Skip to main content

Advertisement

SpringerLink
Log in

Design and bio-applications of biological metal-organic frameworks

  • Review Paper
  • Published:
Korean Journal of Chemical Engineering Aims and scope Submit manuscript

Abstract

Biological metal-organic frameworks (bioMOFs) are a new subclass of the MOF family. In comparison with traditional MOFs, the bioMOFs are made of multifunctional biologically related ligands (bio-ligand) and metal ions. The bio-ligands confer biological compatibility for traditional MOFs, thus providing many opportunities for a wide array of biological applications. This review highlights the recent advances in the synthesis of bioMOFs comprising multifunctional bio-ligands and metal ions. These bio-ligands include nucleobases, amino acids, peptides, proteins, cyclodextrin, saccharides, and other biomolecules. Furthermore, the potential bio-applications of bioMOFs in several fields such as biomedicine, biosensing and bioimaging, antimicrobial applications, biomimetic catalysis, chiral separation, and environmental protection are also demonstrated.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this article

Log in via an institution

Price excludes VAT (USA)
Tax calculation will be finalised during checkout.

Instant access to the full article PDF.

Institutional subscriptions

Similar content being viewed by others

References

  1. H. C. Zhou and S. Kitagawa, Chem. Soc. Rev., 43, 5415 (2014).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  2. N. Jiang, Z. Y. Deng, S. Y. Liu, C. M. Tang and G. Y. Wang, Korean J. Chem. Eng., 33(9), 2747 (2016).

    Article  CAS  Google Scholar 

  3. O. M. Yaghi and H. L. Li, J. Am. Chem. Soc., 117, 10401 (1995).

    Article  CAS  Google Scholar 

  4. H. C. Zhou, J. R. Long and O. M. Yaghi, Chem. Rev., 112, 673 (2012).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  5. Z. J. Lin, J. Lü, M. C. Hong and R. Cao, Chem. Soc. Rev.43, 5867 (2014).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  6. Y. S. Kang, Y. Lu, K. Chen, Y. Zhao, P. Wang and W. Y. Sun, Coord. Chem. Rev., 378, 262 (2019).

    Article  CAS  Google Scholar 

  7. J. Canivet, A. Fateeva, Y. M. Gao, B. Coasne and D. Farrusseng, Chem. Soc. Rev., 43, 5594 (2014).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  8. Y. He, W. Zhou, G. Qian and B. Chen, Chem. Soc. Rev., 43, 5657 (2014).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  9. R. Freund, U. Lachelt, T. Gruber, B. Ruhle and S. Wuttke, ACS Nano, 12, 2094 (2018).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  10. M. Peller, K. Boll, A. Zimpel and S. Wuttke, Inorg. Chem. Front., 5, 1760 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  11. S. M. Hawxwell, G. M. Espallargas, D. Bradshaw, M. J. Rosseinsky, T. J. Prior, A. J. Florence, J. van de Streek and L. Brammer, Chem. Commun., 15, 1532 (2007).

    Article  Google Scholar 

  12. C. A. Black, L. R. Hanton and M. D. Spicer, Chem. Commun., 30, 3171 (2007).

    Article  CAS  Google Scholar 

  13. P. Ren, M.-L. Liu, J. Zhang, W. Shi, P. Cheng, D.-Z. Liao and S.-P. Yan, Dalton Trans., 35, 4711 (2008).

    Article  CAS  Google Scholar 

  14. K. Shen, M. Zhang and H. Zheng, CrystEngComm., 17, 981 (2015).

    Article  CAS  Google Scholar 

  15. F. A. Almeida Paz, J. Klinowski, S. M. F. Vilela, J. P. C. Tome, J. A. S. Cavaleiro and J. Rocha, Chem. Soc. Rev., 41, 1088 (2012).

    Article  CAS  Google Scholar 

  16. H. Cai, Y. L. Huang and D. Li, Coord. Chem. Rev., 378, 207 (2019).

    Article  CAS  Google Scholar 

  17. S. L. Anderson and K. C. Stylianou, Coord. Chem. Rev., 349, 102 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  18. P. Horcajada, R. Gref, T. Baati, P. K. Allan, G. Maurin, P. Couvreur, G. Férey, R. E. Morris and C. Serre, Chem. Rev., 112, 1232 (2011).

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  19. H. Wu, C. Y. Tian, Y. F. Zhang, C. Yang, S. P. Zhang and Z. Y. Jiang, Chem. Commun., 51, 6329 (2015).

