Multitriggered Shape-Memory Acrylamide-DNA Hydrogels

Journal of the American Chemical Society

Volumn 137, Issue 50, 2015, Pages 15723-15731

  Lu, Chun Hua ^a   Guo, Weiwei ^a   Hu, Yuwei ^a   Qi, Xiu Juan ^a,b   Willner, Itamar ^a  

^a HEBREW UNIVERSITY OF JERUSALEM   (Israel)

^b FUZHOU UNIVERSITY   (China)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

AMIDES; DISSOCIATION; NUCLEIC ACIDS; QUANTUM ENTANGLEMENT;

BRIDGING UNITS; CONTROLLED RELEASE; CYCLIC TRANSITIONS; G-QUADRUPLEXES; HYBRID STRUCTURE; HYDROGEL STRUCTURE; SHAPE MEMORY; STIMULI-RESPONSIVE;

HYDROGELS;

ACRYLAMIDE; DNA; GUANINE QUADRUPLEX; POTASSIUM ION; HYDROGEL;

ARTICLE; CONTROLLED STUDY; HYBRIDIZATION; HYDROGEL; PARTICLE SIZE; SCANNING ELECTRON MICROSCOPY; CHEMISTRY;

ACRYLAMIDE; DNA; HYDROGELS;

EID: 84952802269     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b06510     Document Type: Article

References (81)

