Recent developments and applications of nanodiamonds as versatile bioimaging agents

Journal of the Chinese Chemical Society

Volumn 61, Issue 1, 2014, Pages 67-76

  Hui, Yuen Yung ^a   Chang, Huan Cheng ^a  

^a INSTITUTE OF ATOMIC AND MOLECULAR SCIENCES   (Taiwan)

Author keywords

Cathodoluminescence; Magnetic resonance; Multiphoton excitation; Photoacoustic wave; Photoluminescence; Superresolution

Indexed keywords

EID: 84897144112     PISSN: 00094536     EISSN: 21926549     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/jccs.201300346     Document Type: Review

References (75)

1. Davies, G. Properties and Growth of Diamond; EMIS Datareviews Series No. 9, INSPEC. The Institute of Electrical Engineers: London, 1994.
2. Mochalin, V. N.; Shenderova, O.; Ho, D.; Gogotsi, Y. Nat. Nanotech. 2012, 7, 11.
3. Schrand, A. M.; Johnson, J.; Dai, L.; Hussain, S. M.; Schlager, J. J.; Zhu, L.; Hong, Y.; Osawa, E. In Saftey of Nanoparticles, Webster, T. J., Ed.; Springer: New York, 2009; Chapter 8.
4. Xing, Y.; Xiong,W.; Zhu, L.; Osawa, E.; Hussin, S. M.; Dai, L. ACS Nano 2011, 5, 2376.
5. Vaijayanthimala, V.; Cheng, P.-Y.; Yeh, S.-H.; Liu, K.-K.; Hsiao, C.-H.; Chao, J.-I.; Chang, H.-C. Biomater. 2012, 33, 7794.
6. Krueger, A.; Lang, D. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 890.
7. Zaitsev, A. M. Optical Properties of Diamond: A Data Handbook; Berlin: Springer-Verlag, 2001.
8. Davies, G.; Lawson, S. C.; Collins, A. T.; Mainwood, A.; Sharp, S. J. Phys. Rev. B 1992, 46, 13157.
9. Holt, K. B. Phil. Trans. R. Soc. A. 2007, 365, 2845.
10. Vaijayanthimala, V.; Chang, H.-C. Nanomed. 2009, 4, 47.
11. Xing, Y.; Dai, L. Nanomed. 2009, 4, 207.
12. Barnard, A. S. Analyst 2009, 134, 1751.
13. Schrand, A. M.; Hens, S. A. C.; Shenderova, O. A. Crit. Rev. Solid State Mater. Sci. 2009, 34, 18.
14. Ho, D. Nanodiamonds: Applications in Biology and Nanoscale Medicine; Springer: New York, 2010.
15. Hui, Y. Y.; Cheng, C.-L.; Chang, H.-C. J. Phys. D: Appl. Phys. 2010, 43, 374021.
16. Zhu, Y.; Li, J.; Li,W.; Zhang, Y.; Yang, X.; Chen, N.; Sun, Y.; Zhao, Y.; Fan, C.; Huang, Q. Theranostics 2012, 2, 302.
17. Krueger, A. J. Mater. Chem. 2011, 21, 12571.
18. Say, J. M.; van Vreden, C.; Reilly, D. J.; Brown, L. J.; Rabeau, J. R.; King, N. J. C. Biophys. Rev. 2011, 3, 171.
19. Kaur, R.; Badea, I. Int. J. Nanomed. 2013, 8, 203.
20. Aharonovich, I.; Greentree, A. D.; Prawer, S. Nat. Photon. 2011, 5, 397.
