Single-walled carbon nanotube spectroscopy in live cells: Towards long-term labels and optical sensors

Advanced Materials

Volumn 17, Issue 23, 2005, Pages 2793-2799

  Heller, Daniel A ^a   Baik, Seunghyun ^b   Eurell, Thomas E ^a   Strano, Michael S ^a  

^a UNIVERSITY OF ILLINOIS AT URBANA CHAMPAIGN   (United States)

^b Sungkyunkwan University   (South Korea)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

DNA; FLUORESCENCE; OPTICAL SENSORS; QUENCHING; SPECTROSCOPIC ANALYSIS;

CYTOPLASMIC VESICLES; FLUORESCENCE SPECTRA; NUCLEAR ENVELOPE; PHOTO BLEACHING;

CARBON NANOTUBES;

EID: 29144458221     PISSN: 09359648     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.200500477     Document Type: Article

References (64)

1. E. T. Thostenson, W. Z. Li, D. Z. Wang, Z. F. Ren, T. W. Chou, J. Appl. Phys. 2002, 91, 6034.
2. A. C. Clarke, Sci. Am. 2001, 284, 11.
3. S. Roche, Ann. Chim. Sci. Mater. 2000, 25, 529.
4. P. Avouris, Chem. Phys. 2002, 281, 429.
5. P. Avouris, Acc. Chem. Res. 2002, 35, 1026.
6. P. W. Barone, S. Baik, D. A. Heller, M. S. Strano, Nat. Mater. 2005, 4, 86.
7. R. J. Chen, H. C. Choi, S. Bangsaruntip, E. Yenilmez, X. W. Tang, Q. Wang, Y.-L. Chang, H. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 1563.
8. H. J. Corm, Stain Technol. 1927, 1927, 1.
9. R. M. Dickson, A. B. Cubitt, R. Y. Tsien, W. E. Moerner, Nature 1997, 388, 355.
10. V. Saxena, M. Sadoqi, J. Shao, J. Pharm. Sci. 2003, 92, 2090.
11. M. S. Strano, C. B. Huffman, V. C. Moore, M. J. O'Connell, E. H. Haroz, J. Hubbard, M. Miller, K. Rialon, C. Kittrell, S. Ramesh. R. H. Hauge, R. E. Smalley, J. Phys. Chem. B 2003, 107, 6979.
12. M. S. Strano, V. C. Moore, M. K. Miller, M. J. Allen, E. H. Haroz, C. Kittrell, R. H. Hauge, R. E. Smalley, J. Nanosci. Nanotechnol. 2003, 3, 81.
13. N. W. S. Kam, H. J. Dai, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 6021.
14. D. Pantarotto, R. Singh, D. McCarthy, M. Erhardt, J. P. Briand, M. Prato, K. Kostarelos, A. Bianco, Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 5242.
15. Q. Lu, J. M. Moore, G. Huang, A. S. Mount, A. M. Rao. L. L. Larcom, P. C. Ke, Nano Lett. 2004, 4, 2473.
16. M. S. Strano. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 16148.
17. M. J. O'Connell, S. M. Bachilo, C. B. Huffman, V. C. Moore, M. S. Strano, E. H. Haroz, K. L. Rialon, P. J. Boul, W. H. Noon, C. Kittrell, J. P. Ma, R. H. Hauge, R. B. Weisman, R. E. Smalley, Science 2002, 297, 593.
18. P. Cherukuri, S. M. Bachilo, S. H. Litovsky, R. B. Weisman, J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 15638.
19. T. L. Laufs, S. Wystub, S. Reuss, T. Burmester, S. Saaler-Reinhardt, T. Hankeln, Neurosci. Lett. 2004, 362, 83.
20. M. Poot, Y. Z. Zhang, J. A. Kramer, K. S. Wells, L. Jones, D. K. Hanzel, A. G. Lugade, V. L. Singer, R. P. Haughland, J. Histochem. Cytochem. 1996, 44, 1363.
21. T. W. J. Gadella, R. Clegg, D. J. Arndtjovin, T. M. Jovin, Biophys. J. 1993, 64, A130.
22. R. M. Clegg, A. I. H. Murchie, A. Zechel, D. M. J. Lilley, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 1993, 90, 2994.
23. D. A. Heller. V. Garga, K. J. Kelleher, T. C. Lee, S. Mahbubani, L. A. Sigworth, T. R. Lee, M. A. Rea, Biomaterials 2005, 26. 883.
24. Z. Sebestyen, P. Nagy, G. Horvath, G. Vamosi, R. Debets, J. W. Gratama. D. R. Alexander, J. Szollosi, Cytometry 2002, 48, 124.
25. T. Suzuki, T. Matsuzaki, K. Takata, Acta Histochem. Cytochem. 1998, 37, 297.
26. Y. Sako, T. Yanagida, Nat. Cell Biol. 2003, SS1.
27. T. Ha, Methods 2001, 25, 78.
28. T. Ha, Curr. Opin. Struct. Biol. 2001, 11, 287.
29. P. Frederix, M. A. H. Asselbergs, W. Van Sark, D. J. Van den Heuvel, W. Hamelink, E. L. De Beer, Appl. Spectrosc. 2001, 55, 1005.
30. M. Heilemann, D. P. Herten, R. Heintzmann, C. Cremer, C. Muller, P. Tinnefeld, K. D. Weston, J. Wolfrum, M. Sauer, Anal. Chem. 2002, 74, 3511.
31. R. M. Clegg, in Fluorescence Imaging Spectroscopy and Microscopy (Eds: X. F. Wang, B. Herman), Wiley, New York 1996, p. 179.
32. W. C. W. Chan, D. J. Maxwell, X. H. Gao, R. E. Bailey, M. Y. Han, S. M. Nie, Curr. Opin. Biotechnol. 2002, 13, 40.
