Gold Nanorods as Theranostic Agents

Nanoplatform-Based Molecular Imaging

Volumn , Issue , 2011, Pages 659-681

  Wei, Alexander ^a   Wei, Qingshan ^a   Leonov, Alexei P ^a  

^a PURDUE UNIVERSITY   (United States)

Author keywords

Feasibility of employing GNRs, as multifunctional agents for biomedical diagnostics and image guided therapies; GNRs, applied toward bioanalytical and imaging applications based on surface enhanced Raman scattering (SERS); Gold nanorods as theranostic agents attractive, due to strong NIR absorption cross sections, tunability of their plasmon resonances, their scalable and highly reproducible synthesis

Indexed keywords

EID: 84879348945     PISSN: None     EISSN: None     Source Type: Book    
DOI: 10.1002/9780470767047.ch27     Document Type: Chapter

References (139)

1. Xia, Y.; Halas, N. J. MRS Bull. 2005, 30, 338-343.
2. Tong, L.; Wei, Q.; Wei, A.; Cheng, J.-X., Photochem. Photobiol. 2009, 85, 21-32.
3. Weissleder, R. Nature Biotechnol. 2001, 19, 316-317.
4. Root, S. W.; Andrews, G. A.; Kniseley, R. M.; Tyor, M. P. Cancer 1954, 7, 856-866.
5. Moses, C.; Kent, E.; Boatman, J. B. Cancer 1955, 8, 417-423.
6. Rubin, P.; Levitt, S. H. J. Nucl. Med. 1964, 5, 581-594.
7. Durkes, T. E. Probl. Vet. Med. 1992, 4, 207-211.
8. Tsai, C. Y.; Shiau, A. L.; Chen, S. Y.; Chen, Y. H.; Cheng, P. C.; Chang, M. Y.; Chen, D. H.; Chou, C. H.; Wang, C. R.; Wu, C. L. Arthritis Rheum. 2007, 56, 544-554.
9. Wang, H.; Huff, T. B.; Zweifel, D. A.; He, W.; Low, P. S.; Wei, A.; Cheng, J.-X., Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2005, 102, 15752-15756.
10. Imura, K.; Nagahara, T.; Okamoto, H. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 13214-13220.
11. Bouhelier, A.; Bachelot, R.; Lerondel, G.; Kostcheev, S.; Royer, P.; Wiederrecht, G. P. Phys. Rev. Lett 2005, 95, 267405.
12. Huff, T. B.; Hansen, M. N.; Zhao, Y.; Cheng, J.-X., Wei, A. Langmuir 2007, 23, 1596-1599.
13. Huff, T. B.; Tong, L.; Zhao, Y.; Hansen, M. N.; Cheng, J.-X., Wei, A. Nanomedicine 2007, 2, 125-132.
14. Tong, L.; Zhao, Y.; Huff, T. B.; Hansen, M. N.; Wei, A.; Cheng, J.-X., Adv. Mater. 2007, 19, 3136-3141.
15. He, W.; Henne, W. A.; Wei, Q.; Zhao, Y.; Doorneweerd, D. D.; Cheng, J.-X., Low, P. S.; Wei, A. Nano Res. 2008, 1, 450-456.
16. Chou, C.-H.; Chen, C.-D.; Wang, C. R. C. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 11135-11138.
17. Cuenca, A. G.; Jiang, H.; Hochwald, S. N.; Delano, M.; Cance,W. G.; Grobmyer, S. R. Cancer 2006, 107, 459-466.
18. Pitsillides, C. M.; Joe, E. K.; Wei, X.; Anderson, R. R.; Lin, C. P. Biophys. J. 2003, 84, 4023-4032.
19. Kotaidis, V.; Plech, A. Appl. Phys. Lett. 2005, 87, 213102.
20. Kreibig, U.; Vollmer, M. Optical Properties of Metal Clusters. Springer: New York, 1995.
21. van der Zande, B.; Böhmer, M. R.; Fokkink, L. G. J.; Schönenberger, C. Langmuir 2000, 16, 451-458.
