Developing and understanding biofluid vibrational spectroscopy: A critical review

Chemical Society Reviews

Volumn 45, Issue 7, 2016, Pages 1803-1818

  Baker, Matthew J ^a   Hussain, Shawn R ^b,c   Lovergne, Lila ^a,b   Untereiner, Valérie ^b   Hughes, Caryn ^d   Lukaszewski, Roman A ^e   Thiéfin, Gérard ^b,f   Sockalingum, Ganesh D ^b  

^a UNIVERSITY OF STRATHCLYDE   (United Kingdom)

^b UNIVERSITÉ DE REIMS CHAMPAGNE ARDENNE   (France)

^c UNIVERSITY OF CENTRAL LANCASHIRE   (United Kingdom)

^d UNIVERSITY OF MANCHESTER   (United Kingdom)

^e DEFENCE SCIENCE AND TECHNOLOGY LABORATORY   (United Kingdom)

^f SERVICE DE DERMATOLOGIE   (France)

Author keywords

[No Author keywords available]

Indexed keywords

ANIMAL; BODY FLUID; CHEMISTRY; DIAGNOSTIC IMAGING; HUMAN; INFRARED SPECTROPHOTOMETRY; NEOPLASMS; RAMAN SPECTROMETRY; VIBRATION;

ANIMALS; BODY FLUIDS; DIAGNOSTIC IMAGING; HUMANS; NEOPLASMS; SPECTROPHOTOMETRY, INFRARED; SPECTRUM ANALYSIS, RAMAN; VIBRATION;

EID: 84962077713     PISSN: 03060012     EISSN: 14604744     Source Type: Journal    
DOI: 10.1039/c5cs00585j     Document Type: Review

References (129)

