Selective and sensitive recognition of Cu 2+ in an aqueous medium: A surface-enhanced Raman scattering (SERS)-based analysis with a low-cost Raman reporter

Chemistry - A European Journal

Volumn 18, Issue 20, 2012, Pages 6335-6342

  Sarkar, Sougata ^a   Pradhan, Mukul ^a   Sinha, Arun Kumar ^a   Basu, Mrinmoyee ^a   Pal, Tarasankar ^a  

^a INDIAN INSTITUTE OF TECHNOLOGY   (India)

Author keywords

copper; metallogels; nanoparticles; Raman spectroscopy; sensors

Indexed keywords

2-MERCAPTO-BENZIMIDAZOLE; AQUEOUS MEDIUM; AQUEOUS SAMPLES; AU NANOPARTICLE; BIFUNCTIONAL; METALLOGELS; QUANTITATIVE DETECTION; REAL-TIME ASSESSMENT; REPRODUCIBILITIES; SURFACE ENHANCED RAMAN SCATTERING (SERS); SURFACE-ENHANCED RAMAN SPECTRUM; THEORETICAL STUDY;

COPPER; METAL IONS; NANOPARTICLES; RAMAN SPECTROSCOPY; SENSORS;

RAMAN SCATTERING;

2 BENZIMIDAZOLETHIOL; 2-MERCAPTOBENZIMIDAZOLE; BENZIMIDAZOLE DERIVATIVE; COPPER; GOLD; NANOPARTICLE; WATER;

ARTICLE; CHEMICAL STRUCTURE; CHEMISTRY; GOVERNMENT; METHODOLOGY; RAMAN SPECTROMETRY; SOLUTION AND SOLUBILITY; UNITED STATES;

BENZIMIDAZOLES; COPPER; GOLD; MOLECULAR STRUCTURE; NANOPARTICLES; SOLUTIONS; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; UNITED STATES; UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY; WATER;

EID: 84860755689     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201103458     Document Type: Article

References (97)

