Magnetic colloidal supraparticles: Design, fabrication and biomedical applications

Advanced Materials

Volumn 25, Issue 37, 2013, Pages 5196-5214

  Guo, Jia ^a   Yang, Wuli ^a   Wang, Changchun ^a  

^a FUDAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

biomedical application; enrichement of peptides proteins; magnetic nanoparticles; MRI; supraparticles; targeted drug delivery

Indexed keywords

BIOMEDICAL APPLICATIONS; ENRICHEMENT OF PEPTIDES/PROTEINS; MAGNETIC NANO-PARTICLES; SUPRAPARTICLES; TARGETED DRUG DELIVERY;

BIOCOMPATIBILITY; DESIGN; DIAGNOSIS; DRUG DELIVERY; EMULSIFICATION; MAGNETIC MATERIALS; MAGNETIC RESONANCE IMAGING; MAGNETISM; NANOPARTICLES; ORGANIC POLYMERS; RESEARCH;

MEDICAL APPLICATIONS;

DIAGNOSTIC AGENT; MAGNETIC NANOPARTICLE; MICROSPHERE; NANOPARTICLE;

BIOMEDICAL APPLICATION; CHEMISTRY; COLLOID; ENRICHEMENT OF PEPTIDES/PROTEINS; HUMAN; MAGNET; MEDICAL RESEARCH; METHODOLOGY; NANOTECHNOLOGY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE IMAGING; REVIEW; SUPRAPARTICLES; TARGETED DRUG DELIVERY;

BIOMEDICAL APPLICATION; ENRICHEMENT OF PEPTIDES/PROTEINS; MAGNETIC NANOPARTICLES; MRI; SUPRAPARTICLES; TARGETED DRUG DELIVERY;

BIOMEDICAL RESEARCH; COLLOIDS; HUMANS; MAGNETS; MICROSPHERES; NANOPARTICLES; NANOTECHNOLOGY;

EID: 84885322316     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201301896     Document Type: Review

References (128)