1. H. J. Byrne M. Baranska G. J. Puppels N. Stone B. Wood K. M. Gough P. Lasch P. Heraud J. Sulé-Suso G. D. Sockalingum Analyst 2015 140 2066 2073
2. M. Diem, P. R. Griffiths and J. M. Chalmers, Vibrational spectroscopy for medical diagnosis, Wiley, Chichester, 2008
3. M. Diem M. Romeo S. Boydston-White M. Miljković C. Matthäus Analyst 2004 129 880 885
4. M. J. Baker J. Trevisan P. Bassan R. Bhargava H. J. Butler K. M. Dorling P. R. Fielden S. W. Fogarty N. J. Fullwood K. A. Heys Nat. Protoc. 2014 9 1771 1791
5. J. Nallala M.-D. Diebold C. Gobinet O. Bouché G. D. Sockalingum O. Piot M. Manfait Analyst 2014 139 4005 4015
6. K. Papamarkakis B. Bird J. M. Schubert M. Miljković R. Wein K. Bedrossian N. Laver M. Diem Lab. Invest. 2010 90 589 598
7. C. Kendall N. Stone N. Shepherd K. Geboes B. Warren R. Bennett H. Barr J. Pathol. 2003 200 602 609
8. P. Lasch M. Beekes J. Schmitt D. Naumann Anal. Bioanal. Chem. 2007 387 1791 1800
9. P. Lasch J. Schmitt M. Beekes T. Udelhoven M. Eiden H. Fabian W. Petrich D. Naumann Anal. Chem. 2003 75 6673 6678
10. J. Schmitt M. Beekes A. Brauer T. Udelhoven P. Lasch D. Naumann Anal. Chem. 2002 74 3865 3868
11. E. F. Petricoin C. Belluco R. P. Araujo L. A. Liotta Nat. Rev. Cancer 2006 6 961 967
12. C. Pierrakos J.-L. Vincent Crit. Care 2010 14 R15
13. D. Qi A. J. Berger Appl. Opt. 2007 46 1726 1734
14. J. M. Reyes-Goddard H. Barr N. Stone Photodiagn. Photodyn. Ther. 2005 2 223 233
15. D. Rohleder W. Kiefer W. Petrich Analyst 2004 129 906 911
16. R. A. Shaw, S. Low-Ying, A. Man, K.-Z. Liu, C. Mansfield, C. B. Rileg and M. Vijarnsorn, Biomedical Vibrational Spectroscopy, John Wiley and Sons, Inc, Hoboken, NJ, 2008, pp. 79-103
17. C. N. Banwell and E. M. McCash, Fundamentals of molecular spectroscopy, McGraw-Hill, London, 1983
18. P. Dumas G. D. Sockalingum J. Sule-Suso Trends Biotechnol. 2007 25 40 44
19. A. Barth and P. I. Haris, Biological and biomedical infrared spectroscopy, IOS press, 2009
20. D. Long J. Raman Spectrosc. 2008 39 316 321
21. G. Poste Nature 2011 469 156 157
22. K. Ataka T. Kottke J. Heberle Angew. Chem., Int. Ed. 2010 49 5416 5424
23. D. I. Ellis R. Goodacre Analyst 2006 131 875 885
24. C. Kendall M. Isabelle F. Bazant-Hegemark J. Hutchings L. Orr J. Babrah R. Baker N. Stone Analyst 2009 134 1029 1045
25. S. G. Kazarian K. Chan Appl. Spectrosc. 2010 64 135A 152A
26. P. Bassan A. Sachdeva J. Lee P. Gardner Analyst 2013 138 4139 4146
27. J. Filik M. D. Frogley J. K. Pijanka K. Wehbe G. Cinque Analyst 2012 137 853 861
28. J. Cao E. S. Ng D. McNaughton E. G. Stanley A. G. Elefanty M. J. Tobin P. Heraud Analyst 2013 138 4147 4160
29. B. Schrader, Infrared and Raman spectroscopy: methods and applications, John Wiley & Sons, 2008
30. L. Novotny N. Van Hulst Nat. Photonics 2011 5 83 90
31. M. Osawa K.-I. Ataka K. Yoshii Y. Nishikawa Appl. Spectrosc. 1993 47 1497 1502
32. M. Moskovits Rev. Mod. Phys. 1985 57 783
33. R. Adato H. Altug Nat. Commun. 2013 4 2154
34. G. Clemens B. Bird M. Weida J. Rowletteb M. J. Bakera Spectrosc. Eur. 2014 26 14 19
35. K. Yeh S. Kenkel J.-N. Liu R. Bhargava Anal. Chem. 2014 87 485 493
36. A. Hasenkampf N. Kröger A. Schönhals W. Petrich A. Pucci Opt. Express 2015 23 5670 5680
37. F. S. Parker, in Applications of infrared, Raman, and resonance Raman spectroscopy in biochemistry, ed., F. S. Parker, Springer, New York, 1983, pp. 315-347
