Inorganic-organic hybrid nanoprobe for NIR-excited imaging of hydrogen sulfide in cell cultures and inflammation in a mouse model

Small

Volumn 10, Issue 23, 2014, Pages 4874-4885

  Zhou, Yi ^a   Chen, Wangqiao ^a   Zhu, Jixin ^a   Pei, Wenbo ^c   Wang, Chengyuan ^a   Huang, Ling ^b   Yao, Cheng ^b   Yan, Qinyu ^a   Huang, Wei ^b   Loo, Joachim Say Chye ^a   Zhang, Qichun ^a  

^a NANYANG TECHNOLOGICAL UNIVERSITY   (Singapore)

^b NANJING TECH UNIVERSITY   (China)

^c Nanyang Technological University   (Singapore)

Author keywords

Hydrogen sulfide; NIR Excited imaging; Ratiometric; Signaling molecule; Upconversion luminescence

Indexed keywords

CELL CULTURE; DIAGNOSIS; INFRARED DEVICES; LUMINESCENCE; NANOPROBES; PROBES; RISK ASSESSMENT; SULFUR COMPOUNDS; SULFUR DETERMINATION; TISSUE;

BIOLOGICAL SIGNALING; INORGANIC-ORGANIC HYBRID; PHYSIOLOGICAL PROCESS; RATIOMETRIC; SIGNALING MOLECULES; TISSUE PENETRATIONS; UP-CONVERSION LUMINESCENCE; UPCONVERSION NANOPHOSPHORS;

HYDROGEN SULFIDE;

CARBOCYANINE; COUMARIN; COUMARIN DERIVATIVE; FLUORESCENT DYE; HYDROGEN SULFIDE; LIPOPOLYSACCHARIDE; NANOMATERIAL; NANOPARTICLE; TETRAMETHYLENE HEMICYANINE;

ANIMAL; BLOOD; CHEMISTRY; DISEASE MODEL; HELA CELL LINE; HUMAN; INFLAMMATION; LUMINESCENCE; MOUSE; NANOTECHNOLOGY; NEAR INFRARED SPECTROSCOPY; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; NUDE MOUSE; PROCEDURES; SHOCK, SEPTIC; SIGNAL TRANSDUCTION; TRANSMISSION ELECTRON MICROSCOPY; ULTRAVIOLET SPECTROPHOTOMETRY;

ANIMALS; CARBOCYANINES; COUMARINS; DISEASE MODELS, ANIMAL; FLUORESCENT DYES; HELA CELLS; HUMANS; HYDROGEN SULFIDE; INFLAMMATION; LIPOPOLYSACCHARIDES; LUMINESCENCE; MAGNETIC RESONANCE SPECTROSCOPY; MICE; MICE, NUDE; MICROSCOPY, ELECTRON, TRANSMISSION; NANOPARTICLES; NANOSTRUCTURES; NANOTECHNOLOGY; SHOCK, SEPTIC; SIGNAL TRANSDUCTION; SPECTROPHOTOMETRY, ULTRAVIOLET; SPECTROSCOPY, NEAR-INFRARED;

EID: 84915804718     PISSN: 16136810     EISSN: 16136829     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/smll.201401867     Document Type: Article

References (74)

