Clinical SERS: Are we there yet?

Journal of Biophotonics

Volumn 4, Issue 10, 2011, Pages 667-684

  Kho, Kiang Wei ^a,b   Fu, Chit Yaw ^a,c   Dinish, U S ^c   Olivo, Malini ^a,b,c,d  

^a NATIONAL UNIVERSITY OF IRELAND   (Ireland)

^b DIVISION OF MEDICAL ONCOLOGY   (Singapore)

^c AGENCY FOR SCIENCE   (Singapore)

^d NATIONAL UNIVERSITY OF SINGAPORE   (Singapore)

Author keywords

Clinical; Diagnosis; Plasmon; SERS

Indexed keywords

CLINICAL; CLINICAL APPLICATION; FUTURE TRENDS; SENSING TECHNOLOGY; SERS; SERS SUBSTRATE; SPECTROSCOPIC TECHNIQUE; SURFACE ENHANCED RAMAN SPECTROSCOPY;

DIAGNOSIS; PLASMONS; RAMAN SPECTROSCOPY;

SUBSTRATES;

NANOPARTICLE;

HUMAN; INSTRUMENTATION; MEDICAL RESEARCH; METHODOLOGY; RAMAN SPECTROMETRY; REVIEW; SURFACE PLASMON RESONANCE; SURFACE PROPERTY;

BIOMEDICAL RESEARCH; HUMANS; NANOPARTICLES; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; SURFACE PLASMON RESONANCE; SURFACE PROPERTIES;

EID: 80053408926     PISSN: 1864063X     EISSN: 18640648     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jbio.201100047     Document Type: Review

References (116)

