaki, K. Dermatology 2000, 201, 10-14.
24. (e) Sulzbacher, I.; Träxler, M.; Mosberger, I.; Lang, S.; Chott, A. Mod. Pathol. 2000, 13, 632-637.
25. (a) Joyce, G. F. Gene 1989, 82, 83-87.
26. (b) Ellington, A. D.; Szostak, J. W. Nature 1990, 346, 818-822.
27. (c) Tuerk, C.; Gold, L. Science 1990, 249, 505-510.
28. (a) Nutiu, R.; Li, Y. Chem. - Eur. J. 2004, 10, 1868-1876.
29. (b) Nutiu, R.; Li, Y. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 4771-4778.
30. (c) Gokulrangan, G.; Unruh, J. R.; Holub, D. F.; Ingram, B.; Johnson, C. K.; Wilson, G. S. Anal. Chem. 2005, 77, 1963-1970.
31. (d) Katilius, E.; Katiliene, Z.; Woodbury, N. W. Anal. Chem. 2006, 78, 6484-6489.
32. (e) Yang, C. J.; Jockusch, S.; Vicens, M.; Turro, N. J.; Tan, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 17278-17283.
33. (f) Jhaveri, S. D.; Kirby, R.; Conrad, R.; Maglott, E. J.; Bowser, M.; Kennedy, R. T.; Glick, G.; Ellington, A. D. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 2469-2473.
34. (g) Unruh, J. R.; Gokulrangan, G.; Lushington, G. H.; Johnson, C. K.; Wilson, G. S. Biophys. J. 2005, 88, 3455-3465.
35. (h) Cao, Z.; Tan, W. Chem. - Eur. J. 2005, 11, 4502-4508.
36. (a) Stojanovic, M. N.; Kolpashchikov, D. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 9266-9270.
37. (b) Jiang, Y.; Fang, X.; Bai, C. Anal. Chem. 2004, 76, 5230-5235.
38. (c) Stojanovic, M. N.; Landry, D. W. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9678-9679.
39. (d) Ho, H.-A.; Leclerc, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1384-1387.
40. (e) Liu, J.; Lu, Y. Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 90-94.
41. (f) Pavlov, V.; Shlyahovsky, B.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6522-6523.
42. (g) Zhou, C.; Jiang, Y.; Hou, S.; Ma, B.; Fang, X.; Li, M. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 384, 1175-1180.
43. (a) Maxwell, D. J.; Taylor, J. R.; Nie, S. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 9606-9612.
44. (b) Dubertret, B.; Calame, M.; Libchaber, A. J. Nat. Biotechnol. 2001, 19, 365-370.
45. (c) Li, H.; Rothberg, L. J. Anal. Chem. 2004, 76, 5414-5417.
46. (d) Ao, L.; Gao, F.; Pan, B.; He, R.; Cui, D. Anal. Chem. 2006, 78, 1104-1106.
47. (e) Medintz, I. L.; Clapp, A. R.; Mattoussi, H.; Goldman, E. R.; Fisher, B.; Mauro, J. M. Nat. Mater. 2003, 2, 630-638.
48. (f) Chang, E.; Miller, J. S.; Sun, J.; Yu, W. W.; Colvin, V. L.; Drezek, R.; West, J. L. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2005, 334, 1317-1321.
49. (g) Xu, C.; Xing, B.; Rao, J. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2006, 344, 931-935.
50. (h) Shi, L.; Paoli, V. D.; Rosenzweig, N.; Rosenzweig, Z. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 10378-10379.
51. (a) Bruchez, M., Jr.; Moronne, M.; Gin, P.; Weiss, S.; Alivisatos, A. P. Science 1998, 281, 2013-2016.
52. (b) Chan, W. C. W.; Nie, S. Science 1998, 281, 2016-2018.
53. (c) Tran, P. T.; Goldman, E. R.; Anderson, G. P.; Mauro, J. M.; Mattoussi, H. Phys. Stat. Solidi B 2002, 229, 427-432.
54. (d) Lin, Y.-W.; Hsieh, M.-M.; Liu, C.-P.; Chang, H.-T. Langmuir 2005, 21, 728-734.
55. (e) Jaiswal, J. K.; Mattoussi, H.; Mauro, J. M.; Simon, S. M. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 47-51.
56. (f) Medintz, I. L.; Uyeda, H. T.; Goldman, E. R.; Mattoussi, H. Nat. Mater. 2005, 4, 435-446.
57. (g) Alivisatos, A. P.; Gu, W.; Larabell, C. Annu. Rev. Biomed. Eng. 2005, 7, 55-76.
58. (h) Costa-Fernández, J. M.; Pereiro, R.; Sanz-Medel, A. Trends Anal. Chem. 2006, 25, 207-218.
