Nanoparticles with multiple properties for biomedical applications: A strategic guide
Source abstract
Abstract
Abstract The technology to develop nanosized particles offering multiple properties carries tremendous potential for the development of applications in nanomedicine. Nanoparticles providing multimodal detection and/or multifunctionality could be of great interest in imaging applications, targeting, therapy and in vitro diagnostics. The precise control of surface chemistry is particularly important when nanomaterials are brought to interact with biology. Despite recent progress, the multifunctionalization of nanosized objects is still a major challenge for chemists. Here, we propose an overview of nanoparticle functionalization strategies, emphasizing those that permit the incorporation of multiple functions and/or biomolecules on the surface. This review is a general guide to help scientists to design nanoparticles tailored for specific biomedical applications. Multifunctional nanomaterials, ranging from core/shell structures to Janus nanoparticles, are explored and related chemistries are commented. The most promising and preferred materials are listed in relation to their applications and the main surface functionalization strategies are compared. New trends in multifunctionalization using solid-phase methods are also detailed.
Source: openaire · Quality: candidate unverified · Source record ↗
Research context
OpenAlex topics: Gold and Silver Nanoparticles Synthesis and Applications · Pickering emulsions and particle stabilization · Nanoparticle-Based Drug Delivery
SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.
References (100+)
Show source-provided references
1. Liang · Chem. Commun. · 2014 · 50 · 1407110.1039/C4CC03118K ↗
2. Tang · Nano Today · 2013 · 8 · 29010.1016/j.nantod.2013.04.007 ↗
3. Biju · Chem. Soc. Rev. · 2014 · 43 · 74410.1039/C3CS60273G ↗
4. Kryza · Bioconjugate Chem. · 2011 · 22 · 114510.1021/bc1005976 ↗
5. Kunjachan · Chem. Rev. · 2015 · 115 · 1090710.1021/cr500314d ↗
6. Ali · Anal. Chem. · 2011 · 83 · 287710.1021/ac103261y ↗
7. Longmire · Nanomedicine · 2008 · 3 · 70310.2217/17435889.3.5.703 ↗
8. Yu · ACS Nano · 2015 · 9 · 665510.1021/acsnano.5b01320 ↗
9. Di Corato · ACS Nano · 2013 · 7 · 750010.1021/nn401095p ↗
10. Sun · ACS Nano · 2013 · 7 · 1129010.1021/nn405082y ↗
11. Friedman · Curr. Pharm. Des. · 2013 · 19 · 631510.2174/13816128113199990375 ↗
12. Lammers · Br. J. Cancer · 2008 · 99 · 39210.1038/sj.bjc.6604483 ↗
13. Fiandra · ACS Nano · 2013 · 7 · 609210.1021/nn4018922 ↗
14. Hernandez · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 128510.1039/c2cc37370j ↗
15. Mazzucchelli · Angew. Chem. Int. Ed. · 2013 · 52 · 312110.1002/anie.201209662 ↗
16. Qiao · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 803010.1039/c3cc44256j ↗
17. Garanger · Anti Cancer Agents Med. Chem. · 2007 · 7 · 55210.2174/187152007781668706 ↗