1. J.-S. Lee, M. S. Han, C. A. Mirkin, Angew. Chem. 2007, 119, 4171-4174
2. Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 4093-4096.
3. S. J. Lippard, J. M. Berg, in Principles of Bioinorganic Chemistry, University Science Books, Mill Valley; California, 1994, pp. 1-411.
4. Y. Zhao, X. B. Zhang, Z. X. Han, L. Qiao, C. Y. Li, L. X. Jian, G. L. Shen, R. Q. Yu, Anal. Chem. 2009, 81, 7022-7030
5. Z. Guo, W. Chen, X. Duan, Org. Lett. 2010, 12, 2202-2205
6. J. Huang, Y. Xu, X. Qian, Org. Biomol. Chem. 2009, 7, 1299-1303
7. E. Hrishikesan, C. Saravanan, P. Kannan, Ind. Eng. Chem. Res. 2011, 50, 8225-8229
8. T. Gunnlaugsson, J. P. Leonard, N. S. Murray, Org. Lett. 2004, 6, 1557-1560.
9. C. Zong, K. Ai, G. Zhang, H. Li, L. Lu, Anal. Chem. 2011, 83, 3126-3132
10. Y. H. Chan, J. Chen, Q. Liu, S. E. Wark, D. H. Son, J. D. Batteas, Anal. Chem. 2010, 82, 3671-3678
11. Y. Weng, F. Yue, Y. Zhong, B. Ye, Inorg. Chem. 2007, 46, 7749-7755
12. X. Qi, E. J. Jun, L. Xu, S. J. Kim, J. S. J. Hong, Y. J. Yoon, J. Yoon, J. Org. Chem. 2006, 71, 2881-2884
13. P. Yang, Y. Zhao, Y. Lu, Q. Z. Xu, X. W. Xu, L. Dong, S. H. Yu, ACS Nano 2011, 5, 2147-2154.
14. V. A. Fassel, Science 1978, 202, 183-191.
15. W. Yang, D. Jaramillo, J. J. Gooding, D. B. Hibbert, R. Zhang, G. D. Willet, K. J. Fisher, Chem. Commun. 2001, 1982-1983
16. M. Etienne, J. Bessiere, A. Walcarius, Sens. Actuators B 2001, 76, 531-538.
17. S. Lee, I. Choi, S. Hong, Y. I. Yang, J. Lee, T. Kang, J. Yi, Chem. Commun. 2009, 6171-6173.
18. X. Qian, X. H. Peng, D. O. Ansari, Q. Yin-Goen, G. Z. Chen, D. M. Shin, L. Yang, A. N. Young, M. D. Wang, S. Nie, Nat. Biotechnol. 2008, 26, 83-90
19. X. X. Han, L. Chen, J. Guo, B. Zhao, Y. Ozaki, Anal. Chem. 2010, 82, 4102-4106
20. A. J. Bonham, G. Braun, I. Pavel, M. Moskovits, N. O. Reich, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 14572-14573
21. Y. C. Cao, R. Jin, J. M. Nam, C. S. Thaxton, C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 14676-14677
22. J. Chen, J. Jiang, X. Gao, G. Liu, G. Shen, R. Yu, Chem. Eur. J. 2008, 14, 8374-8382
23. B. D. Moore, L. Stevenson, A. Watt, S. Flitsch, N. J. Turner, C. Cassidy, D. Graham, Nat. Biotechnol. 2004, 22, 1133-1138
24. D. Graham, Angew. Chem. 2010, 122, 9513-9515
25. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 9325-9327
26. K. Kim, H. K. Park, N. H. Kim, Langmuir 2006, 22, 3421-3427
27. G. G. Huang, X. X. Han, M. K. Hossain, Y. Ozaki, Anal. Chem. 2009, 81, 5881-5888
28. R. Narayanan, R. J. Lipert, M. D. Porter, Anal. Chem. 2008, 80, 2265-2271
29. A. Barhoumi, N. J. Halas, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 12792-12793
30. C. L. Brosseau, K. S. Rayner, F. Casadio, C. M. Grzywacz, R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 2009, 81, 7443-7447
31. K. Ryu, A. J. Haes, H.-Y. Park, S. Nah, J. Kim, H. Chung, M.-Y. Yoon, S.-H. Haan, J. Raman Spectrosc. 2010, 41, 121-124
32. M.-D. Li, Y. Cui, M.-X. Gao, J. Luo, B. Ren, Z.-Q. Tian, Anal. Chem. 2008, 80, 5118-5125
33. M. Spuch-Calvar, L. Rodríguez-Lorenzo, M. P. Morales, R. A. Álvarez-Puebla, L. M. Liz-Marzán, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 3373-3377
34. L. Tong, M. Righini, M. U. Gonzalez, R. Quidant, M. Käll, Lab. Chip 2009, 9, 193-195
35. W. Lu, A. K. Singh, S. A. Khan, D. Senapati, H. Yu, P. C. Ray, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 18103-18114