22. Link, S.; Mohamed, M. B.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 1999, 103, 3073-3077.
23. Jain, P. K.; Lee, K. S.; El-Sayed, I. H.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 7238-7248.
24. Ni, W.; Kou, X.; Yang, Z.; Wang, J. ACS Nano 2008, 2, 677-686.
25. Mooradian, A. Phys. Rev. Lett. 1969, 22, 185-187.
26. Varnavski, O. P.; Mohamed, M. B.; El-Sayed, M. A.; Goodson, T. J. Phys. Chem. B 2003, 107, 3101-3104.
27. Dulkeith, E.; Niedereichholz, T.; Klar, T. A.; Feldmann, J.; von Plessen, G.; Gittins, D. I.; Mayya, K. S.; Caruso, F. Phys. Rev. B 2004, 70, 205424.
28. Mohamed, M. B.; Volkov, V.; Link, S.; El-Sayed, M. A. Chem. Phys. Lett. 2000, 317, 517-523.
29. Nappa, J.; Revillod, G.; Abid, J.-P., Russier-Antoine, I.; Jonin, C.; Benichou, E.; Girault, H. H.; Brevet, P. F. Faraday Discuss. 2004, 125, 145-156.
30. Darbha, G. K.; Rai, U. S.; Singh, A. K.; Ray, P. C. Chem. Eur. J. 2008, 14, 3896-3903.
31. Hubert, C.; Billot, L.; Adam, P. M.; Bachelot, R.; Royer, P.; Grand, J.; Gindre, D.; Dorkenoo, K. D.; Fort, A. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 181105.
32. Celebrano, M.; Zavelani-Rossi, M.; Polli, D.; Cerullo, G.; Biagioni, P.; Finazzi, M.; Duo, L.; Labardi, M.; Allegrini, M.; Grand, J.; Adam, P. M. J. Microsc. 2008, 229, 233-239.
33. Helmchen, F.; Denk, W. Nat. Methods 2005, 2, 932-940.
34. Boyd, G. T.; Yu, Z. H.; Shen, Y. R. Phys. Rev. B 1986, 33, 7923-7936.
35. Imura, K.; Nagahara, T.; Okamoto, H. J. Am. Chem. Soc. 2004, 126, 12730-12731.
36. Orendorff, C. J.; Gole, A.; Sau, T. K.; Murphy, C. J. Anal. Chem. 2005, 77, 3261-3266.
37. Nikoobakht, B.; Wang, J.; El-Sayed, M. A. Chem. Phys. Lett. 2002, 366, 17-23.
38. Kawamura, G.; Yang, Y.; Nogami, M. Appl. Phys. Lett. 2007, 90, 261908.
39. Wang, C.; Chen, Y.; Wang, T.; Ma, Z.; Su, Z. Adv. Funct. Mater. 2008, 18, 355-361.
40. Link, S.; El-Sayed, M. A. Int. Rev. Phys. Chem. 2000, 19, 409-453.
41. Burda, C.; Chen, X.; Narayanan, R.; El-Sayed, M. A. Chem. Rev. 2005, 105, 1025-1102.
42. Boyer, D.; Tamarat, P.; Maali, A.; Lounis, B.; Orrit, M. Science 2002, 297, 1160-1163.
43. Richardson, H. H.; Hickman, Z. N.; Govorov, A. O.; Thomas, A. C.; Zhang, W.; Kordesch, M. E. Nano Lett. 2006, 6, 783-788.
44. Hu, M.; Hartland, G. V. J. Phys. Chem. B 2002, 106, 7029-7033.
45. Huang, X.; El-Sayed, I. H.; Qian,W.; El-Sayed, M. A. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 2115-2120.
46. Takahashi, H.; Niidome, T.; Nariai, A.; Niidome, Y.; Yamada, S. Chem. Lett. 2006, 35, 500-501.
47. Huang, Y.-F., Sefah, K.; Bamrungsap, S.; Chang, H.-T., Tan, W. Langmuir 2008, 24, 11860-11865.
48. Black, K. C.; Kirkpatrick, N. D.; Troutman, T. S.; Xu, L.; Vagner, J.; Gillies, R. J.; Barton, J. K.; Utzinger, U.; Romanowski, M. Mol. Imaging 2008, 7, 50-57.
49. Li, J. L.; Day, D.; Gu, M. Adv. Mater. 2008, 20, 3866-3871.
50. Pissuwan, D.; Valenzuela, S.; Killingsworth, M.; Xu, X.; Cortie, M. J. Nanopart. Res. 2007, 9, 1109-1124.