18. Arruebo · J. Nanomater. · 2009 · 2009 · 110.1155/2009/439389 ↗
19. Chen · Nanoscale · 2011 · 3 · 54610.1039/C0NR00646G ↗
20. Lonne · Adv. Biochem. Eng. Biotechnol. · 2014 · 140 · 121
21. Lammers · Br. J. Cancer · 2008 · 99 · 90010.1038/sj.bjc.6604561 ↗
22. Curcio · Chem. Commun. · 2012 · 48 · 240010.1039/c2cc17223b ↗
23. Cayre · Soft Matter · 2011 · 7 · 221110.1039/C0SM01072C ↗
24. Torchilin · Nat. Rev. Drug Discov. · 2014 · 13 · 81310.1038/nrd4333 ↗
25. Pennakalathil · Biomacromolecules · 2014 · 15 · 336610.1021/bm500839j ↗
26. Akinc · J. Gene Med. · 2005 · 7 · 65710.1002/jgm.696 ↗
27. Lee · Chem. Rev. · 2015 · 115 · 1063710.1021/acs.chemrev.5b00112 ↗
28. Cheng · Chem. Rev. · 2014 · 114 · 1086910.1021/cr400532z ↗
29. Cui · ACS Nano · 2013 · 7 · 67610.1021/nn304872n ↗
30. Bardhan · Acc. Chem. Res. · 2011 · 44 · 93610.1021/ar200023x ↗
31. Kelkar · Bioconjugate Chem. · 2011 · 22 · 187910.1021/bc200151q ↗
32. de Dios · Anal. Chim. Acta · 2010 · 666 · 110.1016/j.aca.2010.03.038 ↗
33. Perfezou · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 260610.1039/C1CS15134G ↗
34. Qu · Anal. Chem. · 2014 · 86 · 936710.1021/ac502522b ↗
35. Kawde · Electroanalysis · 2004 · 16 · 10110.1002/elan.200302924 ↗
36. Thomson · Biosens. Bioelectron. · 2013 · 50 · 49910.1016/j.bios.2013.06.062 ↗
37. Cobley · Chem. Soc. Rev. · 2011 · 40 · 4410.1039/B821763G ↗
38. Zhou · Chem. Rev. · 2015 · 115 · 1057510.1021/acs.chemrev.5b00100 ↗
39. Cao · Anal. Biochem. · 2011 · 417 · 110.1016/j.ab.2011.05.027 ↗
40. Heuer-Jungemann · Nanoscale · 2013 · 5 · 950310.1039/c3nr03707j ↗
41. Gopinath · Biosens. Bioelectron. · 2014 · 51 · 11510.1016/j.bios.2013.07.037 ↗
42. Liu · Sci. Rep. · 2014 · 4 · 757110.1038/srep07571 ↗
43. Sheng · ACS Nano · 2013 · 7 · 706710.1021/nn4023747 ↗
44. Zhang · Langmuir · 2015 · 31 · 116410.1021/la504365b ↗
45. Mir-Simon · Chem. Mater. · 2015 · 27 · 95010.1021/cm504251h ↗
46. Lane · Chem. Rev. · 2015 · 115 · 1048910.1021/acs.chemrev.5b00265 ↗
47. Chen · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 1159510.1021/ja4035939 ↗
48. Chen · Chem. Commun. · 2012 · 48 · 250110.1039/c2cc17160k ↗
49. Buck · Angew. Chem. Int. Ed. · 2013 · 52 · 615410.1002/anie.201207240 ↗
50. Elsabahy · Chem. Rev. · 2015 · 115 · 1096710.1021/acs.chemrev.5b00135 ↗
51. D'Addio · Adv. Drug Deliv. Rev. · 2011 · 63 · 41710.1016/j.addr.2011.04.005 ↗
52. Elsabahy · Chem. Soc. Rev. · 2012 · 41 · 254510.1039/c2cs15327k ↗
53. Anton · J. Controlled Release · 2008 · 128 · 18510.1016/j.jconrel.2008.02.007 ↗
54. Bergna · 2005
55. Pfeiffer · J. R. Soc. Interface · 2014 · 11 · 2013093110.1098/rsif.2013.0931 ↗
56. Ge · Colloids Surf. B · 2009 · 73 · 29410.1016/j.colsurfb.2009.05.031 ↗
57. Albanese · Annu. Rev. Biomed. Eng. · 2012 · 14 · 110.1146/annurev-bioeng-071811-150124 ↗
58. Gratton · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2008 · 105 · 1161310.1073/pnas.0801763105 ↗
59. Herd · ACS Nano · 2013 · 7 · 196110.1021/nn304439f ↗
