Colorimetric detection of mercury ions based on plasmonic nanoparticles

Small

Volumn 9, Issue 9-10, 2013, Pages 1467-1481

  Du, Jianjun ^a   Jiang, Lin ^a   Shao, Qi ^a   Liu, Xiaogang ^b,c   Marks, Robert S ^a,d   Ma, Jan ^a   Chen, Xiaodong ^a  

^a NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

^b NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

^c INSTITUTE OF MATERIALS RESEARCH AND ENGINEERING   (Singapore)

^d BEN GURION UNIVERSITY OF THE NEGEV   (Israel)

Author keywords

biomolecules; colorimetric detection; mercury ion; plasmonic nanoparticles

Indexed keywords

COLORIMETRIC DETECTION; ENVIRONMENTAL AND BIOLOGICAL SAMPLES; FUNCTIONAL MOLECULES; FUNCTIONALIZATION OF NANOPARTICLES; FUNCTIONALIZED GOLD NANOPARTICLES; MERCURY ION; ORGANIC CHROMOPHORES; PLASMONIC NANOPARTICLE;

ASSAYS; BIOMOLECULES; CHROMOPHORES; COLOR; EYE PROTECTION; GOLD; MERCURY (METAL); METAL NANOPARTICLES; MOLECULES; OLIGONUCLEOTIDES; PEPTIDES; PLASMONS; PROBES;

COLORIMETRY;

DNA PROBE; MERCURY; NANOPARTICLE;

COLORIMETRY; DNA PROBE; LIMIT OF DETECTION; PROCEDURES; METHODOLOGY; REVIEW;

COLORIMETRY; DNA PROBES; LIMIT OF DETECTION; MERCURY; NANOPARTICLES;

EID: 84878053535     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201200811     Document Type: Review

References (129)

