Theranostic probe based on lanthanide-doped nanoparticles for simultaneous in vivo dual-modal imaging and photodynamic therapy

Advanced Materials

Volumn 24, Issue 42, 2012, Pages 5755-5761

  Park, Yong Il ^a   Kim, Hyung Min ^b   Kim, Jeong Hyun ^a   Moon, Kyung Chul ^c   Yoo, Byeongjun ^a   Lee, Kang Taek ^b   Lee, Nohyun ^a   Choi, Yoonseok ^d   Park, Wooram ^e   Ling, Daishun ^a   Na, Kun ^e   Moon, Woo Kyung ^d   Choi, Seung Hong ^d   Park, Hong Seok ^f   Yoon, Soo Young ^c   Suh, Yung Doug ^b   Lee, Sung Ho ^g   Hyeon, Taeghwan ^a  

^a Seoul National University   (South Korea)

^b Korea Research Institute of Chemical Technology   (South Korea)

^c Korea University College of Medicine   (South Korea)

^d Seoul National University Hospital   (South Korea)

^e The Catholic University of Korea   (South Korea)

^f Korea University College of Medicine   (South Korea)

^g Korea University College of Medicine   (South Korea)

Author keywords

luminescence; magnetic resonance imaging; nanoparticles; photodynamic therapy; upconversion

Indexed keywords

CHLORIN E6; CORE-SHELL; IN-VIVO; MAGNETIC RESONANCE IMAGES; PROBE-BASED; SYSTEMIC ADMINISTRATION; TUMOR IMAGING; UP-CONVERSION; UP-CONVERSION LUMINESCENCE;

LUMINESCENCE; MAGNETIC RESONANCE IMAGING; NANOPARTICLES; PHOTOSENSITIZERS; TUMORS; YTTERBIUM;

PHOTODYNAMIC THERAPY;

CHLORIN E6; DIAGNOSTIC AGENT; LANTHANIDE; METAL NANOPARTICLE; PHOTOSENSITIZING AGENT; PORPHYRIN;

ANIMAL; ARTICLE; BAGG ALBINO MOUSE; CHEMISTRY; HUMAN; INFRARED RADIATION; LUMINESCENCE; MOUSE; NEOPLASM; NUCLEAR MAGNETIC RESONANCE IMAGING; NUDE MOUSE; PHOTOCHEMOTHERAPY; TUMOR CELL LINE; XENOGRAFT;

ANIMALS; CELL LINE, TUMOR; HUMANS; INFRARED RAYS; LANTHANOID SERIES ELEMENTS; LUMINESCENT MEASUREMENTS; MAGNETIC RESONANCE IMAGING; METAL NANOPARTICLES; MICE; MICE, INBRED BALB C; MICE, NUDE; NEOPLASMS; PHOTOCHEMOTHERAPY; PHOTOSENSITIZING AGENTS; PORPHYRINS; TRANSPLANTATION, HETEROLOGOUS;

EID: 84868357461     PISSN: 09359648     EISSN: 15214095     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adma.201202433     Document Type: Article

References (64)

