Surface coating-dependent cytotoxicity and degradation of graphene derivatives: Towards the design of non-toxic, degradable nano-graphene

Small

Volumn 10, Issue 8, 2014, Pages 1544-1554

  Li, Yingjie ^a   Feng, Liangzhu ^a   Shi, Xiaoze ^a   Wang, Xiaojing ^a   Yang, Yinlong ^a   Yang, Kai ^a   Liu, Teng ^a   Yang, Guangbao ^a   Liu, Zhuang ^a  

^a SOOCHOW UNIVERSITY   (China)

Author keywords

biodegradation; cytotoxicity; functionalization; graphene derivatives; peroxidase

Indexed keywords

BIOCOMPATIBILITY; BIODEGRADATION; COVALENT BONDS; CYTOTOXICITY; ENZYMES; FUNCTIONAL POLYMERS; GRAPHENE; MACROMOLECULES; MEDICAL APPLICATIONS; MICROBIOLOGY; TOXICITY;

BIOMEDICAL APPLICATIONS; BOVINE SERUM ALBUMINS; ENZYMATIC DEGRADATION; FUNCTIONALIZATIONS; HORSERADISH PEROXIDASE; PEROXIDASE; POLYETHYLENE GLYCOL (PEG); SYSTEMATIC EVALUATION;

COATINGS;

BIOMATERIAL; BOVINE SERUM ALBUMIN; GRAPHITE; HORSERADISH PEROXIDASE; MACROGOL DERIVATIVE; NANOCONJUGATE; NANOMATERIAL;

ANIMAL; ATOMIC FORCE MICROSCOPY; BIOTRANSFORMATION; BOVINE; CELL LINE; CELL SURVIVAL; CHEMISTRY; DNA DAMAGE; DRUG EFFECTS; HUMAN; MACROPHAGE; METABOLISM; NANOTECHNOLOGY; U937 CELL LINE;

ANIMALS; BIOTRANSFORMATION; CATTLE; CELL LINE; CELL SURVIVAL; COATED MATERIALS, BIOCOMPATIBLE; DNA DAMAGE; GRAPHITE; HORSERADISH PEROXIDASE; HUMANS; MACROPHAGES; MICROSCOPY, ATOMIC FORCE; NANOCONJUGATES; NANOSTRUCTURES; NANOTECHNOLOGY; POLYETHYLENE GLYCOLS; SERUM ALBUMIN, BOVINE; U937 CELLS;

EID: 84898641596     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201303234     Document Type: Article

References (58)