21. Aharonovich, I.; Castelletto, S.; Simpson, D. A.; Su, C.-H.; Greentree, A. D.; Prawer, S. Rep. Prog. Phys. 2011, 74, 076501.
22. Huang, H. J.; Pierstorff, E.; Liu, K.; Osawa, E.; Ho, D. In Nanodiamonds: Applications in Biology and Nanoscale Medicine; Ho, D., Ed.; Springer: New York, 2010; Chapter 7.
23. Vaijayanthimala, V.; Hui, Y. Y.; Chang, H.-C. In The Nanotechnology Handbook; Xie, Y., Ed.; CRC Press: Boca Raton, 2012; Chapter 25.
24. Gruber, A.; Drabenstedt, A.; Tietz, C.; Fleury, L.; Wrachtrup, J.; von Borczyskowski, C. Science 1997, 276, 2012.
25. Fu, C.-C.; Lee, H.-Y.; Chen, K.; Lim, T.-S.; Wu, H.-Y.; Lin, P.-K.; Wei, P.-K.; Tsao, P.-H.; Chang, H.-C.; Fann, W. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2007, 104, 727.
26. Wee, T.-L.; Mau, Y.-W.; Fang, C.-Y.; Hsu, H.-L.; Han, C.-C.; Chang, H.-C. Diamond Relat. Mater. 2009, 18, 567.
27. Hsu, J.-H.; Su, W.-D.; Yang, K.-L.; Tzeng, Y.-K.; Chang, H.-C. Appl. Phys. Lett. 2011, 98, 193116.
28. Yu, S.-J.; Kang, M.-W.; Chang, H.-C.; Chen, K.-M.; Yu, Y.-C. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 17604.
29. Campbell, B.; Choudhury, W.; Mainwood, A.; Newton, M.; Davies, G. Nucl. Instr. Meth. Phys. Res. A 2002, 476, 680.
30. Tisler, J.; Balasubramanian, G.; Naydenov, B.; Kolesov, R.; Grotz, B.; Reuter, R.; Boudou, J.-P.; Curmi, P. A.; Sennour, M.; Thorel, A.; Borsch, M.; Aulenbacher, K.; Erdmann, R.; Hemmer, P. R.; Jelezko, F.;Wrachtrup, J. ACS Nano 2009, 3, 1959.
31. Mohan, N.; Tzeng, Y.-K.; Yang, L.; Chen, Y.-Y.; Hui, Y. Y.; Fang, C.-Y.; Chang, H.-C. Adv. Mater. 2010, 22, 843.
32. Havlik, J.; Petrakova, V.; Rehor, I.; Petrak, V.; Gulk, V.; Stursa, J.; Kucka, J.; Ralis, J.; Rendler, T.; Lee, S.-Y.; Reuter, R.; Wrachtrup, J.; Ledvina, M.; Nesladek, M.; Cigler, P. Nanoscale 2013, 5, 3208.
33. Smith, B. R.; Inglis, D. W.; Sandnes, B.; Rabeau, J. R.; Zvyagin, A. V.; Gruber, D.; Noble, C. J.; Vogel, R.; Osawa, E.; Plakhotnik, T. Small 2009, 5, 1649.
34. Bradac, C.; Gaebel, T.; Naidoo, N.; Sellars, M. J.; Twamley, J.; Brown, L. J.; Barnard, A. S.; Plakhotnik, T.; Zvyagin, A. V.; Rabeau, J. R. Nat. Nanotech. 2010, 5, 345.
35. Boudou, J.-P.; Curmi, P. A.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J.; Aubert, P.; Sennour, M.; Balasubramanian, G.; Reuter, R.; Thore, A.; Gaffet, E. Nanotech. 2009, 20, 235602.
36. Boudou, J.-P.; Tisler, J.; Reuter, R.; Thorel, A.; Curmid, P. A.; Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Diamond Relat. Mater. 2013, 37, 80.