1. a) B. Dubertret, P. Skourides, D. J. Norris, V. Noireaux, A. H. Brivanlou, A. Libchaber, Science 2002, 298, 1759
2. b) 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
3. c) X. Gao, Y. Cui, R. M. Levenson, L. W. K. Chung, S. Nie, Nat. Biotechnol. 2004, 22, 969
4. d) 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
5. e) J. Rao, A. Dragulescu-Andrasi, H. Yao, Curr. Opin. Biotechnol. 2007, 18, 17.
6. a) M. G. Harisinghani, J. Barentsz, P. F. Hahn, W. M. Deserno, S. Tabatabaei, C. H. van de Kaa, J. de la Rosette, R. Weissleder, New Engl. J. Med. 2003, 348, 2491
7. b) J. W. M. Bulte, D. L. Kraitchman, NMR Biomed. 2004, 17, 484
8. c) Y.-M. Huh, Y.-w. Jun, H.-T. Song, S. Kim, J.-s. Choi, J.-H. Lee, S. Yoon, K.-S. Kim, J.-S. Shin, J.-S. Suh, J. Cheon, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 12387
9. d) H. B. Na, I. C. Song, T. Hyeon, Adv. Mater. 2009, 21, 2133
10. e) N. Lee, T. Hyeon, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2575.
11. a) J. Cheon, J.-H. Lee, Acc. Chem. Res. 2008, 41, 1630
12. b) L. E. Jennings, N. J. Long, Chem. Commun. 2009, 3511
13. c) J. Kim, Y. Piao, T. Hyeon, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 372
14. d) C. Tassa, S. Y. Shaw, R. Weissleder, Acc. Chem. Res. 2011, 44, 842.
15. a) L. Prinzen, R.-J. J. H. M. Miserus, A. Dirksen, T. M. Hackeng, N. Deckers, N. J. Bitsch, R. T. A. Megens, K. Douma, J. W. Heemskerk, M. E. Kooi, P. M. Frederik, D. W. Slaaf, M. A. M. J. van Zandvoort, C. P. M. Reutelingsperger, Nano Lett. 2007, 7, 93
16. b) H. Lee, M. K. Yu, S. Park, S. Moon, J. J. Min, Y. Y. Jeong, H.-W. Kang, S. Jon, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 12739
17. c) J.-L. Bridot, A.-C. Faure, S. Laurent, C. Rivière, C. Billotey, B. Hiba, M. Janier, V. Josserand, J.-L. Coll, L. Vander Elst, R. Muller, S. Roux, P. Perriat, O. Tillement, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 5076
18. d) Y.-s. Yoon, B.-I. Lee, K. S. Lee, G. H. Im, S.-H. Byeon, J. H. Lee, I. S. Lee, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 3375
19. e) A. Gianella, P. A. Jarzyna, V. Mani, S. Ramachandran, C. Calcagno, J. Tang, B. Kann, W. J. R. Dijk, V. L. Thijssen, A. W. Griffioen, G. Storm, Z. A. Fayad, W. J. M. Mulder, ACS Nano 2011, 5, 4422.
20. a) D. R. Gamelin, H. U. Güdel, Acc. Chem. Res. 2000, 33, 235
21. b) F. Wang, R. Deng, J. Wang, Q. Wang, Y. Han, H. Zhu, X. Chen, X. Liu, Nat. Mater. 2011, 10, 968.
22. a) F. Auzel, Chem. Rev. 2004, 104, 139
23. b) J. F. Suyver, A. Aebischer, D. Biner, P. Gerner, J. Grimm, S. Heer, K. W. Krämer, C. Reinhard, H. U. Güdel, Opt. Mater. 2005, 27, 1111
24. c) F. Wang, X. Liu, Chem. Soc. Rev. 2009, 38, 976
25. d) M. Haase, H. Schäfer, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5808.
26. P. Pantazis, J. Maloney, D. Wu, S. E. Fraser, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 14535.
27. a) M. Albota, D. Beljonne, J.-L. Brédas, J. E. Ehrlich, J.-Y. Fu, A. A. Heikal, S. E. Hess, T. Kogej, M. D. Levin, S. R. Marder, D. McCord-Maughon, J. W. Perry, H. Röckel, M. Rumi, G. Subramaniam, W. W. Webb, X.-L. Wu, C. Xu, Science 1998, 281, 1653
28. b) 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.
29. a) S. Heer, K. Kömpe, H.-U. Güdel, M. Haase, Adv. Mater. 2004, 16, 2102
30. b) J.-C. Boyer, L. A. Cuccia, J. A. Capobianco, Nano Lett. 2007, 7, 847
31. c) Z. Li, Y. Zhang, Nanotechnology 2008, 19, 345606
32. d) F. Wang, Y. Han, C. S. Lim, Y. Lu, J. Wang, J. Xu, H. Chen, C. Zhang, M. Hong, X. Liu, Nature 2010, 463, 1061
33. e) X. Ye, J. E. Collins, Y. Kang, J. Chen, D. T. N. Chen, A. G. Yodh, C. B. Murray, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2010, 107, 22430