1. X. Wang, J. Zhuang, Q. Peng, Y. D. Li, Nature 2005, 437, 121.
2. S. H. Sun, C. B. Murray, D. Weller, L. Folks, A. Moser, Science 2000, 287, 1989.
3. Y. H. Deng, D. W. Qi, C. H. Deng, X. M. Zhang, D. Y. Zhao, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 28.
4. X. Q. Xu, C. H. Deng, M. X. Gao, W. J. Yu, P. Y. Yang, X. M. Zhang, Adv. Mater. 2006, 18, 3289.
5. J. Shin, R. M. Anisur, M. K. Ko, G. H. Im, J. H. Lee, I. S. Lee, Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 321.
6. K. Cheng, S. Peng, C. J. Xu, S. H. Sun, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10637.
7. R. Massart, IEEE Trans. Magn. 1981, 17, 1247.
8. J. H. Wu, S. P. Ko, H. L. Liu, S. Kim, J. S. Ju, Y. K. Kim, Mater. Lett. 2007, 61, 3124.
9. J. Park, K. An, Y. Hwang, J. G. Park, H. J. Noh, J. Y. Kim, J. H. Park, N. M. Hwang, T. Hyeon, Nature Mater. 2004, 3, 891.
10. J. Cheon, N. J. Kang, S. M. Lee, J. H. Lee, J. H. Yoon, S. J. Oh, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1950.
11. H. Zeng, P. M. Rice, S. X. Wang, S. H. Sun, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 11458.
12. H. Itoh, T. Sugimoto, J. Colloid Interface Sci. 2003, 265, 283.
13. F. Chen, Q. Gao, G. Hong, J. Ni, J. Magn. Magn. Mater. 2008, 320, 1775.
14. L. Cabrera, S. Gutierrez, N. Menendes, M. P. Morales, P. Herrasti, Electrochem. Acta 2008, 53, 3436.
15. R. F. C. Marques, C. Garcia, P. Lecante, J. L. Ribeiro, L. Noe, N. J. O. Silva, V. S. Amaral, A. Millan, M. Verelst, J. Magn. Magn. Mater. 2008, 320, 2311.
16. U. Teng-Lam, R. Mammucari, K. Suzuki, N. R. Foster, Ind. Eng. Chem. Res. 2008, 47, 599.
17. L. H. Reddy, J. L. Arias, J. Nicolas, P. Couvreur, Chem. Rev. 2012, 112, 5818.
18. M. Colombo, S. Carregal-Romero, M. F. Casula, L. Gutierrez, M. P. Morales, I. B. Bohm, J. T. Heverhagen, D. Prosperi, W. J. Parak, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 4306.
19. R. Hao, R. J. Xing, Z. C. Xu, Y. L. Hou, S. Gao, S. H. Sun, Adv. Mater. 2010, 22, 2729.
20. a) J. K. Oha, J. M. Park, Prog. Polym. Sci. 2011, 36, 168
21. b) D. L. Shi, N. M. Bedford, H. S. Cho, Small 2011, 7, 2549.
22. A. H. Morrish, The Physical Principles of Magnetism, Wiley, New York 1965, Ch. 7.
23. S. H. Sun, Adv. Mater. 2006, 18, 393.
24. Q. A. Pankhurst, J. Connolly, S. K. Jones, J. Dobson, J. Phys. D: Appl. Phys. 2003, 36, R167.
25. T. Neuberger, B. Schopf, H. Hofmann, M. Hofmann, B. von Rechenber, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 293, 483.
26. Y. S. Xia, Z. Y. Tang, Chem. Commun. 2012, 48, 6320.
27. Z. D. Lu, Y. D. Yin, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 6874.
28. J. Bibette, J. Magn. Magn. Mater. 1993, 122, 37.
29. F. Montagnea, O. Mondain-Monvalb, C. Pichota, H. Mozzanegac, A. Elassari, J. Magn. Magn. Mater. 2002, 250, 302.
30. R. Veyret, A. Elaissari, P. Marianneau, A. A. Sall, T. Delair, Anal. Biochem. 2005, 346, 59.
31. R. Veyret, T. Delair, C. Pichot, A. Elaissari, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 295, 155.
32. F. Bai, D. S. Wang, Z. Y. Huo, W. Chen, L. P. Liu, X. Liang, C. Chen, X. Wang, Q. Peng, Y. D. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 6650.
33. T. Wang, J. Q. Zhuang, J. Lynch, O. Chen, Z. L. Wang, X. R. Wang, D. LaMontagne, H. M. Wu, Z. W. Wang, Y. C. Cao, Science 2012, 338, 358.