33. L. P. Gartner, J. L. Hiatt, Color Textbook of Histology, W. B. Saunders, Philadelphia, PA 1997.
34. A. P. Alivisatos, J. Phys. Chem. 1996, 100, 13 226.
35. J. K. Jaiswal, H. Mattoussi, J. M. Mauro, S. M. Simon, Nat. Biotechnol. 2003, 21, 47.
36. W. C. W. Chan, S. M. Nie, Science 1998, 281, 2016.
37. R. Saito, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus, Physical Properties of Carbon Nanotubes, Imperial College Press, London 1998.
38. R. B. Weisman, S. M. Bachilo, D. Tsyboulski. Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2004, 78, 1111.
39. M. A. Pimenta, A. Marucci, S. A. Empedocles, M. G. Bawendi, E. B. Hanlon, A. M. Rao, P. C. Eklund, R. E. Smalley, G. Dresselhaus, M. S. Dresselhaus, Phys. Rev. B: Condens. Matter Mater. Phys. 1998, 58, 16016.
40. V. C. Moore, M. S. Strano, E. H. Haroz, R. H. Hauge, R. E. Smalley, J. Schmidt, Y. Talmon, Nano Lett. 2003, 3, 1379.
41. M. J. O'Connell, P. Boul, L. M. Ericson, C. Huffman, Y. H. Wang, E. Haroz, C. Kuper, J. Tour, K. D. Ausman, R. E. Smalley, Chem. Phys. Lett. 2001, 342, 265.
42. M. Zheng, A. Jagota, E. D. Semke, B. A. Diner, R. S. Mclean, S. R. Lustig, Nat. Mater. 2003, 2, 338.
43. M. S. Strano, M. Zheng, A. Jagota, G. B. Onoa, D. A. Heller, P. W. Barone, M. L. Usrey, Nano Lett. 2004, 4, 543.
44. M. Zheng, A. Jagota, M. S. Strano, A. P. Santos, P. Barone, S. G. Chou, B. A. Diner, M. S. Dresselhaus, R. S. McLean, G. B. Onoa, G. G. Samsonidze, E. D. Semke, M. Usrey, D. J. Walls, Science 2003, 302, 1545.
45. L. R. Hirsch, R. J. Stafford, J. A. Bankson, S. R. Sershen, B. Rivera, R. E. Price, J. D. Hazle, N. J. Halas, J. L. West, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2003, 100, 13 549.
46. R. J. Lakshmi, V. B. Kartha, C. M. Krishna, J. G. R. Solomon, G. Ullas, P. U. Devi, Radiat. Res. 2002, 157, 175.
47. J. R. Ferraro, K. Nakamoto, Introductory Roman Spectroscopy, Academic Press, San Diego, CA 1994.
48. M. S. Strano, S. K. Doom, E. H. Haroz, C. Kittrell, R. H. Hauge, R. E. Smalley, Nano Lett. 2003, 3, 1091.
49. S. K. Doom, D. A. Heller, P. W. Barone, M. L. Usrey, M. S. Strano, Appl. Phys. A: Mater. Sci. Process. 2004, 78, 1147.
50. -1 with a cyclohexane standard where the absolute cross-section has been measured.
51. R. L. McCreery, in Handbook of Vibrational Spectroscopy (Eds: J. M. Chalmers, P. R. Griffiths) Wiley, Chichester, UK 2002.
52. M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, A. Jorio, A. G. Souza, R. Saito, Carbon 2002, 40, 2043.
53. M. S. Dresselhaus, G. Dresselhaus, A. Jorio, A. G. Souza, M. A. Pimenta, R. Saito, Acc. Chem. Res. 2002, 35, 1070.
54. S. Kim, Y. T. Lim, E. G. Soltesz, A. M. De Grand, J. Lee, A. Nakayama, J. A. Parker, T. Mihaljevic, R. G. Laurence, D. M. Dor, L. H. Cohn, M. G. Bawendi, J. V. Frangioni, Nat, Biotechnol. 2004, 22, 93.
55. The exact volume of fluid used for the photobleaching comparison was not listed in references used for Figure 1a. We excited a 40 μL volume with a 785 nm laser for our study of nanotubes.
56. S. M. Bachilo, M. S. Strano, C. Kittrell, R. H. Hauge, R. E. Smalley, R. B. Weisman, Science 2002, 298, 2361.
57. D. A. Heller, R. M. Mayrhofer, S. Baik, Y. V. Grinkova, M. L. Usrey, M. S. Strano, J. Am. Chem. Soc. 2004, 726, 14567.
58. S. Wray, M. Cope, D. T. Delpy, J. S. Wyatt, E. O. R. Reynolds, Biochim. Biophys. Acta 1988, 933, 184.
59. A. M. Smith, S. M. Nie, Analyst 2004, 129, 672.
60. D. A. Heller, P. W. Barone, J. P. Swanson, R. M. Mayrhofer, M. S. Strano, J. Phys. Chem. B 2004, 108, 6905.
61. M. S. Strano, M. L. Usrey, P. W. Barone, D. A. Heller, S. Baik, in Applied Physics of Carbon Nanotubes: Fundamentals of Theory, Optics and Transport Devices (Eds: S. V. Rotkin, S. Subramoney), Springer, New York 2005, Ch. 6.
62. R. J. Buesa, J. Histotechnol. 2003, 26, 91.
63. Qtracker quantum dots with 655 nm peak emission (Quantum Dot Corporation) were incubated with murine myoblast stem cells and imaged with a fluorescence microscope. Quantum dots were visible within the cytoplasm of the cells. The myoblasts were then stained with H&E and re-imaged, showing no further quantum dot fluorescence.
64. L. Millier, Lab. Med. 1982, 13, 752.