Label-free in situ SERS imaging of biofilms

Journal of Physical Chemistry B

Volumn 114, Issue 31, 2010, Pages 10184-10194

  Ivleva, Natalia P ^a   Wagner, Michael ^a   Szkola, Agathe ^a   Horn, Harald ^a   Niessner, Reinhard ^a   Haisch, Christoph ^a  

^a TECHNICAL UNIVERSITY OF MUNICH   (Germany)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOFILTERS; LABELS; RAMAN SCATTERING; RAMAN SPECTROSCOPY; SILVER;

AQUEOUS ENVIRONMENT; BIOFILM MATRIX; BIOMASS CONCENTRATIONS; BIOMATRIX; CHEMICAL CHARACTERIZATION; CHEMICAL COMPOSITIONS; CHEMICAL IMAGING; CHEMICAL INFORMATION; COLLOIDAL SILVER NANOPARTICLE; EXTRACELLULAR POLYMERIC SUBSTANCES; HIGH SENSITIVITY; IN-SITU; INDUSTRIAL PROCESSS; LABEL FREE; MATRIX; MICROBIAL LIFE; MICROMETER RANGES; NORMAL RAMAN SPECTROSCOPIES; RAMAN SIGNAL; REPRODUCIBILITIES; SPATIAL RESOLUTION; SURFACE-ENHANCED RAMAN SCATTERING;

BIOFILMS;

EID: 77955339837     PISSN: 15206106     EISSN: 15205207     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jp102466c     Document Type: Article

References (85)