1. J. R. Miller, J. Rowland, P. J. Lechler, M. Desilets, L. C. Hsu, Water Air Soil Poll. 1996, 86, 373.
2. a) A. Renzoni, F. Zino, E. Franchi, Environ. Res. 1998, 77, 68
3. b) M. F. Wolfe, S. Schwarzbach, R. A. Sulaiman, Environ. Toxicol. Chem. 1998, 17, 146.
4. G. J. Burin, G. C. Becking, Tr. Sub. Env. 1991, 207.
5. J. A. Moreton, H. T. Delves, J. Anal. Atom. Spectrom. 1998, 13, 659.
6. C. C. Wan, C. S. Chen, S. J. Jiang, J. Anal. Atom. Spectrom. 1997, 12, 683.
7. W. Geng, T. Nakajima, H. Takanashi, A. Ohki, J. Hazard. Mater. 2008, 154, 325.
8. A. Ivask, T. Green, B. Polyak, A. Mor, A. Kahru, M. Virta, R. Marks, Biosens. Bioelectron. 2007, 22, 1396.
9. a) J. V. Ros-Lis, M. D. Marcos, R. Martinez-Manez, K. Rurack, J. Soto, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 4405
10. b) Y. K. Yang, K. J. Yook, J. Tae, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 16760
11. c) Z. Guo, W. H. Zhu, M. M. Zhu, X. M. Wu, H. Tian, Chem. Eur. J. 2010, 16, 14424
12. d) J. J. Du, J. L. Fan, X. J. Peng, P. P. Sun, J. Y. Wang, H. L. Li, S. G. Sun, Org. Lett. 2010, 12, 476.
13. a) I. B. Kim, U. H. F. Bunz, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2818
14. b) Y. L. Tang, F. He, M. H. Yu, F. D. Feng, L. L. An, H. Sun, S. Wang, Y. L. Li, D. B. Zhu, Macromol. Rapid Commun. 2006, 27, 389
15. c) J. Lee, H. Jun, J. Kim, Adv. Mater. 2009, 21, 3674.
16. a) P. Chen, C. A. He, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 728
17. b) K. Hakkila, T. Green, P. Leskinen, A. Ivask, R. Marks, M. Virta, J. Appl. Toxicol. 2004, 24, 333.
18. a) B. Chen, Y. Ying, Z. T. Zhou, P. Zhong, Chem. Lett. 2004, 33, 1608
19. b) C. Q. Zhu, L. Li, F. Fang, J. L. Chen, Y. Q. Wu, Chem. Lett. 2005, 34, 898.
20. P. Goldberg-Oppenheimer, S. Cosnier, R. S. Marks, O. Regev, Talanta 2008, 75, 1324.
21. a) H. J. Kim, D. S. Park, M. H. Hyun, Y. B. Shim, Electroanal. 1998, 10, 303
22. b) M. A. Nolan, S. P. Kounaves, Anal. Chem. 1999, 71, 3567.
23. a) J. F. Zhang, Y. Zhou, J. Yoon, J. S. Kim, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 3416
24. b) T. Q. Duong, J. S. Kim, Chem. Rev. 2010, 110, 6280.
25. a) R. M. Duke, E. B. Veale, F. M. Pfeffer, P. E. Kruger, T. Gunnlaugsson, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 3936
26. b) M. E. Moragues, R. Martinez-Manez, F. Sancenon, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 2593
27. c) R. Martinez-Manez, F. Sancenon, Chem. Rev. 2003, 103, 4419.
28. X. Chen, Y. Zhou, X. J. Peng, J. Yoon, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 2120.
29. Y. Zhou, J. Yoon, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 52.
30. Y. Zhou, Z. Xu, J. Yoon, Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 2222.
31. Y. Salinas, R. Martinez-Manez, M. D. Marcos, F. Sancenon, A. M. Costero, M. Parra, S. Gil, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 1261.
32. a) C. Suksai, T. Tuntulani, Chem. Soc. Rev. 2003, 32, 192
33. b) W. S. Han, H. Y. Lee, S. H. Jung, S. J. Lee, J. H. Jung, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1904.
34. a) K. L. Kelly, E. Coronado, L. L. Zhao, G. C. Schatz, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 668
35. b) A. J. Haes, C. L. Haynes, A. D. McFarland, G. C. Schatz, R. R. Van Duyne, S. L. Zou, MRS Bull. 2005, 30, 368
36. c) K. A. Willets, R. P. Van Duyne, Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 267.
37. a) Y. N. Xia, N. J. Halas, MRS Bull. 2005, 30, 338
38. b) C. Noguez, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 3806.
39. a) N. L. Rosi, C. A. Mirkin, Chem. Rev. 2005, 105, 1547
40. b) L. X. Qin, Y. Li, D. W. Li, C. Jing, B. Q. Chen, W. Ma, A. Heyman, O. Shoseyov, I. Willner, H. Tian, Y. T. Long, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 140
41. c) J. J. Zhang, M. Riskin, R. Freeman, R. Tel-Vered, D. Balogh, H. Tian, I. Willner, ACS Nano 2011, 5, 5936
42. d) B. Leng, L. Zou, J. B. Jiang, H. Tian, Sensor Actuat B-Chem. 2009, 140, 162
43. e) Z. Krpetic, P. Nativo, I. A. Prior, M. Brust, Small 2011, 7, 1982.
