Two-photon antenna-core oxygen probe with enhanced performance

Analytical Chemistry

Volumn 86, Issue 12, 2014, Pages 5937-5945

  Roussakis, Emmanuel ^a,b   Spencer, Joel A ^b   Lin, Charles P ^b   Vinogradov, Sergei A ^a  

^a UNIVERSITY OF PENNSYLVANIA   (United States)

^b MASSACHUSETTS GENERAL HOSPITAL   (United States)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANTENNAS; CHROMOPHORES; ELECTRON TRANSITIONS; ENERGY TRANSFER; EXCITATION ENERGY; LIGHT EMISSION; OXYGEN; PHOSPHORESCENCE; PHOTONS;

DEACTIVATION PATHWAYS; HEMATOPOIETIC STEM CELLS; HIGH-RESOLUTION MEASUREMENTS; INTRAMOLECULAR EXCITATIONS; PHOSPHORESCENCE LIFETIME; PHOSPHORESCENCE QUANTUM YIELD; PHYSIOLOGICAL INFORMATIONS; SPATIAL AND TEMPORAL RESOLUTIONS;

PROBES;

MOLECULAR PROBE; OXYGEN;

MOLECULAR PROBE; PHOTON; SPECTROSCOPY;

MOLECULAR PROBES; OXYGEN; PHOTONS; SPECTRUM ANALYSIS;

EID: 84902814372     PISSN: 00032700     EISSN: 15206882     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/ac501028m     Document Type: Article

References (73)