59. (i) Clapp, A. R.; Medintz, I. L.; Fisher, B. R.; Anderson, G. P.; Mattoussi, H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1242-1250.
60. (a) Clapp, A. R.; Medintz, I. L.; Uyeda, H. T.; Fisher, B. R.; Goldman, E. R.; Bawendi, M. G.; Mattoussi, H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 18212-18221.
61. (b) Levy, M.; Cater, S. F.; Ellington, A. D. ChemBioChem 2005, 6, 2163-2166.
62. (c) Patolsky, F.; Gill, R.; Weizmann, Y.; Mokari, T.; Banin, U.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13918-13919.
63. (d) Gueroui, Z.; Libchaber, A. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 166108.
64. (e) Dyadyusha, L.; Yin, H.; Jaiswal, S.; Brown, T.; Baumberg, J. J.; Booy, F. P.; Melvin, T. Chem. Commun. 2005, 3201-3203.
65. (f) Gill, R.; Willner, I.; Shweky, I.; Banin, U. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 23715-23719.
66. (g) Clapp, A. R.; Medintz, I. L.; Fisher, B. R.; Anderson, G. P.; Mattoussi, H. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1242-1250.
67. (h) Wargnier, R.; Baranov, A. V.; Maslov, V. G.; Stsiapura, V.; Artemyev, M.; Pluot, M.; Sukhanova, A.; Nabiev, I. Nano Lett. 2004, 4, 451-457.
68. (a) Hardman, R. Environ. Health Perspect. 2006, 114, 165-172.
69. (b) Cho, S. J.; Maysinger, D.; Jain, M.; Röder, B.; Hackbarth, S.; Winnik, F. M. Langmuir 2007, 23, 1974-1980.
70. (c) Zhang, Y.; Chen, W.; Zhang, J.; Liu, J.; Chen, G.; Pope, C. J. Nanosci. Nanotechnol. 2007, 7, 497-503.
71. (d) Chang, E.; Thekkek, N.; Yu, W. W.; Colvin, V. L.; Drezek, R. Small 2006, 2, 1412-1417.
72. (e) Derfus, A. M.; Chan, W. C. W.; Bhatia, S. N. Nano Lett. 2004, 4, 11-18.
73. Huang, C.-C.; Yang, Z.; Lee, K.-H.; Chang, H.-T. Angew. Chem., Int. Ed. 2007, 46, 6824-6828.
74. Green, L. S.; Jellinek, D.; Jenison, R.; Östman, A.; Heldin, C.-H.; Janjic, N. Biochemistry 1996, 35, 14413-14424.
75. (a) Huang, C.-C.; Huang, Y.-F.; Cao, Z.; Tan, W.; Chang, H.-T. Anal. Chem. 2005, 77, 5735-5741.
76. (b) Huang, C.-C.; Chiu, S.-H.; Huang, Y.-F.; Chang, H.-T. Anal. Chem. 2007, 79, 4798-4804.
77. (a) Frens, G. Nat. Phys. Sci. 1973, 241, 20-22.
78. (b) Grabar, K. C.; Freeman, R. G.; Hommer, M. B.; Natan, M. J. Anal. Chem. 1995, 67, 735-743.
79. (c) Mucic, R. C.; Storhoff, J. J.; Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 12674-12675.
80. Storhoff, J. J.; Elghanian, R.; Mucic, R. C.; Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1959-1964.
81. (a) Duff, D. G.; Baiker, A. Langmuir 1993, 9, 2301-2309.
82. (b) Stoeva, S. I.; Huo, F.; Lee, J.-S.; Mirkin, C. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 15362-15363.
83. (a) Krüger, D.; Fuchs, H.; Rousseau, R.; Marx, D.; Parrinello, M. J. Chem. Phys. 2001, 115, 4776-4786.
84. (b) Konôpka, M.; Rousseau, R.; Štich, I.; Marx, D. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12103-12111.
85. (a) Link, S.; El-Sayed, M. A.; Schaaff, T. G.; Whetten, R. L. Chem. Phys. Lett. 2002, 356, 240-246.
86. (b) Huang, T.; Murray, R. W. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12498-12502.
87. (c) Yang, Y.; Chen, S. Nano Lett. 2003, 3, 75-79.
88. (d) Negishi, Y.; Tsukuda, T. Chem. Phys. Lett. 2004, 383, 161-165.
89. (e) Wang, G.; Huang, T.; Murray, R. W.; Menard, L.; Nuzzo, R. G. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 812-813.
90. (f) Negishi, Y.; Nobusada, K.; Tsukuda, T. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 5261-5270.
91. (g) Wang, G.; Guo, R.; Kalyuzhny, G.; Choi, J.-P.; Murray, R. W. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 20282-20289.
