Optical nanosphere sensor based on shell-by-shell fabrication for removal of toxic metals from human blood

Advanced Healthcare Materials

Volumn 2, Issue 6, 2013, Pages 854-862

  El Safty, S A ^a,b   Abdellatef, S ^a   Ismael, M ^a   Shahat, A ^a  

^a NATIONAL INSTITUTE FOR MATERIALS SCIENCE   (Japan)

^b WASEDA UNIVERSITY   (Japan)

Author keywords

Blood; Core double shell silica; Nanosphere; Shell by shell; Toxic metal ions

Indexed keywords

ANIONIC SURFACTANTS; BIOHAZARDS; BLOOD; EYE PROTECTION; FABRICATION; HEALTH HAZARDS; HEAVY METALS; METAL IONS; NANOSPHERES; POTABLE WATER; SHELLS (STRUCTURES); SILICA;

BIOLOGICAL TISSUES; CONTINUOUS MONITORING; NAKED-EYE DETECTION; PHYSIOLOGICAL SYSTEMS; SHELL-BY-SHELL; TEMPLATE-GUIDED SYNTHESIS; TOXIC HEAVY METALS; TOXIC METAL IONS;

CHEMICALS REMOVAL (WATER TREATMENT);

CADMIUM; COBALT; COPPER; DRINKING WATER; HEAVY METAL; LEAD; MERCURY; NANOSHELL; NANOSPHERE; THIOSEMICARBAZONE DERIVATIVE;

ADSORPTION; ARTICLE; BINDING AFFINITY; BLOOD ANALYSIS; CHROMATOPHORE; DESORPTION; HEALTH HAZARD; HUMAN; LEAD POISONING; LIMIT OF DETECTION; MICELLE; NANOFABRICATION; NANOSENSOR; ONE POT SYNTHESIS; POROSITY; PRIORITY JOURNAL; PROTON TRANSPORT; REFLECTOMETRY; SMALL ANGLE SCATTERING; TOXICITY TESTING; TOXIN ANALYSIS;

EID: 84879608336     PISSN: 21922640     EISSN: 21922659     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adhm.201200326     Document Type: Article

References (25)