1. Pittman, R. N. Acta Physiol. 2011, 202, 311
2. Jobsis, F. F. Science 1977, 198, 1264
3. Wilson, D. F. Am. J. Physiol.: Heart Circ. Physiol. 2008, 294, H11
4. Vanderkooi, J. M.; Maniara, G.; Green, T. J.; Wilson, D. F. J. Biol. Chem. 1987, 262, 5476
5. Pawlowski, M.; Wilson, D. F. Adv. Exp. Med. Biol. 1992, 316, 179
6. Mik, E. G.; Johannes, T.; Ince, C. Am. J. Physiol. Renal Physiol. 2008, 294, F676
7. Yu, J.; Ramadeen, A.; Tsui, A. K. Y.; Hu, X.; Zou, L.; Wilson, D. F.; Esipova, T. V.; Vinogradov, S. A.; Leong-Poi, H.; Zamiri, N.; Mazer, C. D.; Dorian, P.; Hare, G. M. T. Anaesthesia 2013, 68, 723
8. Rumsey, W. L.; Vanderkooi, J. M.; Wilson, D. F. Science 1988, 241, 1649
9. Vinogradov, S. A.; Lo, L.-W.; Jenkins, W. T.; Evans, S. M.; Koch, C.; Wilson, D. F. Biophys. J. 1996, 70, 1609
10. Sakadžić, S.; Yuan, S.; Dilekoz, E.; Ruvinskaya, S.; Vinogradov, S. A.; Ayata, C.; Boas, D. A. Appl. Opt. 2009, 48, D169
11. Shonat, R. D.; Kight, A. C. Ann. Biomed. Eng. 2003, 31, 1084
12. Hogan, M. C. J. Appl. Physiol. 1999, 86, 720
13. Golub, A. S.; Pittman, R. N. Am. J. Physiol.: Heart Circ. Physiol. 2008, 294, H2905
14. Yaseen, M. A.; Srinivasan, V. J.; Sakadzic, S.; Wu, W.; Ruvinskaya, S.; Vinogradov, S. A.; Boas, D. A. Opt. Express 2009, 17, 22341
15. Apreleva, S. V.; Wilson, D. F.; Vinogradov, S. A. Appl. Opt. 2006, 45, 8547
16. Zhang, R. X.; Davis, S. C.; Demers, J. L. H.; Glaser, A. K.; Gladstone, D. J.; Esipova, T. V.; Vinogradov, S. A.; Pogue, B. W. J. Biomed. Opt. 2013, 18, 50503
17. Vinogradov, S. A.; Wilson, D. F. Porphyrin-dendrimers as biological oxygen sensors. In Designing Dendrimers; Capagna, S.; Ceroni, P., Eds.; Wiley: New York, 2012.
18. Lebedev, A. Y.; Cheprakov, A. V.; Sakadžić, S.; Boas, D. A.; Wilson, D. F.; Vinogradov, S. A. ACS Appl. Mater. Interfaces 2009, 1, 1292
19. Esipova, T. V.; Karagodov, A.; Miller, J.; Wilson, D. F.; Busch, T. M.; Vinogradov, S. A. Anal. Chem. 2011, 83, 8756
20. Choi, N. W.; Verbridge, S. S.; Williams, R. M.; Chen, J.; Kim, J. Y.; Schmehl, R.; Farnum, C. E.; Zipfel, W. R.; Fischbach, C.; Stroock, A. D. Biomaterials 2012, 33, 2710
21. Lee, Y. E. K.; Ulbrich, E. E.; Kim, G.; Hah, H.; Strollo, C.; Fan, W. Z.; Gurjar, R.; Koo, S. M.; Kopelman, R. Anal. Chem. 2010, 82, 8446
22. Dmitriev, R. I.; Zhdanov, A. V.; Ponomarev, G. V.; Yashunski, D. V.; Papkovsky, D. B. Anal. Biochem. 2010, 398, 24
23. Coogan, M. P.; Court, J. B.; Gray, V. L.; Hayes, A. J.; Lloyd, S. H.; Millet, C. O.; Pope, S. J. A.; Lloyd, D. Photochem. Photobiol. Sci. 2010, 9, 103
24. Napp, J.; Behnke, T.; Fischer, L.; Wurth, C.; Wottawa, M.; Katschinski, D. M.; Alves, F.; Resch-Genger, U.; Schaferling, M. Anal. Chem. 2011, 83, 9039
25. Kondrashina, A. V.; Dmitriev, R. I.; Borisov, S. M.; Klimant, I.; O'Brien, I.; Nolan, Y. M.; Zhdanov, A. V.; Papkovsky, D. B. Adv. Funct. Mater. 2012, 22, 4931
26. Estrada, A. D.; Ponticorvo, A.; Ford, T. N.; Dunn, A. K. Opt. Lett. 2008, 33, 1038
27. Finikova, O. S.; Lebedev, A. Y.; Aprelev, A.; Troxler, T.; Gao, F.; Garnacho, C.; Muro, S.; Hochstrasser, R. M.; Vinogradov, S. A. ChemPhysChem 2008, 9, 1673
28. Sakadžić, S.; Roussakis, E.; Yaseen, M. A.; Mandeville, E. T.; Srinivasan, V. J.; Arai, K.; Ruvinskaya, S.; Devor, A.; Lo, E. H.; Vinogradov, S. A.; Boas, D. A. Nat. Methods 2010, 7, 755
29. Lecoq, J.; Parpaleix, A.; Roussakis, E.; Ducros, M.; Houssen, Y. G.; Vinogradov, S. A.; Charpak, S. Nat. Med. 2011, 17, 893
30. Devor, A.; Sakadžić, S.; Saisan, P. A.; Yaseen, M. A.; Roussakis, E.; Srinivasan, V. J.; Vinogradov, S. A.; Rosen, B. R.; Buxton, R. B.; Dale, A. M.; Boas, D. A. J. Neurosci. 2011, 31, 13676
31. Kazmi, S. M. S.; Salvaggio, A. J.; Estrada, A. D.; Hemati, M. A.; Shaydyuk, N. K.; Roussakis, E.; Jones, T. A.; Vinogradov, S. A.; Dunn, A. K. Biomed. Opt. Express 2013, 4, 1061
32. Parpaleix, A.; Houssen, Y. G.; Charpak, S. Nat. Med. 2013, 19, 241
33. Spencer, J. A.; Ferraro, F.; Roussakis, E.; Klein, A.; Wu, J. W.; Runnels, J. M.; Zaher, W.; Mortensen, L. J.; Alt, C.; Turcotte, R.; Yusuf, R.; Cote, D.; Vinogradov, S. A.; Scadden, D. T.; Lin, C. P. Nature 2014, 508, 269