    Article  CAS  Google Scholar 

  20. I. Imaz, M. Rubio-Martinez, J. An, I. Sole-Font, N. L. Rosi and D. Maspoch, Chem. Commun., 47, 7287 (2011).

    Article  CAS  Google Scholar 

  21. L. L. Xu, H. F. Zhang, M. Li, S. W. Ng, J. H. Feng, J. G. Mao and D. Li, J. Am. Chem. Soc., 140, 11569 (2018).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  22. G. Beobide, O. Castillo, A. Luque and S. Pérez-Yáñez, CrystEngComm., 17, 3051 (2015).

    Article  CAS  Google Scholar 

  23. Z. J. Lin, J. Lü, M. Hong and R. Cao, Chem. Soc. Rev., 43, 5867 (2014).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  24. J. Thomas-Gipson, G. Beobide, O. Castillo, A. Luque, J. Pascual-Colino, S. Perez-Yanez and P. Roman, CrystEngComm., 20, 2528 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  25. F. H. Allen, Acta Crystallogr., Sect. B: Struct. Sci., 58, 380 (2002).

    Article  CAS  Google Scholar 

  26. M. W. Zhang, Z. Y. Gu, M. Bosch, Z. Perry and H. C. Zhou, Coordin Chem Rev., 293, 327 (2015).

    Article  CAS  Google Scholar 

  27. S. Verma, A. K. Mishra and J. Kumar, Acc. Chem. Res., 43, 79 (2009).

    Article  CAS  Google Scholar 

  28. K. Gillen, R. Jensen and N. Davidson, J. Am. Chem. Soc., 86, 2792 (1964).

    Article  CAS  Google Scholar 

  29. J. P. García-Terán, O. Castillo, A. Luque, U. García-Couceiro, P. Román and L. Lezama, Inorg. Chem., 43, 4549 (2004).

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  30. J. An, R. P. Fiorella, S. J. Geib and N. L. Rosi, J. Am. Chem. Soc., 131, 8401 (2009).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  31. J. An, O. K. Farha, J. T. Hupp, E. Pohl, J. I. Yeh and N. L. Rosi, Nat. Commun., 3, 604 (2012).

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  32. J. An and N. L. Rosi, J. Am. Chem. Soc., 132, 5578 (2010).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  33. F. J. Carmona, S. Rojas, P. Sánchez, H. Jeremias, A. R. Marques, C. C. Romão, D. Choquesillo-Lazarte, J. A. R. Navarro, C. R. Maldonado and E. Barea, Inorg. Chem., 55, 6525 (2016).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  34. M. Zhang, W. Lu, J. R. Li, M. Bosch, Y. P. Chen, T. F. Liu, Y. Liu and H. C. Zhou, Inorg. Chem. Front., 1, 159 (2014).

    Article  CAS  Google Scholar 

  35. B. Sharma, A. Mahata, S. Mandani, T. K. Sarma and B. Pathak, RSC Adv., 6, 62968 (2016).

    Article  CAS  Google Scholar 

  36. B. Sharma, A. Mahata, S. Mandani, N. Thakur, B. Pathak and T. K. Sarma, New J. Chem., 42, 17983 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  37. E. R. Francotte, J. Chromatogr. A, 906, 379 (2001).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  38. A. Suksuwan, L. Lomlim, T. Rungrotmongkol, T. Nakpheng, F. L. Dickert and R. Suedee, J. Appl. Polym. Sci., 132, 1 (2015).

    Google Scholar 

  39. Y. Shimazaki, M. Takani and O. Yamauchi, Dalt. Trans., 38, 7854 (2009).

    Article  CAS  Google Scholar 

  40. M. Fleck and L. Bohaty, Acta Crystallogr. C., 61, 412 (2005).

    Article  CAS  Google Scholar 

  41. T. Glowiak and Z. Ciunik, Acta Crystallogr. B, 34, 1980 (1978).

    Article  Google Scholar 

  42. K. Stenzel and M. Fleck, Acta Crystallogr, Sect. E: Struct. Rep., 60, 1470 (2004).

    Article  CAS  Google Scholar 

  43. C. M. Gramaccioli, Acta Crystallogr., 21, 600 (1966).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  44. B. Q. Ma, D. S. Zhang, S. Gao, T. Z. Jin, C. H. Yan and G. X. Xu, Angew. Chem. Int. Ed., 39, 3644 (2000).

    Article  CAS  Google Scholar 

  45. T. T. Luo, L. Y. Hsu, C. C. Su, C. H. Ueng, T. C. Tsai and K. L. Lu, Inorg. Chem., 46, 1532 (2007).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  46. H. Y. An, E. B. Wang, D. R. Xiao, Y. G. Li, Z. M. Su and L. Xu, Angew. Chem. Int. Ed., 45, 904 (2006).

