Fluorescence lifetime multiplexing with nanocrystals and organic labels

Analytical Chemistry

Volumn 81, Issue 18, 2009, Pages 7807-7813

  Grabolle, Markus ^a   Kapusta, Peter ^b   Nann, Thomas ^c   Shu, Xu ^c   Ziegler, Jan ^c   Resch Genger, Ute ^a  

^a BAM FEDERAL INSTITUTE FOR MATERIALS RESEARCH AND TESTING   (Germany)

^b PICOQUANT GMBH   (Germany)

^c UNIVERSITY OF EAST ANGLIA   (United Kingdom)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ABSORPTION AND EMISSION SPECTRA; ANALYTICAL DETECTION; BIOSENSING; COMPLEX DECAY; CONSTITUENT MATERIALS; EFFECTIVE TOOL; FLUORESCENCE DECAYS; FLUORESCENCE IMAGING; FLUORESCENCE LIFETIMES; MONOEXPONENTIAL DECAY; MULTI-EXPONENTIAL DECAY; MULTIPLE ANALYTES; NANOCRYSTALLINES; ORGANIC DYE; PROOF OF CONCEPT; QUANTUM DOTS; SEMICONDUCTING NANOCRYSTALS; SIMULTANEOUS DETECTION;

CADMIUM COMPOUNDS; CHROMOPHORES; EMISSION SPECTROSCOPY; FLUORESCENCE; LABELS; MULTIPLEXING; NANOCRYSTALS; SEMICONDUCTING CADMIUM COMPOUNDS; SEMICONDUCTOR QUANTUM DOTS;

DECAY (ORGANIC);

DYE; NANOCRYSTAL; ORGANIC COMPOUND; QUANTUM DOT;

ABSORPTION SPECTROSCOPY; ARTICLE; CHROMATOPHORE; COST EFFECTIVENESS ANALYSIS; FLAME PHOTOMETRY; FLUORESCENCE IMAGING; GENETIC PROCEDURES;

EID: 70349127750     PISSN: 00032700     EISSN: None     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac900934a     Document Type: Article

References (85)

