High-efficiency in vitro and in vivo detection of Zn2+ by dye-assembled upconversion nanoparticles

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 6, 2015, Pages 2336-2342

  Peng, Juanjuan ^a   Xu, Wang ^b   Teoh, Chai Lean ^a   Han, Sanyang ^b   Kim, Beomsue ^a   Samanta, Animesh ^a   Er, Jun Cheng ^b   Wang, Lu ^b   Yuan, Lin ^b   Liu, Xiaogang ^b,c   Chang, Young Tae ^a,b  

^a AGENCY FOR SCIENCE   (Singapore)

^b NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

^c INSTITUTE OF MATERIALS RESEARCH AND ENGINEERING   (Singapore)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

CELL DEATH; CHROMOPHORES; ENERGY TRANSFER; FLUORESCENCE; MOBILE SECURITY; NANOPARTICLES; NANOSYSTEMS; NEURODEGENERATIVE DISEASES; SYNTHESIS (CHEMICAL);

ALZHEIMERS DISEASE; BIOLOGICAL SAMPLES; CELLULAR METABOLISM; FLUORESCENCE RESONANT ENERGY TRANSFERS; LANTHANIDE-DOPED UPCONVERSION NANOPARTICLES; QUANTITATIVE MONITORING; UPCONVERSION LUMINESCENCE; UPCONVERSION NANOPARTICLES;

ZINC;

AMYLOID BETA PROTEIN; FLUORESCENT DYE; LANTHANIDE; UPCONVERSION NANOPARTICLE; ZINC; COLORING AGENT; NANOPARTICLE;

ABSORPTION; ABSORPTION SPECTROSCOPY; ALZHEIMER DISEASE; ANIMAL EXPERIMENT; ANIMAL MODEL; ANIMAL TISSUE; ARTICLE; BRAIN TISSUE; CHROMATOPHORE; CONTROLLED STUDY; ENERGY TRANSFER; FEMALE; FLUORESCENCE RESONANCE ENERGY TRANSFER; HUMAN; HUMAN CELL; IN VITRO STUDY; IN VIVO STUDY; LIMIT OF DETECTION; MALE; MOUSE; NANOPROBE; NONHUMAN; PHOTOLUMINESCENCE; SURFACE PROPERTY; SYNTHESIS; ZEBRA FISH; CHEMISTRY; TUMOR CELL LINE;

CELL LINE, TUMOR; COLORING AGENTS; HUMANS; IN VITRO TECHNIQUES; NANOPARTICLES; ZINC;

EID: 84923253099     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ja5115248     Document Type: Article

References (66)