    Article  CAS  Google Scholar 

  47. Z. L. Chen, C. F. Jiang, W. H. Yan, F. P. Liang and S. R. Batten, Inorg. Chem., 48, 4674 (2009).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  48. F. Luo, Y. T. Yang, Y. X. Che and J. M. Zheng, CrystEngComm., 10, 1613 (2008).

    Article  CAS  Google Scholar 

  49. P. Zhu, W. Gu, F. Y. Cheng, X. Liu, J. Chen, S. P. Yan and D. Z. Liao, CrystEngComm., 10, 963 (2008).

    Article  CAS  Google Scholar 

  50. Z. R. Qu, H. Zhao, X. S. Wang, Y. H. Li, Y. M. Song, Y. J. Liu, Q. Ye, R. G. Xiong, B. F. Abrahams, Z. L. Xue and X. Z. You, Inorg. Chem., 42, 7710 (2003).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  51. Y. Xie, Z. Yu, X. Huang, Z. Wang, L. Niu, M. Teng and J. Li, Chem. Eur. J., 13, 9399 (2007).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  52. H. Y. Li, F. P. Huang, Y. M. Jiang and X. J. Meng, Inorg. Chim. Acta, 362, 1867 (2009).

    Article  CAS  Google Scholar 

  53. T. Takayama, S. Ohuchida, Y. Koike, M. Watanabe, D. Hashizume and Y. Ohashi, Bull. Chem. Soc. Jpn., 69, 1579 (1996).

    Article  CAS  Google Scholar 

  54. E. Ueda, Y. Yoshikawa, N. Kisshimoto, M. Tadokoro, H. Sakurai, N. Kajiwara and Y. Kojima, Bull. Chem. Soc. Jpn., 77, 981 (2004).

    Article  CAS  Google Scholar 

  55. H. Y. Lee, J. W. Kampf, K. S. Park and N. G. Marsh, Cryst. Growth Des., 8, 296 (2008).

    Article  CAS  Google Scholar 

  56. R. Ferrari, S. Bernés, C. R. de Barbarín, G. Mendoza-Díaz and L. Gasque, Inorg. Chim. Acta, 339, 193 (2002).

    Article  CAS  Google Scholar 

  57. S. Emami, F. A. A. Paz, A. Mendes and L. Gales, Cryst. Growth Des., 14, 4777 (2014).

    Article  CAS  Google Scholar 

  58. C. MArtí-Gastaldo, D. Antypov, J.E. Warren, M.E. Briggs, P.A. Chater, P. V. Wiper, G. J. Miller, Y. Z. Khimyak, G. R. Darling, N. G. Berry and M. J. Rosseinsky, Nature Chem., 6, 343 (2014).

    Article  CAS  Google Scholar 

  59. H.Y. Lee, J.W. Kampf, K.S. Park and E.N. Marsh, Cryst. Growth Des., 8, 296 (2008).

    Article  CAS  Google Scholar 

  60. C. Marti-Gastaldo, J. E. Warren, M. E. Briggs, J. A. Armstrong, K. M. Thomas and M. J. Rosseinsky, Chem. Eur. J., 21, 16027 (2015).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  61. J. Navarro-Sánchez, A. Argente-García, Y. Moliner-Martínez, D. Roca-Sanjuán, D. Antypov, P. Campins-Falco, M. J. Rosseinsky and C. Marti-Gastaldo, J. Am. Chem. Soc., 139, 4294 (2017).

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  62. D. Peri, J. Ciston, F. Gándara, Y. Zhao and O. M. Yaghi, Inorg. Chem., 52, 13818 (2013).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  63. R. J. Radford, M. Lawrenz, P.C. Nguyen, J.A. McCammon and F.A. Tezcan, Chem. Commun., 47, 313 (2011).

    Article  CAS  Google Scholar 

  64. P. A. Sontz, J. B. Bailey, S. Ahn and F. A. Tezcan, J. Am. Chem. Soc., 137, 11598 (2015).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  65. J. B. Bailey, L. Zhang, J. A. Chiong, S. Ahn and F. A. Tezcan, J. Am. Chem. Soc., 139, 8160 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  66. J. Szejtli, Chem. Rev., 98, 1743 (1998).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  67. D. Prochowicz, A. Kornowicz and J. Lewinski, Chem. Rev., 117, 13461 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  68. R. A. Smaldone, R. S. Forgan, H. Furukawa, J. J. Gassensmith, A. M. Z. Slawin, O. M. Yaghi and J. F. Stoddart, Angew. Chem. Int. Ed., 49, 8630 (2010).