1. L. Li, P. Rose, P. K. Moore, Annu. Rev. Pharmacol. Toxicol. 2011, 51, 169.
2. P. Kamoun, Amino Acids 2004, 26, 243.
3. T. Chiku, D. Padovani, W. Zhu, S. Singh, V. Vitvitsky, R. Banerjee, J. Biol. Chem. 2009, 284, 11601.
4. S. Singh, D. Padovani, R. A. Leslie, T. Chiku, R. Banerjee, J. Biol. Chem. 2009, 284, 22457.
5. N. Shibuya, M. Tanaka, M. Yoshida, Y. Ogasawara, T. Togawa, K. Ishii, H. Kimura, Antioxid. Redox Signal. 2009, 11, 703.
6. A. K. Mustafa, G. Sikka, S. K. Gazi, J. Steppan, S. M. Jung, A. K. Bhunia, V. M. Barodka, F. K. Gazi, R. K. Barrow, R. Wang, L. M. Amzel, D. E. Berkowitz, S. H. Snyder, Circ. Res. 2011, 109, 1259.
7. G. Yang, L. Wu, B. Jiang, W. Yang, J. Qi, K. Cao, Q. Meng, A. K. Mustafa, W. Mu, S. Zhang, S. H. Snyder, R. Wang, Science 2008, 322, 587.
8. H. Kimura, Mol. Neurobiol. 2002, 26, 13.
9. K. R. Olson, R. A. Dombkowski, M. J. Russell, M. M. Doellman, S. K. Head, N. L. Whitfield, J. A. Madden, J. Exp. Biol. 2006, 209, 4011.
10. Y. J. Peng, J. Nanduri, G. Raghuraman, D. Souvannakitti, M. M. Gadalla, G. K. Kumar, S. H. Snyder, N. R. Prabhakar, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2010, 107, 10719.
11. A. Papapetropoulos, A. Pyriochou, Z. Altaany, G. Yang, A. Marazioti, Z. Zhou, M. G. Jeschke, L. K. Branski, D. N. Herndon, R. Wang, C. Szabó, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 21972.
12. C. Szabó, Nat. Rev. Drug. Discovery 2007, 6, 917.
13. P. Kamoun, M. C. Belardinelli, A. Chabli, K. Lallouchi, V. B. Chadefaux, Am. J. Med. Genet. A 2003, 116A, 310.
14. K. Eto, T. Asada, K. Arima, T. Makifuchi, H. Kimura, Biochem. Biophys. Res. Commun. 2002, 293, 1485.
15. S. Fiorucci, E. Antonelli, A. Mencarelli, S. Orlandi, B. Renga, G. Rizzo, E. Distrutti, V. Shah, A. Morelli, Hepatology 2005, 42, 539.
16. S. Jha, J. W. Calvert, M. R. Duranski, A. Ramachandran, D. J. Lefer, Am. J. Physiol. Heart Circ. Physiol. 2008, 295, H801.
17. K. Suzuki, G. Olah, K. Modis, C. Coletta, G. Kulp, D. Gerö, P. Szoleczky, T. Chang, Z. Zhou, L. Wu, R. Wang, A. Papapetropoulos, C. Szabo, Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A. 2011, 108, 13829.
18. G. Schiavon, G. Zotti, R. Toniolo, G. Bontempelli, Anal. Chem. 1995, 67, 318.
19. H. Li, Y. Tian, Z. Deng, Y. Liang, Analyst 2012, 137, 4605.
20. D. Jiménez, R. Martínez-Máñez, F. Sancenón, J. V. Ros-Lis, A. Benito, J. Soto, J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9000.
21. M. N. Hughes, M. N. Centelles, K. P. Moore, Free Radical Biol. Med. 2009, 47, 1346.
22. J. Radford-Knoery, G. A. Cutter, Anal. Chem. 1993, 65, 976.
23. L. M. Siegel, Anal. Biochem. 1965, 11, 126.
24. H. N. Kim, M. H. Lee, H. J. Kim, J. S. Kim, J. Yoon, Chem. Soc. Rev. 2008, 37, 1465.
25. A. R. Lippert, E. J. New, C. J. Chang, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10078.
26. H. Peng, Y. Cheng, C. Dai, A. L. King, B. L. Predmore, D. J. Lefer, B. Wang, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 9672.
27. Y. Qian, J. Karpus, O. Kabil, S. Y. Zhang, H. L. Zhu, R. Banerjee, J. Zhao, C. He, Nat. Commun. 2011, 2, 495.
28. S. K. Bae, C. H. Heo, D. J. Choi, D. Sen, E. H. Joe, B. R. Cho, H. M. Kim, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9915.
29. T. S. Bailey, M. D. Pluth, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 16697.
30. V. S. Lina, A. R. Lippert, C. J. Chang, Proc. Natl Acad. Sci. U.S.A. 2013, 110, 7131.
31. S. Chen, Z. J. Chen, W. Ren, H. W. Ai, J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 9589.
32. C. Liu, J. Pan, S. Li, Y. Zhao, L. Y. Wu, C. E. Berkman, A. R. Whorton, M. Xian, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 10327.
33. Y. Chen, C. Zhu, Z. Yang, J. Chen, Y. He, Y. Jiao, W. He, L. Qiu, J. Cen, Z. Guo, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 1688.
34. Y. Qian, L. Zhang, S. Ding, X. Deng, C. He, X. M. Zheng, H. L. Zhu, J. Zhao, Chem. Sci. 2012, 3, 2920.
35. K. Sasakura, K. Hanaoka, N. Shibuya, Y. Mikami, Y. Kimura, T. Komatsu, T. Ueno, T. Terai, H. Kimura, T. Nagano, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 18003.
36. F. Hou, L. Huang, P. Xi, J. Cheng, X. Zhao, G. Xie, Y. Shi, F. Cheng, X. Yao, D. Bai, Z. Zeng, Inorg. Chem. 2012, 51, 2454.