1. Lendlein, A.; Kelch, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 2034 10.1002/1521-3773(20020617)41:12<2034::AID-ANIE2034>3.0.CO;2-M
2. Liu, C.; Qin, H.; Mather, P. T. J. Mater. Chem. 2007, 17, 1543 10.1039/b615954k
3. Yoshida, M.; Langer, R.; Lendlein, A.; Lahann, J. J. Macromol. Sci., Polym. Rev. 2006, 46, 347 10.1080/15583720600945394
4. Meng, H.; Li, G. Polymer 2013, 54, 2199 10.1016/j.polymer.2013.02.023
5. Julich-Gruner, K. K.; Löwenberg, C.; Neffe, A. T.; Behl, M.; Lendlein, A. Macromol. Chem. Phys. 2013, 214, 527 10.1002/macp.201200607
6. Mohr, R.; Kratz, K.; Weigel, T.; Lucka-Gabor, M.; Moneke, M.; Lendlein, A. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2006, 103, 3540 10.1073/pnas.0600079103
7. Khaldi, A.; Elliott, J. A.; Smoukov, S. K. J. Mater. Chem. C 2014, 2, 8029 10.1039/C4TC00904E
8. Ge, Q.; Westbrook, K. K.; Mather, P. T.; Dunn, M. L.; Qi, H. J. Smart Mater. Struct. 2013, 22, 055009 10.1088/0964-1726/22/5/055009
9. Paik, I. H.; Goo, N. S.; Jung, Y. C.; Cho, J. W. Smart Mater. Struct. 2006, 15, 1476 10.1088/0964-1726/15/5/037
10. Qiu, Y.; Park, K. Adv. Drug Delivery Rev. 2001, 53, 321 10.1016/S0169-409X(01)00203-4
11. Behl, M.; Zotzmann, J.; Lendlein, A. Adv. Polym. Sci. 2009, 226, 1 10.1007/12-2009-26
12. Koerner, H.; Price, G.; Pearce, N. A.; Alexander, M.; Vaia, R. A. Nat. Mater. 2004, 3, 115 10.1038/nmat1059
13. Lendlein, A.; Langer, R. Science 2002, 296, 1673 10.1126/science.1066102
14. Kunzelman, J.; Chung, T.; Mather, P. T.; Weder, C. J. Mater. Chem. 2008, 18, 1082 10.1039/b718445j
15. Ecker, M.; Pretsch, T. RSC Adv. 2014, 4, 286 10.1039/C3RA45651J
16. Ebara, M.; Uto, K.; Idota, N.; Hoffman, J. M.; Aoyagi, T. Soft Matter 2013, 9, 3074 10.1039/c3sm27243e
17. Pretsch, T.; Ecker, M.; Schildhauer, M.; Maskos, M. J. Mater. Chem. 2012, 22, 7757 10.1039/c2jm16204k
18. Wang, F.; Lu, C. H.; Willner, I. Chem. Rev. 2014, 114, 2881 10.1021/cr400354z
19. Liu, D.; Balasubramanian, S. Angew. Chem., Int. Ed. 2003, 42, 5734 10.1002/anie.200352402
20. Sharma, J.; Chhabra, R.; Yan, H.; Liu, Y. Chem. Commun. 2007, 477 10.1039/B612707J
21. Wang, W.; Yang, Y.; Cheng, E.; Zhao, M.; Meng, H.; Liu, D.; Zhou, D. Chem. Commun. 2009, 824 10.1039/b813064g
22. Wang, C.; Huang, Z.; Lin, Y.; Ren, J.; Qu, X. Adv. Mater. 2010, 22, 2792 10.1002/adma.201000445
23. Elbaz, J.; Shimron, S.; Willner, I. Chem. Commun. 2010, 46, 1209 10.1039/b919417g
24. Wang, X.; Huang, J.; Zhou, Y.; Yan, S.; Weng, X.; Wu, X.; Deng, M.; Zhou, X. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 5305 10.1002/anie.201002290
25. Shimron, S.; Magen, N.; Elbaz, J.; Willner, I. Chem. Commun. 2011, 47, 8787 10.1039/c1cc12795k
26. Monchaud, D.; Yang, P.; Lacroix, L.; Teulade-Fichou, M. P.; Mergny, J. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 4858 10.1002/anie.200800468
27. Ono, A.; Cao, S. Q.; Togashi, H.; Tashiro, M.; Fujimoto, T.; Machinami, T.; Oda; Miyake, S. Y.; Okamoto, I.; Tanaka, Y. Chem. Commun. 2008, 4825 10.1039/b808686a
28. Han, D.; Kim, Y. R.; Oh, J. W.; Kim, T. H.; Mahajan, R. K.; Kim, J. S.; Kim, H. Analyst 2009, 134, 1857 10.1039/b908457f