    Article  CAS  Google Scholar 

  69. J. J. Gassensmith, R. A. Smaldone, R. S. Forgan, C. E. Wilmer, D. B. Cordes, Y. Y. Botros, A. M. Z. Slawin, R. Q. Snurr and J. F. Stoddart, Org. Lett., 14, 1460 (2012).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  70. J. Liu, T. Y. Bao, X. Y. Yang, P. P. Zhu, L. H. Wu, J. Q. Sha, L. Zhang, L. Z. Dong, X. L. Cao and Y. Q. Lan, Chem. Commun., 53, 7804 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  71. H. A. Patel, T. Islamoglu, Z. C. Liu, S. K. M. Nalluri, A. Samanta, O. Anamimoghadam, C. D. Malliakas, O. K. Farha and J. F. Stoddart, J. Am. Chem. Soc., 139, 11020 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  72. Y. Furukawa, T. Ishiwata, K. Sugikawa, K. Kokado and K. Sada, Angew. Chem. Int. Ed., 51, 10566 (2012).

    Article  CAS  Google Scholar 

  73. B. F. Abrahams, M. Moylan, S. D. Orchard and R. Robson, Angew. Chem. Int. Ed., 42, 1848 (2003).

    Article  CAS  Google Scholar 

  74. B. F. Abrahams, M. Moylan, S. D. Orchard and R. Robson, CrystEngComm., 5, 313 (2003).

    Article  CAS  Google Scholar 

  75. S.R. Miller, E. Alvarez, L. Fradcourt, T. Devic, S. Wuttke, P.S. Wheatley, N. Steunou, C. Bonhomme, C. Gervais, D. Laurencin, R. E. Morris, A. Vimont, M. Daturi, P. Horcajada and C. Serre, Chem. Commun., 49, 7773 (2013).

    Article  CAS  Google Scholar 

  76. D. N. Dybtsev, H. Chun, S. H. Yoon, D. Kim and K. Kim, J. Am. Chem. Soc., 126, 32 (2004).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  77. P. Jain, V. Ramachandran, R. J. Clark, H. D. Zhou, B. H. Toby, N. S. Dalal, H. W. Kroto and A. K. Cheetham, J. Am. Chem. Soc., 131, 13625 (2009).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  78. S. Thushari, J. A. K. Cha, H. H. Y. Sung, S. S. Y. Chui, A. L. F. Leung, Y. F. Yen and I.D. Williams, Chem. Commun., 44, 5515 (2005).

    Article  CAS  Google Scholar 

  79. D. N. Dybtsev, A. L. Nuzhdin, H. Chun, K. P. Bryliakov, E. P. Talsi, V. P. Fedin and K. Kim, Angew. Chem. Int. Ed., 45, 916 (2006).

    Article  CAS  Google Scholar 

  80. D. J. Levine, T. Runčevski, M. T. Kapelewski, B. K. Keitz, J. Oktawiec, D.A. Reed, J.A. Mason, H.Z.H. Jiang, K.A. Colwell, C.M. Legendre, S. A. FitzGerald and J. R. Long, J. Am. Chem. Soc., 138, 10143 (2016).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  81. A.D. Burrows, M. Jurcic, L. L. Keenan, R. A. Lane, M. F. Mahon, M. R. Warren, H. Nowell, M. Paradowski and J. Spencer, Chem. Commun., 49, 11260 (2013).

    Article  CAS  Google Scholar 

  82. H. Su, F. Sun, J. Jia, H. He, A. Wang and G. Zhu, Chem. Commun., 51, 5774 (2015).

    Article  CAS  Google Scholar 

  83. Q.M. Qiu, H.Y. Chen, Y.X. Wang and Y. B. Ying, Coord. Chem. Rev., 387, 60 (2019).

    Article  CAS  Google Scholar 

  84. R. J. Drout, L. Robison and O.K. Farha, Coord. Chem. Rev., 381, 151 (2019).

    Article  CAS  Google Scholar 

  85. J. D. Cui, S. Z. Ren, B. T. Sun and S. R. Jia, Coord. Chem. Rev., 370, 22 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  86. M. Lismont, L. Dreesen and S. Wuttke, Adv. Funct. Mater., 27, 1606314 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  87. H. F. Krug, Angew. Chem. Int. Ed., 53, 12304 (2014).