38. F. Draux P. Jeannesson A. Beljebbar A. Tfayli N. Fourre M. Manfait J. Sulé-Suso G. D. Sockalingum Analyst 2009 134 542 548
39. I. Notingher L. L. Hench Expert Rev. Med. Devices 2006 3 215 234
40. T. Bakker Schut M. Witjes H. Sterenborg O. Speelman J. Roodenburg E. Marple H. Bruining G. Puppels Anal. Chem. 2000 72 6010 6018
41. C. Fulljames N. Stone D. Bennett H. Barr Ital. J. Gastroenterol. Hepatol. 1999 31 695 704
42. A. Mahadevan-Jansen M. F. Mitchell N. Ramanujamf U. Utzinger U. Utzinger R. Richards-Kortumt Photochem. Photobiol. 1998 68 427 431
43. M. G. Shim L. M. Wong Kee Song N. E. Marcon B. C. Wilson Photochem. Photobiol. 2000 72 146 150
44. F. Bonnier S. M. Ali P. Knief H. Lambkin K. Flynn V. McDonagh C. Healy T. Lee F. M. Lyng H. J. Byrne Vib. Spectrosc. 2012 61 124 132
45. H. Barr C. Kendall J. Hutchings F. Bazant-Hegemark N. Shepherd N. Stone Surgeon 2011 9 119 123
46. J. N. Anker W. P. Hall O. Lyandres N. C. Shah J. Zhao R. P. Van Duyne Nat. Mater. 2008 7 442 453
47. D. Graham R. Goodacre Chem. Soc. Rev. 2008 37 883 884
48. K. Kneipp Y. Wang H. Kneipp L. T. Perelman I. Itzkan R. R. Dasari M. S. Feld Phys. Rev. Lett. 1997 78 1667
49. A. Bonifacio S. Dalla Marta R. Spizzo S. Cervo A. Steffan A. Colombatti V. Sergo Anal. Bioanal. Chem. 2014 406 2355 2365
50. C. Krafft J. Popp Anal. Bioanal. Chem. 2015 407 699 717
51. I. W. Schie C. Krafft J. Popp Analyst 2015 140 3897 3909
52. M. Winterhalder A. Zumbusch Adv. Drug Delivery Rev. 2015 89 135 144
53. A. S. Haka Z. Volynskaya J. A. Gardecki J. Nazemi J. Lyons D. Hicks M. Fitzmaurice R. R. Dasari J. P. Crowe M. S. Feld Cancer Res. 2006 66 3317 3322
54. N. Stone P. Matousek Cancer Res. 2008 68 4424 4430
55. M. Z. Vardaki B. Gardner N. Stone P. Matousek Analyst 2015 140 5112 5119
56. M. D. Keller E. Vargis N. de Matos Granja R. H. Wilson M.-A. Mycek M. C. Kelley A. Mahadevan-Jansen J. Biomed. Opt. 2011 16 077006
57. P. Matousek N. Stone J. Biophotonics 2013 6 7 19
58. B. Sharma K. Ma M. R. Glucksberg R. P. Van Duyne J. Am. Chem. Soc. 2013 135 17290 17293
59. N. Stone R. Baker K. Rogers A. W. Parker P. Matousek Analyst 2007 132 899 905
60. M. J. Baker, Special Issue: Photonic Biofluid Diagnostics, Wiley-VCH Verlag GmbH & Co, Weinheim, 2014
61. W. Colburn V. G. DeGruttola D. L. DeMets G. J. Downing D. F. Hoth J. A. Oates C. C. Peck R. T. Schooley B. A. Spilker J. Woodcock Clin. Pharmacol. Ther. 2001 69 89 95
62. R. A. Lukaszewski A. M. Yates M. C. Jackson K. Swingler J. M. Scherer A. Simpson P. Sadler P. McQuillan R. W. Titball T. J. Brooks Clin. Vaccine Immunol. 2008 15 1089 1094
63. R. S. Tirumalai K. C. Chan D. A. Prieto H. J. Issaq T. P. Conrads T. D. Veenstra Mol. Cell. Proteomics 2003 2 1096 1103
64. V. Untereiner G. Dhruvananda Sockalingum R. Garnotel C. Gobinet F. Ramaholimihaso F. Ehrhard M. D. Diebold G. Thiéfin J. Biophotonics 2014 7 241 253
65. J. Ollesch M. Heinze H. M. Heise T. Behrens T. Brüning K. Gerwert J. Biophotonics 2014 7 210 221
66. J. Backhaus R. Mueller N. Formanski N. Szlama H.-G. Meerpohl M. Eidt P. Bugert Vib. Spectrosc. 2010 52 173 177
67. X. Zhang G. Thiéfin C. Gobinet V. Untereiner I. Taleb B. Bernard-Chabert A. Heurgué C. Truntzer P. Ducoroy P. Hillon Transl. Res. 2013 162 279 286
68. E. Scaglia G. D. Sockalingum J. Schmitt C. Gobinet N. Schneider M. Manfait G. Thiéfin Anal. Bioanal. Chem. 2011 401 2919 2925
69. G. L. Owens K. Gajjar J. Trevisan S. W. Fogarty S. E. Taylor D. Gama-Rose P. L. Martin-Hirsch F. L. Martin J. Biophotonics 2014 7 200 209
