Colorimetric Detection of Small Molecules in Complex Matrixes via Target-Mediated Growth of Aptamer-Functionalized Gold Nanoparticles

Analytical Chemistry

Volumn 87, Issue 15, 2015, Pages 7644-7652

  Soh, Jun Hui ^a,b   Lin, Yiyang ^a   Rana, Subinoy ^a   Ying, Jackie Y ^b   Stevens, Molly M ^a  

^a IMPERIAL COLLEGE LONDON   (United Kingdom)

^b INSTITUTE OF BIOENGINEERING AND NANOTECHNOLOGY   (Singapore)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

BODY FLUIDS; COLOR; COLORIMETRY; FIBER OPTIC SENSORS; GOLD ALLOYS; GOLD COMPOUNDS; METAL NANOPARTICLES; MOLECULES; NANOPARTICLES; NANOSTRUCTURES;

COLORIMETRIC ASSAYS; COLORIMETRIC DETECTION; CONTROLLED GROWTH; DETECTION LIMITS; FUNCTIONALIZED GOLD NANOPARTICLES; GOLD NANOPARTICLE; NANOMOLAR DETECTION LIMITS; TARGET RECOGNITION;

GOLD;

APTAMER; COCAINE; ESTRADIOL; GOLD; METAL NANOPARTICLE; OCHRATOXIN;

ANALYSIS; CHEMISTRY; COLORIMETRY; GENETIC PROCEDURES; HUMAN; LIMIT OF DETECTION; PROCEDURES; SALIVA; URINE; WINE;

APTAMERS, NUCLEOTIDE; BIOSENSING TECHNIQUES; COCAINE; COLORIMETRY; ESTRADIOL; GOLD; HUMANS; LIMIT OF DETECTION; METAL NANOPARTICLES; OCHRATOXINS; SALIVA; WINE;

EID: 84938630978     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/acs.analchem.5b00875     Document Type: Article

References (67)