37. Su, L.-J.; Fang, C.-Y.; Chang, Y.-T.; Chen, K.-M.; Yu, Y.-C.; Hsu, J.-H.; Chang, H.-C. Nanotech. 2013, 24, 315702.
38. Rondin, L.; Dantelle, G.; Slablab, A.; Grosshans, F.; Treussart, F.; Bergonzo, P.; Perruchas, S.; Gacoin, T.; Chaigneau, M.; Chang, H.-C.; Jacques, V.; Roch, J.-F. Phys. Rev. B 2010, 82, 115449.
39. Fu, K.-M. C.; Santori, C.; Barclay, P. E.; Beausoleil R. G. Appl. Phys. Lett. 2010, 96, 121907.
40. Gaebel, T.; Bradac, C.; Chen, J.; Say, J. M.; Brown, L.; Hemmer, P.; Rabeau, J. R. Diamond Relat. Mater. 2011, 21, 28.
41. Hui, Y. Y.; Zhang, B.; Chang, Y.-C.; Chang, C.-C.; Chang, H.-C.; Hsu, J.-H.; Chang, K.; Chang, F.-H. Opt. Express 2010, 18, 5896.
42. Prabhakar, N.; Näreoja, T.; von Haartman, E.; Karaman, D. S.; Jiang, H.; Koho, S.; Dolenko, T. A.; Hänninen, P. E.; Vlasov, D. I.; Ralchenko, V. G.; Hosomi, S.; Vlasov, I. I.; Sahlgren, C.; Rosenholm, J. M. Nanoscale 2013, 5, 3713.
43. Bumb, A.; Sarkar, S. K.; Billington, N.; Brechbiel, M. W.; Neuman, K. C. J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 7815.
44. Fang, C.-Y.; Vaijayanthimala, V.; Cheng, C.-A.; Yeh, S.-H.; Chang, C.-F.; Li, C.-L.; Chang, H.-C. Small 2011, 7, 3363.
45. Blaber, S. P.; Hill, C. J.;Webster, R. A.; Say, J. M.; Brown, L. J.; Wang, S.-C.; Vesey, G.; Herbert, B. R. PLoS One 2013, 8, e52997.
46. Wu, T.-J.; Tzeng, Y.-K.; Chang, W.-W.; Cheng, C.-A.; Kuo, Y.; Chien, C.-H.; Chang, H.-C.; Yu, J. Nat. Nanotech. 2013, doi:10.1038/nnano.2013.147.
47. Chang, C.-C.; Zhang, B.; Li, C.-Y.; Hsieh, C.-C.; Duclos, G.; Treussart, F.; Chang, H.-C. Proc. SPIE 8272, 2012, 827205.
48. Mohan, N.; Zhang, B.; Chang, C.-C.; Yang, L.; Chen, C.-S.; Fang, C.-Y.; Hsieh, H.-H.; Cho, C.-Y.; Wu, Y.-C.; Weng, J.-H.; Chung, B.-c.; Chang, H.-C. MRS Proc. 2011, 1362.
49. Mohan, N.; Chen, C.-S.; Hsieh, H.-H.; Wu, Y.-C.; Chang, H.-C. Nano Lett. 2010, 10, 3692.
50. Kuo, Y.; Hsu, T.-Y.; Wu, Y.-C.; Hsu, J.-H.; Chang, H.-C. Proc. SPIE 8635, 2013, 863503.
51. Faklaris, O.; Garrot, D.; Joshi, V.; Druon, F.; Boudou, J.-P.; Sauvage, T.; Georges, P.; Curmi, P. A.; Treussart, F. Small 2008, 4, 2236.
52. Lin, Y.-C.; Perevedentseva, E.; Tsai, L.-W.; Wu, K.-T.; Cheng, C.-L. J. Biophoton. 2012, 5, 838.
53. Helmchen, F.; Denk, W. Nat. Meth. 2005, 2, 932.
54. Chang, Y.-R.; Lee, H.-Y.; Chen, K.; Chang, C.-C.; Tsai, D.-S.; Fu, C.-C.; Lim, T.-S.; Tzeng, Y.-K.; Fang, C.-Y.; Han, C.-C.; Chang, H.-C.; Fann, W. Nat. Nanotech. 2008, 3, 284.
