Enzyme-catalyzed oxidation facilitates the return of fluorescence for single-walled carbon nanotubes

Journal of the American Chemical Society

Volumn 135, Issue 36, 2013, Pages 13356-13364

  Chiu, Cheuk Fai ^a   Barth, Brian A ^a   Kotchey, Gregg P ^a   Zhao, Yong ^a   Gogick, Kristy A ^a   Saidi, Wissam A ^b   Petoud, Stéphane ^a,c   Star, Alexander ^a  

^a UNIVERSITY OF PITTSBURGH   (United States)

^b University of Pittsburgh   (United States)

^c CENTRE DE BIOPHYSIQUE MOLÉCULAIRE   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

COMPLETE OXIDATION; DRUG DELIVERY SYSTEM; ENZYMATIC OXIDATIONS; ENZYME OXIDATION; HORSERADISH PEROXIDASE; NEAR-INFRARED FLUORESCENCE; REACTION CATALYZED; SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBE (SWCNTS);

CARBON MONOXIDE; CATALYSIS; DEFECTS; DRUG DELIVERY; ENZYMES; FLUORESCENCE; INFRARED DEVICES; SINGLE-WALLED CARBON NANOTUBES (SWCN);

OXIDATION;

ACID; CARBON MONOXIDE; ENZYME; HIGH PRESSURE CARBON MONOXIDE; HORSERADISH PEROXIDASE; HYDROGEN PEROXIDE; MYELOPEROXIDASE; SINGLE WALLED NANOTUBE; SODIUM CHLORIDE; UNCLASSIFIED DRUG;

ARTICLE; CHEMICAL REACTION; CONTROLLED STUDY; ELECTROCHEMISTRY; ENZYME ACTIVITY; ENZYME DEGRADATION; ENZYME MECHANISM; ENZYME METABOLISM; FLUORESCENCE SPECTROSCOPY; NEAR INFRARED SPECTROSCOPY; RAMAN SPECTROMETRY; ULTRAVIOLET SPECTROSCOPY;

BIOCATALYSIS; FLUORESCENCE; HORSERADISH PEROXIDASE; MODELS, MOLECULAR; NANOTUBES, CARBON; OXIDATION-REDUCTION; PARTICLE SIZE; SURFACE PROPERTIES;

EID: 84884184848     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja400699y     Document Type: Article

References (53)