1. Nolan, E. M.; Lippard, S. J. Acc. Chem. Res. 2009, 42, 193
2. Burdette, S. C.; Lippard, S. J. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3605
3. Walkup, G. K.; Burdette, S. C.; Lippard, S. J.; Tsien, R. Y. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 5644
4. Kimura, E.; Aoki, S.; Kikuta, E.; Koike, T. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2003, 100, 3731
5. Atwood, C. S.; Moir, R. D.; Huang, X.; Scarpa, R. C.; Bacarra, N. M. E.; Romano, D. M.; Hartshorn, M. A.; Tanzi, R. E.; Bush, A. I. J. Biol. Chem. 1998, 273, 12817
6. Xu, Z.; Baek, K.-H.; Kim, H. N.; Cui, J.; Qian, X.; Spring, D. R.; Shin, I.; Yoon, J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 132, 601
7. Qian, F.; Zhang, C. L.; Zhang, Y. M.; He, W. J.; Gao, X.; Hu, P.; Guo, Z. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 1460
8. Datta, B. K.; Mukherjee, S.; Kar, C.; Ramesh, A.; Das, G. Anal. Chem. 2013, 85, 8369
9. Wang, H.; Sun, C. L.; Yue, Y. H.; Yin, F. F.; Jiang, J. Q.; Wu, H. R.; Zhang, H. L. Analyst 2013, 138, 5576
10. Wong, B. A.; Friedle, S.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 7142
11. Xu, Z.; Yoon, J.; Spring, D. R. Chem. Soc. Rev. 2010, 39, 1996
12. Burdette, S. C.; Walkup, G. K.; Spingler, B.; Tsien, R. Y.; Lippard, S. J. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 7831
13. Guo, Z.; Kim, G.-H.; Shin, I.; Yoon, J. Biomaterials 2012, 33, 7818
14. Meng, X. M.; Wang, S. X.; Li, Y. M.; Zhu, M. Z.; Guo, Q. X. Chem. Commun. 2012, 48, 4196
15. Satapathy, R.; Wu, Y. H.; Lin, H. C. Org. Lett. 2012, 14, 2564
16. Wang, Z. L.; Hao, J. H.; Chan, H. L. W. J. Mater. Chem. 2010, 20, 3178
17. Chatterjee, D. K.; Yong, Z. Nanomedicine (London, U.K.) 2008, 3, 73
18. Shen, J.; Sun, L. D.; Yan, C. H. Dalton Trans. 2008, 5687
19. Zhang, F.; Shi, Y. F.; Sun, X. H.; Zhao, D. Y.; Stucky, G. D. Chem. Mater. 2009, 21, 5237
20. Chen, G.; Ohulchanskyy, T. Y.; Liu, S.; Law, W.-C.; Wu, F.; Swihart, M. T.; Ågren, H.; Prasad, P. N. ACS Nano 2012, 6, 2969
21. Hou, Z. Y.; Li, C. X.; Ma, P. A.; Cheng, Z. Y.; Li, X. J.; Zhang, X.; Dai, Y. L.; Yang, D. M.; Lian, H. Z.; Lin, J. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2713
22. Wang, G. F.; Peng, Q.; Li, Y. D. Acc. Chem. Res. 2011, 44, 322
23. He, M.; Huang, P.; Zhang, C. L.; Chen, F.; Wang, C.; Ma, J. B.; He, R.; Cui, D. X. Chem. Commun. 2011, 47, 9510
24. Ju, Q.; Tu, D. T.; Liu, Y. S.; Li, R. F.; Zhu, H. M.; Chen, J. C.; Chen, Z.; Huang, M. D.; Chen, X. Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 134, 1323
25. Wang, F.; Liu, X. G. Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 976
26. Zhou, J.; Liu, Z.; Li, F. Y. Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 1323
27. Zhang, F.; Haushalter, R. C.; Haushalter, R. W.; Shi, Y. F.; Zhang, Y. C.; Ding, K. L.; Zhao, D. Y.; Stucky, G. D. Small 2011, 7, 1972-1976
28. Auzel, F. Chem. Rev. 2004, 104, 139
29. Lehmann, O.; Kompe, K.; Haase, M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 14935
30. Park, Y. I.; Kim, H. M.; Kim, J. H.; Moon, K. C.; Yoo, B.; Lee, K. T.; Lee, N.; Choi, Y.; Park, W.; Ling, D.; Na, K.; Moon, W. K.; Choi, S. H.; Park, H. S.; Yoon, S.-Y.; Suh, Y. D.; Lee, S. H.; Hyeon, T. Adv. Mater. 2012, 24, 5755
31. Zhang, F.; Braun, G. B.; Shi, Y. F.; Zhang, Y. C.; Sun, X. H.; Reich, N. O.; Zhao, D. Y.; Stucky, G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 2850
32. Sivakumar, S.; Boyer, J. C.; Bovero, E.; van Veggel, F. C. J. M. J. Mater. Chem. 2009, 19, 2392
33. He, G. S.; Tan, L. S.; Zheng, Q.; Prasad, P. N. Chem. Rev. 2008, 108, 1245