1. Nagl, S.; Schaeferling, M.; Wolfbeis, O. S. Microchim. Acta 2005, 151, 1-21.
2. Bally, M.; Halter, M.; Voros, J.; Grandin, H. M. Surf. Interface Anal. 2006, 38, 1442-1458.
3. Schaferling, M.; Nagl, S. Anal. Bioanal. Chem. 2006, 385, 500-517.
4. Tezak, Z.; Ranamukhaarachchi, D.; Russek-Cohen, E.; Gutman, S. I. Hum. Genomics 2006, 2, 236-243.
5. Hoheisel, J. D. Nat. Rev. Genetics 2006, 7, 200-210.
6. Shi, L.; Tong, W.; Goodsaid, F.; Frueh, F. W.; Fang, H.; Han, T.; Fuscoe, J. C.; Casciano, D. A. Expert Rev. Mol. Diagn. 2004, 4, 761-777.
7. Marshall, A.; Hodgson, J. Nat. Biotechnol. 1998, 16, 27-31.
8. Lander, E. S. Nat. Genetics (Suppl.) 1999, 21, 3-4.
9. Nolan, J. P.; Mandy, F. Cytometry, Part A 2006, 69A, 318-325.
10. Fulton, R. J.; McDade, R. L.; Smith, P. L.; Kienker, L. J.; Kettman, J. R. Clin. Chem. 1997, 43, 1749-1756.
11. Beske, O.; Guo, J. J.; Li, J. R.; Bassoni, D.; Bland, K.;Marciniak, H.; Zarowitz, M.; Temov, V.; Ravkin, I.; Goldbard, S. J. Biomol. Screening 2004, 9, 173-185.
12. Ugozzoli, L. A. Clin. Chem. 2004, 50, 1963-1965.
13. Eastman, P. S.; Ruan, W.; Doctolero, M.; Nuttall, R.; de Freo, G.; Park, J. S.; Chu, J. S. F.; Cooke, P.; Gray, J. W.; Li, S.; Chen, F. F. Nano Lett. 2006, 6, 1059-1064.
14. Riegger, L.; Grumann, M.; Nann, T.; Riegler, J.; Ehlert, O.; Bessler, W.; Mittenbuehler, K.; Urban, G.; Pastewka, L.; Brenner, T.; Zengerle, R.; Ducree, J. Sens. Actuators, A: Phys. 2006, 126, 455-462.
15. Shepard, J. R. E. Anal. Chem. 2006, 78, 3589-3597.
16. Ferguson, J. A.; Steemers, F. J.; Walt, D. R. Anal. Chem. 2000, 72, 5618-5624.
17. Evans, M.; Sewter, C.; Hill, E. Assay Drug Dev. Technol. 2003, 1, 199-207.
18. Zhi, Z.; Morita, Y.; Hasan, Q.; Tamiya, E. Anal. Chem. 2003, 75, 4125-4131.
19. Docherty, F. T.; Monaghan, P. B.; Keir, R.; Graham, D.; Smith, W. E.; Cooper, J. M. Chem. Commun. 2004, 118-119.
20. Stokes, R. J.; Macaskill, A.; Lundahl, P. J.; Smith, W. E.; Faulds, K.; Graham, D. Small 2007, 3, 1593-1601.
21. Liu, G.; Wang, J.; Kim, J.; Greg, M. R. J.; Collins, E. Anal. Chem. 2004, 76, 7126-7130.
22. Hu, S.; Zhang, S.; Hu, Z.; Xing, Z.; Zhang, X. Anal. Chem. 2007, 79, 923-929.
23. Ornatsky, O.; Baranov, V.; Bandura, D. R.; Tanner, S. D.; Dick, J. J. Immunol. Methods 2006, 308, 68-76.
24. Roos, P. H.; Venkatachalam, A.; Manz, A.; Waentig, L.; Koehler, C. U.; Jakubowski, N. Anal. Bioanal. Chem. 2008, 392, 1135-1147.
25. Kobayashi, H.; Koyama, Y.; Barrett, T.; Hama, Y.; Regino, C. A. S.; Shin, I. S.; Jang, B. S.; Le, N.; Paik, C. H.; Choyke, P. L.; Urano, Y. ACS Nano 2007, 1, 258-264.
26. Lewis, E. K.; Haaland, W. C.; Nguyen, F.; Heller, D. A.; Allen, M. J.; MacGregor, R. R.; Berger, C. S.; Willingham, B.; Burns, L. A.; Scott, G. B. I.; Kittrell, C.; Johnson, B. R.; Curl, R. F.; Metzker, M. L. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2005, 102, 5346-5351.
27. De Rosa, S. C.; Brenchley, J. M.; Roederer, M. Nat. Med. 2003, 9, 112-117.
28. Ju, J. Y.; Ruan, C. C.; Fuller, C. W.; Glazer, A. N.; Mathies, R. A. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1995, 92, 4347-4351.
