Biomimetic silicification of fibrous chitin from diatoms

Chemistry of Materials

Volumn 23, Issue 11, 2011, Pages 2973-2978

  Spinde, Katrin ^a   Kammer, Martin ^a   Freyer, Katja ^a   Ehrlich, Hermann ^a   Vournakis, John N ^b   Brunner, Eike ^a  

^a DRESDEN UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (Germany)

^b Marine Polymer Technologies Inc   (United States)

Author keywords

13C and 29Si NMR; hybrid materials; molybdenum blue test; nanocomposites; poly N acetyl Dglucosamine; silica

Indexed keywords

13C AND 29SI NMR; BIOMEDICAL APPLICATIONS; BIOMINERALS; IN-FIBER; IN-VITRO; MICROSCOPIC TECHNIQUES; MOLYBDENUM BLUE TEST; MOLYBDENUM BLUES; POLY-N-ACETYL-DGLUCOSAMINE; POLYAMINES; PRESENCE/ABSENCE; SILICA BIOMINERALIZATION; SILICA CONDENSATION; SILICIC ACIDS;

BIOMIMETICS; BIOMINERALIZATION; COATED MATERIALS; FIBROUS MEMBRANES; HYBRID MATERIALS; MEDICAL APPLICATIONS; MOLYBDENUM; NANOCOMPOSITES; RAMAN SPECTROSCOPY; SILICA;

CHITIN;

EID: 79958818366     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm200677d     Document Type: Article

References (70)