37. D. Tu, L. Liu, Q. Ju, Y. Liu, H. Zhu, R. Li, X. Chen, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 6306.
38. F. Wang, Y. Han, C. S. Lim, Y. Lu, J. Wang, J. Xu, H. Chen, C. Zhang, M. Hong, X. Liu, Nature 2010, 463, 1061.
39. F. Wang, J. Wang, X. G. Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 7456.
40. R. Deng, X. Xie, M. Vendrell, Y. T. Chang, X. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20168.
41. F. Wang, X. G. Liu, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 976.
42. J. C. Boyer, C. J. Carling, B. D. Gates, N. R. Branda, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15766.
43. H. H. Gorris, O. S. Wolfbeis, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3584.
44. C. Wang, L. Cheng, Z. Liu, Biomaterials 2011, 32, 1110.
45. M. D. Barnes, A. Mehta, T. Thundat, J. Phys. Chem. B 2000, 104, 6099.
46. M. Yu, F. Li, Z. Chen, H. Hu, C. Zhan, H. Yang, C. Huang, Anal. Chem. 2009, 81, 930.
47. Y. I. Park, J. H. Kim, K. T. Lee, K. S. Jeon, H. B. Na, J. H. Yu, H. M. Kim, N. Lee, S. H. Choi, S. Baik, H. Kim, S. P. Park, B. J. Park, Y. W. Kim, S. H. Lee, S. Y. Yoon, I. C. Song, W. K. Moon, Y. D. Suh, T. Hyeon, Adv. Mater. 2009, 21, 4467.
48. H. S. Mader, O. S. Wolfbeis, Anal. Chem. 2010, 82, 5002.
49. D. E. Achatz, R. J. Meier, L. H. Fischer, O. S. Wolfbeis, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 260.
50. Y. Zhou, W. Pei, C. Wang, J. Zhu, J. Wu, Q. Yan, L. Huang, W. Huang, C. Yao, J. S. Loo, Q. Zhang, Small 2014, DOI: 10.1002/smll.201303127.
51. Q. Liu, J. J. Peng, L. N. Sun, F. Y. Li, ACS Nano 2011, 5, 8040.
52. Y. Liu, M. Chen, T. Cao, Y. Sun, C. Li, Q. Liu, T. Yang, L. Yao, W. Feng, F. Li, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9869.
53. J. Liu, Y. Liu, Q. Liu, C. Li, L. Sun, F. Li, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15276.
54. L. M. Yao, J. Zhou, J. L. Liu, W. Feng, F. Y. Li, Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2667.
55. E. Lacivita, A. C. Masotti, M. Jafurulla, R. Saxena, N. Rangaraj, A. Chattopadhyay, N. A. Colabufo, F. Berardi, R. Perrone, M. Leopoldo, Bioorg. Med. Chem. Lett. 2010, 20, 6628.
56. J. Liu, Y. Q. Sun, Y. Huo, H. Zhang, L. Wang, P. Zhang, D. Song, Y. Shi, W. Guo, J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 574.
57. Q. Liu, M. Chen, Y. Sun, G. Y. Chen, T. S. Yang, Y. Gao, X. Z. Zhang, F. Y. Li, Biomaterials 2011, 32, 8243.
58. Z. Q. Li, Y. Zhang, S. Jiang, Adv. Mater. 2008, 20, 4765.
59. Y. Wang, J. F. Wong, X. Teng, X. Z. Lin, H. Yang, Nano. Lett. 2003, 3, 1555.
60. D. D. Perrin, Ionization constants of inorganic acids and bases in aqueous solution, 2nd ed., Pergamon Press, Oxford, UK 1982.
61. Z. Shi, P. Peng, D. Strohecker, Y. Liao, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 14699.
62. E. Deniz, S. Sortino, F. M. Raymo, J. Phys. Chem. Lett. 2010, 1, 3506.
63. P. Remón, M. Hammarson, S. Li, A. Kahnt, U. Pischel, J. Andréasson, Chem. Eur. J. 2011, 17, 6492.
64. C. N. Salinas, K. S. Anseth, Macromolecules 2008, 41, 6019.
65. Y. Zhao, H. Wang, M. Xian, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15.
66. R. E. Hansen, D. Roth, J. R. Winther, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009, 106, 422.
67. X. Chen, S. K. Ko, M. J. Kim, I. Shin, J. Yoon, Chem. Commun. 2010, 46, 2751.
68. J. L. Wallace, Trends Pharmacol. Sci. 2007, 28, 501.
69. E. Distrutti, L. Sediari, A. Mencarelli, B. Renga, S. Orlandi, G. Russo, G. Caliendo, V. Santagada, G. Cirino, J. L. Wallace, S. Fiorucci, J. Pharmacol. Exp. Ther. 2006, 319, 447.
70. P. K. Moore, M. Bhatia, S. Moochhala, Trends Pharmacol. Sci. 2003, 24, 609.
71. L. Li, M. Bhatia, Y. Z. Zhu, Y. C. Zhu, R. D. Ramnath, Z. J. Wang, F. B. Anuar, M. Whiteman, M. Salto-Tellez, P. K. Moore, FASEB J. 2005, 19, 1196.
72. W. Xuan, C. Chen, Y. Cao, W. He, W. Jiang, K. Liu, W. Wang, Chem. Commun. 2012, 48, 7292.
73. M. N. Hughes, H. G. Nicklin, J. Chem. Soc. (A) 1968, 2, 450.
74. S. B. King, H. T. Nagasawa, in Methods in Enzymology, Vol. 301, (Eds: C. Part, L. Packer), Academic Press, San Diego 1999; pp 211.