A ratiometric fluorescent nanoprobe for H2O2 sensing and in vivo detection of drug-induced oxidative damage to the digestive system

Journal of Materials Chemistry B

Volumn 2, Issue 48, 2014, Pages 8528-8537

  Wu, Guangfei ^a   Zeng, Fang ^a   Yu, Changmin ^a   Wu, Shuizhu ^a   Li, Wensheng ^b  

^a SOUTH CHINA UNIVERSITY OF TECHNOLOGY   (China)

^b SUN YAT SEN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BIOLOGY; DIGESTIVE SYSTEM; FLUORESCENCE; NANOPROBES; OXYGEN;

CLINICAL APPLICATION; DETECTION LIMITS; FLUORESCENT PROBES; HIGH SENSITIVITY; NITROGEN SPECIES; OXIDATIVE DAMAGE; REACTIVE OXYGEN SPECIES; RECOGNITION ELEMENT;

DAMAGE DETECTION;

EID: 84911893714     PISSN: 20507518     EISSN: 2050750X     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c4tb01432d     Document Type: Article

References (99)

1. (a) A. Gomes, E. Fernandes and J. L. Lima, J. Biochem. Biophys. Methods, 2005, 65, 45;
2. (b) T. Finkel and N. J. Holbrook, Nature, 2000, 408, 239.
3. F. Hu, Y. Y. Huang, G. X. Zhang, R. Zhao and D. Q. Zhang, Tetrahedron Lett., 2014, 55, 1471.
4. B. D. Autreaux and M. B. Toledano, Nat. Rev. Mol. Cell Biol., 2007, 8, 813.
5. Z. Q. Ye, J. X. Chen, G. L. Wang and J. L. Yuan, Anal. Chem., 2011, 83, 4163.
6. L. Yuan, W. Y. Lin, Y. N. Xie, B. Chen and S. S. Zhu, J. Am. Chem. Soc., 2012, 134, 1305.
7. (a) G. Corbi, V. Conti, G. Russomanno, G. Longobardi, G. Furgi, A. Filippelli and N. Ferrara, Front Physiol., 2013, 4, 324;
8. (b) X. Y. Li, P. Fang, J. T. Mai, E. T. Choi, H. Wang and X. F. Yang, J. Hematol. Oncol., 2013, 6, 19;
9. (c) G. L. Nicolson, Cancer Metastasis Rev., 2010, 29, 543.
10. (a) G. L. Nicolson and K. A. Conklin, Clin. Exp. Metastasis, 2008, 25, 161;
11. (b) G. L. Nicolson and K. A. Conklin, Cancer Genomics Proteomics, 2006, 3, 159;
12. (c) C. Chang, S. L. Wu, X. D. Zhao, C. T. Zhao and Y. H. Li, Bio-Med. Mater. Eng., 2014, 24, 909;
13. (d) M. M. Du, D. D. Zhang, C. Z. Yan and X. Zhang, Aquat. Toxicol., 2012, 112-113, 1;
14. (e) Y. H. Ding, X. J. Sun and X. L. Xu, Autophagy, 2012, 8, 142;
15. (f) S. Park, J. Yoon, S. Bae, M. Park, C. S. Kang, Q. Ke, D. Lee and P. M. Kang, Biomaterials, 2014, 35, 5944;
16. (g) J. H. He, S. Y. Guo, F. Zhu, J. J. Zhu, Y. X. Chen, C. J. Huang, J. M. Gao, Q. X. Dong, Y. X. Xuan and C. Q. Li, J. Pharmacol. Toxicol. Methods, 2013, 67, 25.
17. Y. C. Shiang, C. C. Huang and H. T. Chang, Chem. Commun., 2009, 3437.
18. (a) C.M. Yu, Y. L. Wu, F. Zeng and S. Z. Wu, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 4152;
19. (b) R. C. Smith, A. G. Tennyson, M. H. Lim and S. J. Lippard, Org. Lett., 2005, 7, 3573;
20. (c) V. Tharmaraj and K. Pitchumani, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 1962;
21. (d) Y. M. Yang, Q. Zhao, W. Feng and F. Y. Li, Chem. Rev., 2013, 113, 192;
22. (e) X. Q. Chen, X. Z. T. I. Shin and J. Y. Yoon, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 4783;