1. Kröger, N.; Deutzmann, R.; Sumper, M. Science 1999, 286, 1129-1132
2. Kröger, N.; Lorenz, S.; Brunner, E.; Sumper, M. Science 2002, 298, 584-586
3. Poulsen, N.; Kröger, N. J. Biol. Chem. 2004, 279, 42993-42999
4. Shimizu, K.; Cha, J.; Stucky, G. D.; Morse, D. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998, 95, 6234-6238
5. Cha, J. N.; Shimizu, K.; Zhou, Y.; Christiansen, S. C.; Chmelka, B. F.; Stucky, G. D.; Morse, D. E. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1999, 96, 361-365
6. Kröger, N.; Deutzmann, R.; Bergsdorf, C.; Sumper, M. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2000, 97, 14133-14138
7. Sumper, M.; Brunner, E.; Lehmann, G. FEBS Lett. 2005, 579, 3765-3769
8. Matsunaga, S.; Sakai, R.; Jimbo, M.; Kamiya, H. ChemBioChem 2007, 8, 1729-1735
9. Wenzl, S.; Hett, R.; Richthammer, P.; Sumper, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 1729-1732
10. Angew. Chem. 2008, 120, 1753-1757.
11. Brunner, E.; Richthammer, P.; Ehrlich, H.; Paasch, S.; Simon, P.; Ueberlein, S.; van Pée, K.-H. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 9725-9727
12. Angew. Chem. 2009, 121, 9904-9907.
13. Chiovitti, A.; Harper, R. E.; Willis, A.; Bacic, A.; Mulvaney, P.; Wetherbee, R. J. Phycol. 2005, 41, 1154-1161
14. Ehrlich, H. Int. Geol. Rev. 2010, 52, 661-699
15. Maeda, Y.; Jayakumar, R.; Nagahama, H.; Furuike, T.; Tamura, H. Int. J. Biol. Macromol. 2008, 42, 463-467
16. Nagahama, H.; Kashiki, T.; Nwe, N.; Jayakumar, R.; Furuike, T.; Tamura, H. Carbohydr. Polym. 2008, 73, 295-302
17. Arias, J. L.; Fernández, M. S. Chem. Rev. 2008, 108, 4475-4482
18. Weiss, I. M.; Schönitzer, V. J. Struct. Biol. 2006, 153, 264-277
19. Ehrlich, H.; Maldonado, M.; Spindler, K. D.; Eckert, C.; Hanke, T.; Born, R.; Goebel, C.; Simon, P.; Heinemann, S.; Worch, H. J. Exp. Zool. B 2007, 308, 347-356
20. Brunner, E.; Ehrlich, H.; Schupp, P.; Hedrich, R.; Hunoldt, S.; Kammer, M.; Machill, S.; Paasch, S.; Bazhenov, V. V.; Kurek, D. V.; Arnold, T.; Brockmann, S.; Ruhnow, M.; Born, R. J. Struct. Biol. 2009, 168, 539-547
21. Ehrlich, H.; Simon, P.; Carrillo-Cabrera, W.; Bazhenov, V. V.; Botting, J. P.; Ilan, M.; Ereskovsky, A. V.; Muricy, G.; Worch, H.; Mensch, A.; Born, R.; Springer, A.; Kummer, K.; Vyalikh, D. V.; Molodtsov, S. L.; Kurek, D.; Kammer, M.; Paasch, S.; Brunner, E. Chem. Mater. 2010, 22, 1462-1471
22. Ehrlich, H.; Ilan, M.; Maldonado, M.; Muricy, G.; Bavestrello, G.; Kljajic, Z.; Carballo, J. L.; Shiaparelli, S.; Ereskovsky, A.; Schupp, P.; Born, R.; Worch, H.; Bazhenov, V. V.; Kurek, D.; Varlamov, V.; Vyalikh, D.; Kummer, K.; Sivkov, V. V.; Molodtsov, S. L.; Meissner, H.; Richter, G.; Steck, E.; Richter, W.; Hunoldt, S.; Kammer, M.; Paasch, S.; Krasokhin, V.; Patzke, G.; Brunner, E. Int. J. Biol. Macromol. 2010, 47, 132-140
23. Ehrlich, H.; Krautter, M.; Hanke, T.; Simon, P.; Knieb, C.; Heinemann, S.; Worch, H. J. Exp. Zool. (Mol. Dev. Evol.) 2007, 308B, 473-483
24. McLachlan, J.; McInnes, A. G.; Falk, M. Can. J. Botany 1965, 43, 707-713
25. Falk, M.; Smith, D. G.; McLachlan, J.; McInnes, A. G. Can. J. Chem. 1966, 44, 2269-2281
26. Blackwell, J.; Parker, K. D.; Rudall, K. M. J. Mol. Biol. 1967, 28, 383-385
27. Herth, W.; Barthlott, W. J. Ultrastruct. Res. 1979, 68, 6-15
28. Nassif, N.; Livage, J. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 849-859
29. Ogasawara, W.; Shenton, W.; Davis, S. A.; Mann, S. Chem. Mater. 2000, 12, 2835-2837
30. Jayakumar, R.; Nwe, N.; Tokura, S.; Tamura, H. Int. J. Biol. Macromol. 2007, 40, 175-181
31. Jayakumar, R.; Reis, R. L.; Mano, J. F. e-Polymer 2006, 035, 1-16
32. Madhumati, K.; Sudeesh Jumar, P. T.; Kavya, K. C.; Furuike, T.; Tamura, H.; Nair, S. V.; Jayakumar, R. Int. J. Biol. Macromol. 2009, 45, 289-292