1. Collins, P. G.; Avouris, P. Sci. Am. 2000, 283, 62
2. Fadel, T. R.; Look, M.; Staffier, P. A.; Haller, G. L.; Pfefferle, L. D.; Fahmy, T. M. Langmuir 2010, 26, 5645
3. Guldi, D. M.; Rahman, G. M. A.; Prato, M.; Jux, N.; Qin, S. H.; Ford, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2005, 44, 2015
4. Lam, C.-w.; James, J. T.; McCluskey, R.; Arepalli, S.; Hunter, R. L. Crit. Rev. Toxicol. 2006, 36, 189
5. Shi, X. H.; von dem Bussche, A.; Hurt, R. H.; Kane, A. B.; Gao, H. J. Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 714
6. Ali-Boucetta, H.; Nunes, A.; Sainz, R.; Herrero, M. A.; Tian, B.; Prato, M.; Bianco, A.; Kostarelos, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 2274
7. Kolosnjaj-Tabi, J.; Hartman, K. B.; Boudjemaa, S.; Ananta, J. S.; Morgant, G.; Szwarc, H.; Wilson, L. J.; Moussa, F. ACS Nano 2010, 4, 1481
8. Murphy, F. A.; Poland, C. A.; Duffin, R.; Al-Jamal, K. T.; Ali-Boucetta, H.; Nunes, A.; Byrne, F.; Prina-Mello, A.; Volkov, Y.; Li, S. P.; Mather, S. J.; Bianco, A.; Prato, M.; MacNee, W.; Wallace, W. A.; Kostarelos, K.; Donaldson, K. Am. J. Pathol. 2011, 178, 2587
9. Liu, Z.; Sun, X. M.; Nakayama-Ratchford, N.; Dai, H. J. ACS Nano 2007, 1, 50
10. Chen, J.; Chen, S.; Zhao, X.; Kuznetsova, L. V.; Wong, S. S.; Ojima, I. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 16778
11. Cognet, L.; Tsyboulski, D. A.; Rocha, J.-D. R.; Doyle, C. D.; Tour, J. M.; Weisman, R. B. Science 2007, 316, 1465
12. Dukovic, G.; White, B. E.; Zhou, Z.; Wang, F.; Jockusch, S.; Steigerwald, M. L.; Heinz, T. F.; Friesner, R. A.; Turro, N. J.; Brus, L. E. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15269
13. Allen, B. L.; Kichambare, P. D.; Gou, P.; Vlasova, I. I.; Kapralov, A. A.; Konduru, N.; Kagan, V. E.; Star, A. Nano Lett. 2008, 8, 3899
14. Allen, B. L.; Kotchey, G. P.; Chen, Y.; Yanamala, N. V. K.; Klein-Seetharaman, J.; Kagan, V. E.; Star, A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17194
15. Russier, J.; Ménard-Moyon, C.; Venturelli, E.; Gravel, E.; Marcolongo, G.; Meneghetti, M.; Doris, E.; Bianco, A. Nanoscale 2011, 3, 893
16. Zhao, Y.; Allen, B. L.; Star, A. J. Phys. Chem. A 2011, 115, 9536
17. Kotchey, G. P.; Allen, B. L.; Vedala, H.; Yanamala, N.; Kapralov, A. A.; Tyurina, Y. Y.; Klein-Seetharaman, J.; Kagan, V. E.; Star, A. ACS Nano 2011, 5, 2098
18. Kotchey, G. P.; Hasan, S. A.; Kapralov, A. A.; Ha, S. H.; Kim, K.; Shvedova, A. A.; Kagan, V. E.; Star, A. Acc. Chem. Res. 2012, 45, 1770
19. Kagan, V. E.; Konduru, N. V.; Feng, W.; Allen, B. L.; Conroy, J.; Volkov, Y.; Vlasova, I. I.; Belikova, N. A.; Yanamala, N.; Kapralov, A.; Tyurina, Y. Y.; Shi, J.; Kisin, E. R.; Murray, A. R.; Franks, J.; Stolz, D.; Gou, P.; Klein-Seetharaman, J.; Fadeel, B.; Star, A.; Shvedova, A. A. Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 354
20. Vlasova, I. I.; Sokolov, A. V.; Chekanov, A. V.; Kostevich, V. A.; Vasilyev, V. B. Russ. J. Bioorg. Chem. 2011, 37, 453
21. Shvedova, A. A.; Kapralov, A. A.; Feng, W. H.; Kisin, E. R.; Murray, A. R.; Mercer, R. R.; St. Croix, C. M.; Lang, M. A.; Watkins, S. C.; Konduru, N. V.; Allen, B. L.; Conroy, J.; Kotchey, G. P.; Mohamed, B. M.; Meade, A. D.; Volkov, Y.; Star, A.; Fadeel, B.; Kagan, V. E. PLoS One 2012, 7, e30923
22. Rota, C.; Fann, Y. C.; Mason, R. P. J. Biol. Chem. 1999, 274, 28161