29. Sapsford, K. E.; Berti, L.; Medintz, I. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4562-4588.
30. Resch-Genger, U.; Grabolle, M.; Cavaliere-Jaricot, S.; Nitschke, R.; Nann, T. Nat. Methods 2008, 5, 763-775.
31. Ehlert, O.; Thomann, R.; Darbandi, M.; Nann, T. ACS Nano 2008, 2, 120-124.
32. Yuan, J. L.; Wang, G. L. TrAC, Trends Anal. Chem. 2006, 25, 490-500.
33. Hemmila, I.; Laitala, V. J. Fluoresc. 2005, 15, 529-542.
34. Goldman, E. R.; Clapp, A. R.; Anderson, G. P.; Uyeda, H. T.; Mauro, J. M.; Medintz, I. L.; Mattoussi, H. Anal. Chem. 2004, 76, 684-688.
35. Michalet, X.; Pinaud, F. F.; Bentolila, L. A.; Tsay, J. M.; Doose, S.; Li, J. J.; Sundaresan, G.; Wu, A. M.; Gambhir, S. S.; Weiss, S. Science 2005, 307, 538-544.
36. Xing, Y.; Chaudry, Q.; Shen, C.; Kong, K. Y.; Zhau, H. E.; Chung, L. W.; Petros, J. A.; O'Regan, R. M.; Yezhelyev, M. V.; Simons, J. W.; Wang, M. D.; Nie, S. Nat. Protoc. 2007, 2, 1152-1165.
37. Sharma, P.; Brown, S.; Walter, G.; Santra, S.; Moudgil, B. Adv. Colloid Interface Sci. 2006, 123-126, 471-485.
38. Battersby, B. J.; Trau, M. Aust. J. Chem. 2007, 60, 343-353.
39. Seydack, M. Biosens. Bioelectron. 2005, 20, 2454-2469.
40. Yan, J. L.; Estevez, M. C.; Smith, J. E.; Wang, K. M.; He, X. X.; Wang, L.; Tan, W. H. Nano Today 2007, 2, 44-50.
41. Sukhanova, A.; Susha, A. S.; Bek, A.; Mayilo, S.; Rogach, A. L.; Feldmann, J.; Oleinikov, V.; Reveil, B.; Donvito, B.; Cohen, J. H. M.; Nabiev, I. Nano Lett. 2007, 7, 2322-2327.
42. Gaponik, N.; Radtchenko, I. L.; Sukhorukov, G. B.; Weller, H.; Rogach, A. L. Adv. Mater. 2002, 14, 879-882.
43. Smalley, M. B.; McGown, L. B. Anal. Chem. 1995, 67, 1371-1376.
44. Keij, J. F.; Steinkamp, J. A. Cytometry 1998, 33, 318-323.
45. Sauer, M.; Schulz, A.; Seeger, S.; Wolfrum, J.; Ardenjacob, J.; Deltau, G.; Drexhage, K. H. Ber. Bunsen-Ges.:Phys. Chem. Chem. Phys. 1993, 97, 1734-1737.
46. Lassiter, S. J.; Stryjewski, W. J.; Wang, Y.; Soper, S. A. Spectroscopy 2002, 17, 14-+.
47. Carlsson, K.; Liljeborg, A. J. Microsc. 1997, 185, 37-46.
48. Ma, G.; Fortier, S.; Jean-Jacques, M.; Mincu, N.; Leblond, F.; Ichalalene, Z.; Benyamin-Seeyar, A.; Khayat, M. Multimodal Biomed. Imaging III 2008, 6850, 85003-85003
49. Bright, F. V.; McGown, L. B. Anal. Chem. 1985, 57, 55-59.
50. Nunnally, B. K.; He, H.; Li, L. C.; Tucker, S. A.; McGown, L. B. Anal. Chem. 1997, 69, 2392-2397.
51. Mihindukulasuriya, S. H.; Morcone, T. K.; McGown, L. B. Electrophoresis 2003, 24, 20-25.
52. Lieberwirth, U.; Arden-Jacob, J.; Drexhage, K. H.; Herten, D. P.; Muller, R.; Neumann, M.; Schulz, A.; Siebert, S.; Sagner, G.; Klingel, S.; Sauer, M.; Wolfrum, J. Anal. Chem. 1998, 70, 4771-4779.
53. Sauer, M.; ArdenJacob, J.; Drexhage, K. H.; Marx, N. J.; Karger, A. E.; Lieberwirth, U.; Muller, M.; Neumann, M.; Nord, S.; Paulus, A.; Schulz, A.; Seeger, S.; Zander, C.; Wolfrum, J. Biomed. Chromatogr. 1997, 11, 81-82.
54. Zhu, L.; Stryjewski, W. J.; Soper, S. A. Anal. Biochem. 2004, 330, 206-218.
55. Zhu, L.; Stryjewski, W.; Lassiter, S.; Soper, S. A. Anal. Chem. 2003, 75, 2280-2291.
56. Snyder, T. M.; McGown, L. B. Appl. Spectrosc. 2005, 59, 335-339.