1. F. S. R. R. Teles, L. A. P. De Távora Tavira, and L. J. P. Da Fonseca, Crit. Rev. Clin. Lab. Sci. 47, 139 (2010).
2. X. Zhang, M. A. Young, O. Lyandres, and R. P. Van Duyne, J. Am. Chem. Soc. 127, 4484 (2005).
3. C. V. Raman and K. S. Krishnan, Nature 121, 501 (1928).
4. M. Fleischmann, P. J. Hendra, and A. J. McQuillan, Chem. Phys. Lett. 26, 163 (1974).
5. D. L. Jeanmaire and R. P. Van Duyne, J. Electroanal. Chem. 84, 1 (1977).
6. M. G. Albrecht and J. A. Creighton, J. Am. Chem. Soc. 99, 5215 (1977).
7. J. A. Dieringer, A. D. McFarlN. C. Shah, D. A. Stuart, A. V. Whitney, C. R. Yonzon, M. A. Young, and X. Zhang, R. P. Van Duyne, Faraday Discuss. 132, 9 (2006).
8. M. Moskovits, Rev. Mod. Phys. 57, 783 (1985).
9. E. J. Liang and W. Kiefer, J. Raman Spectrosc. 27, 879 (1996).
10. F. J. Adrian, J. Chem. Phys. 77, 5302 (1982).
11. S. Feng, R. Chen, J. Lin, J. Pan, G. Chen, Y. Li, M. Cheng, Z. Huang, J. Chen, and H. Zeng Haishan, Biosens. Bioelectron. 25, 2414 (2010).
12. M. S. Bergholt, W. Zheng, K. Lin, K. Y. Ho, M. Teh, K. G. Yeoh, J. B. Y. So, and Z. Huang, Biosens. Bioelectron. 26, 4104 (2011).
13. M. D. Keller, E. Vargis, N. De Matos Granja, R. H. Wilson, M. A. Mycek, M. C. Kelley, and A. Mahadevan-Jansen, J. Biomed. Opt. 16, 077006 (2011).
14. E. Vargis, E. M. Kanter, S. K. Majumder, M. D. Keller, R. B. Beaven, G. G. Rao, and A. Mahadevan-Jansen, Analyst 136, 2981 (2011).
15. S. Dochow, C. Krafft, U. Neugebauer, T. Bocklitz, T. Henkel, G. Mayer, and J. Albert, J. Popp, Lab. Chip. 11, 1484 (2011).
16. A. Shapiro, O. N. Gofrit, G. Pizov, J. K. Cohen, and J. Maier, Europ. Urol. 59, 106 (2011).
17. L. J. Guo, Adv. Mater. 19, 495 (2007).
18. G. O. Mallory and J. B. Hajdu, Electroless Plating: Fundamentals and Applications (American Electroplaters and Surface Finishers Society, Orlando, FL, 1990).
19. X. X. Han, B. Zhao, and Y. Ozaki, Anal. Bioanal. Chem. 394, 1719 (2009).
20. K. Kneipp, Y. Wang, H. Kneipp, L. T. Perelman, I. Itzkan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Phys. Rev. Lett. 78, 1667 (1997).
21. I. Delfino, A. R. Bizzarri, and S. Cannistraro, Biophys. Chem. 113, 41 (2005).
22. A. Kudelski, Talanta 76, 1 (2008).
23. C. R. Yonzon, C. L. Haynes, X. Zhang, J. T. Walsh Jr., and R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 76, 78 (2004).
24. K. Kneipp, H. Kneipp, I. Itzkan, R. R. Dasari, and M. S. Feld, Curr. Sci. 77, 915 (1999).
25. K. Li, L. Clime, L. Tay, B. Cui, M. Geissler, and T. Veres, Anal. Chem. 80, 4945 (2008).
26. K. D. Bake and D. R. Walt, Ann. Rev. Anal. Chem. 1, 515 (2008).
27. J. Ni, R. J. Lipert, G. B. Dawson, and M. D. Porter, Anal. Chem. 71, 4903 (1999).
28. L. Sun, C. Yu, and J. Irudayaraj, Anal. Chem. 79, 3981 (2007).
29. J. Y. Qu, B. C. Wilson, and D. Suria, Appl. Optics 38, 5491 (1999).
30. D. Graham and R. Goodacre, Chem. Soc. Rev. 37, 883 (2008).
31. E. Kastanos, K. Hadjigeorgiou, A. Kyriakides, and C. Pitris, Biomedical vibrational spectroscopy IV: Advances in Research and Industry, Proc. SPIE 7560 (2010).