55. Liu, T.-M.; Chu, S.-W.; Sun, C.-K.; Lin, B.-L.; Cheng, P.-C.; Johnson, I. Scanning 2001, 23, 249.
56. Rittweger, E.; Han, K. Y.; Irvine, S. E.; Eggeling, C.; Hell, S. W. Nat. Photon. 2009, 3, 143.
57. Tzeng, Y.-K.; Faklaris, O.; Chang, B.-M.; Kuo, Y.; Hsu, J.-H.; Chang, H.-C. Angew Chem. Int. Ed. 2011, 50, 2262.
58. Lai, N. D.; Faklaris, O.; Zheng, D.; Jacques, V.; Chang, H.-C.; Roch, J.-F.; Treussart, F. New J. Phys. 2013, 15, 033030.
59. Hui, Y. Y.; Lu, Y.-C.; Su, L.-J.; Fang, C.-Y.; Hsu, J.-H.; Chang, H.-C. Appl. Phys. Lett. 2013, 102, 013102.
60. Jelezko, F.; Wrachtrup, J. Phys. Status Solidi A 2006, 203, 3207.
61. Horowitz, V. R.; Alemán, B. J.; Christle, D. J.; Cleland, A. N.; Awschalom, D. D. Proc. Nat. Acad. Sci. USA 2012, 109, 13493.
62. Geiselmann, M.; Juan, M. L.; Renger, J.; Say, J. M.; Brown, L. J.; de Abajo, F. J. G.; Koppens, F.; Quidant, R. Nat. Nanotech. 2013, 8, 175.
63. McGuinness, L. P.; Yan, Y.; Stacey, A.; Simpson, D. A.; Hall, L. T.; Maclaurin, D.; Prawer, S.; Mulvaney, P.; Wrachtrup, J.; Caruso, F.; Scholteb, R. E.; Hollenberg, L. C. L. Nat. Nanotech. 2011, 6, 358.
64. Igarashi, R.; Yoshinari, Y.; Yokota, H.; Sugi, T.; Sugihara, F.; Ikeda, K.; Sumiya, H.; Tsuji, S.; Mori, I.; Tochio, H.; Harada, Y.; Shirakawa, M. Nano Lett. 2012, 12, 5726.
65. Hegyi, A.; Yablonovitch, E. Nano Lett. 2013, 13, 1173.
66. Glenn, D. R.; Zhang, H.; Kasthuri, N.; Schalek, R.; Lo, P. K.; Trifonov, A. S.; Park, H.; Lichtman, J. W.; Walsworth, R. L. Sci. Rep. 2012, 2, 865.
67. Tizei, L. H. G.; Kociak, M. Nanotechnology 2012, 23, 175702.
68. Wang, L. V.; Hu, S. Science 2012, 335, 1458.
69. Ntziachristos, V. Nat. Meth. 2010, 7, 603.
70. Zhang, B.; Fang, C.-Y.; Chang, C.-C.; Peterson, R.;Maswadi, S.; Glickman, R. D.; Chang, H.-C.; Ye, J. Y. Biomed. Opt. Express 2012, 3, 1662.
71. Zhang, T.; Cui, H.; Fang, C.-Y.; Su, L.-J.; Ren, S.; Chang, H.-C.; Yang, X.; Forrest, M. L. J. Biomed. Opt. 2013, 18, 026018.
72. Manus, L. M.;Mastarone, D. J.;Waters, E. A.; Zhang,X.Q.; Schultz-Sikma, E. A.; Macrenaris, K. W.; Ho, D.; Meade, T. J. Nano Lett. 2010, 10, 484.
73. Nakamura, T.; Ohana, T.; Yabuno, H.; Kasai, R.; Suzuki, T.; Hasebe, T. Appl. Phys. Exp. 2013, 6, 015001.
74. Horton, N. G.; Wang, K.; Kobat, D.; Clark, C. G.; Wise, F. W.; Schaffer, C. B.; Xu, C. Nat. Photon. 2013, 7, 205.
75. Kircher, M. F.; Gambhir, S. S.; Grimm, J. Nat. Rev. Clin. Oncol. 2011, 8, 677.