    CAS  Google Scholar 

  88. P. Rivera-Gil, D. J. De Aberasturi, V. Wulf, B. Pelaz, P. D. Pino, Y. Y. Zhao, J. M. De La Fuente, I. R. De Larramendi, T. Rojo, X. J. Liang and W. J. Parak, Acc. Chem. Res., 46, 743 (2013).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  89. T. Simon-Yarza, A. Mielcarek, P. Couvreur and C. Serre, Adv. Mater., 111, 1707365 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  90. S. Z. Wang, C.M. McGuirk, A. d’Aquino, J. A. Mason and C. A. Mirkin, Adv. Mater., 423, 1800202 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  91. S. Wuttke, M. J. Lismont, A. Escudero, B. Rungtaweevoranit and W. J. Parak, Biomaterials, 123, 172 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  92. M. M. Modena, B. Ruhle, T. P. Burg and S. Wuttke, Adv. Mater., 31, 1901556 (2019).

    Article  CAS  Google Scholar 

  93. S. Wuttke, M. Lismont, A. Escudero, B. Rungtaweevoranit and W. J. Parak, Biomaterials, 123, 172 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  94. S. Z. Wang, C. M. McGuirk, A. d’Aquino and J. A. Mason, Adv. Mater., 423, 1800202 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  95. T. Simon-Yarza, A. Mielcarek, P. Couvreur and C. Serre, Adv. Mater., 111, 1707365 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  96. J. An, S. J. Geib and N. L. Rosi, J. Am. Chem. Soc., 131, 8376 (2009).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  97. P. Horcajada, T. Chalati, C. Serre, B. Gillet, C. Sebrie, T. Bati, J.F. Eubank, D. Heurtaux, P. Clayette, C. Kreuz, J. S. Chang, Y. K. Hwang, V. Marsaund, P. N. Bories, L. Cynober, S. Gil, G. Ferey, P. Couvreur and R. Gref, Nat. Mater., 9, 172 (2010).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  98. M.C. Bernimi, D. Farren-Jimenez, M. Pasinetti, A. Ramirez-Pastor and R. Q. Snurr. J. Mater. Chem. B, 2, 766 (2014).

    Article  Google Scholar 

  99. B. Singco, L. H. Liu, Y. T. Chen, Y. H. Shih, H. Y. Huang and C. H. Lin, Micropor. Mesopor. Mater., 223, 254 (2016).

    Article  CAS  Google Scholar 

  100. T. Sattar. Appl. Nanoscience, 8, 1831 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  101. T. Satter and M. Athar, AIMS Mater. Sci., 5, 508 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  102. R. Abazari, A. R. Mahjoub, F. Ataei, A. Morsali, C. L. Carpenter-Warren, K. Mehdizadeh and A. M. Z. Slawin, Inorg. Chem., 57, 13364 (2018).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  103. W. Liu, Z. J. Yan, Z. D. Zhang, Y. X. Zhang, G. Y. Cai and Z. Y. Li, J. Alloys Compd., 788, 705e711 (2019).

    Google Scholar 

  104. . Peng, B.L. Bie, Y.Z.S. Sun, M. Liu, H. J. Cong, Y. C. Xia, H. Tang, H. X. Deng and X. Zhou, Nat. Commun., 9, 1293 (2018).

    Article  PubMed  PubMed Central  CAS  Google Scholar 

  105. S. Wuttle, S. Braig, T. Preib, A. Zimpel, J. Sicklinger, C. Bellomo, J. O. Radler, A. M. Vollmar and T. Bein, Chem. Commun., 51, 15752 (2015).

    Article  Google Scholar 

  106. B. Illes, P. Hirschle, S. Barnert, V. Cauda, S. Wuttke and H. Engelke, Chem. Mater., 29, 8042 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  107. V. Agostoni, P. Horcajada, M. Noiray, M. Malanga, A. Aykac, L. Jicsinszky, A. Vargas-Berenguel, N. Semiramoth, S. Daoud-Mahammed, V. Nicolas, C. Martineau, F. Taulelle, J. Vigneron, A. Etcheberry, C. Serre and R. Gref, Sci. Rep., 5, 7925 (2015).

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  108. A. Zimpel, N. A. Danaf, B. Steinborn, J. Kuhn, M. Hohn, T. Bauer, P. Hirschle, W. Schrimpf, H. Engelke, E. Wagner, M. Barz, D. C. Lamb, U. Lachelt and S. Wuttke, ACS Nano, 13, 3884 (2019).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  109. R. Roder, T. Preib, P. Horschle, B. Steinborn, A. Zimpel, M. Hohn, J. O. Radler, T. Bein, E. Wagner, S. Wuttle and U. Lachelt, J. Am. Chem. Soc., 139, 2359 (2017).

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  110. W. Schrimpf, J. C. Jiang, Z. Ji, P. Hirschle, D. C. Lamb, O. M. Yaghi and S. Wuttke, Nature Commun., 9, 1647 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  111. A. Zimpel, T. Preib, R. Roder, H. Engelkle, M. Ingrisch, M. Peller, J. O. Radler, E. Wagner, T. Bein, U. Lachelt and S. Wuttke, Chem. Mater., 28, 3318 (2016).