70. K. Gajjar L. D. Heppenstall W. Pang K. M. Ashton J. Trevisan I. I. Patel V. Llabjani H. F. Stringfellow P. L. Martin-Hirsch T. Dawson Anal. Methods 2013 5 89 102
71. J. R. Hands P. Abel K. Ashton T. Dawson C. Davis R. W. Lea A. J. McIntosh M. J. Baker Anal. Bioanal. Chem. 2013 405 7347 7355
72. J. R. Hands K. M. Dorling P. Abel K. M. Ashton A. Brodbelt C. Davis T. Dawson M. D. Jenkinson R. W. Lea C. Walker J. Biophotonics 2014 7 189 199
73. A. Sahu S. Sawant H. Mamgain C. M. Krishna Analyst 2013 138 4161 4174
74. A. Sahu N. Nandakumar S. Sawant C. M. Krishna Analyst 2015 140 2294 2301
75. J. Pichardo-Molina C. Frausto-Reyes O. Barbosa-García R. Huerta-Franco J. González-Trujillo C. Ramírez-Alvarado G. Gutiérrez-Juárez C. Medina-Gutiérrez Lasers Med. Sci. 2007 22 229 236
76. X. Li T. Yang S. Li Appl. Opt. 2012 51 5038 5043
77. J. L. González-Solís J. C. Martínez-Espinosa L. A. Torres-González A. Aguilar-Lemarroy L. F. Jave-Suárez P. Palomares-Anda Lasers Med. Sci. 2014 29 979 985
78. I. Taleb G. Thiéfin C. Gobinet V. Untereiner B. Bernard-Chabert A. Heurgué C. Truntzer P. Hillon M. Manfait P. Ducoroy Analyst 2013 138 4006 4014
79. S. Feng R. Chen J. Lin J. Pan G. Chen Y. Li M. Cheng Z. Huang J. Chen H. Zeng Biosens. Bioelectron. 2010 25 2414 2419
80. S. Li Y. Zhang Q. Zeng L. Li Z. Guo Z. Liu H. Xiong S. Liu Laser Phys. Lett. 2014 11 065603
81. D. Lin J. Pan H. Huang G. Chen S. Qiu H. Shi W. Chen Y. Yu S. Feng R. Chen Sci. Rep. 2014 4 475
82. S. Feng R. Chen J. Lin J. Pan Y. Wu Y. Li J. Chen H. Zeng Biosens. Bioelectron. 2011 26 3167 3174
83. H. Ito H. Inoue K. Hasegawa Y. Hasegawa T. Shimizu S. Kimura M. Onimaru H. Ikeda S.-E. Kudo Nanomedicine: Nanotechnol. Biol. Med. 2014 10 599 608
84. D. Lin S. Feng J. Pan Y. Chen J. Lin G. Chen S. Xie H. Zeng R. Chen Opt. Express 2011 19 13565 13577
85. S. Li Y. Zhang J. Xu L. Li Q. Zeng L. Lin Z. Guo Z. Liu H. Xiong S. Liu Appl. Phys. Lett. 2014 105 091104
86. E. Ryzhikova O. Kazakov L. Halamkova D. Celmins P. Malone E. Molho E. A. Zimmerman I. K. Lednev J. Biophotonics 2015 8 584 596
87. P. Carmona M. Molina M. Calero F. Bermejo-Pareja P. Martínez-Martín A. Toledano J. Alzheimers. Dis. 2013 34 911 920
88. E. Peuchant S. Richard-Harston I. Bourdel-Marchasson J.-F. Dartigues L. Letenneur P. Barberger-Gateau S. Arnaud-Dabernat J.-Y. Daniel Transl. Res. 2008 152 103 112
89. C. Lacombe V. Untereiner C. Gobinet M. Zater G. D. Sockalingum R. Garnotel Analyst 2015 140 2280 2286
90. W. Petrich K. Lewandrowski J. Muhlestein M. Hammond J. Januzzi E. Lewandrowski R. Pearson B. Dolenko J. Früh M. Haass Analyst 2009 134 1092 1098
91. U. Neugebauer S. Trenkmann T. Bocklitz D. Schmerler M. Kiehntopf J. Popp J. Biophotonics 2014 7 232 240
92. N. L. Garrett R. Sekine M. W. Dixon L. Tilley K. R. Bambery B. R. Wood Phys. Chem. Chem. Phys. 2015 17 21164 21168
93. R. Somorjai B. Dolenko A. Nikulin P. Nickerson D. Rush A. Shaw M. Glogowski J. Rendell R. Deslauriers Vib. Spectrosc. 2002 28 97 102
94. J. A. M. Bispo E. E. de Sousa Vieira L. Silveira A. B. Fernandes J. Biomed. Opt. 2013 18 087004
95. G. Del Mistro S. Cervo E. Mansutti R. Spizzo A. Colombatti P. Belmonte R. Zucconelli A. Steffan V. Sergo A. Bonifacio Anal. Bioanal. Chem. 2015 407 3271 3275
96. D. A. Scott D. E. Renaud S. Krishnasamy P. Meriç N. Buduneli Ş. Çetinkalp K.-Z. Liu Diabetol. Metab. Syndr. 2010 2 48