23. (f) X. H. Cheng, H. Z. Jia, J. Feng, J. G. Qin and Z. Li, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 4110;
24. (g) H. Tong, Y. N. Hong, Y. Q. Dong, M. Häußler, J. W. Y. Lam, Z. Li, Z. F. Guo, Z. H. Guo and B. Z. Tang, Chem. Commun., 2006, 35, 3705;
25. (h) Y. H. Lin, Y. Tao, F. Pu, J. S. Ren and X. G. Qu, Adv. Funct. Mater., 2011, 21, 4565;
26. (i) S. Palantavida, R. Tang, G. P. Sudlow, W. J. Akers, S. Achilefu and I. Sokolov, J. Mater. Chem. B, 2014, 2, 3107.
27. (a) M. Li, J. W. Y. Lam, F. Mahtab, S. J. Chen, W. J. Zhang, Y. N. Hong, J. Xiong, Q. C. Zheng and B. Z. Tang, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 676;
28. (b) B. Tang, Y. L. Xing, P. Li, N. Zhang, F. B. Yu and G. W. Yang, J. Am. Chem. Soc., 2007, 129, 11666;
29. (c) H. N. Kim, W. X. Ren, J. S. Kim and J. Yoon, Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 3210;
30. (d) R. Ladj, A. Bitar, M. Eissa, Y. Mugnier, R. L. Dantec, H. Fessi and A. Elaissari, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 1381;
31. (e) J. J. Du, M. M. Hu, J. L. Fan and X. J. Peng, Chem. Soc. Rev., 2012, 41, 4511;
32. (f) P. R. Gil, M. Nazarenus, S. Ashraf and W. J. Parak, Small, 2012, 8, 943;
33. (g) G. Sivaraman and D. Chellappa, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 5768;
34. (h) M. S. Steiner, A. Duerkop and O. S. Wolfbeis, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 4805.
35. (a) G. Kim, Y. E. K. Lee, H. Xu, M. A. Philbert and R. Kopelman, Anal. Chem., 2010, 82, 2165;
36. (b) F. Luo, J. Yin, F. Gao and L. Wang, Microchim. Acta, 2009, 165, 23;
37. (c) Y. Urano, M. Kamiya, K. Kanda, T. Ueno, K. Hirose and T. Nagano, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 4888;
38. (d) A. R. Lippert, T. Gschneidtner and C. J. Chang, Chem. Commun., 2010, 46, 7510;
39. (e) A. Arnous, C. Petrakis, D. P. Makris and P. Kefalas, J. Pharmacol. Toxicol. Methods, 2002, 48, 171;
40. (f) D. Lee, S. Khaja, J. C. Velasquez-Castano, M. Dasari, C. Sun, J. Petros, W. R. Taylor and N. Murthy, Nat. Mater., 2007, 6, 765;
41. (g) D. Lee, V. R. Erigala, M. Dasari, J. Yu, R. M. Dickson and N. Murthy, Int. J. Nanomed., 2008, 3, 471;
42. (h) R. Gill, L. Bahshi, R. Freeman and I. Willner, Angew. Chem., Int. Ed., 2008, 47, 1676;
43. (i) K. N. Markvicheva, D. S. Bilan, N. M. Mishina, A. Y. Gorokhovatsky, L. M. Vinokurov, S. Lukyanov and V. V. Belousov, Bioorg. Med. Chem., 2011, 19, 1079.
44. (a) E. W. Miller, A. E. Albers, A. Pralle, E. Y. Isacoff and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2005, 127, 16652;
45. (b) R. Weinstain, E. N. Savariar, C. N. Felsen and R. Y. Tsien, J. Am. Chem. Soc., 2014, 136, 874;
46. (c) F. Hu, Y. Y. Huang, G. X. Zhang, R. Zhao and D. Q. Zhang, Tetrahedron Lett., 2014, 55, 1471;