34. T. Wang, X. R. Wang, D. LaMontagne, Z. L. Wang, Z. W. Wang, Y. C. Cao, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 18225.
35. H. Deng, X. L. Li, Q. Peng, X. Wang, J. P. Chen, Y. D. Li, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 2782.
36. J. P. Ge, Y. X. Hu, M. Biasini, W. P. Beyermann, Y. D. Yin, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 4342.
37. J. Liu, Z. K. Sun, Y. H. Deng, Y. Zou, C. Y. Li, X. H. Guo, L. Q. Xiong, Y. Gao, F. Y. Li, D. Y. Zhao, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 5875.
38. B. Luo, S. Xu, W. F. Ma, W. R. Wang, S. L. Wang, J. Guo, W. L. Yang, J. H. Hu, C. C. Wang, J. Mater. Chem. 2010, 20, 7107.
39. D. Li, J. Tang, C. Wei, J. Guo, S. L. Wang, D. Chaudhary, C. C. Wang, Chem. Eur. J. 2012, 18, 16517.
40. B. Luo, S. Xu, A. Luo, W. R. Wang, S. L. Wang, J. Guo, Y. Lin, D. Y. Zhao, C. C. Wang, ACS Nano 2011, 5, 1428.
41. a) D. Li, J. Tang, C. Wei, J. Guo, S. L. Wang, D. Chaudhary, C. C. Wang, Small 2012, 8, 2690
42. b) S. Xu, C. Sun, J. Guo, K. Xu, C. C. Wang, J. Mater. Chem. 2012, 22, 19067.
43. a) S. Xu, Z. M. Luo, Y. J. Han, J. Guo, C. C. Wang, RSC Adv. 2012, 2, 2739
44. b) S. Xu, B. R. Yin, J. Guo, C. C. Wang, J. Mater. Chem. B 2013, DOI:10.1039/C3TB20238K.
45. B. Luo, X. J. Song, F. Zhang, A. Xia, W. L. Yang, J. H. Hu, C. C. Wang, Langmuir 2010, 26, 1674.
46. Y. X. Hu, L. He, Y. D. Yin, Small 2012, 8, 3795.
47. a) W. F. Ma, Y. Zhang, L. L. Li, L. J. You, P. Zhang, Y. T. Zhang, J. M. Li, M. Yu, J. Guo, H. J. Lu, C. C. Wang, ACS Nano 2012, 6, 3179
48. b) W. Li, J. P. Yang, Z. X. Wu, J. X. Wang, B. Li, S. S. Feng, Y. H. Deng, F. Zhang, D. Y. Zhao, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 11864.
49. Y. H. Deng, D. W. Qi, C. H. Deng, X. M. Zhang, D. Y. Zhao, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 28.
50. a) F. Montagne, O. Mondain-Monval, C. Pichot, A. Elaissari, J Polym. Sci.: Polym. Chem. 2006, 44, 2642
51. b) H. Xu, L. Cui, N. Tong, H. Gu, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15582.
52. L. P. Ramirez, K. Landfester, Macromol. Chem. Phys. 2003, 204, 22.
53. F. Sauzedde, A. Elaissari, C. Pichot, Colloid Polym. Sci. 1999, 277, 846.
54. A. Xia, J. H. Hu, C. C. Wang, D. L. Jiang, Small 2007, 3, 1811.
55. W. F. Ma, S. Xu, J. M. Li, J. Guo, Y. Lin, C. C. Wang, J. Polym. Sci. Polym. Chem. 2011, 49, 2725.
56. L. J. You, S. Xu, W. F. Ma, D. Li, Y. T. Zhang, J. Guo, J. Hu, C. C. Wang, Langmuir 2012, 28, 10565.
57. W. F. Ma, Y. Zhang, L. L. Li, Y. T. Zhang, M. Yu, J. Guo, H. J. Lu, C. C. Wang, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 107.
58. P. Caravan, J. J. Ellison, T. J. McMurry, R. B. Lauffer, Chem. Rev. 1999, 99, 2293.
59. a) P. J. Endres, T. Paunesku, S. Vogt, T. J. Meade, G. E. Woloschak, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 15760
60. b) K. M. L. Taylor, J. S. Kim, W. J. Rieter, H. An, W. Lin, W. Lin, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 2154
61. c) Y. Song, X. Xu, K. W. MacRenaris, X. Q. Zhang, C. A. Mirkin, T. J. Meade, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 9143
62. d) L. M. Manus, D. J. Mastarone, E. A. Waters, X. Q. Zhang, E. A. Schultz-Sikma, K. W. MacRenaris, D. Ho, T. J. Meade, Nano Lett. 2010, 10, 484.
63. H. B. Na, I. C. Song, T. Hyeon, Adv. Mater. 2009, 21, 2133.
