A Segregated, Partially Oxidized, and Compact Ag10 Cluster within an Encapsulating DNA Host

Journal of the American Chemical Society

Volumn 138, Issue 10, 2016, Pages 3469-3477

  Petty, Jeffrey T ^a   Sergev, Orlin O ^a   Ganguly, Mainak ^a   Rankine, Ian J ^a   Chevrier, Daniel M ^b   Zhang, Peng ^b  

^a FURMAN UNIVERSITY   (United States)

^b DALHOUSIE UNIVERSITY   (Canada)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA; SILVER;

CHEMISTRY; OXIDATION REDUCTION REACTION; X RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

DNA; OXIDATION-REDUCTION; SILVER; X-RAY ABSORPTION SPECTROSCOPY;

EID: 84961267099     PISSN: 00027863     EISSN: 15205126     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/jacs.5b13124     Document Type: Article

References (112)

1. Bakr, O. M.; Amendola, V.; Aikens, C. M.; Wenseleers, W.; Li, R.; Dal Negro, L.; Schatz, G. C.; Stellacci, F. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 5921-5926 10.1002/anie.200900298
2. Lecoultre, S.; Rydlo, A.; Buttet, J.; Félix, C.; Gilb, S.; Harbich, W. J. Chem. Phys. 2011, 134, 184504 10.1063/1.3589357
3. Joshi, C. P.; Bootharaju, M. S.; Bakr, O. M. J. Phys. Chem. Lett. 2015, 6, 3023-3035 10.1021/acs.jpclett.5b00934
4. Joshi, C. P.; Bootharaju, M. S.; Alhilaly, M. J.; Bakr, O. M. J. Am. Chem. Soc. 2015, 137, 11578-11581 10.1021/jacs.5b07088
5. Conn, B. E.; Desireddy, A.; Atnagulov, A.; Wickramasinghe, S.; Bhattarai, B.; Yoon, B.; Barnett, R. N.; Abdollahian, Y.; Kim, Y. W.; Griffith, W. P.; Oliver, S. R. J.; Landman, U.; Bigioni, T. P. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 11238-11249 10.1021/jp512237b
6. Zheng, K.; Yuan, X.; Goswami, N.; Zhang, Q.; Xie, J. RSC Adv. 2014, 4, 60581-60596 10.1039/C4RA12054J
7. Obliosca, J. M.; Babin, M. C.; Liu, C.; Liu, Y. L.; Chen, Y. A.; Batson, R. A.; Ganguly, M.; Petty, J. T.; Yeh, H. C. ACS Nano 2014, 8, 10150-10160 10.1021/nn505338e
8. Ashenfelter, B. A.; Desireddy, A.; Yau, S. H.; Goodson, T.; Bigioni, T. P. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 20728-20734 10.1021/acs.jpcc.5b05735
9. Lavis, L. D.; Raines, R. T. ACS Chem. Biol. 2008, 3, 142-155 10.1021/cb700248m
10. Lavis, L. D.; Raines, R. T. ACS Chem. Biol. 2014, 9, 855-866 10.1021/cb500078u
11. Resch-Genger, U.; Grabolle, M.; Cavaliere-Jaricot, S.; Nitschke, R.; Nann, T. Nat. Methods 2008, 5, 763-775 10.1038/nmeth.1248
12. Wegner, K. D.; Hildebrandt, N. Chem. Soc. Rev. 2015, 44, 4792-4834 10.1039/C4CS00532E
13. Enterina, J. R.; Wu, L.; Campbell, R. E. Curr. Opin. Chem. Biol. 2015, 27, 10-17 10.1016/j.cbpa.2015.05.001
14. Zheng, J.; Zhou, C.; Yu, M.; Liu, J. Nanoscale 2012, 4, 4073-4083 10.1039/c2nr31192e
15. Bousquet, B.; Cherif, M.; Huang, K.; Rabilloud, F. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 4268-4277 10.1021/jp512209p