33. Demadis, K. D.; Pachis, K.; Ketseti, A.; Stathoulopoulou, A. Adv. Colloid Interface Sci. 2009, 151, 33-38
34. Alonso, B.; Belamie, E. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 8201-8204
35. Angew. Chem. 2010, 122, 8377-8380.
36. Currie, H. A.; Perry, C. C. Ann. Bot. (Oxford, U.K.) 2007, 100, 1383-1389
37. Kröger, N. Curr. Opin. Chem. Biol. 2007, 11, 662-669
38. Brunner, E.; Gröger, C.; Lutz, K.; Richthammer, P.; Spinde, K.; Sumper, M. Appl. Microbiol. Biotechnol. 2009, 84, 607-616
39. Vournakis, J. N.; Demcheva, M.; Whitson, A.; Gurica, R.; Pariser, E. R. J. Trauma 2004, S3-S6
40. Vournakis, J. N.; Finkeilsztein, S.; Pariser, E. R.; Helton, M. PCT Int. Appl., WO 9515343, A1 19950608, 1995.
41. Vrieling, E. G.; Gieskes, W. W. C.; Beelen, T. P. M. J. Phycol. 1999, 35, 548-559
42. Coradin, T.; Eglin, D.; Livage, J. Spectroscopy 2004, 18, 567-576
43. Tanner, S. F.; Chanzy, H.; Vincendon, M.; Roux, J. C.; Gaill, F. Macromolecules 1990, 23, 3576-3583
44. Pines, A.; Gibby, M. G.; Waugh, J. S. J. Chem. Phys. 1973, 59, 569-590
45. Metz, G.; Wu, X.; Smith, S. O. J. Magn. Reson. A 1994, 110, 219-227
46. Fung, B. M.; Khitrin, A. K.; Ermolaev, K. J. Magn. Reson. 2000, 142, 97-101
47. Ferguson, D. B.; Haw, J. F. Anal. Chem. 1995, 67, 3342-3348
48. Brauer, G. Das Handbuch der Präperativen Anorganischen Chemie; Enke Verlag: Stuttgart, Germany, 1975.
49. Rinaudo, M. Prog. Polym. Sci. 2006, 31, 603-632
50. Cárdenas, G.; Cabrera, G.; Taboada, E.; Miranda, S. P. J. Appl. Polym. Sci. 2004, 93, 1876-1885
51. Kameda, T.; Miyazawa, M.; Ono, H.; Yoshida, M. Macromol. Biosci. 2005, 5, 103-106
52. Kono, H. Biopolymers 2004, 75, 255-263
53. Noishiki, Y.; Takami, H.; Nishiyama, Y.; Wada, M.; Okada, S.; Kuga, S. Biomacromolecules 2003, 4, 896-899
54. Hsiao, C. N.; Huang, K. S. J. Appl. Polym. Sci. 2005, 96, 1936-1942
55. Tilburey, G. E.; Patwardhan, S. V.; Huang, J.; Kaplan, D. L.; Perry, C. C. J. Phys. Chem. B 2007, 111, 4630-4638
56. Ehrlich, H.; Deutzmann, R.; Brunner, E.; Cappellini, E.; Koon, H.; Solazzo, C.; Yang, Y.; Ashford, D.; Thomas-Oates, J.; Lubeck, M.; Baessmann, C.; Langrock, T.; Hoffmann, R.; Wörheide, G.; Reitner, J.; Simon, P.; Tsurkan, M.; Ereskovsky, A. V.; Bazhenov, V. V.; Hunoldt, S.; Mertig, M.; Vyalikh, D. V.; Molodtsov, S. L.; Kummer, K.; Worch, K.; Smetacek, V.; Collins, M. J. Nature Chem. 2010, 2, 1084-1088
57. Iler, R. K. The Chemistry of Silica; Wiley-Interscience: New York, 1979.
58. Brunner, E.; Lutz, K.; Sumper, M. Phys. Chem. Chem. Phys. 2004, 6, 854-857
59. Coradin, T.; Livage, J. Colloids Surf. B 2001, 21, 329-336
60. Mizutani, T.; Nagase, H.; Fujiwara, N.; Ogoshi, H. Bull. Chem. Soc. Jpn. 1998, 71, 2017-2022
61. Massiot, D.; Fayon, F.; Capron, M.; King, I.; Le Calvé, S.; Alonso, B.; Durand, J. O.; Bujoli, B.; Gan, Z.; Hoatson, G. Magn. Reson. Chem. 2002, 40, 70-76
62. Thomas, J. M.; Klinkowski, J.; Ramdas, S.; Hunter, B. K.; Tennakoon, D. T. B. Chem. Phys. Lett. 1983, 102, 158-162
63. Radeglia, R.; Engelhardt, G. Chem. Phys. Lett. 1985, 114, 28-30
64. Helmecke, O.; Hirsch, A.; Behrens, P.; Menzel, H. J. Colloid Interface Sci. 2008, 321, 44-51
65. Menzel, H.; Horstmann, S.; Behrens, P.; Bärnreuther, P.; Krueger, I.; Jahns, M. Chem. Commun. 2003, 2994-2995
66. Behrens, P.; Baeuerlein, E. Handbook of Biomineralisation-Biomimetic and Bioinspired Chemistry; Wiley-VCH: Weinheim, Germany 2007.
67. Patwardhan, S. V.; Clarson, S. J. Silicon Chem. 2002, 1, 207-214
68. Patwardhan, S. V.; Mukherjee, N.; Clarson, S. J. Silicon Chem. 2002, 1, 47-57
69. Patwardhan, S. V.; Clarson, S. J. Mater. Sci. Eng., C 2003, 23, 495-499
70. Belton, D. J.; Patwardhan, S. V.; Annenkov, V. V.; Danilovtseva, E. N.; Perry, C. C. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 5963-5968