1. a) A. Hartwig, M. Asmuss, I. Ehleben, U. Herzer, D. Kostelac, A. Pelzer, T. Schwerdtle, A. Bürkle, Environ. Health Perspect. 2002, 110, 797; b) A. Hartwig, Biometals 2010, 23, 951; c) M. C. Houston, J. Clin. Hypertension 2011, 13, 621; d) F. Zahir, S. J. Rizwi, S. K. Haq, R. H. Khan, Environ. Toxicol. Phar. 2005, 20, 351; e) S. A. El-Safty, T. Balaji, H. Matsunaga, T. Hanaoka, F. Muzukami, Angew. Chem. Int. Ed. 2006, 45, 7202.
2. a) L. Finney, S. Vogt, T. Fukai, D. Glesne, Clin. Exp. Pharmacol. Physiol. 2009, 36, 88; b) R. D. Handy, Comp. Biochem. Phys. A-Mol. Integrative Phys. 2003, 135, 25; c) J. A. Hansen, J. Lipton, P. G. Welsh, J. Morris, D. Cacela, M. J. Suedkamp, Aquatic Toxicol. 2002, 58, 175; d) D. Lison, M. De Boeck, V. Verougstraete, M. Kirsch-Volders, Environ. Med. 2001, 58, 619.
3. a) Mercury in Drinking-water, WHO Guidelines for Drinking-water Quality 2005, 1-10; b) S. Cerutti, M. F. Silva, J. A. Gásquez, R. A. Olsina, L. D. Martinez, Spectrochim. Acta Part B: Atomic Spectr. 2003, 58, 43.
4. G. F. Nordberg, B. A. Fowler, M. Nordberg, L. Friberg, in Handbook of Toxicology of Metals, (Eds: G. F. Nordberg, B. A. Fowler, M. Nordberg, L. T. Friberg ), Elsevier Publishers, Amsterdam, 2007, pp. 445-486.
5. a) M. Vigeh, K. Yokoyama, Z. Seyedaghamiri, A. Shinohara, T. Matsukawa, M. Chiba, M. Yunesian, Occup. Environ. Med. 2011, 68, 231; b) K. Chandramouli, C. D. Steer, M. Ellis, A. M. Emond, Arch. Dis. Child. 2009, 94, 844.
6. a) H. Gurer, N. Ercal, Biol. Med. 2000, 29, 927; b) F. Oktem, M. K. Arslan, B. Dundar, N. Delibas, M. Gultepe, I. Ergurhan Ilhan, Arch. Toxicol. 2004, 78, 681; c) P. Hsu, Y. L. Guo, Toxicology 2002, 180, 22-44.
7. a) D. Bratosin, J. Estaquier, F. Petit, D. Arnoult, B. Quatannens, J. P. Tissier, C. Slomianny, C. Sartiaux, C. Alonso, J. J. Huart, J. Montreuil, J. C. Ameisen, Cell Death Differ. 2001, 8, 1143; b) H. Gürer, H. Özgünes, R. Neal, D. R. Spitz, N. Erçal, Toxicology 1998, 128, 181.
8. a) M. R. Gomez, S. Cerutti, L. L. Sombra, M. F. Silva, L. D. Martínez, Food Chem. Toxicology 2007, 45, 1060; b) S. P. Dolan, D.A. Nortrup, P. M. Bolger, S. G. Capar, J. Agric. Food Chem. 2003, 51, 1307; c) S. Steely, D. Amarasiriwardena, J. Jones, J. Yanez, Microchem. J. 2007, 86, 235.
9. a) B. B. Kebbekus, in Sample Preparations Techniques in Analytical Chemistry, (Eds: S. Mitra ), John Wiley and Sons, Inc., New Jersey, 2003, pp. 227-270; b) S. A. El-Safty, M. A. Shenashen, M. Ismael, M. Khairy, Md. R. Awual, Micro. Meso. Mater. 2013, 166, 195-205; c) S. Tatay, P. Gavina, E. Coronado, E. Palomares, Org. Lett. 2006, 8, 3857; d) Z. Guo, W. Zhu, L. Shen, H. Tian, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 5549; e) J. S. Kim, M. G. Choi, K. C. Song, K. T. No, S. Ahn, S. K. Chang, Org. Lett. 2007, 9, 1129.
10. a) S. A. El-Safty, D. Prabhakaran, A. A. Ismail, H. Matsunaga, F. Mizukami, Chem. Mater. 2008, 20, 2644-2654; b) S. A. El-Safty, D. Prabhakaran, Y. Kiyozumi, F. Mizukami, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 1739-1750; c) S. A. El-Safty, A. Ismail, H. Matsunaga, F. Mizukami, Chem. Eur. J. 2007, 13, 9245-9255; d) S. A. El-Safty, A. A. Ismail, A. Shahat, Talanta 2011, 83, 1341; e) S. A. El-Safty, M. Khairy, A. Ismael, Sens. Actuators B 2012, 166-167, 253-263.
11. a) J. V. Ros-Lis, R. Casasús, M. Comes, C. Coll, M. D. Marcos, R. Martínez-Máñez, F. Sancenón, J. Soto, P. Amorós, J. El Haskouri, N. Garró, K. Rurack, Chem. Eur. J. 2008, 14, 8267; b) S. J. Lee, D. R. Bae, W. S. Han, S. S. Lee, J. H. Jung, Eur. J. Inorg. Chem. 2008, 1559; c) H. Y. Lee, D. R. Bae, J. C. Park, H. Song, W. S. Han, J. H. Jung, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 1239.
12. a) S. C. Pinheiro, I. M. Raimundo, M. C. Moreno-Bondi, G. Orellana, Anal. Bioanal. Chem. 2010, 398, 3127; b) Y. Salinas, R. Martínez-Máñez, M. D. Marcos, F. Sancenón, A. M. Costero, M. Parra, S. Gil, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 1261; c) L. Jiang, Y. Wang, J. Ding, T. Lou, W. Qin, Electrochem. Commun. 2010, 12, 202; d) S. A. El-Safty, M. A. Shenashen, M. Ismael, M. Khairy, Md R. Awual, Analyst 2012, 137, 5208-5214; e) T. Li, E. Wang, S. Dong, Anal. Chem. 2010, 82, 1515.
13. a) S. A. El-Safty, D. Prabhakaran, A. A. Ismail, H. Matsunaga, F. Muzukami, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3731; b) S. A. El-Safty, A. Ismail, H. Matsunaga, F. Mizukami, J. Phys. Chem.C 2008, 112, 4825-4835; c) S. A. El-Safty, A. A. Ismail, H. Matsunaga, T. Hanaoka, F. Mizukami, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 1485-1500; d) S. A. El-Safty, M. A. Shenashen, Trends Anal. Chem. 2012, 38, 98-115: e) S. A. El-Safty, M. A. Shenashen, M. Khairy, Talanta 2012, 98, 69-78.