16. Petty, J. T.; Zheng, J.; Hud, N. V.; Dickson, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 5207-5212 10.1021/ja031931o
17. Gwinn, E.; Schultz, D.; Copp, S.; Swasey, S. Nanomaterials 2015, 5, 180-207 10.3390/nano5010180
18. Liu, J. TrAC, Trends Anal. Chem. 2014, 58, 99-111 10.1016/j.trac.2013.12.014
19. Petty, J. T.; Story, S. P.; Hsiang, J. C.; Dickson, R. M. J. Phys. Chem. Lett. 2013, 4, 1148-1155 10.1021/jz4000142
20. Obliosca, J. M.; Liu, C.; Batson, R. A.; Babin, M. C.; Werner, J. H.; Yeh, H.-C. Biosensors 2013, 3, 185-200 10.3390/bios3020185
21. Latorre, A.; Somoza, á. ChemBioChem 2012, 13, 951-958 10.1002/cbic.201200053
22. Han, B. Y.; Wang, E. K. Anal. Bioanal. Chem. 2012, 402, 129-138 10.1007/s00216-011-5307-6
23. Daune, M.; Dekker, C. A.; Schachman, H. K. Biopolymers 1966, 4, 51-76 10.1002/bip.1966.360040107
24. Jensen, R. H.; Davidson, N. Biopolymers 1966, 4, 17-32 10.1002/bip.1966.360040104
25. Petty, J. T.; Sergev, O. O.; Kantor, A. G.; Rankine, I. J.; Ganguly, M.; David, F. D.; Wheeler, S. K.; Wheeler, J. F. Anal. Chem. 2015, 87, 5302-5309 10.1021/acs.analchem.5b01265
26. Brust, M.; Walker, M.; Bethell, D.; Schiffrin, D. J.; Whyman, R. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1994, 0, 801-802 10.1039/C39940000801
27. Vosch, T.; Antoku, Y.; Hsiang, J.-C.; Richards, C. I.; Gonzalez, J. I.; Dickson, R. M. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2007, 104, 12616-12621 10.1073/pnas.0610677104
28. Richards, C. I.; Choi, S.; Hsiang, J.-C.; Antoku, Y.; Vosch, T.; Bongiorno, A.; Tzeng, Y.-L.; Dickson, R. M. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5038-5039 10.1021/ja8005644
29. Sharma, J.; Yeh, H. C.; Yoo, H.; Werner, J. H.; Martinez, J. S. Chem. Commun. 2010, 46, 3280-3282 10.1039/b927268b
30. Schultz, D.; Gardner, K.; Oemrawsingh, S. S. R.; Markešević, N.; Olsson, K.; Debord, M.; Bouwmeester, D.; Gwinn, E. Adv. Mater. 2013, 25, 2797-2803 10.1002/adma.201204624
31. Copp, S. M.; Bogdanov, P.; Debord, M.; Singh, A.; Gwinn, E. Adv. Mater. 2014, 26, 5839-5845 10.1002/adma.201401402
32. Yeh, H. C.; Sharma, J.; Han, J. J.; Martinez, J. S.; Werner, J. H. Nano Lett. 2010, 10, 3106-3110 10.1021/nl101773c
33. Petty, J. T.; Sengupta, B.; Story, S. P.; Degtyareva, N. N. Anal. Chem. 2011, 83, 5957-5964 10.1021/ac201321m
34. Petty, J. T.; Giri, B.; Miller, I. C.; Nicholson, D. A.; Sergev, O. O.; Banks, T. M.; Story, S. P. Anal. Chem. 2013, 85, 2183-2190 10.1021/ac303531y
35. Petty, J. T.; Sergev, O. O.; Nicholson, D. A.; Goodwin, P. M.; Giri, B.; McMullan, D. R. Anal. Chem. 2013, 85, 9868-9876 10.1021/ac4028559
36. Chevrier, D. M.; Yang, R.; Chatt, A.; Zhang, P. Nanotechnol. Rev. 2015, 4, 193 10.1515/ntrev-2015-0007
37. Bonacic-Koutecky, V.; Veyret, V.; Mitric, R. J. Chem. Phys. 2001, 115, 10450-10460 10.1063/1.1415077
38. Gell, L.; Kulesza, A.; Petersen, J.; Röhr, M. I. S.; Mitrić, R.; Bonačić-Koutecký, V. J. Phys. Chem. C 2013, 117, 14824-14831 10.1021/jp402931w