51. Pissuwan, D.; Valenzuela, S. M.; Miller, C. M.; Cortie, M. B. Nano Lett. 2007, 7, 3808-3812.
52. Norman, R. S.; Stone, J. W.; Gole, A.; Murphy, C. J.; Sabo-Attwood, T. L. Nano Lett. 2008, 8, 302-306.
53. Vogel, A.; Noack, J.; Hüttmann, G.; Paltauf, G. Appl. Phys. B 2005, 81, 1015-1047.
54. Jana, N. R.; Gearheart, L.; Murphy, C. J. Adv. Mater. 2001, 13, 1389-1393.
55. Murphy, C. J.; Gole, A.M.; Hunyadi, S. E.; Orendorff, C. J. Inorg. Chem. 2006, 45, 7544-7554.
56. Zweifel, D. A.; Wei, A. Chem. Mater. 2005, 17, 4256-4261.
57. Nikoobakht, B.; El-Sayed, M. A. Chem. Mater. 2003, 15, 1957-1962.
58. Sau, T. K.; Murphy, C. J. Langmuir 2004, 20, 6414-6420.
59. Liu, M.; Guyot-Sionnest, P. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 22192-22200.
60. Jana, N. R. Small 2005, 1, 875-882.
61. Khanal, B. P.; Zubarev, E. R. J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 12634-12635.
62. Smith, D. K.; Korgel, B. A. Langmuir 2008, 24, 644-649.
63. Smith, D. K.; Miller, N. R.; Korgel, B. A. Langmuir 2009, 25, 9518-9524.
64. Liu, M. Z.; Guyot-Sionnest, P. J. Mater. Chem. 2006, 16, 3942-3945.
65. Gole, A.; Murphy, C. J. Chem. Mater. 2005, 17, 1325-1330.
66. Ding, H.; Yong, K.-T., Roy, I.; Pudavar, H. E.; Law, W. C.; Bergey, E. J.; Prasad, P. N. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12552-12557.
67. Gole, A.; Murphy, C. J. Langmuir 2005, 21, 10756-10762.
68. Oyelere, A. K.; Chen, P. C.; Huang, X.; El-Sayed, I. H.; El-Sayed, M. A. Bioconjug. Chem. 2007, 18, 1490-1497.
69. Gole, A.; Murphy, C. J. Langmuir 2008, 24, 266-272.
70. Liao, H.; Hafner, J. H. Chem. Mater. 2005, 17, 4636-4641.
71. Cortesi, E.; Esposito, E.; Menegatti, E.; Gambari, R.; Nastruzzi, C. Int. J. Pharm. 1996, 139, 69-78.
72. Mirska, D.; Schirmer, K.; Funari, S.; Langner, A.; Dobner, B.; Brezesinski, G. Colloids Surf. B 2005, 40, 51-59.
73. Takahashi, H.; Niidome, Y.; Niidome, T.; Kaneko, K.; Kawasaki, H.; Yamada, H. Langmuir 2006, 22, 2-5.
74. Dai, Q.; Coutts, J.; Zou, J. Q. Huo, Chem. Commun. 2008, 2858-2860.
75. Leonov, A. P.; Zheng, J.; Clogston, J. D.; Stern, S. T.; Patri, A. K.; Wei, A. ACS Nano 2008, 2, 2481-2488.
76. Hermanson, G. T. Bioconjugate Techniques, 2nd ed.; Academic Press: San Diego, 2008.
77. Love, J. C.; Estroff, L. A.; Kriebel, J. K.; Nuzzo, R. G.; Whitesides, G. M. Chem. Rev. 2005, 105, 1103-1170.
78. Tong, L.; Cheng, J.-X., Nanomedicine 2009, 4, 265-276.
79. Dujardin, E.; Mann, S.; Hsin, L.-B.; Wang, C. R. C. Chem. Commun. 2001, 1264-1265.
80. Pan, B.; Cui, D.; Ozkan, C.; Xu, P.; Huang, T.; Li, Q.; Chen, H.; Liu, F.; Gao, F.; He, R. J. Phys. Chem. C 2007, 111, 12572-12576.
81. Caswell, K. K.; Wilson, J. N.; Bunz, U. H. F.; Murphy, C. J. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 13914-13915.
82. Chang, J.-Y.; Wu, H.; Chen, H.; Ling, Y.-C.; Tan, W. Chem. Commun. 2005, 1092-1094.