97. X. Li T. Yang J. Lin J. Biomed. Opt. 2012 17 0370031
98. W. Yan H. Lin L. Jinghua Q. Dian C. Anyu J. Yi G. Xun L. Chunwei H. Wen W. Hong IEEE 2009 885 887
99. S. Whiteman Y. Yang J. Jones M. Spiteri Ther. Adv. Respir. Dis. 2008 2 23 31
100. A. Travo C. Paya G. Déléris J. Colin B. Mortemousque I. Forfar Anal. Bioanal. Chem. 2014 406 2367 2376
101. S. Choi S. W. Moon J.-H. Shin H.-K. Park K.-H. Jin Anal. Chem. 2014 86 11093 11099
102. H. Eysel M. Jackson A. Nikulin R. Somorjai G. Thomson H. Mantsch Biospectroscopy 1997 3 161 167
103. K. A. Esmonde-White G. S. Mandair F. Raaii J. A. Jacobson B. S. Miller A. G. Urquhart B. J. Roessler M. D. Morris J. Biomed. Opt. 2009 14 034013
104. K.-Z. Liu T. C. Dembinski H. H. Mantsch Am. J. Obstet. Gynecol. 1998 178 234 241
105. G. Graça A. S. Moreira A. J. V. Correia B. J. Goodfellow A. S. Barros I. F. Duarte I. M. Carreira E. Galhano C. Pita M. do Céu Almeida Anal. Chim. Acta 2013 764 24 31
106. M. Griebe M. Daffertshofer M. Stroick M. Syren P. Ahmad-Nejad M. Neumaier J. Backhaus M. G. Hennerici M. Fatar Neurosci. Lett. 2007 420 29 33
107. V. Gaydou A. Lecellier D. Toubas J. Mounier L. Castrec G. Barbier W. Ablain M. Manfait G. Sockalingum Anal. Methods 2015 7 766 778
108. E. P. Diamandis J. Natl. Cancer Inst. 2010 102 1462 1467
109. M. J. Duffy C. M. Sturgeon G. Sölétormos V. Barak R. Molina D. F. Hayes E. P. Diamandis P. M. Bossuyt Clin. Chem. 2015 61 809 820
110. Z. Feng J. Kagan M. Pepe M. Thornquist J. A. Rinaudo J. Dahlgren K. Krueger Y. Zheng C. Patriotis Y. Huang Clin. Chem. 2013 59 68 74
111. M. S. Pepe R. Etzioni Z. Feng J. D. Potter M. L. Thompson M. Thornquist M. Winget Y. Yasui J. Natl. Cancer Inst. 2001 93 1054 1061
112. N. L. Henry D. F. Hayes Mol. Oncol. 2012 6 140 146
113. S. M. Teutsch L. A. Bradley G. E. Palomaki J. E. Haddow M. Piper N. Calonge W. D. Dotson M. P. Douglas A. O. Berg Genet. Med. 2009 11 3 14
114. C. Lacombe, PhD thesis, University of Reims Champagne-Ardenne, France, 2013
115. P. Yin R. Lehmann G. Xu Anal. Bioanal. Chem. 2015 1 14
116. R. D. Deegan O. Bakajin T. F. Dupont G. Huber S. R. Nagel T. A. Witten Nature 1997 389 827 829
117. W. Ristenpart P. Kim C. Domingues J. Wan H. Stone Phys. Rev. Lett. 2007 99 234502
118. P. J. Yunker T. Still M. A. Lohr A. Yodh Nature 2011 476 308 311
119. K. A. Esmonde-White F. W. Esmonde-White M. D. Morris B. J. Roessler Analyst 2014 139 2734 2741
120. L. Lovergne G. Clemens V. Untereiner R. A. Lukaszweski G. D. Sockalingum M. J. Baker Anal. Methods 2015 7 7140 7149
121. J. Filik N. Stone Analyst 2007 132 544 550
122. J. Ollesch S. L. Drees H. M. Heise T. Behrens T. Brüning K. Gerwert Analyst 2013 138 4092 4102
123. C. Hughes M. Brown G. Clemens A. Henderson G. Monjardez N. W. Clarke P. Gardner J. Biophotonics 2014 7 180 188
124. C. Beleites U. Neugebauer T. Bocklitz C. Krafft J. Popp Anal. Chim. Acta 2013 760 25 33
125. D. Pérez-Guaita J. Kuligowski S. Garrigues G. Quintás B. R. Wood Analyst 2014 140 2422
126. M. S. Pepe Z. Feng H. Janes P. M. Bossuyt J. D. Potter J. Natl. Cancer Inst. 2008 100 1432 1438
127. F. H. Schröder J. Hugosson M. J. Roobol T. L. Tammela S. Ciatto V. Nelen M. Kwiatkowski M. Lujan H. Lilja M. Zappa N. Engl. J. Med. 2009 360 1320 1328
128. V. A. Moyer Ann. Intern. Med. 2012 157 120 134
129. J. Cuzick M. A. Thorat G. Andriole O. W. Brawley P. H. Brown Z. Culig R. A. Eeles L. G. Ford F. C. Hamdy L. Holmberg Lancet Oncol. 2014 15 e484 e492