39. Aikens, C. M. J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 99-104 10.1021/jz101499g
40. Padmos, J. D.; Zhang, P. J. Phys. Chem. C 2012, 116, 23094-23101 10.1021/jp3075332
41. MacDonald, M. A.; Chevrier, D. M.; Zhang, P.; Qian, H.; Jin, R. J. Phys. Chem. C 2011, 115, 15282-15287 10.1021/jp204922m
42. Mann, M.; Meng, C. K.; Fenn, J. B. Anal. Chem. 1989, 61, 1702-1708 10.1021/ac00190a023
43. Griffeycor, R. H.; Sasmor, H.; Greig, M. J. J. Am. Soc. Mass Spectrom. 1997, 8, 155-160 10.1016/S1044-0305(96)00200-0
44. Huber, C. G.; Oberacher, H. Mass Spectrom. Rev. 2001, 20, 310-343 10.1002/mas.10011
45. Zhang, P.; Sham, T. K. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 245502 10.1103/PhysRevLett.90.245502
46. Ankudinov, A. L.; Ravel, B.; Rehr, J. J.; Conradson, S. D. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1998, 58, 7565-7576 10.1103/PhysRevB.58.7565
47. Newville, M.; Boyanov, B. I.; Sayers, D. E. J. Synchrotron Radiat. 1999, 6, 264-265 10.1107/S0909049598018147
48. Newville, M. J. Synchrotron Radiat. 2001, 8, 322-324 10.1107/S0909049500016964
49. Ravel, B.; Newville, M. J. Synchrotron Radiat. 2005, 12, 537-541 10.1107/S0909049505012719
50. Padmos, J. D.; Personick, M. L.; Tang, Q.; Duchesne, P. N.; Jiang, D.-E.; Mirkin, C. A.; Zhang, P. Nat. Commun. 2015, 6, 7664 10.1038/ncomms8664
51. Leroy, J. L.; Gehring, K.; Kettani, A.; Gueron, M. Biochemistry 1993, 32, 6019-6031 10.1021/bi00074a013
52. Yamane, T.; Davidson, N. Biochim. Biophys. Acta 1962, 55, 609-621 10.1016/0006-3002(62)90839-9
53. Guo, J.; Kumar, S.; Bolan, M.; Desireddy, A.; Bigioni, T. P.; Griffith, W. P. Anal. Chem. 2012, 84, 5304-5308 10.1021/ac300536j
54. Ritchie, C. M.; Johnsen, K. R.; Kiser, J. R.; Antoku, Y.; Dickson, R. M.; Petty, J. T. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 175-181 10.1021/jp0648487
55. Sengupta, B.; Ritchie, C. M.; Buckman, J. G.; Johnsen, K. R.; Goodwin, P. M.; Petty, J. T. J. Phys. Chem. C 2008, 112, 18776-18782 10.1021/jp804031v
56. Koszinowski, K.; Ballweg, K. Chem.-Eur. J. 2010, 16, 3285-3290 10.1002/chem.200902743
57. Copp, S. M.; Schultz, D.; Swasey, S.; Pavlovich, J.; Debord, M.; Chiu, A.; Olsson, K.; Gwinn, E. J. Phys. Chem. Lett. 2014, 5, 959-963 10.1021/jz500146q
58. Yergey, J.; Heller, D.; Hansen, G.; Cotter, R. J.; Fenselau, C. Anal. Chem. 1983, 55, 353-356 10.1021/ac00253a037
59. Kilgour, D. P. A.; Van Orden, S. L.; Tran, B. Q.; Goo, Y. A.; Goodlett, D. R. Anal. Chem. 2015, 87, 5797-5801 10.1021/acs.analchem.5b01032
60. Brownawell, M. L.; San Filippo, J. J. Chem. Educ. 1982, 59, 663 10.1021/ed059p663
61. Comeau, A. N.; Liu, J.; Khadka, C. B.; Corrigan, J. F.; Konermann, L. Anal. Chem. 2013, 85, 1200-1207 10.1021/ac3031674