83. Shibu Joseph, S. T.; Ipe, B. I.; Pramod, P.; Thomas, K. G. J. Phys. Chem. B 2006, 110, 150-157.
84. Yu, C.; Irudayaraj, J. Anal. Chem. 2007, 79, 572-579.
85. Wang, C.; Irudayaraj, J. Small 2008, 4, 2204-2208.
86. Yu, C.; Nakshatri, H.; Irudayaraj, J. Nano Lett. 2007, 7, 2300-2306.
87. Mrksich, M.; Dike, L. E.; Tien, J.; Ingber, D. E.; Whitesides, G. M. Exp. Cell Res. 1997, 235, 305-313.
88. Flynn, N. T.; Tran, T. N.; Cima, M. J.; Langer, R. Langmuir 2003, 19, 10909-10915.
89. Demers, L. M.; Mirkin, C. A.; Mucic, R. C.; Reynolds, R. A. III; Letsinger, R. L.; Elghanian, R.; Viswanadham, G. Anal. Chem. 2000, 72, 5535-5541.
90. Castelino, K.; Kannan, B.; Majumdar, A. Langmuir 2005, 21, 1956-1961.
91. Hong, R.; Han, G.; Fernandez, J. M.; Kim, B.-J.; Forbes, N. S.; Rotello, V. M. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 1078-1079.
92. Schoenfisch, M. H.; Pemberton, J. E. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 4502-4513.
93. Dasog, M.; Scott, R. W. J. Langmuir 2007, 23, 3381-3387.
94. Hou, W.; Dasog, M.; Scott, R. W. J. Langmuir 2009, 25, 12954-12961.
95. Zhao, Y.; Pérez-Segarra, W.; Shi, Q.; Wei, A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 7328-7329.
96. Zhu, H.; Coleman, D. M.; Dehen, C. J.; Geisler, I. M.; Zemlyanov, D.; Chmielewski, J.; Simpson, G. J.; Wei, A. Langmuir 2008, 24, 8660-8666.
97. Wei, Q.; Song, H.-M., Leonov, A. P.; Hale, J. B.; Oh, D.; Ong, Q. K.; Ritchie, K. P.; Wei, A. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 9728-9734.
98. Hasegawa, M.; Arai, K.; Saito, S. J. Polym. Sci. A 1987, 25, 3117-3125.
99. Van Herk, A. M., Polymeric Dispersions: Principles and Applications; Asua, J. M., Ed.; Kluwer Academic: Boston, 1997; Vol. 335, pp. 435-450.
100. Quaroni, L.; Chumanov, G. J. Am. Chem. Soc. 1999, 121, 10642-10643.
101. Clark, H. A.; Campagnola, P. J.;Wuskell, J. P.; Lewis, A.; Loew, L.M. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 10234-10235.
102. Liz-Marzán, L. M.; Giersig, M.; Mulvaney, P. Chem. Commun. 1996, 731-732.
103. Liz-Marzán, L. M.; Giersig, M.; Mulvaney, P. Langmuir 1996, 12, 4329-4335.
104. Graf, C.; van Blaaderen, A. Langmuir 2002, 18, 524-534.
105. Pastoriza-Santos, I.; Pérez-Juste, J.; Liz-Marzán, L. M. Chem. Mater. 2006, 18, 2465-2467.
106. Wang, C.; Ma, Z.; Su, Z. Nanotechnology 2006, 17, 1819-1824.
107. Gorelikov, I.; Matsuura, N. Nano Lett. 2008, 8, 369-373.
108. Niidome, T.; Yamagata, M.; Okamoto, Y.; Akiyama, Y.; Takahashi, H.; Kawano, T.; Katayama, Y.; Niidome, Y. J. Control. Release 2006, 35, 500-501.
109. Niidome, T.; Akiyama, Y.; Shimoda, K.; Kawano, T.; Mori, T.; Katayama, Y.; Niidome, Y. Small 2008, 4, 1001-1007.
110. Dickerson, E. B.; Dreaden, E. C.; Huang, X.; El-Sayed, I. H.; Chu, H.; Pushpanketh, S.; McDonald, J. F.; El-Sayed, M. A. Cancer Lett. 2008, 269, 57-66.
111. von Maltzahn, G.; Park, J.-H.; Agrawal, A.; Bandaru, N. K.; Das, S. K.; Sailor, M. J.; Bhatia, S. N. Cancer Res. 2009, 69, 3892-3900.