32. R. Westermeier and T. Vaven, Proteomics in practice: a laboratory manual of proteome analysis (Wiley-VCH, Weinheim, 2002).
33. J. W. Chen, Y. Lei, X. J. Liu, J. H. Jiang, G. L. Shen, and R. Q. Yu, Anal. Bioanal. Chem. 392, 187 (2008).
34. D. S. Grubisha, R. J. Lipert, H. Y. Park, J. Driskell, and M. D. Porter, Anal. Chem. 75, 5936 (2003).
35. Y. C. Cao, R. Jin, and C. A. Mirkin, Science 297, 1536 (2002).
36. D. Graham, R. Stevenson, D. G. Thompson, L. Barrett, C. Dalton, and K. Faulds, Faraday Discuss. 149, 291 (2011).
37. H. N. Wang and T. Vo-Dinh, Nanotechnology 20, 065101 (2009).
38. K. Vangala, M. Yanney, C. T. Hsiao, W. W. Wu, R. F. Shen, S. Zou, A. Sygula, and D. Zhang, Anal. Chem. 82, 10164 (2010).
39. M. Muniz-Miranda, C. Gellini, and E. Giorgetti, J. Phys. Chem. C 115, 5021 (2011).
40. K. W. Kho, M. Q. Zhu, Z. X. Shen, B. A. Iman, S. C. Lim, S. Mhaisalkar, T. J. White, F. Watt, K. C. Soo, and M. Olivo, J. Biomed. Opt. 13, 054026 (2008).
41. K. R. Ackermann, T. Henkel, and J. Popp, Chem. Phys. Chem. 8, 2665 (2007).
42. J. Driskell, O. M. Primera-Pedrozo, R. A. Dluhy, Y. Zhao, and R. A. Tripp, Appl. Spectrosc. 63, 1107 (2009).
43. R. Wilson, S. A. Bowden, J. Parnell, and J. M. Cooper, Anal. Chem. 82, 2119 (2010).
44. J. M. Yuen, N. C. Shah, J. T. Walsh Jr., M. R. Glucksberg, and R. P. Van Duyne, Anal. Chem. 82, 8382 (2010).
45. R. J. Stokes, E. McBride, C. G. Wilson, J. M. Girkin, W. E. Smith, and D. Graham, Appl. Spectrosc. 62, 371 (2008).
46. T. T. Liu, Y. H. Lin, C. S. Hung, T. J. Liu, Y. Chen, Y. C. Huang, T. H. Tsai, H. H. Wang, D. H. Wang, J. K. Wang, Y. L. Wang, and C. H. Lin, PLoS ONE 4, 5470 (2009).
47. H. Cho, B. R. Baker, S. Wachsmann-Hogiu, C. V. Pagba, T. A. Laurence, S. M. Lane, L. P. Lee, and J. B. H. Tok, Nano Lett. 8, 4386 (2008).
48. E. J. Dufek, B. Ehlert, M. C. Granger, T. M. Sandrock, S. L. Legge, M. G. Herrmann, A. W. Meikle, and M. D. Porter, Analyst 135, 2811 (2010).
49. M. Lee, S. Lee, J. H. Lee, H. W. Lim, G. H. Seong, E. K. Lee, S. I. Chang, C. H. Oh, and J. Choo, Biosens. Bioelectron. 26, 2135 (2011).
50. L. Sun and J. Irudayaraj, J. Phys. Chem. B 113, 14021 (2009).
51. Z. Chen, S. M. Tabakman, A. P. Goodwin, M. G. Kattah, D. Daranciang, X. Wang, G. Zhang, X. Li, Z. Liu, P. J. Utz, K. Jiang, S. Fan, and H. Dai, Nature Biotechnol. 26, 1285 (2008).
52. C. D. Syme, N. M. S. Sirimuthu, S. L. Faley, and J. M. Cooper, Chem. Commun. 46, 7921 (2010).
53. S. Schlücker, B. Küstner, A. Punge, R. Bonfig, A. Marx, and P. Ströbel, J. Raman Spectrosc. 37, 719 (2006).
54. X. Huang, I. H. El-Sayed, W. Qian, and M. A. El-Sayed, Nano Lett. 7, 1591 (2007).
55. H. W. Tang, X. B. Yang, J. Kirkham, and D. A. Smith, Appl. Spectrosc. 62, 1060 (2008).
56. X. Zhang, H. Yin, J. M. Cooper, and S. J. Haswell, Anal. Bioanal. Chem. 390, 833 (2008).
57. S. Bálint, S. Rao, M. M. Sánchez, V. Huntosová, P. Miskovsk, and D. Petrov, J. Biomed. Opt. 15, 027005 (2010).
58. K. Lee and V. P. Drachev, J. Irudayaraj, ACS Nano 5, 2109 (2011).
59. B. Yan and B. M. Reinhard, J. Phys Chem. Lett. 1, 1595 (2010).