1. Hall-Stoodley, L.; Costerton, J. W.; Stoodley, P. Nat. Rev. Microbiol. 2004, 2, 95-108
2. Vu, B.; Chen, M.; Crawford, R. J.; Ivanova, E. P. Molecules 2009, 14, 2535-2554
3. Staudt, C.; Horn, H.; Hempel, D. C.; Neu, T. R. Biotechnol. Bioeng. 2004, 88, 585-592
4. Zhang, X.; Bishop, P. L.; Kupferle, M. J. Water Sci. Technol. 1998, 37, 345-348
5. Branda, S. S.; Vik, A.; Friedman, L.; Kolter, R. Trends Microbiol. 2005, 13, 20-26
6. Sutherland, I. W. Trends Microbiol. 2001, 9, 222-227
7. Neu, T. R.; Lawrence, J. R. Microb. Extracell. Polym. Subst. 1999, 21-47
8. Lawrence, J. R.; Neu, T. R.; Swerhone, G. D. W. J. Microbiol. Methods 1998, 32, 253-261
9. Wagner, M.; Ivleva, N. P.; Haisch, C.; Niessner, R.; Horn, H. Water Res. 2009, 43, 63-76
10. Marcotte, L.; Barbeau, J.; Lafleur, M. Appl. Spectrosc. 2004, 58, 1295-1301
11. Pätzold, R.; Keuntje, M.; Anders-von Ahlften, A. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 386, 286-292
12. Sandt, C.; Smith-Palmer, T.; Pink, J.; Brennan, L.; Pink, D. J. Appl. Microbiol. 2007, 103, 1808-1820
13. Sandt, C.; Smith Palmer, T.; Pink, J.; Pink, D. J. Microbiol. Methods 2008, 75, 148-152
14. Schwartz, T.; Jungfer, C.; Heissler, S.; Friedrich, F.; Faubel, W.; Obst, U. Chemosphere 2009, 77, 249-257
15. Ivleva, N. P.; Wagner, M.; Horn, H.; Niessner, R.; Haisch, C. Anal. Bioanal. Chem. 2009, 393, 197-206
16. Schuster, K. C.; Urlaub, E.; Gapes, J. R. J. Microbiol. Methods 2000, 42, 29-38
17. Maquelin, K.; Choo-Smith, L.-P. i.; Van Vreeswijk, T.; Endtz, H. P.; Smith, B.; Bennett, R.; Bruining, H. A.; Puppels, G. J. Anal. Chem. 2000, 72, 12-19
18. Rösch, P.; Schmitt, M.; Kiefer, W.; Popp, J. J. Mol. Struct. 2003, 661-662, 363-369
19. Rösch, P.; Harz, M.; Peschke, K. D.; Ronneberger, O.; Burkhardt, H.; Popp, J. Biopolymers 2006, 82, 312-316
20. Huang, Y.-S.; Karashima, T.; Yamamoto, M.; Ogura, T.; Hamaguchi, H.-o. J. Raman Spectrosc. 2004, 35, 525-526
21. Ivleva, N. P.; Niessner, R.; Panne, U. Anal. Bioanal. Chem. 2005, 381, 261-267
22. Schulte, F.; Lingott, J.; Panne, U.; Kneipp, J. Anal. Chem. 2008, 80, 9551-9556
23. Kneipp, K.; Wang, Y.; Kneipp, H.; Perelman, L. T.; Itzkan, I.; Dasari, R. R.; Feld, M. S. Phys. Rev. Lett. 1997, 78, 1667-1670
24. Kneipp, K.; Kneipp, H.; Kartha, V. B.; Manoharan, R.; Deinum, G.; Itzkan, I.; Dasari, R. R.; Feld, M. S. Phys. Rev. E 1998, 57, R6281-R6284
25. Nie, S.; Emory, S. R. Science 1997, 275, 1102-1106
26. Kneipp, K.; Kneipp, H.; Itzkan, I.; Dasari, R. R.; Feld, M. S. J. Phys.: Condens. Matter 2002, 14, R597-R624
27. Efrima, S.; Bronk, B. V. J. Phys. Chem. B 1998, 102, 5947-5950
28. Zeiri, L.; Bronk, B. V.; Shabtai, Y.; Czege, J.; Efrima, S. Colloids Surf., A 2002, 208, 357-362
29. Zeiri, L.; Bronk, B. V.; Shabtai, Y.; Eichler, J.; Efrima, S. Appl. Spectrosc. 2004, 58, 33-40
30. Zeiri, L.; Efrima, S. J. Raman Spectrosc. 2005, 36, 667-675
31. Jarvis, R. M.; Goodacre, R. Anal. Chem. 2004, 76, 40-47
32. Jarvis, R. M.; Brooker, A.; Goodacre, R. Anal. Chem. 2004, 76, 5198-5202
33. Jarvis, R. M.; Brooker, A.; Goodacre, R. Faraday Discuss. 2006, 132, 281-292
34. Premasiri, W. R.; Moir, D. T.; Klempner, M. S.; Krieger, N.; Jones, G.; Ziegler, L. D. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 312-320
35. Sengupta, A.; Laucks, M. L.; Davis, E. J. Appl. Spectrosc. 2005, 59, 1016-1023
36. Sengupta, A.; Mujacic, M.; Davis, E. J. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 386, 1379-1386
37. Sengupta, A.; Brar, N.; Davis, E. J. J. Colloid Interface Sci. 2007, 309, 36-43
38. Kahraman, M.; Yazici, M. M.; Sahin, F.; Bayrak, O. F.; Culha, M. Appl. Spectrosc. 2007, 61, 479-485
39. Liu, X.; Knauer, M.; Ivleva, N. P.; Niessner, R.; Haisch, C. Anal. Chem. 2010, 82, 441-446
40. Efrima, S.; Zeiri, L. J. Raman Spectrosc. 2009, 40, 277-288
41. Bao, P.-D.; Huang, T.-Q.; Liu, X.-M.; Wu, T.-Q. J. Raman Spectrosc. 2001, 32, 227-230
42. Ivleva, N. P.; Wagner, M.; Horn, H.; Niessner, R.; Haisch, C. Anal. Chem. 2008, 80, 8538-8544
43. Leopold, N.; Lendl, B. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 5723-5727
44. Knauer, M.; Ivleva, N. P.; Liu, X.; Niessner, R.; Haisch, C. Anal. Chem. 2010, 82, 2766-2772
45. Neu, T. R.; Lawrence, J. R. Methods Enzymol. 1999, 310, 145-152