34. Dong, C. H.; van Veggel, F. C. J. M. ACS Nano 2009, 3, 123
35. Liu, J.; Liu, Y.; Bu, W.; Bu, J.; Sun, Y.; Du, J.; Shi, J. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 9701
36. Wang, J.; Deng, R. R.; MacDonald, M. A.; Chen, B. L.; Yuan, J. K.; Wang, F.; Chi, D. Z.; Andy Hor, T. S.; Zhang, P.; Liu, G. K.; Han, Y.; Liu, X. G. Nat. Mater. 2014, 13, 157
37. Xie, X. J.; Gao, N. Y.; Deng, R. R.; Sun, Q.; Xu, Q. H.; Liu, X. G. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 12608
38. Shen, J.; Chen, G. Y.; Vu, A.-M.; Fan, W.; Bilsel, O. S.; Chang, C.-C.; Han, G. Adv. Opt. Mater. 2013, 1, 644
39. Min, Y. Z.; Li, J. M.; Liu, F.; Yeow, E. K. L.; Xing, B. G. Angew. Chem. 2014, 126, 1030
40. Tian, G.; Gu, Z. J.; Zhou, L. J.; Yin, W. Y.; Liu, X. X.; Yan, L.; Jin, S.; Ren, W. L.; Xing, G. M.; Li, S. J.; Zhao, Y. L. Adv. Mater. 2012, 24, 1226
41. Lai, J. P.; Zhang, Y. X.; Pasquale, N.; Lee, K.-B. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 14419
42. Zhang, P.; Rogelj, S.; Nguyen, K.; Wheeler, D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12410
43. Kumar, M.; Zhang, P. Langmuir 2009, 25, 6024
44. Achatz, D. E.; Meier, R. J.; Fischer, L. H.; Wolfbeis, O. S. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 50, 260
45. Yao, L. M.; Zhou, J.; Liu, J. L.; Feng, W.; Li, F. Y. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 2667
46. Liu, J. L.; Liu, Y.; Liu, Q.; Li, C. Y.; Sun, L. N.; Li, F. Y. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 15276
47. Zhao, L. Z.; Peng, J. J.; Chen, M.; Liu, Y.; Yao, L. M.; Feng, W.; Li, F. Y. ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 11190
48. Mader, H. S.; Wolfbeis, O. S. Anal. Chem. 2010, 82, 5002
49. Liu, Q.; Peng, J. J.; Sun, L. N.; Li, F. Y. ACS Nano 2011, 5, 8040
50. Liu, Y.; Chen, M.; Cao, T. Y.; Sun, Y.; Li, C. Y.; Liu, Q.; Yang, T. S.; Yao, L. M.; Feng, W.; Li, F. Y. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 9869
51. Wang, F.; Deng, R. R.; Wang, J.; Wang, Q. X.; Han, Y.; Zhu, H. M.; Chen, X. Y.; Liu, X. G. Nat. Mater. 2011, 10, 968
52. Boyer, J. C.; Manseau, M. P.; Murray, J. I.; van Veggel, F. C. J. M. Langmuir 2010, 26, 1157
53. Zhao, L. Z.; Peng, J. J.; Huang, Q.; Li, C. Y.; Chen, M.; Sun, Y.; Lin, Q. N.; Zhu, L. Y.; Li, F. Y. Adv. Funct. Mater. 2013, 24, 363
54. Bogdan, N.; Vetrone, F.; Ozin, G. A.; Capobianco, J. A. Nano Lett. 2011, 11, 835
55. Cheng, L.; Yang, K.; Chen, Q.; Liu, Z. ACS Nano 2012, 6, 5605
56. Cirrito, J. Extracellular Amyloid-β Protein Dynamics in Alzheimers Disease. In Microdialysis in Drug Development; Müller, M., Ed.; Springer: New York, 2013; Chapter 9, pp 163-178.
57. Adlard, P. A.; Bush, A. I. J. Alzheimers Dis. 2006, 10, 145
58. Crichton, R. R.; Dexter, D. T.; Ward, R. J. Coord. Chem. Rev. 2008, 252, 1189
59. Barnham, K. J.; Bush, A. I. Curr. Opin. Chem. Biol. 2008, 12, 222
60. Bush, A. I.; Pettingell, W. H.; de Paradis, M.; Tanzi, R. E.; Wasco, W. J. Biol. Chem. 1994, 269, 26618
61. Reshmi, R.; Ren, M.; Maria, D. Y.; Gemma, C.; Mark, A. S.; George, P.; Barry, H.; Frank, W. Biochem. Biophys. Res. Commun. 2009, 382, 91
62. Emily, L. Q.; Dylan, W. D.; Christopher, J. C. Chem. Rev. 2008, 108, 1517
63. Hutchinson, R. W.; Cox, A. G.; McLeod, C. W.; Marshall, P. S.; Harper, A.; Dawson, E. L.; Howlett, D. R. Anal. Biochem. 2005, 346, 225
64. Brustein, E.; Marandi, N.; Kovalchuk, Y.; Drapeau, P.; Konnerth, A. Pfluegers Arch. 2003, 446, 766
65. Grant, K. A.; Raible, D. W.; Piotrowski, T. Neuron 2005, 45, 69
66. Wang, F.; Wang, J.; Liu, X. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 7456