29. Li, T.; Shi, L.; Wang, E.; Dong, S. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 3347 10.1002/chem.200900056
30. Shimron, S.; Elbaz, J.; Henning, A.; Willner, I. Chem. Commun. 2010, 46, 3250 10.1039/b926003j
31. Liu, Y.; Sen, D. J. Mol. Biol. 2004, 341, 887 10.1016/j.jmb.2004.06.060
32. Liang, X.; Nishioka, H.; Takenaka, N.; Asanuma, H. ChemBioChem 2008, 9, 702 10.1002/cbic.200700649
33. Kang, H.; Liu, H.; Phillips, J. A.; Cao, Z.; Kim, Y.; Chen, Y.; Yang, Z.; Li, J.; Tan, W. Nano Lett. 2009, 9, 2690 10.1021/nl9011694
34. Han, D.; Huang, J.; Zhu, Z.; Yuan, Q.; You, M.; Chen, Y.; Tan, W. Chem. Commun. 2011, 47, 4670 10.1039/c1cc10893j
35. Yang, Y.; Endo, M.; Hidaka, K.; Sugiyama, H. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 20645 10.1021/ja307785r
36. You, M.; Huang, F.; Chen, Z.; Wang, R. W.; Tan, W. ACS Nano 2012, 6, 7935 10.1021/nn302388e
37. Zou, Y.; Chen, J.; Zhu, Z.; Lu, L.; Huang, Y.; Song, Y.; Zhang, H.; Kang, H.; Yang, C. J. Chem. Commun. 2013, 49, 8716 10.1039/c3cc44188a
38. Liu, D.; Bruckbauer, A.; Abell, C.; Balasubramanian, S.; Kang, D. J.; Klenerman, D.; Zhou, D. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2067 10.1021/ja0568300
39. Liedl, T.; Olapinski, M.; Simmel, F. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 5007 10.1002/anie.200600353
40. Meng, H.; Yang, Y.; Chen, Y.; Zhou, Y.; Liu, Y.; Chen, X.; Ma, H.; Tang, Z.; Liu, D.; Jiang, L. Chem. Commun. 2009, 2293 10.1039/b903325d
41. Wang, Z. G.; Elbaz, J.; Willner, I. Nano Lett. 2011, 11, 304 10.1021/nl104088s
42. Gao, X. Y.; Li, X. H.; Xiong, W. M.; Huang, H. M.; Lin, Z. Y.; Qiu, B.; Chen, G. N. Electrochem. Commun. 2012, 24, 9 10.1016/j.elecom.2012.06.039
43. Qi, X. J.; Lu, C. H.; Liu, X.; Shimron, S.; Yang, H. H.; Willner, I. Nano Lett. 2013, 13, 4920 10.1021/nl402873y
44. Li, J.; Tan, W. Nano Lett. 2002, 2, 315 10.1021/nl015713+
45. Niemeyer, C. M.; Adler, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 3779 10.1002/1521-3773(20021018)41:20<3779::AID-ANIE3779>3.0.CO;2-F
46. Uno, S.-N.; Dohno, C.; Bittermann, H.; Malinovskii, V. L.; Häner, R.; Nakatani, K. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 7362 10.1002/anie.200903251
47. Li, T.; Dong, S.; Wang, E. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 13156 10.1021/ja105849m
48. Sannohe, Y.; Endo, M.; Katsuda, Y.; Hidaka, K.; Sugiyama, H. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16311 10.1021/ja1058907
49. Ge, B.; Huang, Y. C.; Sen, D.; Yu, H. Z. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 9965 10.1002/anie.201004946
50. Liu, X.; Niazov-Elkan, A.; Wang, F.; Willner, I. Nano Lett. 2013, 13, 219 10.1021/nl303894h
51. Yurke, B.; Turberfield, A. J.; Mills, A. P., Jr.; Simmel, F. C.; Neumann, J. L. Nature 2000, 406, 605 10.1038/35020524
52. Yan, H.; Zhang, X.; Shen, Z.; Seeman, N. C. Nature 2002, 415, 62 10.1038/415062a
53. Simmel, F. C.; Dittmer, W. U. Small 2005, 1, 284 10.1002/smll.200400111
54. Wang, F.; Liu, X.; Willner, I. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 1098 10.1002/anie.201404652
55. Beissenhirtz, M. K.; Willner, I. Org. Biomol. Chem. 2006, 4, 3392 10.1039/b607033g
56. Bath, J.; Turberfield, A. J. Nat. Nanotechnol. 2007, 2, 275 10.1038/nnano.2007.104