112. Sönnichsen, C.; Alivisatos, A. P. Nano Lett. 2005, 5, 301-304.
113. Stone, E. W.; Sisco, P. N.; Goldsmith, E. C.; Baxter, S. C.; Murphy, C. J. Nano Lett. 2007, 7, 116-119.
114. Eustis, S.; El-Sayed, M. A. J. Phys. Chem. B 2005, 109, 16350-16356.
115. Durr, N. J.; Larson, T.; Smith, D. K.; Korgel, B. A.; Sokolov, K.; Ben-Yakar, A. Nano Lett. 2007, 7, 941-945.
116. Zysk, A. M.; Nguyen, F. T.; Oldenburg, A. L.; Marks, D. L.; Boppart, S. A. J. Biomed. Opt. 2008, 12, 051403.
117. Fujimoto, J. G. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 1361-1367.
118. Troutman, T. S.; Barton, J. K.; Romanowski, M. Opt. Lett. 2007, 32, 1438-1440.
119. Oldenburg, A. L.; Hansen, M. N.; Zweifel, D. A.; Wei, A.; Boppart, S. A. Opt. Express 2006, 14, 6724-6738.
120. Oldenburg, A. L.; Hansen, M. N.; Wei, A.; Boppart, S. A. Proc. SPIE 2008, 6867, 68670E.
121. Oldenburg, A. L.; Hansen, M. N.; Ralston, T. S.;Wei, A.; Boppart, S. A. J. Mater. Chem. 2009, 19, 6407-6411.
122. Eghtedari, M.; Oraevsky, A.; Copland, J. A.; Kotov, N.; Conjusteau, A.; Motamedi, M. Nano Lett. 2007, 7, 1914-1918.
123. Song, K. H.; Kim, C.; Maslov, K.; Wang, L. V. Eur. J. Radiology 2009, 70, 227-231.
124. Wang, X.; Pang, Y.; Ku, G.; Xie, X.; Stoica, G.;Wang, L. V. Nat. Biotechnol. 2003, 21, 803-806.
125. Ku, G.; Wang, L. V. Opt. Lett. 2005, 30, 507-509.
126. Zhang, H. F.; Maslov, K.; Stoica, G.; Wang, L. V. Nat. Biotechnol. 2006, 24, 848-851.
127. Song, K. H.; Kim, C.; Maslov, K.; Wang, L. V. Eur. J. Radiol. 2009, 70, 227-231.
128. Liao, C.-K.; Huang, S.-W.; Wei, C.-W.; Li, P.-C. J. Biomed. Opt. 2007, 12, 064006.
129. Chamberland, D. L.; Agarwal, A.; Kotov, N.; Fowlkes, J. B.; Carson, P. L.;Wang, X. Nanotechnology 2008, 19, 095101.
130. Anderson, R. R.; Parrish, J. A. Science 1983, 220, 524-527.
131. Bowler, K. Symposium of the Society of Experimental Biology; Bowler, K., Fuller, B. J., Eds.; Society for Experimental Biology: Cambridge, UK 1987, pp. 157-186.
132. Falk, M. H.; Issels, R. D. Int. J. Hyperthermia 2001, 17, 1-18.
133. Lin, C. P.; Kelly, N. W. Appl. Phys. Lett. 1998, 72, 2800-2802.
134. Lin, C. P.; Kelly, N. W.; Sibayan, S. A. B.; Latina, M. A.; Anderson, R. R. IEEE J. Sel. Top. Quant. 1999, 5, 963-968.
135. Pitsillides, C. M.; Joe, E. K.; Wei, X.; Anderson, R. R.; Lin, C. P. Biophys. J. 2003, 84, 4023-4032.
136. Zharov, V. P.; Galitovskaya, E. N.; Johnson, C.; Kelly, T. Lasers Surg. Med. 2005, 37, 219-226.
137. Coakley,W. T. Symposium of the Society Experimental Biology; Bowler, K., Fuller, B. J., Eds.; Society for Experimental Biology: Cambridge, UK 1987, pp. 187-211.
138. Wust, P.; Hildebrandt, B.; Sreenivasa, G.; Rau, B.; Gellerman, J.; Riess, H.; Felix, R.; Schlag, P.M., Lancet Oncology 2002, 3, 487-497.
139. Seal, S. H.; Crosignani, S.; Valvassori, G.; Nickson, J. J.; Agostino, D. Am. J. Obstet. Gynecol. 1958, 75, 1027-1033.