62. Greig, M. J.; Gaus, H.-J.; Griffey, R. H. Rapid Commun. Mass Spectrom. 1996, 10, 47-50 10.1002/(SICI)1097-0231(19960115)10:1<47::AID-RCM436>3.0.CO;2-M
63. Manning, G. S. Q. Rev. Biophys. 1978, 11, 179-246 10.1017/S0033583500002031
64. Shui, X.; McFail-Isom, L.; Hu, G. G.; Williams, L. D. Biochemistry 1998, 37, 8341-8355 10.1021/bi973073c
65. Swasey, S. M.; Karimova, N.; Aikens, C. M.; Schultz, D. E.; Simon, A. J.; Gwinn, E. G. ACS Nano 2014, 8, 6883-6892 10.1021/nn5016067
66. Dolamic, I.; Knoppe, S.; Dass, A.; Bürgi, T. Nat. Commun. 2012, 3, 798 10.1038/ncomms1802
67. Soto-Verdugo, V.; Metiu, H.; Gwinn, E. J. Chem. Phys. 2010, 132, 195102 10.1063/1.3419930
68. Knoppe, S.; Bürgi, T. Acc. Chem. Res. 2014, 47, 1318-1326 10.1021/ar400295d
69. Nilsson, K. B.; Persson, I.; Kessler, V. G. Inorg. Chem. 2006, 45, 6912-6921 10.1021/ic060175v
70. Kistenmacher, T. J.; Rossi, M.; Marzilli, L. G. Inorg. Chem. 1979, 18, 240-244 10.1021/ic50192a007
71. Menzer, S.; Sabat, M.; Lippert, B. J. Am. Chem. Soc. 1992, 114, 4644-4649 10.1021/ja00038a030
72. Yamaguchi, T.; Wakita, H.; Nomura, M. J. Chem. Soc., Chem. Commun. 1988, 433-434 10.1039/c39880000433
73. Cardini, G.; Muniz-Miranda, M.; Schettino, V. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 17007-17011 10.1021/jp046661q
74. Eichhorn, G. L.; Butzow, J. J.; Clark, P.; Tarien, E. Biopolymers 1967, 5, 283-296 10.1002/bip.1967.360050306
75. Shin, Y. A.; Eichhorn, G. L. Biopolymers 1980, 19, 539-556 10.1002/bip.1980.360190308
76. Schmidbaur, H.; Schier, A. Angew. Chem., Int. Ed. 2015, 54, 746-784 10.1002/anie.201405936
77. Desireddy, A.; Conn, B. E.; Guo, J.; Yoon, B.; Barnett, R. N.; Monahan, B. M.; Kirschbaum, K.; Griffith, W. P.; Whetten, R. L.; Landman, U.; Bigioni, T. P. Nature 2013, 501, 399-402 10.1038/nature12523
78. Yang, H.; Wang, Y.; Huang, H.; Gell, L.; Lehtovaara, L.; Malola, S.; Häkkinen, H.; Zheng, N. Nat. Commun. 2013, 4, 2422 10.1038/ncomms3422
79. Bondi, A. J. Phys. Chem. 1964, 68, 441-451 10.1021/j100785a001
80. Belanger-Gariepy, F.; Beauchamp, A. L. J. Am. Chem. Soc. 1980, 102, 3461-3464 10.1021/ja00530a025
81. Petty, J. T.; Nicholson, D. A.; Sergev, O. O.; Graham, S. K. Anal. Chem. 2014, 86, 9220-9228 10.1021/ac502192w
82. Jansen, M. Angew. Chem., Int. Ed. Engl. 1987, 26, 1098-1110 10.1002/anie.198710981
83. Lewis, G. N. J. Am. Chem. Soc. 1916, 38, 762-785 10.1021/ja02261a002
84. Kossel, W. Ann. Phys. 1916, 354, 229-362 10.1002/andp.19163540302
85. Linke, C.; Jansen, M. Inorg. Chem. 1994, 33, 2614-2616 10.1021/ic00090a022
86. Behrens, P.; Assmann, S.; Bilow, U.; Linke, C.; Jansen, M. Z. Anorg. Allg. Chem. 1999, 625, 111-116 10.1002/(SICI)1521-3749(199901)625:1<111::AID-ZAAC111>3.3.CO;2-Z
87. Kikukawa, Y.; Kuroda, Y.; Suzuki, K.; Hibino, M.; Yamaguchi, K.; Mizuno, N. Chem. Commun. 2013, 49, 376-378 10.1039/C2CC37591E
88. Kim, Y.; Seff, K. J. Am. Chem. Soc. 1977, 99, 7055-7057 10.1021/ja00463a047