44. a) R. Elghanian, J. J. Storhoff, R. C. Mucic, R. L. Letsinger, C. A. Mirkin, Science 1997, 277, 1078
45. b) T. A. Taton, C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, Science 2000, 289, 1757
46. c) W. Xu, X. J. Xue, T. H. Li, H. Q. Zeng, X. G. Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 6849
47. d) W. Xu, X. J. Xie, D. W. Li, Z. Q. Yang, T. H. Li, X. G. Liu, Small 2012, 8, 1846
48. e) X. J. Xue, W. Xu, F. Wang, X. G. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11668.
49. a) Y. Choi, N. H. Ho, C. H. Tung, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 707
50. b) W. A. Zhao, W. Chiuman, J. C. F. Lam, M. A. Brook, Y. F. Li, Chem. Commun. 2007, 3729
51. c) X. J. Xie, W. Xu, T. H. Li, X. G. Liu, Small 2011, 7, 1393.
52. S. Chah, M. R. Hammond, R. N. Zare, Chem. Biol. 2005, 12, 323.
53. a) M. S. Han, A. K. R. Lytton-Jean, C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 4954
54. b) X. Y. Xu, M. S. Han, C. A. Mirkin, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 3468
55. c) J. Zhang, L. H. Wang, D. Pan, S. P. Song, F. Y. C. Boey, H. Zhang, C. H. Fan, Small 2008, 4, 1196
56. d) X. Xie, W. Xu, X. Liu, Acc. Chem. Res. 2012, DOI: 10.1021/ar300044j.
57. a) A. J. Reynolds, A. H. Haines, D. A. Russell, Langmuir 2006, 22, 1156
58. b) W. R. Yang, J. J. Gooding, Z. C. He, Q. Li, G. N. Chen, J. Nanosci. Nanotechnol. 2007, 7, 712
59. c) H. B. Wang, W. Xu, H. Zhang, D. W. Li, Z. Q. Yang, X. J. Xie, T. H. Li, X. G. Liu, Small 2011, 7, 1987
60. d) J. J. Du, Q. Shao, S. Y. Yin, L. Jiang, J. Ma, X. D. Chen, Small 2012, DOI: 10.1002/smll. 201201650.
61. a) L. Jiang, Y. H. Sun, F. W. Huo, H. Zhang, L. D. Qin, S. Z. Li, X. D. Chen, Nanoscale 2012, 4, 66
62. b) L. Jiang, Y. H. Sun, C. Nowak, A. Kibrom, C. J. Zou, J. Ma, H. Fuchs, S. Z. Li, L. F. Chi, X. D. Chen, ACS Nano 2011, 5, 8288
63. c) B. J. Yang, N. Lu, D. P. Qi, R. P. Ma, Q. Wu, J. Y. Hao, X. M. Liu, Y. Mu, V. Reboud, N. Kehagias, C. M. S. Torres, F. Y. C. Boey, X. D. Chen, L. F. Chi, Small 2010, 6, 1038
64. d) X. D. Chen, S. Z. Li, C. Xue, M. J. Banholzer, G. C. Schatz, C. A. Mirkin, ACS Nano 2009, 3, 87.
65. a) M. R. Jones, K. D. Osberg, R. J. Macfarlane, M. R. Langille, C. A. Mirkin, Chem. Rev. 2011, 111, 3736
66. b) K. Saha, S. S. Agasti, C. Kim, X. Li, V. M. Rotello, Chem. Rev. 2012, 112, 2739.
67. C. Xue, C. A. Mirkin, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2036.
68. J. J. Du, Y. H. Sun, L. Jiang, X. B. Cao, D. P. Qi, S. Y. Yin, J. Ma, F. Y. C. Boey, X. D. Chen, Small 2011, 7, 1407.
69. a) C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, R. C. Mucic, J. J. Storhoff, Nature 1996, 382, 607
70. b) J. J. Storhoff, C. A. Mirkin, Chem. Rev. 1999, 99, 1849.
71. a) R. Wilson, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 2028
72. b) W. Zhao, M. A. Brook, Y. F. Li, ChemBioChem 2008, 9, 2363
73. c) S. P. Song, Y. Qin, Y. He, Q. Huang, C. H. Fan, H. Y. Chen, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4234
74. d) D. B. Liu, Z. Wang, X. Y. Jiang, Nanoscale 2011, 3, 1421.
75. a) C. M. Niemeyer, Angew. Chem. Int. Ed. 2001, 40, 4128
76. b) J. M. Nam, C. S. Thaxton, C. A. Mirkin, Science 2003, 301, 1884
77. c) V. Pavlov, Y. Xiao, B. Shlyahovsky, I. Willner, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11768
78. d) S. I. Stoeva, J. S. Lee, J. E. Smith, S. T. Rosen, C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8378.
79. J. J. Storhoff, R. Elghanian, R. C. Mucic, C. A. Mirkin, R. L. Letsinger, J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 1959.
80. S. Y. Lin, S. H. Wu, C. H. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 4948.
81. a) M. S. Han, A. K. R. Lytton-Jean, B. K. Oh, J. Heo, C. A. Mirkin, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 1807
82. b) J. W. Liu, Y. Lu, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 90.
83. S. Y. Park, A. K. R. Lytton-Jean, B. Lee, S. Weigand, G. C. Schatz, C. A. Mirkin, Nature 2008, 451, 553.
84. a) H. D. Hill, S. J. Hurst, C. A. Mirkin, Nano Lett. 2009, 9, 317