1. a) K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, Y. Zhang, S. V. Dubonos, I. V. Grigorieva, A. A. Firsov, Science 2004, 306, 666
2. b) C. N. R. Rao, A. K. Sood, K. S. Subrahmanyam, A. Govindaraj, Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 7752
3. c) X. Huang, Z. Yin, S. Wu, X. Qi, Q. He, Q. Zhang, Q. Yan, F. Boey, H. Zhang, Small 2011, 7, 1876.
4. a) R. Maeda-Mamiya, E. Noiri, H. Isobe, W. Nakanishi, K. Okamoto, K. Doi, T. Sugaya, T. Izumi, T. Homma, E. Nakamura, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 5339
5. b) L. Feng, L. Wu, X. Qu, Adv. Mater. 2013, 25, 168.
6. a) Z. Liu, M. Winters, M. Holodniy, H. Dai, Angew. Chem. Int. Ed. 2007, 46, 2023
7. b) L. Zhang, Z. Lu, Q. Zhao, J. Huang, H. Shen, Z. Zhang, Small 2011, 7, 460.
8. a) S. J. Yu, M. W. Kang, H. C. Chang, K. M. Chen, Y. C. Yu, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17604
9. b) Q. Liu, B. Guo, Z. Rao, B. Zhang, J. R. Gong, Nano Lett. 2013, 13, 2436.
10. a) J. H. Jung, D. S. Cheon, F. Liu, K. B. Lee, T. S. Seo, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 5708
11. b) B. G. Choi, H. Park, T. J. Park, M. H. Yang, J. S. Kim, S.-Y. Jang, N. S. Heo, S. Y. Lee, J. Kong, W. H. Hong, ACSNano 2010, 4, 2910
12. c) L. Feng, Z. Liu, Nanomedicine 2011, 6, 317
13. d) L. Wang, K.-Y. Pu, J. Li, X. Qi, H. Li, H. Zhang, C. Fan, B. Liu, Adv. Mater. 2011, 23, 4386.
14. a) K. Yang, S. Zhang, G. Zhang, X. Sun, S.-T. Lee, Z. Liu, Nano Lett. 2010, 10, 3318
15. b) M. Li, X. Yang, J. Ren, K. Qu, X. Qu, Adv. Mater. 2012, 24, 1722
16. c) K. Yang, L. Feng, X. Shi, Z. Liu, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 530.
17. a) Y. Li, Y. Liu, Y. Fu, T. Wei, L. Le Guyader, G. Gao, R.-S. Liu, Y.-Z. Chang, C. Chen, Biomaterials 2012, 33, 402
18. b) A. Sasidharan, L. S. Panchakarla, P. Chandran, D. Menon, S. Nair, C. N. R. Rao, M. Koyakutty, Nanoscale 2011, 3, 2461.
19. Y. Zhang, S. F. Ali, E. Dervishi, Y. Xu, Z. Li, D. Casciano, A. S. Biris, Acs Nano 2010, 4, 3181.
20. X. Y. Zhang, J. L. Yin, C. Peng, W. Q. Hu, Z. Y. Zhu, W. X. Li, C. H. Fan, Q. Huang, Carbon 2011, 49, 986.
21. K. Wang, J. Ruan, H. Song, J. Zhang, Y. Wo, S. Guo, D. Cui, Nanoscale Res. Lett. 2011, 6.
22. S. K. Singh, M. K. Singh, M. K. Nayak, S. Kumari, S. Shrivastava, J. J. A. Gracio, D. Dash, Acs Nano 2011, 5, 4987.
23. Z. Liu, J. T. Robinson, X. Sun, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10876.
24. X. Sun, Z. Liu, K. Welsher, J. T. Robinson, A. Goodwin, S. Zaric, H. Dai, Nano Res. 2008, 1, 203.
25. S. Park, N. Mohanty, J. W. Suk, A. Nagaraja, J. An, R. D. Piner, W. Cai, D. R. Dreyer, V. Berry, R. S. Ruoff, Adv. Mater. 2010, 22, 1736.
26. W. Hu, C. Peng, M. Lv, X. Li, Y. Zhang, N. Chen, C. Fan, Q. Huang, ACS Nano 2011, 5, 3693.
27. H. Fan, L. Wang, K. Zhao, N. Li, Z. Shi, Z. Ge, Z. Jin, Biomacromolecules 2010, 11, 2345.
28. K. Yang, J. Wan, S. Zhang, Y. Zhang, S.-T. Lee, Z. Liu, ACS Nano 2011, 5, 516.
29. K. Yang, H. Gong, X. Shi, J. Wan, Y. Zhang, Z. Liu, Biomaterials 2013, 34, 2787.
30. a) L. Feng, S. Zhang, Z. Liu, Nanoscale 2011, 3, 1252
31. b) G. K. Ramesha, A. V. Kumara, H. B. Muralidhara, S. Sampath, J. Colloid Interface Sci. 2011, 361, 270
32. c) K. Yang, Y. Li, X. Tan, R. Peng, Z. Liu, Small 2013, 9, 1492.