47. (d) D. Srikun, E. W. Miller, D. W. Domaille and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 4596;
48. (e) B. C. Dickinson and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2008, 130, 9638;
49. (f) S. Basu, S. Rajakarun, B. C. Dickinson, C. J. Chang and A. S. Menko, Mol. Vision, 2014, 20, 458;
50. (g) D. Srikun, A. E. Albers, C. I. Nam, A. T. Iavarone and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 4455.
51. (a) F. K. Du, Y. H. Min, F. Zeng, C. M. Yu and S. Z. Wu, Small, 2014, 5, 964;
52. (b)W. K. Oh, Y. S. Jeong, S. Kim and J. Jang, ACS Nano, 2012, 6, 8516;
53. (c) J. Xu, Q. Li, Y. Yue, Y. Guo and S. J. Shao, Biosens. Bioelectron., 2014, 56, 58;
54. (d) B. C. Zhu, H. L. Jiang, B. P. Guo, C. X. Shao, H. F. Wu, B. Du and Q. Wei, Sens. Actuators, B, 2013, 186, 681;
55. (e) H. H. Guo, H. Aleyasin, S. S. Howard, B. C. Dickinson, V. S. Lin, R. E. Haskew-Layton, C. Xu, Y. Chen and R. R. Ratan, J. Biomed. Opt., 2013, 18, 106002;
56. (f) B. C. Dickinson, C. Huynh and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 5906;
57. (g) M. Xu, J. M. Han, Y. Q. Zhang, X. M. Yang and L. Zang, Chem. Commun., 2013, 49, 11779.
58. Y. Kurishita, T. Kohira, A. Ojida and I. Hamachi, J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 13290.
59. K. Kikuchi, H. Takakusa and T. Nagano, TrAC, Trends Anal. Chem., 2004, 23, 407.
60. G. Masanta, C. H. Heo, C. S. Lim, S. K. Bae, B. R. Cho and H. M. Kim, Chem. Commun., 2012, 48, 3518.
61. A. E. Albers, V. S. Okreglak and C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc., 2006, 128, 9640.
62. P. P. Ghoroghchian, M. J. Therien and D. A. Hammer, Wires. Nanomed. Nanobi., 2009, 1, 156.
63. (a) M. Chen, X. X. He, K. M. Wang, D. G. He, X. H. Yang and H. Shi, TrAC, Trends Anal. Chem., 2014, 58, 120;
64. (b) G. Kim, Y. E. K. Lee, R. Kopelman, in Oxidative Stress and Nanotechnology, Part I, ed. D. Armstrong, D. J. Bharali, Humana Press, New York, USA 2013, pp. 102-103;
65. (c) L. M. Uusitalo and N. Hempel, Int. J. Mol. Sci., 2012, 13, 10660;
66. (d) A. Vollrath, S. Schubert and U. S. Schubert, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 1994.
67. (a) Z. S. Qian, J. J. Ma, X. Y. Shan, H. Feng, L. X. Shao and J. R. Chen, Chem. - Asian J., 2014, 20, 2254;
68. (b) P. J. G. Luo, S. Sahu, S. T. Yang, S. K. Sonkar, J. P. Wang, H. F. Wang, G. E. LeCroy, L. Cao and Y. P. Sun, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 2116;
69. (c) W. Shi, X. H. Li and H. M. Ma, Angew. Chem., Int. Ed., 2012, 51, 6432;
70. (d) P. Huang, J. Lin, X. S. Wang, Z. Wang, C. L. Zhang, M. He, K. Wang, F. Chen, Z. M. Li, G. X. Shen, D. X. Cui and X. Y Chen, Adv. Mater., 2012, 24, 5104;
71. (e) R. Shen, K. Song, H. R. Liu, Y. S. Li and H. W. Liu, ChemPhysChem, 2012, 13, 3549;
72. (f) S. Sahu, B. Behera, T. K. Mait and S. Mohapatrai, Chem. Commun., 2012, 48, 8835;
73. (g) S. N. Baker and G. A. Baker, Angew. Chem., Int. Ed., 2010, 49, 6726;