    Article  CAS  Google Scholar 

  112. . Simon-Yarza, M. Gimenez-Marques, R. Mrimi, A. Mielcarek, R. Gref, P. Horcajada, C. Serre and P. Couvreur, Angew. Chem., Int. Ed., 56, 15565 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  113. J. Zhuang, C.H. Kuo, L.Y. Chou, D.Y. Liu, E. Weerapana and C. K. Tsung, ACS Nano., 8, 2812 (2014).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  114. C. B. He, K. D. Lu, D. M. Liu and W. B. Lin, J. Am. Chem. Soc., 136, 5181 (2014).

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  115. S. K. Alsaiari, S. PAtil, M. Alyami, K. Alamoudi, F. A. Aleisa, J. S. Merzaban, M. Li and N. M. Khashab, J. Am. Chem. Soc., 140, 143 (2018).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  116. X. Shen and B. Yan, J. Colloid Interface Sci., 451, 63 (2015).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  117. X. Shen and B. Yan, Dalt. Trans., 44, 1875 (2015).

    Article  CAS  Google Scholar 

  118. D. Jonckheere, E. Coutino, W. Baekelant, B. Bueken, H. Reinsch, O. Fenwick, F. Richard, P. Samori, R. Ameloot, J. Hofkens, M. B. J. Roeffaers and D. E. De Vos, J. Mater. Chem. C., 4, 18 (2016).

    Article  CAS  Google Scholar 

  119. K. H. Xu, F. Q. Wang, S. Huang, Z. C. Yu, J. X. Zhang, J. G. Yu, H. Y. Gao, Y.Y. Fu and Y.N. Zhao, RSC Adv., 6, 91741 (2016).

    Article  CAS  Google Scholar 

  120. R. Xu, Y. Wang, X. Duan, K. Lu, D. Micheroni, A. Hu and W. Lin, J. Am. Chem. Soc., 138, 2158 (2016).

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  121. Y. Y. Liang L. J. Luo, Y. Li, B. K. Ling, B. W. Chen, X. W. Wang and T. G. Luan, Eur. J. Inorg. Chem., 2019, 206 (2019).

    Article  CAS  Google Scholar 

  122. H. Cai, W. G. Lu, C. Yang, M. Zhang, M. Li, C. M. Che and D. Li, Adv. Optical Mater., 7, 1801149 (2019).

    Article  CAS  Google Scholar 

  123. M. Peller, K. Boll, A. Zimpel and S. Wuttke, Inorg. Chem. Front., 5, 1760 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  124. K. M. L. Taylor, W. J. Rieter and W. Lin, J. Am. Chem. Soc., 130, 14358 (2008).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  125. P. Horcajada, T. Chalati, C. Serre, B. Gillet, C. Sebrie, T. Baati, J. F. Eubank, D. Heurtaux, P. Clayette, C. Kreuz, J.-S. Chang, Y. K. Hwang, V. Marsaud, P.-N. Bories, L. Cynober, S. Gil, G. Férey, P. Couvreur and R. Gref, Nat. Mater., 9, 172 (2010).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  126. M. Lismont, L. Dreesen and S. Wuttke, Adv. Funct. Mater., 27, 1606314 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  127. R. Nishiyabu, C. Aime, R. Gondo, K. Kaneko and N. Kimizuka, Chem. Commun., 46, 433 (2010).

    Article  CAS  Google Scholar 

  128. W. Zhuang, D. Yuan, J. R. Li, Z. Luo, H. C. Zhou, S. Bashir and J. Liu, Adv. Healthcare Mater., 1, 225 (2012).

    Article  CAS  Google Scholar 

  129. S. W. Jaros, P. Smoleński, M. F. C. Guedes da Silva, M. Florek, J. Król, Z. Staroniewicz, A. J. L. Pombeiro and A. M. Kirillov, CrystEngComm., 15, 8060 (2013).

    Article  CAS  Google Scholar 

  130. M. Berchel, T. Le Gall, C. Denis, S. Le Hir, F. Quentel, C. Elléouet, T. Montier, J. M. Rueff, J. Y. Salaün, J. P. Haelters, G. B. Hix, P. Lehn and P. A. Jaffrès, New J. Chem., 35, 1000 (2011).

    Article  CAS  Google Scholar 

  131. H. E. Emam, O. M. Darwesh and R. M. Abdelhameed, Colloids Surf., B, 165, 219 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  132. K. B. Wang, Y. X. Yin, C. Y. Li, Z. R. Geng and Z. L. Wang, CrystEngComm., 12, 6231 (2011).