64. R. C. Semelka, T. K. Helmberger, Radiology 2001, 218, 27.
65. S. Laurent, D. Forge, M. Port, A. Roch, C. Robic, L. Vander Elst, R. N. Muller, Chem. Rev. 2008, 108, 2064.
66. a) A. Roch, Y. Gossuin, R. N. Muller, P. Gillis, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 293, 532
67. b) K. C. Barick, M. Aslam, Y. P. Lin, D. Bahadur, P. V. Prasad, V. P. Dravid, J. Mater. Chem. 2009, 19, 7023.
68. L. Lartigue, P. Hugounenq, D. Alloyeau, S. P. Clarke, M. Lévy, J. C. Bacri, R. Bazzi, D. F. Brougham, C. Wilhelm, F. Gazeau, ACS Nano 2012, 6, 10935.
69. J. C. Jia, J. C. Yu, X. M. Zhu, K. M. Chan, Y. X. Wang, J. Colloid Interface Sci. 2012, 379, 1.
70. F. Hu, K. W. MacRenaris, E. A. Waters, E. A. Schultz-Sikma, A. L. Eckermann, T. J. Meade, Chem. Commun. 2010, 46, 73.
71. W. S. Seo, J. H. Lee, X. Sun, Y. Suzuki, D. Mann, Z. Liu, M. Terashima, P. C. Yang, M. V. McConnell, D. G. Nishimura, H. Dai, Nat. Mater. 2006, 5, 971.
72. K. C. Barick, M. Aslam, P. V. Prasad, V. P. Dravid, D. Bahadur, J. Magn. Magn. Mater. 2009, 321, 1529.
73. F. Hu, H. M. Joshi, V. P. Dravid, T. J. Meade, Nanoscale 2010, 2, 1884.
74. M. Li, H. Gu, C. Zhang, Nanoscale Res. Lett. 2012, 7, 204.
75. D. Niu, Z. Zhang, S. Jiang, Z. Ma, X. Liu, Y. Li, L. Zhou, C. Liu, Y. Li, J. Shi, J. Mater. Chem. 2012, 22, 24936.
76. D. Niu, X. Liu, Y. Li, Z. Ma, W. Dong, S. Chang, W. Zhao, J. Gu, S. Zhang, J. Shi, J. Mater. Chem. 2011, 21, 13825.
77. H. J. Lee, K. S. Jang, S. Jang, J. W. Kim, H. M. Yang, Y. Y. Jeong, J. D. Kim, Chem. Commun. 2010, 46, 3559.
78. N. Pothayee, S. Balasubramaniam, N. Pothayee, N. Jain, N. Hu, Y. Lin, R. M. Davis, N. Sriranganathan, A. P. Koretsky, J. S. Riffle, J. Mater. Chem. B 2013, 1, 1142.
79. H. Ai, C. Flask, B. Weinberg, X. Shuai, M. D. Pagel, D. Farrell, J. Duerk, J. M. Gao, Adv. Mater. 2005, 17, 1949.
80. J.-F. Berret, N. Schonbeck, F. Gazeau, D. El Kharrat, O. Sandre, A. Vacher, M. Airiau, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1755.
81. A. Bakandritsos, G. Mattheolabakis, R. Zboril, N. Bouropoulos, J. Tucek, D. G. Fatouros, K. Avgoustakis, Nanoscale 2010, 2, 564.
82. R. J. Hickey, A. S. Haynes, J. M. Kikkawa, S. J. Park, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 1517.
83. F. Xu, C. Cheng, F. Xu, C. Zhang, H. Xu, X. Xie, D. Yin, H. Gu, Nanotechnology 2009, 20, 405102.
84. a) M. E. Davis, Z. Chen, D. M. Shin, Nat. Rev. Drug Discovery 2008, 7, 771
85. b) E. Gullotti, Y. Yeo, Mol. Pharmaceutics 2009, 6, 1041
86. c) H. S. Cho, Z. Y. Dong, G. M. Pauletti, J. M. Zhang, H. Xu, H. C. Gu, L. M. Wang, R. C. Ewing, C. Huth, F. Wang, D. L. Shi, ACS Nano 2010, 4, 5398.
87. A. K. Lyer, G. Khaled, J. Fang, H. Maeda, Drug Discov. Today 2006, 11, 812.
88. K. Cheng, S. Peng, C. J. Xu, S. H. Sun, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10637.
89. F. Dong, W. Guo, J. H. Bae, S. H. Kim, C. S. Ha, Chem. Eur. J. 2011, 17, 12802.
90. K. Cai, Z. Luo, Y. Hu, X. Chen, Y. Liao, L. Yang, L. Deng, Adv. Mater. 2009, 21, 4045.
91. W. F. Ma, K. Y. Wu, J. Tang, D. Li, C. Wei, J. Guo, S. L. Wang, C. C. Wang, J. Mater. Chem. 2012, 22, 15206.
92. D. Pan, H. Zhang, T. Fan, J. Chen, X. Duan, Chem. Commun. 2011, 47, 908.
93. J. A. Ludwig, J. N. Weinstein, Nat. Rev. Cancer 2005, 5, 845.
94. N. Rifai, M. A. Gillette, S. A. Carr, Nat. Biotechnol. 2006, 24, 971.