36. R. A. Alvarez-Puebla, L. M. Liz-Marzán, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 43-51
37. L. He, T. Rodda, C. L. Haynes, T. Deschaines, T. Strother, F. Diez-Gonzalez, T. P. Labuza, Anal. Chem. 2011, 83, 1510-1513
38. A. MacAskill, D. Crawford, D. Graham, K. Faulds, Anal. Chem. 2009, 81, 8134-8140
39. Y. Wang, K. Lee, J. Irudayaraj, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16122-16128
40. K. C. Bantz, A. F. Meyer, N. J. Wittenberg, H. Im, Ö. Kurtuluş, S. H. Lee, N. C. Lindquist, S. H. Oh, C. L. Haynes, Phys. Chem. Chem. Phys. 2011, 13, 11551-11567
41. C. C. Lin, Y. M. Yang, Y. F. Chen, T. S. Yang, H. C. Chang, Biosens. Bioelectron. 2008, 23, 178-183.
42. L. Guerrini, J. V. Garcia-Ramos, C. Domingo, S. Sanchez-Cortes, Anal. Chem. 2009, 81, 1418-1425
43. L. Yang, L. Ma, G. Chen, J. Liu, Z.-Q. Tian, Chem. Eur. J. 2010, 16, 12683-12693
44. M. Riskin, R. Tel-Vered, T. Bourenko, E. Granot, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 9726-9733
45. S. S. R. Dasary, A. K. Singh, D. Senapati, H. Yu, P. C. Ray, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 13806-13812
46. E. L. Holthoff, D. N. Stratis-Cullum, M. E. Hankus, Sensors 2011, 11, 2700-2714
47. X.-F. Zhang, M.-Q. Zou, X.-H. Qi, F. Liu, X.-H. Zhu, B.-H. Zhao, J. Raman Spectrosc. 2010, 41, 1655-1660
48. B. Liu, M. Lin, H. Li, Sens. & Instrumen. Food Qual. 2010, 4, 13-19; Instrumen. Food Qual. 2010, 4, 13-19
49. X. Du, H. Chu, Y. Huang, Y. Zhao, Appl. Spectrosc. 2010, 64, 781-785.
50. M. Mulvihill, A. Tao, K. Benjauthrit, J. Arnold, P. Yang, Angew. Chem. 2008, 120, 6556-6560
51. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 6456-6460
52. E. A. Vitol, E. Brailoiu, Z. Orynbayeva, N. J. Dun, G. Friedman, Y. Gogotsi, Anal. Chem. 2010, 82, 6770-6774
53. V. M. Zamarion, R. A. Timm, K. Araki, H. E. Toma, Inorg. Chem. 2008, 47, 2934-2936
54. D. Grasseschi, V. M. Zamarion, K. Araki, H. E. Toma, Anal. Chem. 2010, 82, 9146-9149
55. J. Yin, T. Wu, J. Song, Q. Zhang, S. Liu, R. Xu, H. Duan, Chem. Mater. 2011, 23, 4756-4764
56. J. Li, L. Chen, T. Lou, Y. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 3936-3941
57. T. Kang, S. M. Yoo, I. Yoon, S. Lee, J. Choo, S. Y. Lee, B. Kim, Chem. Eur. J. 2011, 17, 2211-2214
58. N. Xiao, C. Yu, Anal. Chem. 2010, 82, 3659-3663
59. D. Tsoutsi, J. M. Montenegro, F. Dommershausen, U. Koert, L. M. Liz-Marzán, W. J. Parak, R. A. Alvarez-Puebla, ACS Nano 2011, 5, 7539-7546
60. D. Senapati, S. S. R. Dasary, A. K. Singh, T. Senapati, H. Yu, P. C. Ray, Chem. Eur. J. 2011, 17, 8445-8451
61. S. Chang, H. Ko, S. Singamaneni, R. Gunawidjaja, V. V. Tsukruk, Anal. Chem. 2009, 81, 5740-5748
62. T. Vo-Dinh, A. Dhawan, S. J. Norton, C. G. Khoury, H.-N. Wang, V. Misra, M. D. Gerhold, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 7480-7488.
63. G. C. Schatz, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 802-802
64. M. Rycenga, P. H. C. Camargo, W. Li, C. H. Moran, Y. Xia, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 696-703
65. S. Sarkar, M. Pradhan, A. K. Sinha, M. Basu, T. Pal, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 439-444
66. M. D. Dickey, E. A. Weiss, E. J. Smythe, R. C. Chiechi, F. Capasso, G. M. Whitesides, ACS Nano 2008, 2, 800-808