23. Spadaro, J. T.; Renganathan, V. Arch. Biochem. Biophys. 1994, 312, 301
24. Berglund, G. I.; Carlsson, G. H.; Smith, A. T.; Szöke, H.; Henriksen, A.; Hajdu, J. Nature 2002, 417, 463
25. Bachilo, S. M.; Strano, M. S.; Kittrell, C.; Hauge, R. H.; Smalley, R. E.; Weisman, R. B. Science 2002, 298, 2361
26. Yang, C.-M.; Park, J. S.; An, K. H.; Lim, S. C.; Seo, K.; Kim, B.; Park, K. A.; Han, S.; Park, C. Y.; Lee, Y. H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 19242
27. Matousek, P.; Towrie, M.; Parker, A. W. J. Raman Spectrosc. 2002, 33, 238
28. Strano, M. S. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 16148
29. Kotchey, G. P.; Gaugler, J. A.; Kapralov, A. A.; Kagan, V. E.; Star, A. J. Mater. Chem. B 2013, 1, 302
30. Weisman, R. B. Anal. Bioanal. Chem. 2010, 396, 1015
31. Maultzsch, J.; Telg, H.; Reich, S.; Thomsen, C. Phys. Rev. B 2005, 72, 205438
32. O'Connell, M. J.; Sivaram, S.; Doorn, S. K. Phys. Rev. B 2004, 69, 235415
33. Barros, E. B.; Filho, A. G. S.; Lemos, V.; Filho, J. M.; Fagan, S. B.; Herbst, M. H.; Rosolen, J. M.; Luengo, C. A.; Huber, J. G. Carbon 2005, 43, 2495
34. Martínez, M. Carbon 2003, 41, 2247
35. Strano, M. S.; Dyke, C. A.; Usrey, M. L.; Barone, P. W.; Allen, M. J.; Shan, H. W.; Kittrell, C.; Hauge, R. H.; Tour, J. M.; Smalley, R. E. Science 2003, 301, 1519
36. Graupner, R. J. Raman Spectrosc. 2007, 38, 673
37. Dyke, C. A.; Tour, J. M. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 1156
38. Chiang, I. W.; Brinson, B. E.; Huang, A. Y.; Willis, P. A.; Bronikowski, M. J.; Margrave, J. L.; Smalley, R. E.; Hauge, R. H. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 8297
39. Haggenmueller, R.; Rahatekar, S. S.; Fagan, J. A.; Chun, J.; Becker, M. L.; Naik, R. R.; Krauss, T.; Carlson, L.; Kadla, J. F.; Trulove, P. C.; Fox, D. F.; DeLong, H. C.; Fang, Z.; Kelley, S. O.; Gilman, J. W. Langmuir 2008, 24, 5070
40. Huang, L. S.; Colas, C.; Ortiz de Montellano, P. R. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12865
41. Liu, X.; Hurt, R. H.; Kane, A. B. Carbon 2010, 48, 1961
42. Cherukuri, T. K.; Tsyboulski, D. A.; Weisman, R. B. ACS Nano 2012, 6, 843
43. Boehm, H. P. Carbon 2002, 40, 145
44. O'Connell, M. J.; Eibergen, E. E.; Doorn, S. K. Nat. Mater. 2005, 4, 412
45. Kim, K. K.; Yoon, S.-M.; Park, H. K.; Shin, H.-J.; Kim, S. M.; Bae, J. J.; Cui, Y.; Kim, J. M.; Choi, J.-Y.; Lee, Y. H. New J. Chem. 2010, 34, 2183
46. Tanaka, Y.; Niidome, Y.; Nakashima, N. Chem. Lett. 2009, 38, 864
47. Sgobba, V.; Guldi, D. M. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 165
48. Nikolaev, P.; Bronikowski, M. J.; Bradley, R. K.; Rohmund, F.; Colbert, D. T.; Smith, K. A.; Smalley, R. E. Chem. Phys. Lett. 1999, 313, 91
49. Muramatsu, H.; Hayashi, T.; Kim, Y. A.; Shimamoto, D.; Kim, Y. J.; Tantrakarn, K.; Endo, M.; Terrones, M.; Dresselhaus, M. S. Chem. Phys. Lett. 2005, 414, 444
50. Ziegler, K. J.; Gu, Z. N.; Peng, H. Q.; Flor, E. L.; Hauge, R. H.; Smalley, R. E. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 1541
51. Elstner, M.; Porezag, D.; Jungnickel, G.; Elsner, J.; Haugk, M.; Frauenheim, T.; Suhai, S.; Seifert, G. Phys. Rev. B 1998, 58, 7260
52. Lee, S. M.; An, K. H.; Lee, Y. H.; Seifert, G.; Frauenheim, T. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 5059
53. Henkelman, G.; Uberuaga, B. P.; Jonsson, H. J. Chem. Phys. 2000, 113, 9901