34. Eastwood, D.; Gouterman, M. J. Mol. Spectrosc. 1970, 35, 359
35. Papkovsky, D. B.; O'Riordan, T. C. J. Fluores. 2005, 15, 569
36. Brinas, R. P.; Troxler, T.; Hochstrasser, R. M.; Vinogradov, S. A. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 11851
37. Lebedev, A. Y.; Troxler, T.; Vinogradov, S. A. J. Porphyrins Phthalocyanines 2008, 12, 1261
38. Finikova, O. S.; Troxler, T.; Senes, A.; DeGrado, W. F.; Hochstrasser, R. M.; Vinogradov, S. A. J. Phys. Chem. A 2007, 111, 6977
39. Finikova, O. S.; Chen, P.; Ou, Z.; Kadish, K. M.; Vinogradov, S. A. J. Photochem. Photobiol., A 2008, 198, 75
40. Wu, C. F.; Bull, B.; Christensen, K.; McNeill, J. Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 2741
41. Lemon, C. M.; Karnas, E.; Bawendi, M. G.; Nocera, D. G. Inorg. Chem. 2013, 52, 10394
42. Suda, T.; Takubo, K.; Semenza, G. L. Cell Stem Cell 2011, 9, 298
43. Mohyeldin, A.; Garzón-Muvdi, T.; Quiñones-Hinojosa, A. Cell Stem Cell 2010, 7, 150
44. Lee, K. E.; Simon, M. C. Curr. Opin. Cell Biol. 2012, 24, 232
45. Lakowicz, J. R. Principles of Fluorescence Spectroscopy, 3 rd ed.; Plenum Press: New York, 2006.
46. Mani, T.; Niedzwiedzki, D. M.; Vinogradov, S. A. J. Phys. Chem. A 2012, 116, 3598
47. Finikova, O. S.; Cheprakov, A. V.; Vinogradov, S. A. J. Org. Chem. 2005, 70, 9562
48. Quaranta, M.; Borisov, S. M.; Klimant, I. Bioanal. Rev. 2012, 4, 115
49. Lebedev, A. Y.; Filatov, M. A.; Cheprakov, A. V.; Vinogradov, S. A. J. Phys. Chem. A 2008, 112, 7723
50. Sommer, J. R.; Shelton, A. H.; Parthasarathy, A.; Ghiviriga, I.; Reynolds, J. R.; Schanze, K. S. Chem. Mater. 2011, 23, 5296
51. Knyukshto, V. N.; Shul'ga, A. M.; Sagun, E. I.; Zen'kevich, E. I. Opt. Spectrosc. 2002, 92, 53
52. Knyukshto, V. N.; Shul'ga, A. M.; Sagun, E. I.; Zen'kevich, E. I. Opt. Spectrosc. 2006, 100, 590
53. Kubin, R. F.; Fletcher, A. N. J. Lumin. 1982, 27, 455
54. Seybold, P. G.; Gouterman, M. J. Mol. Spectrosc. 1969, 31, 1
55. Chen, P.; Finikova, O. S.; Ou, Z. P.; Vinogradov, S. A.; Kadish, K. M. Inorg. Chem. 2012, 51, 6200
56. Makarov, N. S.; Drobizhev, M.; Rebane, A. Opt. Express 2008, 16, 4029
57. Deshpande, A. V.; Kumar, U. J. Fluoresc. 2006, 16, 679
58. Jones, G.; Jackson, W. R.; Choi, C. Y.; Bergmark, W. R. J. Phys. Chem. 1985, 89, 294
59. Seidel, C. A. M.; Schulz, A.; Sauer, M. H. M. J. Phys. Chem. 1996, 100, 5541
60. Yu, P. M.; Valerii, A. S.; Reznichenko, A. V.; Myachin, A. Y.; Bakhareva, S. S.; Dolotov, S. M.; Kopylova, T. N.; Ponomarenko, E. P. Quantum Electron. 2003, 33, 803
61. Bissell, E. R.; Larson, D. K.; Croudace, M. C. J. Chem. Eng. Data 1981, 26, 348
62. Subhas Bose, D.; Rudradas, A. P.; Hari Babu, M. Tetrahedron Lett. 2002, 43, 9195
63. Kobayashi, T.; Straub, K. D.; Rentzepis, P. M. Photochem. Photobiol. 1979, 29, 925
64. Kim, D. H.; Holten, D.; Gouterman, M.; Buchler, J. W. J. Am. Chem. Soc. 1984, 106, 4015
65. Rozhkov, V.; Wilson, D.; Vinogradov, S. Macromolecules 2002, 35, 1991
66. Vinogradov, S. A.; Lo, L. W.; Wilson, D. F. Chem.-Eur. J. 1999, 5, 1338
67. Xu, C.; Webb, W. W. J. Opt. Soc. Am. B 1996, 13, 481
68. Belfield, K. D.; Yao, S.; Bondar, M. V.; Belfield, K. D.; Yao, S.; Bondar, M. V. Two-Photon Absorbing Photonic Materials: From Fundamentals to Applications. Photoresponsive Polymers I; Springer-Verlag: Berlin, 2008; Vol 213, p 97.
69. Drobizhev, M.; Karotki, A.; Kruk, M.; Rebane, A. Chem. Phys. Lett. 2002, 355, 175
70. Denk, W.; Piston, D. W.; Webb, W. W. Multiphoton Molecular Excitation in Laser-Scanning Microscopy. In Handbook of Biological Confocal Microscopy, 3 ed.; Pawley, J. B., Ed.; Springer Science & Business Media, LLC: New York, 2006; pp 535.
71. Sinks, L. E.; Robbins, G. P.; Roussakis, E.; Troxler, T.; Hammer, D. A.; Vinogradov, S. A. J. Phys. Chem. B 2010, 114, 14373
72. Kunisaki, Y.; Bruns, I.; Scheiermann, C.; Ahmed, J.; Pinho, S.; Zhang, D. C.; Mizoguchi, T.; Wei, Q. Z.; Lucas, D.; Ito, K.; Mar, J. C.; Bergman, A.; Frenette, P. S. Nature 2013, 502, 637
73. Morrison, S. J.; Scadden, D. T. Nature 2014, 505, 327