95. S. Song, Y. Qin, Y. He, Q. Huang, C. Fan, H. Y. Chen, Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 4234.
96. M. Swierczewska, G. Liu, S. Lee, X. Chen, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2641.
97. J. M. Perez, L. Josephson, T. O'Loughlin, D. Hogemann, R. Weissleder, Nat. Biotechnol. 2002, 20, 816.
98. J. Cha, Y. S. Kwon, T. J. Yoon, J. K. Lee, Chem. Commun. 2013, 49, 457.
99. J. L. Arlett, E. B. Myers, M. L. Roukes, Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 203.
100. K. M. Hansen, T. Thundat, Methods 2005, 37, 57.
101. M. M.-C. Cheng, G. Cuda, Y. L. Bunimovich, M. Gaspari, J. R. Heath, H. D. Hill, C. A. Mirkin, A. J. Nijdam, R. Terracciano, T. Thundat, M. Ferrari, Curr. Opin. Chem. Biol. 2006, 10, 11.
102. J. Joo, D. Kwon, C. Yim, S. Jeon, ACS Nano 2012, 6, 4375.
103. a) A. Abbott, Nature 2001, 409, 747
104. b) S. Fields, Science 2001, 291, 1221.
105. a) M. Mann, P. Hojrup, P. Roepstorff, Biol. Mass Spectrom. 1993, 22, 338
106. b) J. R. Yates, S. Speicher, P. R. Griffin, T. Hunkapiller, Anal. Biochem. 1993, 214, 397.
107. S. R. Hart, M. D. Waterfield, A. L. Burlingame, R. Cramer, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 2002, 13, 1042.
108. X. Xu, C. Deng, M. Gao, W. Yu, P. Yang, X. Zhang, Adv. Mater. 2006, 18, 3289.
109. L. Zhao, H. Qin, Z. Hu, Y. Zhang, R. Wu, H. Zou, Chem. Sci. 2012, 3, 2828.
110. S. Liu, H. Chen, X. Lu, C. Deng, X. Zhang, P. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 7557.
111. M. Zhang, D. Cheng, X. He, L. Chen, Y. Zhang, Chem. Asian J. 2010, 5, 1332.
112. X. S. Li, J. H. Wu, Y. Zhao, W. P. Zhang, Q. Gao, L. Guo, B. F. Yuan, Y. Q. Feng, J. Chromatogr. A 2011, 1218, 3845.
113. Z. Liu, M. Li, X. Yang, M. Yin, J. Ren, X. Qu, Biomaterials 2011, 32, 4683.
114. Y. Zhang, Y. Yang, W. Ma, J. Guo, Yao Lin, C. C. Wang, ACS Appl. Mater. Interfaces 2013, 5, 2626.
115. Y. Li, J. Wu, D. Qi, X. Xu, C. Deng, P. Yang, X. Zhang, Chem. Commun. 2008, 564.
116. Y. Li, Y. Liu, J. Tang, H. Lin, N. Yao, X. Shen, C. Deng, P. Yang, X. Zhang, J. Chromatogr. A, 2007, 1172, 57.
117. Y. Li, H. Lin, C. Deng, P. Yang, X. Zhang, Proteomics 2008, 8, 238.
118. Z. Liu, M. Li, F. Pu, J. Ren, X. Yang, X. Qu, J. Mater. Chem. 2012, 22, 2935.
119. D. Qi, J. Lu, C. Deng, X. Zhang, J. Phys. Chem. C 2009, 113, 15854.
120. Y. Zhang, X. Wang, W. Shan, B. Wu, H. Fan, X. Yu, Y. Tang, P. Yang, Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 615.
121. Y. Deng, C. Deng, D. Qi, C. Liu, J. Liu, X. Zhang, D. Zhao, Adv. Mater. 2009, 21, 1377.
122. Z. G. Wang, G. Cheng, Y. L. Liu, J. L. Zhang, D. H. Sun, J. Z. Ni, Small 2012, 8, 3456.
123. M. Shao, F. Ning, J. Zhao, M. Wei, D. G. Evans, X. Duan, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 1071.
124. W. F. Ma, L. L. Li, Y. Zhang, Q. An, L. J. You, J. M. Li, Y. T. Zhang, S. Xu, M. Yu, J. Guo, H. J. Lu, C. C. Wang, J. Mater. Chem. 2012, 22, 23981.
125. H. Chen, C. Deng, Y. Li, Y. Dai, P. Yang, X. Zhang, Adv. Mater. 2009, 21, 2200.
126. H. Chen, C. Deng, X. Zhang, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 607.
127. L. A. L. Tang, J. Z. Wang, K. P. Loh, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 10976.
128. Q. Liu, J. Shi, M. Cheng, G. Li, D. Cao, G. Jiang, Chem. Commun. 2012, 48, 1874.