89. Kulesza, A.; Mitrić, R.; Bonačić-Koutecký, V.; Bellina, B.; Compagnon, I.; Broyer, M.; Antoine, R.; Dugourd, P. Angew. Chem., Int. Ed. 2011, 50, 878-881 10.1002/anie.201005419
90. Yang, H.; Lei, J.; Wu, B.; Wang, Y.; Zhou, M.; Xia, A.; Zheng, L.; Zheng, N. Chem. Commun. 2013, 49, 300-302 10.1039/C2CC37347E
91. Argay, G.; Naraysza, I. Acta Chim. Acad. Sci. Hung. 1966, 49, 329
92. Schreyer, M.; Jansen, M. Angew. Chem., Int. Ed. 2002, 41, 643-646 10.1002/1521-3773(20020215)41:4<643::AID-ANIE643>3.0.CO;2-U
93. Nuss, J.; Dietrich, V.; Curda, J.; Jansen, M. Z. Anorg. Allg. Chem. 2014, 640, 1063-1068 10.1002/zaac.201400050
94. Johannes, M. D.; Streltsov, S.; Mazin, I. I.; Khomskii, D. I. Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 2007, 75, 180404 10.1103/PhysRevB.75.180404
95. Chevrier, D. M.; Zeng, C. J.; Jin, R. C.; Chatt, A.; Zhang, P. J. Phys. Chem. C 2015, 119, 1217-1223 10.1021/jp509296w
96. Knoppe, S.; Malola, S.; Lehtovaara, L.; Bürgi, T.; Häkkinen, H. J. Phys. Chem. A 2013, 117, 10526-10533 10.1021/jp407494v
97. de Heer, W. A. Rev. Mod. Phys. 1993, 65, 611-676 10.1103/RevModPhys.65.611
98. Zheng, J.; Nicovich, P. R.; Dickson, R. M. Annu. Rev. Phys. Chem. 2007, 58, 409 10.1146/annurev.physchem.58.032806.104546
99. Walter, M.; Akola, J.; Lopez-Acevedo, O.; Jadzinsky, P. D.; Calero, G.; Ackerson, C. J.; Whetten, R. L.; Gronbeck, H.; Häkkinen, H. Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. 2008, 105, 9157-9162 10.1073/pnas.0801001105
100. Guidez, E. B.; Aikens, C. M. Nanoscale 2012, 4, 4190-4198 10.1039/c2nr30253e
101. Johnson, H. E.; Aikens, C. M. J. Phys. Chem. A 2009, 113, 4445-4450 10.1021/jp811075u
102. Baletto, F.; Ferrando, R. Rev. Mod. Phys. 2005, 77, 371-423 10.1103/RevModPhys.77.371
103. Gautier, C.; Bürgi, T. ChemPhysChem 2009, 10, 483-492 10.1002/cphc.200800709
104. Sánchez-Castillo, A.; Noguez, C.; Garzón, I. L. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1504-1505 10.1021/ja907365f
105. Yao, H.; Fukui, T.; Kimura, K. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 14968-14976 10.1021/jp074830b
106. Provorse, M. R.; Aikens, C. M. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 1302-1310 10.1021/ja906884m
107. Varani, G. Annu. Rev. Biophys. Biomol. Struct. 1995, 24, 379-404 10.1146/annurev.bb.24.060195.002115
108. Mirkin, C. A.; Letsinger, R. L.; Mucic, R. C.; Storhoff, J. J. Nature 1996, 382, 607-609 10.1038/382607a0
109. Alivisatos, A. P.; Johnsson, K. P.; Peng, X.; Wilson, T. E.; Loweth, C. J.; Bruchez, M. P.; Schultz, P. G. Nature 1996, 382, 609-611 10.1038/382609a0
110. Johannsen, S.; Megger, N.; Böhme, D.; Sigel, R. K. O.; Müller, J. Nat. Chem. 2010, 2, 229-234 10.1038/nchem.512
111. Zhang, P. J. Phys. Chem. C 2014, 118, 25291-25299 10.1021/jp507739u
112. Henglein, A.; Mulvaney, P.; Linnert, T. Faraday Discuss. 1991, 92, 31-44 10.1039/fd9919200031