57. Teller, C.; Willner, I. Curr. Opin. Biotechnol. 2010, 21, 376 10.1016/j.copbio.2010.06.001
58. Krishnan, Y.; Simmel, F. C. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 3124 10.1002/anie.200907223
59. Roh, Y. H.; Ruiz, R. C. H.; Peng, S.; Lee, J. B.; Luo, D. Chem. Soc. Rev. 2011, 40, 5730 10.1039/c1cs15162b
60. Liu, J. Soft Matter 2011, 7, 6757 10.1039/c1sm05284e
61. Xiong, X.; Wu, C.; Zhou, C.; Zhu, G.; Chen, Z.; Tan, W. Macromol. Rapid Commun. 2013, 34, 1271 10.1002/marc.201300411
62. Peng, S.; Derrien, T. L.; Cui, J.; Xu, C.; Luo, D. Mater. Today 2012, 15, 5 10.1016/S1369-7021(12)70089-5
63. Um, S. H.; Lee, J. B.; Park, N.; Kwon, S. Y.; Umbach, C. C.; Luo, D. Nat. Mater. 2006, 5, 797 10.1038/nmat1741
64. Wei, B.; Cheng, I.; Luo, K. Q.; Mi, Y. Angew. Chem. 2008, 120, 337 10.1002/ange.200704143
65. Yang, H. H.; Liu, H.; Kang, H.; Tan, W. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 6320 10.1021/ja801339w
66. Zhu, Z.; Wu, C.; Liu, H.; Zou, Y.; Zhang, X.; Kang, H.; Yang, C. J.; Tan, W. Angew. Chem., Int. Ed. 2010, 49, 1052 10.1002/anie.200905570
67. Yan, L.; Zhu, Z.; Zou, Y.; Huang, Y.; Liu, D.; Jia, S.; Xu, D.; Wu, M.; Zhou, Y.; Zhou, S.; Yang, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 3748 10.1021/ja3114714
68. Liedl, T.; Dietz, H.; Yurke, B.; Simmel, F. C. Small 2007, 3, 1688 10.1002/smll.200700366
69. Lu, C. H.; Qi, X. J.; Orbach, R.; Yang, H. H.; Mironi-Harpaz, I.; Seliktar, D.; Willner, I. Nano Lett. 2013, 13, 1298 10.1021/nl400078g
70. Guo, W.; Qi, X. J.; Orbach, R.; Lu, C. H.; Freage, L.; Mironi-Harpaz, I.; Seliktar, D.; Yang, H. H.; Willner, I. Chem. Commun. 2014, 50, 4065 10.1039/c3cc49140d
71. Xing, Y.; Cheng, E.; Yang, Y.; Chen, P.; Zhang, T.; Sun, Y.; Yang, Z.; Liu, D. Adv. Mater. 2011, 23, 1117 10.1002/adma.201003343
72. Lin, H.; Zou, Y.; Huang, Y.; Chen, J.; Zhang, W. Y.; Zhuang, Z.; Jenkins, G.; Yang, C. J. Chem. Commun. 2011, 47, 9312 10.1039/c1cc12290h
73. Guo, W.; Lu, C. H.; Qi, X. J.; Orbach, R.; Fadeev, M.; Yang, H. H.; Willner, I. Angew. Chem., Int. Ed. 2014, 53, 10134 10.1002/anie.201405692
74. Cheng, E.; Xing, Y.; Chen, P.; Yang, Y.; Sun, Y.; Zhou, D.; Xu, L.; Fan, Q.; Liu, D. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 7660 10.1002/anie.200902538
75. Ren, J.; Hu, Y.; Lu, C. H.; Guo, W.; Aleman-Garcia, M. A.; Ricci, F.; Willner, I. Chem. Sci. 2015, 6, 4190 10.1039/C5SC00594A
76. Soontornworajit, B.; Zhou, J.; Zhang, Z.; Wang, Y. Biomacromolecules 2010, 11, 2724 10.1021/bm100774t
77. Joseph, K. A.; Dave, N.; Liu, J. ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 733 10.1021/am101068c
78. He, X.; Wei, B.; Mi, Y. Chem. Commun. 2010, 46, 6308 10.1039/c0cc01392g
79. Lilienthal, S.; Shpilt, Z.; Wang, F.; Orbach, R.; Willner, I. ACS Appl. Mater. Interfaces 2015, 7, 8923 10.1021/acsami.5b02156
80. Lee, J. B.; Peng, S.; Yang, D.; Roh, Y. H.; Funabashi, H.; Park, N.; Rice, E. J.; Chen, L.; Long, R.; Wu, M.; Luo, D. Nat. Nanotechnol. 2012, 7, 816 10.1038/nnano.2012.211
81. Guo, W.; Lu, C. H.; Orbach, R.; Wang, F.; Qi, X.-J.; Cecconello, A.; Seliktar, D.; Willner, I. Adv. Mater. 2015, 27, 73 10.1002/adma.201403702