92. (a) Zheng, J.; Zhang, C.; Dickson, R. M. Phys. Rev. Lett. 2004, 93, 077402.
93. (b) Zheng, J.; Petty, J. T.; Dickson, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 7780-7781.
94. (c) Tran, M. L.; Zvyagin, A. V.; Plakhotnik, T. Chem. Commun. 2006, 2400-2401.
95. (d) Shi, X.; Ganser, T. R.; Sun, K.; Balogh, L. P.; Baker, J. R., Jr. Nanotechnology 2006, 17, 1072-1078.
96. (e) Duan, H.; Nie, S. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 2412-2413.
97. (f) Triulzi, R. C.; Micic, M.; Giordani, S.; Serry, M.; Chiou, W.-A.; Leblanc, R. M. Chem. Commun. 2006, 5068-5070.
98. Schaaff, T. G.; Whetten, R. L. J. Phys. Chem. B 2000, 104, 2630-2641.
99. Liu, C.-W.; Chang, H.-T. Open Anal. Chem. J. 2007, 1, 1-6.
100. (a) Hart, C. E.; Bailey, M.; Curtis, D. A.; Osborn, S.; Raines, E.; Ross, R.; Forstrom, J. W. Biochemistry 1990, 29, 166-172.
101. (b) Lubinus, M.; Meier, K. E.; Smith, E. A.; Gause, K. C.; LeRoy, E. C.; Trojanowska, M. J. Biol. Chem. 1994, 269, 9822-9825.
102. (c) Koempel, J. A.; Gibson, S. E.; O'Grady, K.; Toriumi, D. M. Int. J. Pediatr. Otorhinolaryngol. 1998, 46, 1-8.
103. (d) Bentas, W.; Beecken, W.-D.; Glienke, W.; Binder, J.; Schuldes, H. Urol. Res. 2003, 30, 390-393.
104. (a) Nolting, B.; Yu, J.-J.; Liu, G.-Y.; Cho, S.-J.; Kauzlarich, S.; Gervay-Hague, J. Langmuir 2003, 19, 6465-6473.
105. (b) Verma, A.; Rotello, V. M. Chem. Commun. 2005, 303-312.
106. (c) Ipe, B. I.; Yoosaf, K.; Thomas, K. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1907-1913.
107. (d) Wang, G.; Zhang, J.; Murray, R. W. Anal. Chem. 2002, 74, 4320-4327.
108. (e) Verma, A.; Nakade, H.; Simard, J. M.; Rotello, V. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 10806-10807.
109. (f) de la Fuente, J. M.; Penadés, S. Biochim. Biophys. Acta 2006, 1760, 636-651.
110. (a) Bock, L. C.; Griffin, L. C.; Latham, J. A.; Vermaas, E. H.; Toole, J. J. Nature 1992, 355, 564-566.
111. (b) Tasset, D. M.; Kubik, M. F.; Steiner, W. J. Mol. Biol. 1997, 272, 688-698.
112. (a) Meyer-Ingold, W.; Eichner, W. Cell Biol. Int. 1995, 19, 389-398.
113. (b) Hart, C. E.; Forstrom, J. W.; Kelly, J. D.; Seifert, R. A.; Smith, R. A.; Ross, R.; Murray, M. J.; Bowen-Pope, D. F. Science 1988, 240, 1529-1531.
114. (c) Seifert, R. A.; van Koppen, A.; Bowen-Pope, D. F. J. Biol. Chem. 1993, 268, 4473-4480.
115. (a) Bishayee, S.; Majumdar, S.; Scher, C. D.; Khan, S. Mol. Cell. Biol. 1988, 8, 3696-3702.
116. (b) Keating, M. T.; Escobedo, J. A.; Williams, L. T. J. Biol. Chem. 1988, 263, 12805-12808.
117. Floege, J.; Ostendorf, T.; Janssen, U.; Burg, M.; Radeke, H. H.; Vargeese, C.; Gill, S. C.; Green, L. S.; Janjić, N. Am. J. Pathol. 1999, 154, 169-179.
118. Bronzert, D. A.; Pantazis, P.; Antoniades, H. N.; Kasid, A.; Davidson, N.; Dickson, R. B.; Lippman, M. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1987, 84, 5763-5767.
119. Gersuk, G. M.; Carmel, R.; Pattengale, P. K. Blood 1989, 74, 2330-2334.
120. (a) Carrigan, S. D.; Tabrizian, M. Langmuir 2005, 21, 12320-12326.
121. (b) Feller, L. M.; Cerritelli, S.; Textor, M.; Hubbell, J. A.; Tosatti, S. G. P. Macromolecules 2005, 38, 10503-10510.
122. (c) Bini, A.; Minunni, M.; Tombelli, S.; Centi, S.; Mascini, M. Anal. Chem. 2007, 79, 3016-3019.