60. K. K. Maiti, A. Samanta, M. Vendrell, K. S. Soh, M. Olivo, and Y. T. Chang, Chem. Commun. 47, 3514 (2011).
61. H. Park, S. Lee, L. Chen, E. K. Lee, S. Y. Shin, Y. H. Lee, S. W. Son, C. H. Oh, J. M. Song, S. H. Kang, and J. Choo, Phys. Chem. Chem. Phys. 11, 7444 (2009).
62. S. Lee, H. Chon, M. Lee, J. Choo, S. Y. Shin, Y. H. Lee, I. J. Rhyu, S. W. Son, and C. H. Oh, Biosens. Bioelectron. 24, 2260 (2009).
63. J. Kneipp, H. Kneipp, M. McLaughlin, D. Brown, and K. Kneipp, Nano Lett. 6, 2225 (2006).
64. J. Kneipp, H. Kneipp, B. Wittig, and K. Kneipp, Nano Lett. 7, 2819 (2007).
65. C. Zhang, T. Liu, Y. Su, S. Luo, Y. Zhu, X. Tan, S. Fan, L. Zhang, Y. Zhou, T. Cheng, and C. Shi, Biomaterials 31, 6612 (2010).
66. C. L. Zavaleta, B.R. Smith, I. Walton, W. Doering, G. Davis, B. Shojaei, M. J. Natan, and S. S. Gambhir, Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 106, 13511 (2009).
67. M. V. Yigit, L. Zhu, M. A. Ifediba, Y. Zhang, K. Carr, A. Moore, and Z. Medarova, ACS Nano 5, 1056 (2011).
68. N. Stone, K. Faulds, D. Graham, and P. Matousek, Anal. Chem. 82, 3969 (2010).
69. X. Qian, X. H. Peng, D. O. Ansari, Q. Yin-Goen, G. Z. Chen, D. M. Shin, L. Yang, A. N. Young, M. D. Wang, and S. Nie, Nature Biotechnol. 26, 83 (2008).
70. L. Sun, K. B. Sung, C. Dentinger, B. Lutz, L. Nguyen, J. Zhang, H. Qin, M. Yamakawa, M. Cao, Y. Lu, A. J. Chmura, J. Zhu, X. Su, A. A. Berlin, S. Chan, and B. Knudsen, Nano Lett. 7, 351 (2007).
71. B. Küstner, M. Gellner, M. Schütz, F. Schöppler, A. Marx, P. Ströbel, P. Adam, C. Schmuck, and S. Schlücker, Angew. Chem. Int. Edit. 48, 1950 (2009).
72. J. Aaron, N. Nitin, K. Travis, S. Kumar, T. Collier, S. Y. Park, M. Joseì-Yacamaìn, L. Coghlan, M. Follen, R. Richards-Kortum, and K. Sokolov, J. Biomed. Opt. 12, 034007 (2007).
73. D. Rohleder, W. Kiefer, and W. Petrich, Analyst 129, 906 (2004).
74. H. Wang, N. Malvadkar, S. Koytek, J. Bylander, W. B. Reeves, and M. C. Demirel, J. Biomed. Opt. 15, 027004 (2010).
75. K. B. Waltes, M. F. Balish, and T. P. Atkinson, Future Microbiol. 3, 635 (2008).
76. S. L. Hennigan, J. D. Driskell, R. A. Dluhy, Y. Zhao, R. A. Tripp, K. B. Waites, and D. C. Krause, PLoS One 5, 13633 (2010).
77. Z. B. Alfassi, J. Am. Soc. Mass Spectrom. 15, 385 (2004).
78. K. W. Kho, O. Malini, Z. X. Shen, and K. C. Soo, Proc. SPIE 5702, 84 (2005).
79. Y. Hu, A. Shen, T. Jiang, Y. Ai, and J. Hu, Spectrochim. Acta A 69, 378 (2008).
80. S. Feng, R. Chen, J. Lin, J. Pan, Y. Wu, Y. Li, J. Chen, and H. Zeng, Biosens. Bioelectron. 26, 3167 (2011).
81. O. Aydin, M. Altaş, M. Kahraman, O. F. Bayrak, and M. Çulha, Appl. Spectrosc. 63, 1095 (2009).
82. S. Feng, J. Lin, M. Cheng, Y. Z. Li, G. Chen, Z. Huang, Y. Yu, R. Chen, and H. Zeng, Appl. Spectrosc. 63, 1089 (2009).
83. W. Li, P. H. C. Camargo, X. Lu, and Y. Xia, Nano Lett. 9, 485 (2009).
84. L. M. Liz-Marzán, M. Giersig, and P. Mulvaney, Chem. Commun. 731-732 (1996).
85. G. Liu, H. Ji, X. Yang, and Y. Wang, Langmuir 24, 1019 (2008).
