Single Ho3+-Doped Upconversion Nanoparticles for High-Performance T 2-Weighted Brain Tumor Diagnosis and MR/UCL/CT Multimodal Imaging

Advanced Functional Materials

Volumn 24, Issue 42, 2014, Pages 6613-6620

  Ni, Dalong ^a   Bu, Wenbo ^a   Zhang, Shengjian ^b   Zheng, Xiangpeng ^c   Li, Ming ^c   Xing, Huaiyong ^a   Xiao, Qingfeng ^a   Liu, Yanyan ^a   Hua, Yanqing ^c   Zhou, Liangping ^b   Peng, Weijun ^b   Zhao, Kuaile ^b   Shi, Jianlin ^a  

^a SHANGHAI INSTITUTE OF CERAMICS   (China)

^b FUDAN UNIVERSITY SHANGHAI CANCER CENTER   (China)

^c FUDAN UNIVERSITY   (China)

Author keywords

brain tumors; fluorescence quenching; Holmium; MRI; upconversion nanoparticles

Indexed keywords

BRAIN; COMPUTERIZED TOMOGRAPHY; DIAGNOSIS; FLUORESCENCE; HOLMIUM; NANOPARTICLES; NANOSTRUCTURES; QUENCHING; TUMORS;

BRAIN TUMORS; COMPOSITE NANOSTRUCTURES; FLUORESCENCE QUENCHING; MAGNETIC IRON OXIDE NPS; MRI CONTRAST AGENTS; MULTI-MODAL IMAGING; MULTI-MODALITY IMAGING; UPCONVERSION NANOPARTICLES;

MAGNETIC RESONANCE IMAGING;

EID: 85027935739     PISSN: 1616301X     EISSN: 16163028     Source Type: Journal    
DOI: 10.1002/adfm.201401609     Document Type: Article

References (69)