46. Wei, F.; Zhang, D.; Halas, N. J.; Hartgerink, J. D. J. Phys. Chem. B 2008, 112, 9158-9164
47. Vo-Dinh, T.; Yan, F.; Wabuyele, M. B. J. Raman Spectrosc. 2005, 36, 640-647
48. Jarvis, R. M.; Goodacre, R. Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 931-936
49. Kneipp, J.; Kneipp, H.; McLaughlin, M.; Brown, D.; Kneipp, K. Nano Lett. 2006, 6, 2225-2231
50. Willets, K. A. Anal. Bioanal. Chem. 2009, 394, 85-94
51. Hering, K.; Cialla, D.; Ackermann, K.; Doerfer, T.; Moeller, R.; Schneidewind, H.; Mattheis, R.; Fritzsche, W.; Roesch, P.; Popp, J. Anal. Bioanal. Chem. 2008, 390, 113-124
52. Schmid, T.; Messmer, A.; Yeo, B.-S.; Zhang, W.; Zenobi, R. Anal. Bioanal. Chem. 2008, 391, 1907-1916
53. Donati, I.; Travan, A.; Pelillo, C.; Scarpa, T.; Coslovi, A.; Bonifacio, A.; Sergo, V.; Paoletti, S. Biomacromolecules 2009, 10, 210-213
54. Yonzon, C. R.; Haynes, C. L.; Zhang, X.; Walsh, J. T., Jr.; Van Duyne, R. P. Anal. Chem. 2004, 76, 78-85
55. Podstawka, E.; Ozaki, Y.; Proniewicz, L. M. Appl. Spectrosc. 2004, 58, 570-580
56. Jarvis, R. M.; Law, N.; Shadi, I. T.; O'Brien, P.; Lloyd, J. R.; Goodacre, R. Anal. Chem. 2008, 80, 6741-6746
57. Harz, M.; Rösch, P.; Peschke, K. D.; Ronneberger, O.; Burkhardt, H.; Popp, J. Analyst 2005, 130, 1543-1550
58. Neugebauer, U.; Schmid, U.; Baumann, K.; Ziebuhr, W.; Kozitskaya, S.; Deckert, V.; Schmitt, M.; Popp, J. ChemPhysChem 2007, 8, 124-137
59. Han, X. X.; Jia, H. Y.; Wang, Y. F.; Lu, Z. C.; Wang, C. X.; Xu, W. Q.; Zhao, B.; Ozaki, Y. Anal. Chem. 2008, 80, 2799-2804
60. Kneipp, K.; Flemming, J. J. Mol. Struct. 1986, 145, 173-179
61. Gearheart, L. A.; Ploehn, H. J.; Murphy, C. J. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 12609-12615
62. Green, M.; Liu, F.-M.; Cohen, L.; Koellensperger, P.; Cass, T. Faraday Discuss. 2006, 132, 269-280
63. Rösch, P.; Harz, M.; Schmitt, M.; Peschke, K.-D.; Ronneberger, O.; Burkhardt, H.; Motzkus, H.-W.; Lankers, M.; Hofer, S.; Thiele, H.; Popp, J. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 1626-1637
64. Schulz, H.; Baranska, M.; Baranski, R. Biopolymers 2005, 77, 212-221
65. Ivleva, N. P.; Wagner, M.; Horn, H.; Niessner, R.; Haisch, C. J. Biophotonics 2010, 3, DOI: 10.1002/jbio.201000025.
66. Yang, Y.-h.; Wang, T. Vib. Spectrosc. 1997, 14, 105-112
67. Ivleva, N. P.; McKeon, U.; Niessner, R.; Pöschl, U. Aerosol Sci. Technol. 2007, 41, 655-671
68. Lin-Vien, D.; Colthup, N. B.; Fateley, W. G.; Grasselli, J. G. The Handbook of Infrared and Raman Characteristics Frequencies of Organic Molecules; Academic Press, Inc.: Boston, 1991.
69. Sato, K. Trans. Iron Steel Inst. Jpn. 1981, 21, 370-378
70. Oh, S. J.; Cook, D. C.; Townsend, H. E. Hyperfine Interact. 1997, 112, 59-65
71. Knauer, M.; Ivleva, N. P.; Niessner, R.; Haisch, C. Anal. Sci. 2010, 26, 761 - 766.
72. Szeghalmi, A.; Kaminskyj, S.; Roesch, P.; Popp, J.; Gough, K. M. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 12916-12924
73. Neugebauer, U.; Rösch, P.; Schmitt, M.; Popp, J.; Julien, C.; Rasmussen, A.; Budich, C.; Deckert, V. ChemPhysChem 2006, 7, 1428-1430
74. De Gussem, K.; Vandenabeele, P.; Verbeken, A.; Moens, L. Spectrochim. Acta, Part A 2005, 61A, 2896-2908
75. Schenzel, K.; Fischer, S. Cellulose 2001, 8, 49-57
76. Maquelin, K.; Kirschner, C.; Choo-Smith, L. P.; van den Braak, N.; Endtz, H. P.; Naumann, D.; Puppels, G. J. J. Microbiol. Methods 2002, 51, 255-271
77. Han, X. X.; Zhao, B.; Ozaki, Y. Anal. Bioanal. Chem. 2009, 394, 1719-1727
78. Pelton, J. T.; McLean, L. R. Anal. Biochem. 2000, 277, 167-176
79. Choi, O.; Deng, K. K.; Kim, N.-J.; Ross, L.; Surampalli, R. Y.; Hu, Z. Water Res. 2008, 42, 3066-3074
80. Yamanaka, M.; Hara, K.; Kudo, J. Appl. Environ. Microbiol. 2005, 71, 7589-7593
81. Ermakov, I. V.; Ermakova, M. R.; McClane, R. W.; Gellermann, W. Opt. Lett. 2001, 26, 1179-1181
82. Rösch, P.; Schneider, H.; Zimmermann, U.; Kiefer, W.; Popp, J. Biopolymers 2004, 74, 151-156
83. Himmelsbach, D. S.; Akin, D. E. J. Agric. Food Chem. 1998, 46, 991-998
84. Notingher, I.; Verrier, S.; Haque, S.; Polak, J. M.; Hench, L. L. Biopolymers 2003, 72, 230-240
85. Schuster, K. C.; Reese, I.; Urlaub, E.; Gapes, J. R.; Lendl, B. Anal. Chem. 2000, 72, 5529-5534