57. Hemmilä, I.; Webb, S. Drug Discovery Today 1997, 2, 373-381.
58. Watanabe, K.; Arakawa, H.; Maeda, M. Luminescence 2002, 17, 123-129.
59. Grabolle, M.; Pfeifer, L.; Stein, C.; Resch-Genger, U. Luminescence 2008, 23, 226-227.
60. Dahan, M.; Laurence, T.; Pinaud, F.; Chemla, D. S.; Alivisatos, A. P.; Sauer, M.; Weiss, S. Opt. Lett. 2001, 26, 825-827.
61. Medintz, I. L.; Konnert, J. H.; Clapp, A. R.; Stanish, I.; Twigg, M. E.; Mattoussi, H.; Mauro, J. M.; Deschamps, J. R. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004, 101, 9612-9617.
62. Charbonniere, L. J.; Hildebrandt, N.; Ziessel, R. F.; Loehmannsroeben, H. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 12800-12809.
63. Fisher, B. R.; Eisler, H. J.; Stott, N. E.; Bawendi, M. G. J. Phys. Chem. B 2004, 108, 143-148.
64. Schlegel, G.; Bohnenberger, J.; Potapova, I.; Mews, A. Phys. Rev. Lett. 2002, 88, 137401.
65. Resch-Genger, U.; Pfeifer, D.; Monte, C.; Pilz, W.; Hoffmann, A.; Spieles, M.; Rurack, K.; Hollandt, J.; Taubert, D.; Schonenberger, B.; Nording, P. J. Fluoresc. 2005, 15, 315-336.
66. Bohmer, M.; Pampaloni, F.; Wahl, M.; Rahn, H.-J.; Erdmann, R.; Enderlein, J. Rev. Sci. Instrum. 2001, 72, 4145-4152.
67. http://www.picoquant.com/products/sw-mt/sw-mt.htm.
68. Xu, S.; Ziegler, J.; Nann, T. J. Mater. Chem. 2008, 18, 2653-2656.
69. Ziegler, J.; Merkulov, A.; Grabolle, M.; Resch-Genger, U.; Nann, T. Langmuir 2007, 23, 7751-7759.
70. Yu, W. W.; Qu, L.; Guo, W.; Peng, X. Chem. Mater. 2003, 15, 2854-2860.
71. Adam, S.; Talapin, D. V.; Borchert, H.; Lobo, A.; McGinley, C.; de Castro, A. R. B.; Haase, M.; Weller, H.; Moller, T. J. Chem. Phys. 2005, 123, 084706-084710.
72. Du, H.; Fuh, R. A.; Li, J.; Corkan, A.; Lindsey, J. S. Photochem. Photobiol. 1998, 68, 141-142.
73. Labeau, O.; Tamarat, P.; Lounis, B. Phys. Rev. Lett. 2003, 90, 257404-257401257404-257404
74. van Sark, W. G. J. H. M.; Frederix, P. L. T. M.; van den Heuvel, D. J.; Bol, A. A.; van Lingen, J. N. J.; de Mello Donega, C.; Gerritsen, H. C.; Meijerink, A. J. Fluoresc. 2002, 12, 69-76.
75. Birch, D. J. S.; Imhof, R. E. In Topics in Fluorescence Spectroscopy: Techniques; Lakowicz, J. R., Ed.; Plenum Press: New York, 1991; Vol.1, pp 1-95.
76. Enderlein, J.; Sauer, M. J. Phys. Chem. A 2001, 105, 48-53.
77. van de Ven, M.; Ameloot, M.; Valeur, B.; Boens, N. J. Fluoresc. 2005, 15, 377-413.
78. Ji, X. H.; Copenhaver, D.; Sichmeller, C.; Peng, X. G. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5726-5735.
79. Munro, A. M.; Plante, I. J. L.; Ng, M. S.; Ginger, D. S. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 6220-6227.
80. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3rd ed.; Kluwer Academic: New York, 2006.
81. Meyer, M.; Mialocq, J. C. Chem. Phys. Lett. 1988, 160, 484-490.
82. Turban, A. A.; Bondarev, S. L.; Knyukshto, V. N.; Stupak, A. P. J. Appl. Spectrosc. 2006, 73, 678-685.
83. Förster, T. Ann. Phys. 1948, 437, 55-75.
84. Sapsford, K. E.; Berti, L.; Medintz, I. L. Angew. Chem., Int. Ed. 2006, 45, 4562-4588.
85. Stryer, L. Annu. Rev. Biochem. 1978, 47, 819-846.