Optical imaging with dynamic contrast agents

Chemistry - A European Journal

Volumn 17, Issue 4, 2011, Pages 1080-1091

  Wei, Qingshan ^a   Wei, Alexander ^a  

^a PURDUE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

contrast agents; imaging techniques; magnetic properties; nanoparticles; photothermal reactions

Indexed keywords

ACQUISITION TIME; BACKGROUND NOISE; BIOLOGICAL IMAGING; BIOMEDICAL IMAGING; COMMUNICATION TECHNOLOGIES; CONTRAST AGENT; CROSS-CORRELATION ALGORITHM; DEMODULATED SIGNALS; DIGITAL IMAGE; DYNAMIC CONTRAST; EMERGING TOPICS; ENHANCED CONTRAST; MAGNETIC NANOPARTICLES; MODULATION FREQUENCIES; MOLECULAR PROBES; MULTIPLE REFERENCES; NANO SCALE; OPTICAL IMAGING; OPTICAL MICROSCOPES; OPTICAL SIGNALS; PERIODIC SIGNAL; PHOTO-SWITCHABLE; PHOTO-THERMAL; PHOTOTHERMAL REACTIONS; SIGNAL MODULATIONS; SIGNAL RECOVERY; SIGNALS OF INTERESTS; TIME-DEPENDENT CHANGES; TWO STAGE;

DEMODULATION; DIGITAL IMAGE STORAGE; DYNAMICS; FOURIER TRANSFORMS; IMAGE PROCESSING; IMAGING SYSTEMS; MAGNETIC PROPERTIES; MEDICAL IMAGING; MODULATION; NANOMAGNETICS; NANOPARTICLES; OPTICAL DATA PROCESSING; OPTICAL VARIABLES MEASUREMENT; PROBES;

SIGNAL PROCESSING;

CONTRAST MEDIUM; DIAGNOSTIC AGENT; NANOPARTICLE;

ARTICLE; CHEMISTRY; DIAGNOSTIC IMAGING; FLUORESCENCE; IMAGE PROCESSING; MAGNETISM; MOLECULAR DYNAMICS;

CONTRAST MEDIA; DIAGNOSTIC IMAGING; FLUORESCENCE; IMAGE PROCESSING, COMPUTER-ASSISTED; MAGNETICS; MOLECULAR DYNAMICS SIMULATION; NANOPARTICLES;

EID: 78751636246     PISSN: 09476539     EISSN: 15213765     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/chem.201002521     Document Type: Article

References (97)