1. Liu, J. W.; Lu, Y. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 90-94 10.1002/anie.200502589
2. de la Rica, R.; Stevens, M. M. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 821-824 10.1038/nnano.2012.186
3. Aili, D.; Mager, M.; Roche, D.; Stevens, M. M. Nano Lett. 2011, 11, 1401-1405 10.1021/nl1024062
4. Rhouati, A.; Yang, C.; Hayat, A.; Marty, J. L. Toxins 2013, 5, 1988-2008 10.3390/toxins5111988
5. Strehlitz, B.; Reinemann, C.; Linkorn, S.; Stoltenburg, R. Bioanal. Rev. 2012, 4, 1-30 10.1007/s12566-011-0026-1
6. Yildirim, N.; Long, F.; Gao, C.; He, M.; Shi, H.-C.; Gu, A. Z. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 3288-3294 10.1021/es203624w
7. Trachta, G.; Schwarze, B.; Sägmüller, B.; Brehm, G.; Schneider, S. J. Mol. Struct. 2004, 693, 175-185 10.1016/j.molstruc.2004.02.034
8. Buryakov, I. A. J. Chromatogr. B: Anal. Technol. Biomed. Life Sci. 2004, 800, 75-82 10.1016/j.jchromb.2003.10.064
9. Baker, B. R.; Lai, R. Y.; Wood, M. S.; Doctor, E. H.; Heeger, A. J.; Plaxco, K. W. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 3138-3139 10.1021/ja056957p
10. Cheng, A. K.; Sen, D.; Yu, H. Z. Bioelectrochemistry 2009, 77, 1-12 10.1016/j.bioelechem.2009.04.007
11. Wang, R. E.; Zhang, Y.; Cai, J.; Cai, W.; Gao, T. Curr. Med. Chem. 2011, 18, 4175-4184 10.2174/092986711797189637
12. Liu, X.; Wang, F.; Aizen, R.; Yehezkeli, O.; Willner, I. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 11832-11839 10.1021/ja403485r
13. Kang, D.; Wang, J.; Zhang, W.; Song, Y.; Li, X.; Zou, Y.; Zhu, M.; Zhu, Z.; Chen, F.; Yang, C. J. PLoS One 2012, 7, e42731 10.1371/journal.pone.0042731
14. Xiong, X.; Liu, H.; Zhao, Z.; Altman, M. B.; Lopez-Colon, D.; Yang, C. J.; Chang, L. J.; Liu, C.; Tan, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2013, 52, 1472-1476 10.1002/anie.201207063
15. Zhang, H.; Song, Y.; Zou, Y.; Ge, Y.; An, Y.; Ma, Y.; Zhu, Z.; Yang, C. J. Chem. Commun. 2014, 50, 4891-4894 10.1039/c4cc01528b
16. Lee, J. H.; Yigit, M. V.; Mazumdar, D.; Lu, Y. Adv. Drug Delivery Rev. 2010, 62, 592-605 10.1016/j.addr.2010.03.003
17. Liu, X. Q.; Aizen, R.; Freeman, R.; Yehezkeli, O.; Willner, I. ACS Nano 2012, 6, 3553-3563 10.1021/nn300598q
18. Ferguson, B. S.; Hoggarth, D. A.; Maliniak, D.; Ploense, K.; White, R. J.; Woodward, N.; Hsieh, K.; Bonham, A. J.; Eisenstein, M.; Kippin, T. E.; Plaxco, K. W.; Soh, H. T. Sci. Transl. Med. 2013, 5, 213ra165 10.1126/scitranslmed.3007095
19. Wu, C.; Chen, T.; Han, D.; You, M.; Peng, L.; Cansiz, S.; Zhu, G.; Li, C.; Xiong, X.; Jimenez, E.; Yang, C. J.; Tan, W. ACS Nano 2013, 7, 5724-5731 10.1021/nn402517v
20. Cho, M.; Soo Oh, S.; Nie, J.; Stewart, R.; Eisenstein, M.; Chambers, J.; Marth, J. D.; Walker, F.; Thomson, J. A.; Soh, H. T. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 18460-18465 10.1073/pnas.1315866110
21. Wang, J. P.; Gong, Q.; Maheshwari, N.; Eisenstein, M.; Arcila, M. L.; Kosik, K. S.; Soh, H. T. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 4796-4801 10.1002/anie.201309334