14. a) L. Li, J. Ding, J. Xue, Chem. Mater. 2009, 21, 3629; b) Y. Deng, D. Qi, C. Deng, X. Zhang, D. Zhao, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 28; c) Y. Zhu, E. Kockrick, T. Ikoma, N. Hanagata, S. Kaskel, Chem. Mater. 2009, 21, 2547; d) S. A. El-Safty, M. A. Shenashen, M. Khairy, M. Ismeal, Chem. Commun. 2012, 48, 6708-6710; e) S. A. El-Safty, M. A. Shenashen, M. Khairy, M. Ismeal, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 3013-3021; f) M. Khairy, S. A. El-Safty, M. Ismael, Chem. Commun. 2012, 48, 10832-10834.
15. a) W. Zhao, H. Chen, Y. Li, L. Li, M. Lang, J. Shi, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 2780; b) W. Zhao, J. Gu, L. Zhang, H. Chen, J. Shi, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 8916.
16. A. López-Noriega, E. Ruiz-Hernández, S. M. Stevens, D. Arcos, M. W. Anderson, O. Terasaki, M. Vallet-Regí, Chem. Mater. 2009, 21, 18.
17. C. Gao, Y. Sakamoto, K. Sakamoto, O. Terasaki, S. Che, Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4295.
18. Y. Yu, H. Qiu, X. Wu, H. Li, Y. Li, T. Sakamoto, Y. Inoue, K. Sakamoto, O. Terasaki, S. Che, Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 541.
19. a) R. K. Iler in The Chemistry of Silica: Solubility. Polymerization, Colloid and Surface Properties, and Biochemistry. John Wiley & Sons: New York 1979; b) S. A. El-Safty, T. Hanaoka, Y. Kiyozumi, F. Mizukami, J. Phys. Chem. C 2008, 112, 5476-5489.
20. a) S. H. Liu, Y. V. Wong, Y. B. Wang, D. S. Wang, M.-Y. Han, Adv. Funct. Mater. 2007, 17, 3147; b) G. H. Bogush, M. A. Tracy, C. F. Zukoski, J. Non-Cryst. Solids 1988, 104, 95; c) A. J. Lecloux, J. Bronckart, F. Noville, C. Dodet, P. Marchot, J. P. Pirard, Colloids Surf. 1986, 19, 359.
21. a) S. A. El-Safty, M. Mekawy, A. Yamaguchi, A. Shahat, K. Ogawa, N. Teramae, Chem. Commun. 2010, 46, 3917-3919; b) S. A. El-Safty, A. Shahat, M. Mekawy, H. Nguyen, W. Warkocki, M. Ohnuma, Nanotechnology 2010, 21, 375603; c) S. A. El-Safty, A. Shahat, W. Warkocki, M. Ohnuma, Small 2011, 7, 62-65; d) S. A. El-Safty, A. Shahat, Md. R. Awual, M. Mekawy, J. Mater. Chem. 2011, 21, 5593-5603; e) S. A. El-Safty, N. D. Hoa, M. Shenashen, Eur. J. Inorg. Chem. 2012, 5439-5450.
22. a) P. I. Ravikovitch, A. V. Neimark, Langmuir 2002, 18, 9830; b) S. A. El-Safty, A. Shahat, H. Nguyen, Colloids Surf. A 2011, 377, 44-53; c) J. R. Matos, M. Kruk, L. P. Mercuri, M. Jaroniec, L. Zhao, T. Kamiyama, O. Terasaki, T. J. Pinnavaia, Y. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 821; d) S. A. El-Safty, T. Hanaoka, F. Mizukami, Chem. Mater. 2005, 17, 3137-3145; e) S. A. El-Safty, T. Hanaoka, F. Mizukami, Adv. Mater. 2005, 17, 47-53; f) S. A. El-Safty, T. Hanaoka, Chem. Mater. 2004, 16, 384-400; g) S. A. El-Safty, F. Mizukami, T. Hanaoka, Stud. Surf. Sci. & Catal. 2005, 158A, 431.
23. a) A. D. Becke, J. Chem. Phys. 1993, 98, 5648-5652; b) C. Lee, W. Yang, R. G. Parr, Phys. Rev. B 1988, 37, 785; c) M. J. Frisch, G. W. Trucks, H. B. Schlegel, 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, M. Ishida, T. Nakajima, Y. Honda, O. Kitao, H. Nakai, M. Klene, X. Li, J. E. Knox, H. P. Hratchian, J. B. Cross, V. Bakken, C. Adamo, J. Jaramillo, R. Gomperts, R. E. Stratmann, O. Yazyev, A. J. Austin, R. Cammi, C. Pomelli, J. W. Ochterski, P. Y. Ayala, K. Morokuma, G. A. Voth, P. Salvador, J. J. Dannenberg, V. G. Zakrzewski, S. Dapprich, A. D. Daniels, M. C. Strain, O. Farkas, D. K. Malick, A. D. Rabuck, K. Raghavachari, J. B. Foresman, J. V. Ortiz, Q. Cui, A. G. Baboul, S. Clifford, J. Cioslowski, B. B. Stefanov, G. Liu, A. Liashenko, P. Piskorz, I. Komaromi, R. L. Martin, D. J. Fox, T. Keith, M. A. Al-Laham, C. Y. Peng, A. Nanayakkara, M. Challacombe, P. M. W. Gill, B. Johnson, W. Chen, M. W. Wong, C. Gonzalez, J. A. Pople, Gaussian 03, Gaussian 03, Revision D.01, Gaussian, Inc., Wallingford, CT, 2004.
24. a) M. F. Casado, A. L. Cecchini, A. N. C. Simão, R. D. Oliveira, R. Cecchini, Food Chem. Toxicol. 2007, 45, 945; b) S. A. El-Safty, M. A. Shenashen, A. A. Ismail, Chem. Commun. 2012, 48, 9652-9654; c) S. R. Ribarov, L. C. Benov, Biochim. Biophys. Acta. 1981, 640, 721.
25. a) D. S. Kempe, P. A. Lang, K. Eisele, B. A. Klarl, T. Wieder, S. M. Huber, C. Duranton, F. Lang, Am. J. Physiol. Cell Physiol. 2005, 288, 396; b) P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys. 1985, 82, 299.