1. R. Weissleder, M. J. Pittet, Nature 2008, 452, 580-589.
2. V. Ntziachristos, Nat. Methods 2010, 7, 603-614.
3. J. V. Frangioni, Curr. Opin. Chem. Biol. 2003, 7, 626-634.
4. H. Liao, C. L. Nehl, J. H. Hafner, Nanomedicine 2006, 1, 201-208.
5. P. K. Jain, X. Huang, I. H. El-Sayed, M. A. El-Sayed, Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1578-1586.
6. L. Tong, Q. Wei, A. Wei, J.-X. Cheng, Photochem. Photobiol. 2009, 85, 21-32.
7. Q. Wei, A. Wei, in Inorganic Nanoprobes for Biological Sensing and Imaging, (Eds.:, H. Mattoussi, J. Cheon,), Artech House, New York, 2009, 197-233.
8. Q. Wei, A. Wei, in The Supramolecular Chemistry of Organic-Inorganic Hybrid Materials, (Eds.:, K. Rurack, R. Martínez-Máñez,), Wiley, Hoboken, 2010, 319-349.
9. X. Michalet, F. F. Pinaud, L. A. Bentolila, J. M. Tsay, S. Doose, J. J. Li, G. Sundaresan, A. M. Wu, S. S. Gambhir, S. Weiss, Science 2005, 307, 538-544.
10. I. L. Medintz, H. T. Uyeda, E. R. Goldman, H. Mattoussi, Nat. Mater. 2005, 4, 435-446.
11. U. Resch-Genger, M. Grabolle, S. Cavaliere-Jaricot, R. Nitschke, T. Nann, Nat. Methods 2008, 5, 763-775.
12. J.-H. Kim, K. Park, H. Y. Nam, S. Lee, K. Kim, I. C. Kwon, Prog. Polym. Sci. 2007, 32, 1031-1053.
13. W. R. Zipfel, R. M. Williams, W. W. Webb, Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1369-1377.
14. G. S. He, L.-S. Tan, Q. Zheng, P. N. Prasad, Chem. Rev. 2008, 108, 1245-1330.
15. M. Pawlicki, H. Collins, R. Denning, H. Anderson, Angew. Chem. 2009, 121, 3292-3316
16. Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 3244-3266.
17. D. R. Larson, W. R. Zipfel, R. M. Williams, S. W. Clark, M. P. Bruchez, F. W. Wise, W. W. Webb, Science 2003, 300, 1434-1436.
18. H. Wang, T. B. Huff, D. A. Zweifel, W. He, P. S. Low, A. Wei, J.-X. Cheng, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 15752-15756.
19. K. Park, S. Lee, E. Kang, K. Kim, K. Choi, I. C. Kwon, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1553-1566.
20. J. Kim, Y. Piao, T. Hyeon, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 372-390.
21. D. Shi, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3356-3373.
22. J. R. McCarthy, R. Weissleder, Adv. Drug Delivery Rev. 2008, 60, 1241-1251.
23. Y.-w. Jun, J.-H. Lee, J. Cheon, Angew. Chem. 2008, 120, 5200-5213
24. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5122-5135.
25. W. J. M. Mulder, A. W. Griffioen, G. J. Strijkers, D. P. Cormode, K. Nicolay, Z. A. Fayad, Nanomedicine 2007, 2, 307-324.
26. J. Cheon, J.-H. Lee, Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1630-1640.
27. A. Danielli, A. Arie, N. Porat, M. Ehrlich, Opt. Express 2008, 16, 19253-19259.
28. A. Danielli, N. Porat, A. Arie, M. Ehrlich, Biosens. Bioelectron. 2009, 25, 858-863.
29. A. Danielli, N. Porat, M. Ehrlich, A. Arie, Curr. Pharm. Biotechnol. 2010, 11, 128-137.
30. J. N. Anker, R. Kopelman, Appl. Phys. Lett. 2003, 82, 1102-1104.
31. J. N. Anker, C. Behrend, R. Kopelman, J. Appl. Phys. 2003, 93, 6698-6700.
32. B. H. McNaughton, K. A. Kehbein, J. N. Anker, R. Kopelman, J. Phys. Chem. B 2006, 110, 18958-18964.
33. J. N. Anker, C. J. Behrend, H. Huang, R. Kopelman, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 293, 655-662.
34. T. G. Roberts, J. N. Anker, R. Kopelman, J. Magn. Magn. Mater. 2005, 293, 715-724.
35. C. Sönnichsen, A. P. Alivisatos, Nano Lett. 2005, 5, 301-304.