    Article  CAS  Google Scholar 

  133. C. Tamames-Tabar, E. Imbuluzqueta, N. Guillou, C. Serre, S. R. Miller, E. Elkaïm, P. Horcajada and M. J. Blanco-Prieto, CrystEngComm., 17, 456 (2015).

    Article  CAS  Google Scholar 

  134. J. Restrepo, Z. Serroukh, J. Santiago, S. Aguado, P. Gomez-Sal, M. E. G. Mosquera and R. Rosal, Eur. J. Inorg. Chem., 2017, 574 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  135. A. R. Chowdhuri, B. Das, A. Kumar, S. Tripathy, S. Roy and S. K. Sahu, Nanotechnology, 28, 095102 (2017).

    Article  PubMed  CAS  Google Scholar 

  136. S. Lin, X. M. Liu, L. Tan, Z. D. Cui, X. J. Yang, K. W. K. Yeung, H. Pan and S. Wu, ACS Appl. Mater. Interfaces, 9, 19248 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  137. A. Dhakshinamoorthy, Z. H. Li and H. Garcia, Chem. Soc. Rev., 47, 8134 (2018).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  138. C. S. Diercks, Y.Z. Liu, K.E. Cordova and O.M. Yaghi, Nature Mat., 17, 301 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  139. S. M. J. Rogge, A. Bavykina, J. Hajek, H. Garcia, A. I. Olivos-Suarez, A. Sepulveda-Escribano, A. Virmont, G. Clet, P. Bazin, F. Kapteijn, M. Daturi, E. V. Ramos-Fernandez, F. X. Llabres i Xamena, V. V. Speybroeck and J. Gascon, Chem. Soc. Rev., 46, 3134 (2017).

    Article  CAS  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  140. K. Chen and C. D. Wu, Coord. Chem. Rev., 378, 445 (2019).

    Article  CAS  Google Scholar 

  141. B. Li, D. Chen, J. Wang, Z. Yan, L. Jiang, D. Duan, J. He, Z. Luo, J. Zhang and F. Yuan, Sci. Rep., 4, 6759 (2014).

    Article  PubMed  PubMed Central  Google Scholar 

  142. M. Zhao and C. D. Wu, ChemCatChem., 9, 1192 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  143. J. W. Li, Y. W. Ren, C. R. Qi and H. F. Jiang, Chem. Commun., 53, 8223 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  144. B. Li, Y. Zhang, D. Ma, T. Ma, Z. Shi and S. Ma, J. Am. Chem. Soc., 136, 1202 (2014).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  145. X. W. Dong, T. Liu, Y. Z. Hu, X. Y. Liu and C. M. Che, Chem. Commun., 49, 7681 (2013).

    Article  CAS  Google Scholar 

  146. L. T. M. Hoang, L. H. Ngo, H. L. Nguyen, H. Y. H. Nguyen, C. K. Nguyen, B. T. Nguyen, Q. T. Ton, H. K. D. Nguyen, K. E. Cordova and T. Truong, Chem Commun., 51, 17132 (2015).

    Article  CAS  Google Scholar 

  147. N. Li, J. Liu, J. J. Liu, L. Z. Dong, Z. F. Xin, Y. L. Teng and Y. Q. Lan, Angew. Chem. Int. Ed., 16, 5226 (2019).

    Article  CAS  Google Scholar 

  148. M. Y. Li, F. Wang, Z. G. Gu and J. Zhang, RSC Adv., 7, 4872 (2017).

    Article  CAS  Google Scholar 

  149. J. H. Zhang, R. Y. Nong, B. J. Wang, P. Ai, S. M. Xie and L. M. Yuan, Electrophoresis, 38, 2513 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  150. J. Y. Chan, H. C. Zhang, Y. Nolvachai, Y. X. Hu, H. J. Zhu, M. Forsyth, Q. F. Gu, D. E. Koke, X. W. Zhang, P. Marriot and H. T. Wang, Angew. Chem. Int. Ed., 130, 17376 (2018).

    Article  Google Scholar 

  151. J. J. Yang, C. A. Trickett, S. B. Alahmadi, A. S. Alshammari and O. M. Yaghi, J. Am. Chem. Soc., 139, 8118 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  152. K. J. Hartlieb, J. M. Holcroft, P. Z. Moghadam, N. A. Vermeulen, M. M. Algaradah, M. S. Nassar, Y. Y. Botros, R. Q. Snurr and J. F. Stoddart, J. Am. Chem. Soc., 138, 2292 (2016).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  153. H. J. Lu, X. N. Yang, S. X. Li, Y. Zhang, J. Q. Sha, C. D. Li and J. W. Sun, Inorg. Chem. Commun., 61, 48 (2015).