33. V. E. Kagan, N. V. Konduru, W. Feng, B. L. Allen, J. Conroy, Y. Volkov, I. I. Vlasova, N. A. Belikova, N. Yanamala, A. Kapralov, Y. Y. Tyurina, J. Shi, E. R. Kisin, A. R. Murray, J. Franks, D. Stolz, P. Gou, J. Klein-Seetharaman, B. Fadeel, A. Star, A. A. Shvedova, Nat. Nanotechnol. 2010, 5, 354.
34. a) B. L. Allen, P. D. Kichambare, P. Gou, I. I. Vlasova, A. A. Kapralov, N. Konduru, V. E. Kagan, A. Star, Nano Lett. 2008, 8, 3899
35. b) Y. Zhao, B. L. Allen, A. Star, J. Phys. Chem. A 2011, 115, 9536
36. c) J. Russier, C. Menard-Moyon, E. Venturelli, E. Gravel, G. Marcolongo, M. Meneghetti, E. Doris, A. Bianco, Nanoscale 2011, 3, 893.
37. G. P. Kotchey, B. L. Allen, H. Vedala, N. Yanamala, A. A. Kapralov, Y. Y. Tyurina, J. Klein-Seetharaman, V. E. Kagan, A. Star, ACS Nano 2011, 5, 2098.
38. C. M. Girish, A. Sasidharan, G. S. Gowd, S. Nair, M. Koyakutty, Adv. Healthcare Mater. 2013, 2, 1489.
39. a) A. A. Shvedova, A. A. Kapralov, W. H. Feng, E. R. Kisin, A. R. Murray, R. R. Mercer, C. M. St Croix, M. A. Lang, S. C. Watkins, N. V. Konduru, B. L. Allen, J. Conroy, G. P. Kotchey, B. M. Mohamed, A. D. Meade, Y. Volkov, A. Star, B. Fadeel, V. E. Kagan, PloS One 2012, 7, e390923
40. b) B. L. Allen, G. P. Kotchey, Y. Chen, N. V. K. Yanamala, J. Klein-Seetharaman, V. E. Kagan, A. Star, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 17194
41. c) I. I. Vlasova, A. V. Sokolov, A. V. Chekanov, V. A. Kostevich, V. B. Vasilyev, Russ. J. Bioorg. Chem. 2011, 37, 453.
42. J. Liu, S. Fu, B. Yuan, Y. Li, Z. Deng, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 7279.
43. W. S. Hummers, R. E. Offeman, J. Am. Chem. Soc. 1958, 80, 1339.
44. K. Yang, J. Wan, S. Zhang, B. Tian, Y. Zhang, Z. Liu, Biomaterials 2012, 33, 2206.
45. J. T. Robinson, S. M. Tabakman, Y. Liang, H. Wang, H. S. Casalongue, V. Daniel, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 6825.
46. A. R. Collins, Mol. Biotechnol. 2004, 26, 249.
47. H. Wen, C. Dong, H. Dong, A. Shen, W. Xia, X. Cai, Y. Song, X. Li, Y. Li, D. Shi, Small 2012, 8, 760.
48. M. C. Duch, G. R. S. Budinger, Y. T. Liang, S. Soberanes, D. Urich, S. E. Chiarella, L. A. Campochiaro, A. Gonzalez, N. S. Chandel, M. C. Hersam, G. M. Mutlu, Nano Lett. 2011, 11, 5201.
49. a) C. W. Lam, J. T. James, R. McCluskey, R. L. Hunter, Toxicol. Sci. 2004, 77, 126
50. b) A. A. Shvedova, E. R. Kisin, R. Mercer, A. R. Murray, V. J. Johnson, A. I. Potapovich, Y. Y. Tyurina, O. Gorelik, S. Arepalli, D. Schwegler-Berry, A. F. Hubbs, J. Antonini, D. E. Evans, B. K. Ku, D. Ramsey, A. Maynard, V. E. Kagan, V. Castranova, P. Baron, Am. J. Physiol. Lung Cell Mol. Physiol. 2005, 289, L698.
51. M. B. Hampton, A. J. Kettle, C. C. Winterbourn, Blood 1998, 92, 3007.
52. G. P. Kotchey, S. A. Hasan, A. A. Kapralov, S. H. Ha, K. Kim, A. A. Shvedova, V. E. Kagan, A. Star, Acc. Chem. Res. 2012, 45, 1770.
53. A. M. Gobin, M. H. Lee, N. J. Halas, W. D. James, R. A. Drezek, J. L. West, Nano Lett. 2007, 7, 1929.
54. X. Liu, H. Tao, K. Yang, S. Zhang, S.-T. Lee, Z. Liu, Biomaterials 2011, 32, 144
55. b) G. Prencipe, S. M. Tabakman, K. Welsher, Z. Liu, A. P. Goodwin, L. Zhang, J. Henry, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4783.
56. E. K. Walker, D. A. Vanden Bout, K. J. Stevenson, Anal. Chem. 2012, 84, 8190.
57. J. P. Hunt, H. Taube, J. Am. Chem. Soc. 1952, 74, 5999.
58. K. Yang, L. Hu, X. Ma, S. Ye, L. Cheng, X. Shi, C. Li, Y. Li, Z. Liu, Adv. Mater. 2012, 24, 1868.