22. Zhou, W.; Huang, P. J.; Ding, J.; Liu, J. Analyst 2014, 139, 2627-2640 10.1039/c4an00132j
23. Wang, R.; Zhu, G.; Mei, L.; Xie, Y.; Ma, H.; Ye, M.; Qing, F. L.; Tan, W. J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 2731-4 10.1021/ja4117395
24. Zhu, G.; Zheng, J.; Song, E.; Donovan, M.; Zhang, K.; Liu, C.; Tan, W. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2013, 110, 7998-8003 10.1073/pnas.1220817110
25. Tong, P.; Zhang, L.; Xu, J. J.; Chen, H. Y. Biosens. Bioelectron. 2011, 29, 97-101 10.1016/j.bios.2011.07.075
26. Stojanovic, M. N.; de Prada, P.; Landry, D. W. J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 4928-4931 10.1021/ja0038171
27. Lu, C.-H.; Wang, F.; Willner, I. Chem. Sci. 2012, 3, 2616-2622 10.1039/c2sc20426f
28. Rosi, N. L.; Mirkin, C. A. Chem. Rev. 2005, 105, 1547-1562 10.1021/cr030067f
29. Soh, J. H.; Gao, Z. Metal Nanoparticles in Biomedical Applications. In Complex-Shaped Metal Nanoparticles; Sau, T. K.; Rogach, A. L., Eds.; Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA: Weinheim, Germany, 2012; pp 477-519.
30. Elghanian, R.; Storhoff, J. J.; Mucic, R. C.; Letsinger, R. L.; Mirkin, C. A. Science 1997, 277, 1078-1081 10.1126/science.277.5329.1078
31. Roy, S.; Soh, J. H.; Gao, Z. Q. Lab Chip 2011, 11, 1886-1894 10.1039/c0lc00638f
32. Laromaine, A.; Koh, L. L.; Murugesan, M.; Ulijn, R. V.; Stevens, M. M. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 4156-4157 10.1021/ja0706504
33. Aili, D.; Enander, K.; Rydberg, J.; Nesterenko, I.; Bjorefors, F.; Baltzer, L.; Liedberg, B. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5780-5788 10.1021/ja711330f
34. Chen, S.-J.; Huang, Y.-F.; Huang, C.-C.; Lee, K.-H.; Lin, Z.-H.; Chang, H.-T. Biosens. Bioelectron. 2008, 23, 1749-1753 10.1016/j.bios.2008.02.008
35. Xia, F.; Zuo, X.; Yang, R.; Xiao, Y.; Kang, D.; Vallee-Belisle, A.; Gong, X.; Yuen, J. D.; Hsu, B. B.; Heeger, A. J.; Plaxco, K. W. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2010, 107, 10837-10841 10.1073/pnas.1005632107
36. Williams, R. H.; Maggiore, J. A.; Shah, S. M.; Erickson, T. B.; Negrusz, A. J. Anal. Toxicol. 2000, 24, 478-481 10.1093/jat/24.7.478
37. Boulware, M. I.; Mermelstein, P. G. Drug News Perspect. 2005, 18, 631-637 10.1358/dnp.2005.18.10.959577
38. Cruz-Aguado, J. A.; Penner, G. J. Agric. Food Chem. 2008, 56, 10456-61 10.1021/jf801957h
39. Wang, Z. D.; Zhang, J. Q.; Ekman, J. M.; Kenis, P. J. A.; Lu, Y. Nano Lett. 2010, 10, 1886-1891 10.1021/nl100675p
40. Barthelmebs, L.; Jonca, J.; Hayat, A.; Prieto-Simon, B.; Marty, J. L. Food Control 2011, 22, 737-743 10.1016/j.foodcont.2010.11.005
41. Kuang, H.; Chen, W.; Xu, D. H.; Xu, L. G.; Zhu, Y. Y.; Liu, L. Q.; Chu, H. Q.; Peng, C. F.; Xu, C. L.; Zhu, S. F. Biosens. Bioelectron. 2010, 26, 710-716 10.1016/j.bios.2010.06.058
42. Bonel, L.; Vidal, J. C.; Duato, P.; Castillo, J. R. Biosens. Bioelectron. 2011, 26, 3254-3259 10.1016/j.bios.2010.12.036
43. Barthelmebs, L.; Hayat, A.; Limiadi, A. W.; Marty, J. L.; Noguer, T. Sens. Actuators, B 2011, 156, 932-937 10.1016/j.snb.2011.03.008