85. b) D. Nykypanchuk, M. M. Maye, D. van der Lelie, O. Gang, Nature 2008, 451, 549
86. c) S. J. Hurst, H. D. Hill, C. A. Mirkin, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12192.
87. J. S. Lee, M. S. Han, C. A. Mirkin, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 4093.
88. J. S. Lee, P. A. Ulmann, M. S. Han, C. A. Mirkin, Nano Lett. 2008, 8, 529.
89. a) S. Katz, J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 2238
90. b) Y. Tanaka, S. Oda, H. Yamaguchi, Y. Kondo, C. Kojima, A. Ono, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 244.
91. X. J. Xue, F. Wang, X. G. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 3244.
92. J. H. Oh, J. S. Lee, Anal. Chem. 2011, 83, 7364.
93. N. Kanayama, T. Takarada, M. Maeda, Chem. Commun. 2011, 47, 2077.
94. H. X. Li, L. Rothberg, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2004, 101, 14036.
95. H. Wang, Y. X. Wang, J. Y. Jin, R. H. Yang, Anal. Chem. 2008, 80, 9021.
96. D. Li, A. Wieckowska, I. Willner, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 3927.
97. Y. Wang, F. Yang, X. R. Yang, Biosens. Bioelectron. 2010, 25, 1994.
98. C. W. Liu, Y. T. Hsieh, C. C. Huang, Z. H. Lin, H. T. Chang, Chem. Commun. 2008, 2242.
99. L. Li, B. X. Li, Y. Y. Qi, Y. Jin, Anal. Bioanal. Chem. 2009, 393, 2051.
100. X. B. Zuo, H. A. Wu, J. Toh, S. F. Y. Li, Talanta 2010, 82, 1642.
101. C. J. Yu, T. L. Cheng, W. L. Tseng, Biosens. Bioelectron. 2009, 25, 204.
102. B. P. Joshi, J. Park, W. I. Lee, K. H. Lee, Talanta 2009, 78, 903.
103. S. Si, A. Kotal, T. K. Mandal, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 1248.
104. J. M. Slocik, J. S. Zabinski, D. M. Phillips, R. R. Naik, Small 2008, 4, 548.
105. Y. J. Kim, R. C. Johnson, J. T. Hupp, Nano Lett. 2001, 1, 165.
106. C. C. Huang, H. T. Chang, Chem. Commun. 2007, 1215.
107. Y. R. Kim, R. K. Mahajan, J. S. Kim, H. Kim, ACS Appl. Mater. Inter. 2010, 2, 292.
108. C. J. Yu, W. L. Tseng, Langmuir 2008, 24, 1 2717.
109. L. Chen, T. T. Lou, C. W. Yu, Q. Kang, L. X. Chen, Analyst 2011, 136, 4770.
110. X. J. Chen, Y. B. Zu, H. Xie, A. M. Kemas, Z. Q. Gao, Analyst 2011, 136, 1690.
111. a) Y. Li, P. Wu, H. Xu, Z. P. Zhang, X. H. Zhong, Talanta 2011, 84, 508
112. b) X. R. Yang, H. X. Liu, J. Xu, X. M. Tang, H. Huang, D. B. Tian, Nanotechnology 2011, 22, 275503
113. c) T. T. Lou, L. Chen, C. R. Zhang, Q. Kang, H. Y. You, D. Z. Shen, L. X. Chen, Anal. Methods 2012, 4, 488.
114. J. J. Du, M. M. Hu, J. L. Fan, X. J. Peng, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 4511.
115. a) M. Y. Chae, A. W. Czarnik, J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 9704
116. b) X. L. Zhang, Y. Xiao, X. H. Qian, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 8025.
117. S. Kim, N. H. Lee, S. H. Seo, M. S. Eom, S. Ahn, M. S. Han, Chem. Asian J. 2010, 5, 2463.
118. R. M. Smith, A. E. Martell, Sci. Total Environ. 1987, 64, 125.
119. T. Hirayama, M. Taki, Y. Kashiwagi, M. Nakamoto, A. Kunishita, S. Itoh, Y. Yamamoto, Dalton Trans. 2008, 4705.
120. Y. L. Hung, T. M. Hsiung, Y. Y. Chen, Y. F. Huang, C. C. Huang, J. Phys. Chem. C 2010, 114, 16329.
121. D. B. Liu, W. S. Qu, W. W. Chen, W. Zhang, Z. Wang, X. Y. Jiang, Anal. Chem. 2010, 82, 9606.
122. N. Ding, H. Zhao, W. B. Peng, Y. J. He, Y. Zhou, L. F. Yuan, Y. X. Zhang, Colloid Surface A 2012, 395, 161.
123. C. Y. Lin, C. J. Yu, Y. H. Lin, W. L. Tseng, Anal. Chem. 2010, 82, 6830.
124. T. T. Lou, Z. P. Chen, Y. Q. Wang, L. X. Chen, ACS Appl. Mater. Inter. 2011, 3, 1568.
125. J. S. Lee, C. A. Mirkin, Anal. Chem. 2008, 80, 6805.
126. G. K. Darbha, A. K. Singh, U. S. Rai, E. Yu, H. T. Yu, P. C. Ray, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 8038.
127. F. Q. Zhang, L. Y. Zeng, C. Yang, J. W. Xin, H. Y. Wang, A. G. Wu, Analyst 2011, 136, 2825.
128. Y. Q. He, X. B. Zhang, K. Zeng, S. Q. Zhang, M. Baloda, A. S. Gurung, G. D. Liu, Biosens. Bioelectron. 2011, 26, 4464.
129. Z. Q. Tan, J. F. Liu, R. Liu, Y. G. Yin, G. B. Jiang, Chem. Commun. 2009, 7030.