67. W. Wei, S. Li, J. E. Millstone, M. J. Banholzer, X. Chen, X. Xu, G. C. Schatz, C. A. Mirkin, Angew. Chem. 2009, 121, 4274-4276
68. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 4210-4212
69. Y.-F. Huang, N.-N. Yin, X. Wang, D.-Y. Wu, B. Ren, Z.-Q. Tian, Chem. Eur. J. 2010, 16, 1449-1453
70. G. F. S. Andrade, A. G. Brolo, M. L. A. Temperini, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 15348-15355
71. S. Sarkar, S. Pande, S. Jana, A. K. Sinha, M. Pradhan, M. Basu, S. Saha, S. M. Yusuf, T. Pal, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 6022-6032.
72. K. Kneipp, H. Kneipp, J. Kneipp, Acc. Chem. Res. 2006, 39, 443-450
73. R. F. Aroca, P. J. G. Goulet, D. S. Santos, R. A. Alvarez-Puebla, O. N. Oliveira, Anal. Chem. 2005, 77, 378-382
74. M. Zhu, C. M. Aikens, F. J. Hollander, G. C. Schatz, R. Jin, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5883-5885
75. Z.-Q. Tian, B. Ren, J. F. Li, Z. L. Yang, Chem. Commun. 2007, 3514-3534
76. T. Kang, I. Yoon, J. Kim, H. Ihee, B. Kim, Chem. Eur. J. 2010, 16, 1351-1355
77. M. Muniz-Miranda, M. Pagliai, F. Muniz-Miranda, V. Schettino, Chem. Commun. 2011, 47, 3138-3140
78. H. Ko, S. Singamaneni, V. V. Tsukruk, Small 2008, 4, 1576-1599
79. S. K. Ghosh, T. Pal, Chem. Rev. 2007, 107, 4797-4862.
80. G. Frens, Nat. Phys. Sci. 1973, 241, 20-22.
81. M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schiegel, G. E. Scuseria, M. A. Robb, J. R. Cheeseman, J. A. Montgomery, Jr., T. Vreven, K. N. Kudin, J. C. Burant, J. M. Millam, S. S. Iyengar, J. Tomasi, V. Barone, B. Mennucci, M. Cossi, G. Scalmani, N. Rega, G. A. Petersson, H. Nakatsuji, M. Hada, M. Ehara, K. Toyota, R. Fukuda, J. Hasegawa et al., Gaussian, Inc., Pittsburgh, PA, 2003.
82. J. R. Durig, J. Xiao, J. B. Robb II, F. F. D. Daeyaert, J. Raman Spectrosc. 1998, 29, 463-472
83. D. Y. Wu, M. Hayashi, S. H. Lin, Z.-Q. Tian, Spectrochim. Acta Part A 2004, 60, 137-146
84. T. K. Gounev, G. A. Guirgis, T. A. Mohamed, P. Zhen, J. R. Durig, J. Raman Spectrosc. 1999, 30, 399-411
85. R. Horvath, K. C. Gordon, Coord. Chem. Rev. 2010, 254, 2505-2518
86. G. A. Guirgis, Y. E. Nashed, J. R. Durig, Spectrochim. Acta Part A 2000, 56, 1065-1078
87. G. A. Guirgis, P. Klaboe, S. Shen, D. L. Powell, A. Gruodis, V. Aleksa, C. J. Nielsen, J. Tao, C. Zheng, J. R. Durig, J. Raman Spectrosc. 2003, 34, 322-411.
88. C. W. N. Cumper, G. D. Pickering, J. Chem. Soc. Perkin Trans. 1 1972, 2, 2045-2048.
89. T. Doneux, F. Tielens, P. Geerlings, C. Buess-Herman, J. Phys. Chem. A 2006, 110, 11346-11352.
90. A. K. Majumdar, M. M. Chakrabartty, Fresenius J. Anal. Chem. 1958, 162, 101-105
91. C. M. Whelan, M. R. Smyth, C. J. Barnes, N. M. D. Brown, C. A. Anderson, Appl. Surf. Sci. 1998, 134, 144-158.
92. S. M. Ansar, R. Haputhanthri, B. Edmonds, D. Liu, L. Yu, A. Sygula, D. Zhang, J. Phys. Chem. C 2011, 115, 653-660.
93. G. Xue, Y. Lu, Langmuir 1994, 10, 967-969.
94. K. Ravikumar, K. C. Mohan, M. Bidyasagar, G. Y. S. K. Swamy, J. Chem. Crystallogr. 1995, 25, 325-329.
95. S.-C. Chen, R.-M. Yu, Z.-G. Zhao, S.-M. Chen, Q.-S. Zhang, X.-Y. Wu, F. Wang, C.-Z. Lu, Cryst. Growth Des. 2010, 10, 1155-1160.
96. D. Chadwick, T. Hashemi, Surf. Sci. 1979, 89, 649-659
97. M. Benmessaoud, K. Es-salah, N. Hajjaji, H. Takenouti, A. Srhiri, M. Ebentouhami, Corros. Sci. 2007, 49, 3880-3888.