36. E. Hao, R. C. Bailey, G. C. Schatz, J. T. Hupp, S. Li, Nano Lett. 2004, 4, 327-330.
37. C. L. Nehl, H. Liao, J. H. Hafner, Nano Lett. 2006, 6, 683-688.
38. F. Hao, C. L. Nehl, J. H. Hafner, P. Nordlander, Nano Lett. 2007, 7, 729-732.
39. J. L. Lyon, D. A. Fleming, M. B. Stone, P. Schiffer, M. E. Williams, Nano Lett. 2004, 4, 719-723.
40. Z. Xu, Y. Hou, S. Sun, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 8698-8699.
41. L. Wang, H.-Y. Park, S. I. I. Lim, M. J. Schadt, D. Mott, J. Luo, X. Wang, C.-J. Zhong, J. Mater. Chem. 2008, 18, 2629-2635.
42. L. Wang, J. Bai, Y. Li, Y. Huang, Angew. Chem. 2008, 120, 2473-2476
43. Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 2439-2442.
44. C. S. Levin, C. Hofmann, T. A. Ali, A. T. Kelly, E. Morosan, P. Nordlander, K. H. Whitmire, N. J. Halas, ACS Nano 2009, 3, 1379-1388.
45. H. Yu, M. Chen, P. M. Rice, S. X. Wang, R. L. White, S. Sun, Nano Lett. 2005, 5, 379-382.
46. W. Shi, H. Zeng, Y. Sahoo, T. Y. Ohulchanskyy, Y. Ding, Z. L. Wang, M. Swihart, P. N. Prasad, Nano Lett. 2006, 6, 875-881.
47. J.-s. Choi, Y.-w. Jun, S.-I. Yeon, H. C. Kim, J.-S. Shin, J. Cheon, J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15982-15983.
48. S.-H. Choi, H. B. Na, Y. I. Park, K. An, S. G. Kwon, Y. Jang, M.-h. Park, J. Moon, J. S. Son, I. C. Song, W. K. Moon, T. Hyeon, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15573-15580.
49. J. Lee, W. Hasan, M. H. Lee, T. W. Odom, Adv. Mater. 2007, 19, 4387-4391.
50. G. L. Liu, Y. Lu, J. Kim, J. C. Doll, L. P. Lee, Adv. Mater. 2005, 17, 2683-2688.
51. Q. Wei, H.-M. Song, A. P. Leonov, J. A. Hale, D. Oh, Q. K. Ong, K. Ritchie, A. Wei, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9728-9734.
52. H.-M. Song, Q. Wei, Q. K. Ong, A. Wei, ACS Nano 2010, 4, 5163-5173.
53. J. S. Aaron, J. Oh, T. A. Larson, S. Kumar, T. E. Milner, K. V. Sokolov, Opt. Express 2006, 14, 12930-12943.
54. J. G. Fujimoto, Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1361-1367.
55. A. M. Zysk, F. T. Nguyen, A. L. Oldenburg, D. L. Marks, S. A. Boppart, J. Biomed. Opt. 2007, 12, 051403.
56. A. L. Oldenburg, M. N. Hansen, D. A. Zweifel, A. Wei, S. A. Boppart, Opt. Express 2006, 14, 6724-6738.
57. T. S. Troutman, J. K. Barton, M. Romanowski, Opt. Lett. 2007, 32, 1438-1440.
58. A. M. Gobin, M. H. Lee, N. J. Halas, W. D. James, R. A. Drezek, J. L. West, Nano Lett. 2007, 7, 1929-1934.
59. H. Cang, T. Sun, Z.-Y. Li, J. Chen, B. J. Wiley, Y. Xia, X. Li, Opt. Lett. 2005, 30, 3048-3050.
60. A. L. Oldenburg, M. N. Hansen, T. S. Ralston, A. Wei, S. A. Boppart, J. Mater. Chem. 2009, 19, 6407-6411.
61. A. L. Oldenburg, J. R. Gunther, S. A. Boppart, Opt. Lett. 2005, 30, 747-749.
62. A. L. Oldenburg, F. Toublan, K. Suslick, A. Wei, S. A. Boppart, Opt. Express 2005, 13, 6597-6614.
63. R. John, R. Rezaeipoor, S. G. Adie, E. J. Chaney, A. L. Oldenburg, M. Marjanovic, J. P. Haldar, B. P. Sutton, S. A. Boppart, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 8085-8090.
64. A. L. Oldenburg, V. Crecea, S. A. Rinne, S. A. Boppart, Opt. Express 2008, 16, 11525-11539.
65. J. Oh, M. D. Feldman, J. Kim, H. W. Kang, P. Sanghi, T. E. Milner, Lasers Surg. Med. 2007, 39, 266-272.
66. J. Oh, M. D. Feldman, J. Kim, P. Sanghi, D. Do, J. J. Mancuso, N. Kemp, M. Cilingiroglu, T. E. Milner, J. Biomed. Opt. 2008, 13, 054006.