74. (h) H. Li, Z. Kang, Y. Liu and S. Lee, J. Mater. Chem., 2012, 22, 24230;
75. (i) S. Chandra, P. Patra, S. H. Pathan, S. Roy, S. Mitra, A. Layek, R. Bhar, P. Pramanik and A. Goswami, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 2375.
76. (a) Z. C. Yang, M. Wang, A. M. Yong, S. Y. Wong, X. H. Zhang, H. Tan, A. Y. Chang, X. Li and J. Wang, Chem. Commun., 2011, 47, 11615;
77. (b) E. H. Noh, H. Y. Ko, C. H. Lee, M. S. Jeong, Y. W. Chang and S. Kim, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 4438;
78. (c) Q. Qu, A. W. Zhu, X. L. Shao, G. Y. Shi and Y. Tian, Chem. Commun., 2012, 48, 5473;
79. (d) P. C. Hsu and H. T. Chang, Chem. Commun., 2012, 48, 3984;
80. (e) Y. Xu, M. Wu, Y. Liu, X. Z. Feng, X. B. Yin, X. W. He and Y. K. Zhang, Chem.-Asian J., 2013, 19, 2276;
81. (f) N. Na, T. T. Liu, S. H. Xu, Y. Zhang, D. C. He, L. Y. Huang and J. Ouyang, J. Mater. Chem. B, 2013, 1, 787;
82. (g) P. Anilkumar, L. Cao, J. J. Yu, K. N. Tackett II, P. Wang, M. J. Meziani and Y. P. Sun, Small, 2013, 9, 545.
83. (a) P. Niethammer, C. Grabher, A. T. Look and T. J. Mitchison, Nature, 2009, 459, 996;
84. (b) S. K. Ko, X. Q. Chen, J. Y. Yoon and I. Shin, Chem. Soc. Rev., 2011, 40, 2120.
85. (a) J. C. Morris, J. Phys. Chem., 1966, 70, 3798;
86. (b) B. Halliwell and J. M. C. Gutteridge, Arch. Biochem. Biophys., 1986, 246, 501;
87. (c) L. L. Long, D. D. Zhang, X. F. Li, J. F. Zhang, C. Zhang and L. P. Zhou, Anal. Chim. Acta, 2013, 775, 100;
88. (d) X. H. Li, G. X. Zhang, H. M. Ma, D. Q. Zhang, J. Li and D. B. Zhu, J. Am. Chem. Soc., 2004, 126, 11543;
89. (e) T. I. Kim, S. Park, Y. Choi and Y. Kim, Chem.-Asian J., 2011, 6, 1358;
90. (f) M. H. Zou and V. Ullrich, FEBS Lett., 1996, 382, 101.
91. H. G. Kuivila and G. G. Armour, J. Am. Chem. Soc., 1957, 79, 5659.
92. (a) R. Handy, T. Henry, T. Scown, B. Johnston and C. Tyler, Ecotoxicology, 2008, 17, 396;
93. (b) E. R. Reddy, R. K. Banote, K. Chatti, P. Kulkarni and M. S. Rajadurai, ChemBioChem, 2012, 13, 1889;
94. (c) K. H. Xu, M. M. Qiang, W. Gao, R. X. Su, N. Li, Y. Gao, Y. X. Xie, F. P. Kong and B. Tang, Chem. Sci., 2013, 4, 1079;
95. (d) Q. Q. Shi, Y. H. Li, Y. Xu, Y. Wang, X. B. Yin, X. W. He and Y. K. Zhang, RSC Adv., 2014, 4, 1563;
96. (e) P. Y. Lin, C. W. Hsieh, M. L. Kung and S. C. Hsieh, Sci. Rep., 2013, 3, 1703;
97. (f) Y. F. Huang, X. Zhou, R. Zhou, H. Zhang, K. B. Kang, M. Zhao, Y. Peng, Q. Wang, H. L. Zhang and W. Y. Qiu, Chem.-Eur. J., 2014, 20, 5640.
98. R. A. Umans and M. R. Taylor, Clin. Pharmacol. Ther., 2012, 92, 567.
99. R. N. Kettleborough, E. M. Busch-Nentwich, S. A. Harvey, C. M. Dooley, E. de Bruijn, F. van Eeden, I. Sealy, R. J. White, C. Herd, I. J. Nijman, F. Fényes, S. Mehroke, C. Scahill, R. Gibbons, N. Wali, S. Carruthers, A. Hall, J. Yen, E. Cuppen and D. L. Stemple, Nature, 2013, 496, 494.