86. M. Roca and A. J. Haes, J. Am. Chem. Soc. 130, 14273 (2008).
87. W. Stöber, A. Fink, and E. Bohn, J. Colloid Interf. Sci. 26, 62 (1968).
88. L. Yu, G. L. Liu, J. Kim, Y. X. Mejia, and L. P. Lee, Nano Lett. 5, 119 (2005).
89. B. Wiley, Y. Sun, and Y. Xia, Accounts Chem. Res. 40, 1067 (2007).
90. B. Wiley, T. Herricks, Y. Sun, and Y. Xia, Nano Lett. 4, 1733 (2004).
91. J. Aizpurua, P. Hanarp, D. S. SutherlM. Käll, G. W. Bryant, and F. J. García de Abajo, Phys. Rev. Lett. 90, 057401-1 (2003).
92. G. H. Jeong, Y. W. Lee, M. Kim, and S. W. Han, J. Colloid Interf. Sci. 329, 97 (2009).
93. D. V. Goia and E. Matijeviæ, New J. Chem. 22, 1203 (1998).
94. P. Calandra, C. Giordano, A. Longo, and V. T. Liveri, Mater. Chem. Phys. 98, 494 (2006).
95. H. Y. Wu, M. Liu, and M. H. Huang, J. Phys. Chem. B 110, 19291 (2006).
96. J. Xie, J. Y. Lee, and D. I. C. Wang, Chem. Mater. 19, 2823 (2007).
97. C. L. Haynes and R. P. Van Duyne, J. Phys. Chem. B 105, 5599 (2001).
98. C. Y. Fu, Z. Y. Koh, K. W. Kho, S. Du, T. Praveen, and M. Olivo, Proc. SPIE 7397, 739717 (2009).
99. S. Deng, H. M. Fan, X. Zhang, K. P. Loh, C. L. Cheng, C. H. Sow, and Y. L. Foo, Nanotechnology 20, 175705 (2009).
100. N. A. Hatab, C. M. Rouleau, S. T. Retterer, G. Eres, P. B. Hatzinger, and B. Gu, Analyst 136, 1697 (2011).
101. E. G. Gamaly and A. V. Rode, Enc. Nanosci. Nanotechnol. 7, 783 (2004).
102. H. Zhang and C. A. Mirkin, Chem. Mater. 16, 1480 (2004).
103. A. W. Clark, A. Glidle, D. R. S. Cumming, and J. M. Cooper, J. Am. Chem. Soc. 131, 17615 (2009).
104. N. A. Hatab, C. H. Hsueh, A. L. Gaddis, S. T. Retterer, J. H. Li, G. Eres, Z. Zhang, and B. Gu, Nano Lett. 10, 4952 (2010).
105. W. Rechberger, A. Hohenau, A. Leitner, J. R. Krenn, B. Lamprecht, and F. R. Aussenegg, Opt. Commun. 220, 137 (2003).
106. N. Fìlidj, J. GrG. Laurent, J. Aubard, G. Åvi, A. Hohenau, N. Galler, F. R. Aussenegg, and J. R. Krenn, J. Chem. Phys. 128, 094702 (2008).
107. E. K. Payne, K. L. Shuford, S. Park, G. C. Schatz, and C. A. Mirkin, J. Phys. Chem. B 110, 2150 (2006).
108. L. Gunnarsson, E. J. Bjerneld, H. Xu, S. Petronis, B. Kasemo, and M. Käll, Appl. Phys. Lett. 78, 802 (2001).
109. K. K. Maiti, U. S. Dinish, C. Y. Fu, J. J. Lee, K. S. Soh, S. W. Yun, R. Bhuvaneswari, M. Olivo, and Y. T. Chang, Biosens. Bioelectron. 26, 398 (2010).
110. N. C. Deliolanis, R. Kasmieh, T. Wurdinger, B. A. Tannous, K. Shah, and V. Ntziachristos, J. Biomed. Opt. 13, 044008 (2008).
111. S. J. Cho, Y.-H. Ahn, K. K. Maiti, U. S. Dinish, C. Y. Fu, P. Thoniyot, M. Olivo, and Y. T. Chang, Chem. Commun. 46, 722 (2010).
112. V. P. Drachev, V. C. Nashine, M. D. Thoreson, D. Ben-Amotz, V. Jo Davisson, and V. M. Shalaev, Langmuir 21, 8368 (2005).
113. J. Hu and C. Y. Zhang, Anal. Chem. 82, 8991 (2010).
114. D. Graham, B. J. Mallinder, D. Whitcombe, N. D. Watson, and W. E. Smith, Anal. Chem. 74, 1069 (2002).
115. U. S. Dinish, C. Y. Fu, A. Agarwal, and M. Olivo, Biosens. Bioelectron. 26, 1987 (2011).
116. S. Peng, C. Lei, Y. Ren, R. E. Cook, and Y. Sun, Angew. Chem. Int. Edit. 50, 3158 (2011).