60. Rancan · ACS Nano · 2012 · 6 · 682910.1021/nn301622h ↗
61. Lu · Small · 2009 · 5 · 140810.1002/smll.200900005 ↗
62. Kim · RSC Adv. · 2014 · 4 · 3131810.1039/C4RA03905J ↗
63. Oh · ACS Nano · 2011 · 5 · 643410.1021/nn201624c ↗
64. Bartczak · Small · 2012 · 8 · 12210.1002/smll.201101422 ↗
65. Pillai · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 639210.1021/ja4001272 ↗
66. Su · J. Phys. Chem. C · 2012 · 116 · 499310.1021/jp211041m ↗
67. Graf · Langmuir · 2012 · 28 · 759810.1021/la204913t ↗
68. Estephan · Langmuir · 2010 · 26 · 1688410.1021/la103095d ↗
69. Lundqvist · Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. · 2008 · 105 · 1426510.1073/pnas.0805135105 ↗
70. Salvati · Nat. Nanotechnol. · 2013 · 8 · 13710.1038/nnano.2012.237 ↗
71. Fang · Eur. J. Pharm. Sci. · 2006 · 27 · 2710.1016/j.ejps.2005.08.002 ↗
72. Pelaz · Small · 2013 · 9 · 157310.1002/smll.201201229 ↗
73. Mauroy · Mol. Pharm. · 2015 · 12 · 10310.1021/mp500458f ↗
74. Leroueil · Nano Lett. · 2008 · 8 · 42010.1021/nl0722929 ↗
75. Speshock · Nanoscale Res. Lett. · 2010 · 6 · 1710.1007/s11671-010-9746-3 ↗
76. Trouiller · Cancer Res. · 2009 · 69 · 878410.1158/0008-5472.CAN-09-2496 ↗
77. Chatterjee · Adv. Colloid Interface Sci. · 2014 · 209 · 810.1016/j.cis.2013.12.008 ↗
78. Nishiyama · Pharmacol. Ther. · 2006 · 112 · 63010.1016/j.pharmthera.2006.05.006 ↗
79. Webster · Eur. J. Pharm. Biopharm. · 2013 · 84 · 110.1016/j.ejpb.2012.12.009 ↗
80. Letchford · Eur. J. Pharm. Biopharm. · 2007 · 65 · 25910.1016/j.ejpb.2006.11.009 ↗
81. Hadinoto · Eur. J. Pharm. Biopharm. · 2013 · 85 · 42710.1016/j.ejpb.2013.07.002 ↗
82. Yan · ACS Nano · 2012 · 6 · 11110.1021/nn202939s ↗
83. Moraes · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 907710.1039/c3cc45319g ↗
84. Li · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1114710.1021/ja2012164 ↗
85. Cobaleda-Siles · Small · 2014 · 10 · 505410.1002/smll.201470156 ↗
86. Harun · Chem. Commun. · 2014 · 50 · 1238910.1039/C4CC06438K ↗
87. Meng · ACS Nano · 2011 · 5 · 413110.1021/nn200809t ↗
88. Javakhishvili · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 480310.1039/c3cc41887a ↗
89. Cho · ACS Nano · 2010 · 4 · 539810.1021/nn101000e ↗
90. Cheng · Chem. Commun. · 2010 · 46 · 316710.1039/b919172k ↗
91. Chhour · ACS Nano · 2014 · 8 · 914310.1021/nn502730q ↗
92. Filippousi · Int. J. Pharm. · 2013 · 448 · 22110.1016/j.ijpharm.2013.03.025 ↗
93. Lin · ACS Nano · 2014 · 8 · 387610.1021/nn500722y ↗
94. Zhang · ACS Nano · 2008 · 2 · 169610.1021/nn800275r ↗
95. Anselmo · Bioeng. Trans. Med. · 2016
96. Troutier · Adv. Colloid Interface Sci. · 2007 · 133 · 110.1016/j.cis.2007.02.003 ↗
97. Stöber · J. Colloid Int. Sci. · 1968 · 26 · 6210.1016/0021-9797(68)90272-5 ↗
98. Guerrero-Martínez · Adv. Mater. · 2010 · 22 · 118210.1002/adma.200901263 ↗
99. Achatz · Sens. Actuators B · 2010 · 150 · 21110.1016/j.snb.2010.07.014 ↗
100. Chen · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 1180010.1039/c3cc47710j ↗