    Article  CAS  Google Scholar 

  154. K. Adil, Y. Belmabkhout, R. S. Pillai, A. Cadiau, P. M. Bhatt, A. H. Assen, G. Maurin and M. Eddaoudi, Chem. Soc. Rev., 46, 3402 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  155. B. Li, H. M. Wen and B.L. Chen, J. Phys. Chem. Lett., 5, 3468 (2014).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  156. M. A. Hashim, S. Mukhopadhyay, J. Narayan Sahu and B. Sengupta, J. Environ. Manage., 92, 2355 (2011).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  157. M. Mon, F. Lloret, J. Ferrando-Soria, C. Marti-Gastaldo, D. Armentano and E. Pardo, Angew. Chem. Int. Ed., 55, 11167 (2016).

    Article  CAS  Google Scholar 

  158. F. Ke, L. G. Qiu, Y. P. Yuan, F. M. Peng, X. Jiang, A. J. Xie, Y. H. Shen and J. F. Zhu, J. Hazard. Mater., 196, 36 (2011).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  159. B. N. Bhadra, J. K. Lee, C. W. Cho and S. H. Jhung, Chem. Eng. J., 343, 225 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  160. B. N. Bhadra and S. H. Jhung, Micropor. Mesopor. Mater., 270, 102 (2018).

    Article  CAS  Google Scholar 

  161. S. L. Zhang, W.X. Yao, D. F. Fu, C.X. Zhang and H. T. Zhao, J. Sep. Sci., 41, 1864 (2018).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  162. Y. B. He, W. Zhou, G.D. Qian and B.L. Chen, Chem. Soc. Rev., 43, 5657 (2014).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  163. N. S. Bobbitt, M.L. Mendonca, A. J. Howarth, T. Islamoglu, J.T. Hupp, O. K. Farha and R. Q. Snurr, Chem. Soc. Rev., 46, 3357 (2017).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  164. J. An, R. P. Fiorella, S. J. Geib and N. L. Rosi, J. Am. Chem. Soc., 131, 8401 (2009).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  165. J. An, S. J. Geib and N. L. Rosi, J. Am. Chem. Soc., 132, 38 (2010).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  166. T. Li, J. E. Sullivant and N. L. Rosi, J. Am. Chem. Soc., 135, 9984 (2013).

    Article  CAS  PubMed  Google Scholar 

  167. E. Atci, I. Erucar and S. Keskin, J. Phys. Chem. C, 115, 6833 (2011).

    Article  CAS  Google Scholar 

Download references

Acknowledgements

This work is partially supported by the the Science and Technology Program of Tianjin, China (project no. 18PTSYJC00140). Dr. J. D. Cui also thanks support from the Key Projects of Tianjin Natural Science Foundation, China (project no. 19JCZDJC38100), Natural Science Foundation of Tianjin (project no. 19PTSYJC00060), and the Foundation of Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology of Ministry of Education and Tianjin Key Lab of Industrial Microbiology (Tianjin University of Science & Technology) (project no. 2016IM001).

Author information

Authors and Affiliations

  1. State Key Laboratory of Food Nutrition and Safety, Key Laboratory of Industrial Fermentation Microbiology, Ministry of Education, Tianjin University of Science and Technology, No 29, 13th, Avenue, Tianjin Economic and Technological Development Area (TEDA), Tianjin, 300457, P. R. China

    Baoting Sun, Shiru Jia & Jiandong Cui

  2. School of Life Science and Food Engineering, Huaiyin Institute of Technology, Huaian, 223003, China

    Muhammad Bilal

  3. Bristol Dental School, University of Bristol, Bristol, BS1 2LY, UK

    Yunhong Jiang

Authors
  1. Baoting Sun
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Muhammad Bilal
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Shiru Jia
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  4. Yunhong Jiang
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  5. Jiandong Cui
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Corresponding authors

Correspondence to Shiru Jia, Yunhong Jiang or Jiandong Cui.

Rights and permissions

Reprints and permissions

About this article

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this article

Sun, B., Bilal, M., Jia, S. et al. Design and bio-applications of biological metal-organic frameworks. Korean J. Chem. Eng. 36, 1949–1964 (2019). https://doi.org/10.1007/s11814-019-0394-8

Download citation

  • Received:

  • Accepted:

  • Published:

  • Issue Date:

  • DOI: https://doi.org/10.1007/s11814-019-0394-8

Keywords

Search

Navigation