67. J. Kim, J. Oh, T. E. Milner, J. S. Nelson, Opt. Lett. 2006, 31, 778-780.
68. J. Kim, J. Oh, T. E. Milner, J. S. Nelson, Nanotechnology 2007, 18, 035504.
69. Y. Jin, C. Jia, S.-W. Huang, M. O'Donnell, X. Gao, Nat. Commun. 2010, 1, 41.
70. J. Oh, M. D. Feldman, J. Kim, C. Condit, S. Emelianov, T. E. Milner, Nanotechnology 2006, 17, 4183-4190.
71. X. Liang, A. L. Oldenburg, V. Crecea, E. J. Chaney, S. A. Boppart, Opt. Express 2008, 16, 11052-11065.
72. V. Crecea, A. L. Oldenburg, X. Liang, T. S. Ralston, S. A. Boppart, Opt. Express 2009, 17, 23114-23122.
73. F. M. Raymo, M. Tomasulo, J. Phys. Chem. A 2005, 109, 7343-7352.
74. I. Yildiz, E. Deniz, F. M. Raymo, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 1859-1867.
75. J. Lippincott-Schwartz, N. Altan-Bonnet, G. H. Patterson, Nat. Cell Biol. 2003, 5, S 7 -S 14.
76. K. A. Lukyanov, D. M. Chudakov, S. Lukyanov, V. V. Verkhusha, Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 2005, 6, 885-891.
77. W. Wu, A. D. Q. Li, Nanomedicine 2007, 2, 523-531.
78. Z. Tian, W. Wu, A. D. Q. Li, ChemPhysChem 2009, 10, 2577-2591.
79. E. Betzig, G. H. Patterson, R. Sougrat, O. W. Lindwasser, S. Olenych, J. S. Bonifacino, M. W. Davidson, J. Lippincott-Schwartz, H. F. Hess, Science 2006, 313, 1642-1645.
80. S. T. Hess, T. P. K. Girirajan, M. D. Mason, Biophys. J. 2006, 91, 4258-4272.
81. M. J. Rust, M. Bates, X. Zhuang, Nat. Methods 2006, 3, 793-795.
82. D. Hu, Z. Tian, W. Wu, W. Wan, A. D. Q. Li, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15279-15281.
83. T. Dertinger, R. Colyer, G. Iyer, S. Weiss, J. Enderlein, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 22287-22292.
84. C. I. Richards, J.-C. Hsiang, D. Senapati, S. Patel, J. Yu, T. Vosch, R. M. Dickson, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 4619-4621.
85. C. I. Richards, J.-C. Hsiang, R. M. Dickson, J. Phys. Chem. B 2010, 114, 660-665.
86. C. I. Richards, J.-C. Hsiang, A. M. Khalil, N. P. Hull, R. M. Dickson, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 6318-6323.
87. M. A. El-Sayed, S. Link, Int. Rev. Phys. Chem. 2000, 19, 409-453.
88. S. Link, M. A. El-Sayed, Annu. Rev. Phys. Chem. 2003, 54, 331-366.
89. X. Huang, P. Jain, I. H. El-Sayed, M. A. El-Sayed, Lasers Med. Sci. 2008, 23, 217-228.
90. D. Boyer, P. Tamarat, A. Maali, B. Lounis, M. Orrit, Science 2002, 297, 1160-1163.
91. M. C. Skala, M. J. Crow, A. Wax, J. A. Izatt, Nano Lett. 2008, 8, 3461-3467.
92. D. C. Adler, S.-W. Huang, R. Huber, J. G. Fujimoto, Opt. Express 2008, 16, 4376-4393.
93. C. Zhou, T.-H. Tsai, D. C. Adler, H.-C. Lee, D. W. Cohen, A. Mondelblatt, Y. Wang, J. L. Connolly, J. G. Fujimoto, Opt. Lett. 2010, 35, 700-702.
94. A. S. Paranjape, R. Kuranov, S. Baranov, L. L. Ma, J. W. Villard, T. Wang, K. V. Sokolov, M. D. Feldman, K. P. Johnston, T. E. Milner, Biomed. Opt. Express 2010, 1, 2-16.
95. G. Marriott, S. Mao, T. Sakata, J. Ran, D. K. Jackson, C. Petchprayoon, T. J. Gomez, E. Warp, O. Tulyathan, H. L. Aaron, E. Y. Isacoff, Y. Yan, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2008, 105, 17789-17794.
96. ImageJ is an open-source image processing program supported by the U. S. National Institutes of Health. It can be obtained free of charge at.
97. J. Reed, S. Ramakrishnan, J. Schmit, J. K. Gimzewski, ACS Nano 2009, 3, 2090-2094.