34. f) F. Wang, J. Wang, X. Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 7456
35. g) L. Cheng, K. Yang, Y. Li, J. Chen, C. Wang, M. Shao, S.-T. Lee, Z. Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 7385
36. h) R. Deng, X. Xie, M. Vendrell, Y.-T. Chang, X. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 20168.
37. C. T. Xu, N. Svensson, J. Axelsson, P. Svenmarker, G. Somesfalean, G. Chen, H. Liang, H. Liu, Z. Zhang, S. Andersson-Engels, Appl. Phys. Lett. 2008, 93, 171103.
38. a) Y. I. Park, J. H. Kim, K. T. Lee, K.-S. Jeon, H. B. Na, J. H. Yu, H. M. Kim, N. Lee, S. H. Choi, S.-I. Baik, H. Kim, S. P. Park, B.-J. Park, Y. W. Kim, S. H. Lee, S.-Y. Yoon, I. C. Song, W. K. Moon, Y. D. Suh, T. Hyeon, Adv. Mater. 2009, 21, 4467
39. b) S. Wu, G. Han, D. J. Milliron, S. Aloni, V. Altoe, D. V. Talapin, B. E. Cohen, P. J. Schuck, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2009, 106, 10917.
40. R. A. Jalil, Y. Zhang, Biomaterials 2008, 29, 4122.
41. a) R. Kumar, M. Nyk, T. Y. Ohulchanskyy, C. A. Flask, P. N. Prasad, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 853
42. b) Z. Li, Y. Zhang, B. Shuter, N. M. Idris, Langmuir 2009, 25, 12015.
43. a) J. Zhou, Y. Sun, X. Du, L. Xiong, H. Hu, F. Li, Biomaterials 2010, 31, 3287
44. b) J. Zhou, M. Yu, Y. Sun, X. Zhang, X. Zhu, Z. Wu, D. Wu, F. Li, Biomaterials 2011, 32, 1148
45. c) H. Xing, W. Bu, S. Zhang, X. Zheng, M. Li, F. Chen, Q. He, L. Zhou, W. Peng, Y. Hua, J. Shi, Biomaterials 2012, 33, 1079.
46. a) J. D. Bhawalkar, N. D. Kumar, C.-F. Zhao, P. N. Prasad, J. Clin. Laser Med. Surg. 1997, 15, 201
47. b) D. E. J. G. J. Dolmans, D. Fukumura, R. K. Jain, Nat. Rev. Cancer 2003, 3, 380
48. c) H. Gu, K. Xu, Z. Yang, C. K. Chang, B. Xu, Chem. Commun. 2005, 4270
49. d) Y. Cheng, A. C. Samia, J. D. Meyers, I. Panagopoulos, B. Fei, C. Burda, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10643.
50. a) B. Ungun, R. K. Prud'homme, S. J. Budijono, J. Shan, S. F. Lim, Y. Ju, R. Austin, Opt. Express 2009, 17, 80
51. b) H. Guo, H. Qian, N. M. Idris, Y. Zhang, Nanomed.: Nanotechnol. Biol. Med. 2010, 6, 486
52. c) J. Shan, S. J. Budijono, G. Hu, N. Yao, Y. Kang, Y. Ju, R. K. Prud'homme, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 2488
53. d) C. Wang, H. Tao, L. Cheng, Z. Liu, Biomaterials 2011, 32, 6145.
54. a) K. A. Abel, J.-C. Boyer, F. C. J. M. van Veggel, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 14644
55. b) K. A. Abel, J.-C. Boyer, C. M. Andrei, F. C. J. M. van Veggel, J. Phys. Chem. Lett. 2011, 2, 185.
56. B.-c. Bae, K. Na, Biomaterials 2010, 31, 6325.
57. K. Tanaka, T. Miura, N. Umezawa, Y. Urano, K. Kikuchi, T. Higuchi, T. Nagano, J. Am. Chem. Soc. 2001, 123, 2530.
58. a) M. Nyk, R. Kumar, T. Y. Ohulchanskyy, E. J. Bergey, P. N. Prasad, Nano Lett. 2008, 8, 3834
59. b) F. Vetrone, R. Naccache, A. J. de la Fuente, F. Sanz-Rodríguez, A. Blazquez-Castro, E. M. Rodriguez, D. Jaque, J. G. Solé, J. A. Capobianco, Nanoscale 2010, 2, 495
60. c) S. H. Nam, Y. M. Bae, Y. I. Park, J. H. Kim, H. M. Kim, J. S. Choi, K. T. Lee, T. Hyeon, Y. D. Suh, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 6093.
61. S. Y. Park, H. J. Baik, Y. T. Oh, K. T. Oh, Y. S. Youn, E. S. Lee, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 1644.
62. a) F. Chen, W. Bu, S. Zhang, X. Liu, J. Liu, H. Xing, Q. Xiao, L. Zhou, W. Peng, L. Wang, J. Shi, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 4285
63. b) N. J. J. Johnson, W. Oakden, G. J. Stanisz, R. S. Prosser, F. C. J. M. van Veggel, Chem. Mater. 2011, 23, 3714.
64. J.-H. Lee, J.-t. Jang, J.-s. Choi, S. H. Moon, S.-h. Noh, J.-w. Kim, J.-G. Kim, I.-S. Kim, K. I. Park, J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 2011, 6, 418.