44. Yang, C.; Wang, Y.; Marty, J. L.; Yang, X. R. Biosens. Bioelectron. 2011, 26, 2724-2727 10.1016/j.bios.2010.09.032
45. Lee, J.; Jeon, C. H.; Ahn, S. J.; Ha, T. H. Analyst 2014, 139, 1622-1627 10.1039/c3an01639k
46. Gupta, R. C. Ochratoxins and Citrinin. In Veterinary Toxicology, 2 nd ed.; Gupta, R. C., Ed.; Academic Press: Boston, MA, 2012; pp 1220-1226.
47. Visconti, A.; Bottalico, A. J. Agric. Food Chem. 1983, 31, 1122-1123 10.1021/jf00119a050
48. Scheuer, R.; Gareis, M. Mycotoxin Res. 2002, 18, 62-66 10.1007/BF02946698
49. Tabata, S.; Iida, K.; Kimura, K.; Iwasaki, Y.; Nakazato, M.; Kamata, K.; Hirokado, M. Shokuhin Eiseigaku Zasshi 2008, 49, 111-115 10.3358/shokueishi.49.111
50. Visconti, A.; Pascale, M.; Centonze, G. J. Chromatogr. A 1999, 864, 89-101 10.1016/S0021-9673(99)00996-6
51. Prieto-Simon, B.; Campas, M.; Marty, J. L.; Noguer, T. Biosens. Bioelectron. 2008, 23, 995-1002 10.1016/j.bios.2007.10.002
52. Fernandez, P.; Lafuente, N.; Bermejo, A. M.; Lopez-Rivadulla, M.; Cruz, A. J. Anal. Toxicol. 1996, 20, 224-228 10.1093/jat/20.4.224
53. Phillips, D. L.; Tebbett, I. R.; Bertholf, R. L. J. Anal. Toxicol. 1996, 20, 305-308 10.1093/jat/20.5.305
54. Verstraete, A. G. Ther. Drug Monit. 2004, 26, 200-205 10.1097/00007691-200404000-00020
55. Kim, Y. S.; Jung, H. S.; Matsuura, T.; Lee, H. Y.; Kawai, T.; Gu, M. B. Biosens. Bioelectron. 2007, 22, 2525-2531 10.1016/j.bios.2006.10.004
56. Lewis, J. G. Clin. Biochem. Rev. 2006, 27, 139-146
57. Colditz, G. A. J. Natl. Cancer. I 1998, 90, 814-823 10.1093/jnci/90.11.814
58. Yeh, C. K.; Christodoulides, N. J.; Floriano, P. N.; Miller, C. S.; Ebersole, J. L.; Weigum, S. E.; McDevitt, J.; Redding, S. W. Tex. Dent. J. 2010, 127, 651-661
59. Peters, J. R.; Walker, R. F.; Riad-Fahmy, D.; Hall, R. Clin. Endocrinol. 1982, 17, 583-592 10.1111/j.1365-2265.1982.tb01631.x
60. Wang, D. Y.; Fantl, V. E.; Habibollahi, F.; Clark, G. M.; Fentiman, I. S.; Hayward, J. L.; Bulbrook, R. D. Eur. J. Cancer Clin. Oncol. 1986, 22, 427-433 10.1016/0277-5379(86)90108-2
61. Crosley, L. K.; Duthie, S. J.; Polley, A. C.; Bouwman, F. G.; Heim, C.; Mulholland, F.; Horgan, G.; Johnson, I. T.; Mariman, E. C.; Elliott, R. M.; Daniel, H.; de Roos, B. Genes Nutr. 2009, 4, 95-102 10.1007/s12263-009-0121-x
62. Choe, J. K.; Khandawood, F. S.; Dawood, M. Y. Am. J. Obstet. Gynecol. 1983, 147, 557-562
63. Tamate, K.; Charleton, M.; Gosling, J. P.; Egan, D.; Ishikawa, M.; Fottrell, P. F.; Kane, M. M. Clin. Chem. 1997, 43, 1159-1164
64. Lu, Y. C.; Bentley, G. R.; Gann, P. H.; Hodges, K. R.; Chatterton, R. T. Fertil. Steril. 1999, 71, 863-868 10.1016/S0015-0282(99)00093-X
65. Gatti, R.; Antonelli, G.; Prearo, M.; Spinella, P.; Cappellin, E.; De Palo, E. F. Clin. Biochem. 2009, 42, 1205-1217 10.1016/j.clinbiochem.2009.04.011
66. Papanicolaou, D. A.; Mullen, N.; Kyrou, I.; Nieman, L. K. J. Clin. Endocrinol. Metab. 2002, 87, 4515-4521 10.1210/jc.2002-020534
67. Groschl, M. Clin. Chem. 2008, 54, 1759-1769 10.1373/clinchem.2008.108910