1. a) R. Weissleder, M. J. Pittet, Nature 2008, 452, 580;
2. b) M. Bottrill, L. Kwok, N. J. Long, Chem. Soc. Rev. 2006, 35, 557;
3. c) R. J. Gillies, N. Raghunand, G. S. Karczmar, Z. M. Bhujwalla, J. Magn. Reson. Imaging 2002, 16, 430;
4. d) A. P. Pathak, B. Gimi, K. Glunde, E. Ackerstaff, D. Artemov, Z. M. Bhujwalla, Method. Enzymol. 2004, 386, 3;
5. e) R. P. Mason, D. Zhao, J. Pacheco-Torres, W. Cui, V. D. Kodibagkar, P. K. Gulaka, G. Hao, P. Thorpe, E. W. Hahn, P. Peschke, Q. J. Nucl. Med. Mol. Imaging 2010, 54, 259.
6. a) P. Caravan, J. J. Ellison, T. J. McMurry, R. B. Lauffer, Chem. Rev. 1999, 99, 2293;
7. b) Y. W. Jun, J. H. Lee, J. Cheon, Angew. Chem. Int. Ed. 2008, 47, 5122.
8. a) J. Park, K. An, Y. Hwang, J. G. Park, H. J. Noh, J. Y. Kim, J. H. Park, N. M. Hwang, T. Hyeon, Nat. Mater. 2004, 3, 891;
9. b) J. H. Lee, Y. M. Huh, Y. W. Jun, J. W. Seo, J. T. Jang, H. T. Song, S. Kim, E. J. Cho, H. G. Yoon, J. S. Suh, J. Cheon, Nat. Med. 2007, 13, 95;
10. c) W. S. Seo, J. H. Lee, X. Sun, Y. Suzuki, D. Mann, Z. Liu, M. Terashima, P. C. Yang, M. V. McConnell, D. G. Nishimura, H. Dai, Nat. Mater. 2006, 5, 971;
11. d) Z. Zhou, D. Huang, J. Bao, Q. Chen, G. Liu, Z. Chen, X. Chen, J. Gao, Adv. Mater. 2012, 24, 6223.
12. a) H. B. Na, I. C. Song, T. Hyeon, Adv. Mater. 2009, 21, 2133;
13. b) J. W. M. Bulte, D. L. Kraitchman, NMR Biomed. 2004, 17, 484.
14. a) A. Louie, Chem. Rev. 2010, 110, 3146;
15. b) D. E. Lee, H. Koo, I. C. Sun, J. H. Ryu, K. Kim, I. C. Kwon, Chem. Soc. Rev. 2012, 41, 2656.
16. a) A. Quarta, R. Di Corato, L. Manna, S. Argentiere, R. Cingolani, G. Barbarella, T. Pellegrino, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 10545;
17. b) I. P. Chang, K. C. Hwang, C. S. Chiang, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 15476;
18. c) P. Howes, M. Green, A. Bowers, D. Parker, G. Varma, M. Kallumadil, M. Hughes, A. Warley, A. Brain, R. Botnar, J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 9833.
19. a) C. Y. Ang, L. Giam, Z. M. Chan, A. W. H. Lin, H. Gu, E. Devlin, G. C. Papaefthymiou, S. T. Selvan, J. Y. Ying, Adv. Mater. 2009, 21, 869;
20. b) D. K. Yi, S. T. Selvan, S. S. Lee, G. C. Papaefthymiou, D. Kundaliya, J. Y. Ying, J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 4990;
21. c) Z. Wang, L. Wu, M. Chen, S. Zhou, J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 11276.
22. a) S. Gai, C. Li, P. Yang, J. Lin, Chem. Rev. 2014, 114, 2343;
23. b) C. Liu, Y. Hou, M. Gao, Adv. Mater. 2014, DOI: 10.1002/adma.201305535;
24. c) H. H. Gorris, O. S. Wolfbeis, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3584;
25. d) Z. Gu, L. Yan, G. Tian, S. Li, Z. Chai, Y. Zhao, Adv. Mater. 2013, 25, 3758;
26. e) A. Gnach, A. Bednarkiewicz, Nano Today 2012, 7, 532;
27. f) Y. Liu, D. Tu, H. Zhu, X. Chen, Chem. Soc. Rev. 2013, 42, 6924;
28. g) G. Chen, H. Qiu, P. N. Prasad, X. Chen, Chem. Rev. 2014, 114, 5161.
29. a) L. Cheng, K. Yang, Y. Li, J. Chen, C. Wang, M. Shao, S. T. Lee, Z. Liu, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 7385;
30. b) S. L. Gai, P. P. Yang, C. X. Li, W. X. Wang, Y. L. Dai, N. Niu, J. Lin, Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1166;
31. c) A. Xia, Y. Gao, J. Zhou, C. Li, T. Yang, D. Wu, L. Wu, F. Li, Biomaterials 2011, 32, 7200;
32. d) X. Zhu, J. Zhou, M. Chen, M. Shi, W. Feng, F. Li, Biomaterials 2012, 33, 4618;
33. e) L. Zhang, Y. S. Wang, Y. Yang, F. Zhang, W. F. Dong, S. Y. Zhou, W. H. Pei, H. D. Chen, H. B. Sun, Chem. Commun. 2012, 48, 11238.
34. T. R. Sathe, A. Agrawal, S. Nie, Anal. Chem. 2006, 78, 5627.
35. a) I. Bertini, F. Capozzi, C. Luchinat, G. Nicastro, Z. C. Xia, J. Phys. Chem. 1993, 97, 6351;
36. b) K. Kattel, J. Y. Park, W. Xu, H. G. Kim, E. J. Lee, B. A. Bony, W. C. Heo, J. J. Lee, S. Jin, J. S. Baeck, Y. Chang, T. J. Kim, J. E. Bae, K. S. Chae, G. H. Lee, ACS Appl. Mater. Interfaces 2011, 3, 3325.
37. L. Vander Elst, A. Roch, P. Gillis, S. Laurent, F. Botteman, J. W. Bulte, R. N. Muller, Magn. Reson. Med. 2002, 47, 1121.
38. a) S. Viswanathan, Z. Kovacs, K. N. Green, S. J. Ratnakar, A. D. Sherry, Chem. Rev. 2010, 110, 2960;
39. b) M. Norek, J. A. Peters, Prog. Nucl. Magn. Reson. Spectrosc. 2011, 59, 64.
40. a) H. Xing, W. Bu, Q. Ren, X. Zheng, M. Li, S. Zhang, H. Qu, Z. Wang, Y. Hua, K. Zhao, L. Zhou, W. Peng, J. Shi, Biomaterials 2012, 33, 5384;
41. b) Y. Liu, K. Ai, J. Liu, Q. Yuan, Y. He, L. Lu, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 1437.
42. a) H. Y. Xing, W. B. Bu, S. J. Zhang, X. P. Zheng, M. Li, F. Chen, Q. J. He, L. P. Zhou, W. J. Peng, Y. Q. Hua, J. L. Shi, Biomaterials 2012, 33, 1079;
43. b) Q. Xiao, W. Bu, Q. Ren, S. Zhang, H. Xing, F. Chen, M. Li, X. Zheng, Y. Hua, L. Zhou, W. Peng, H. Qu, Z. Wang, K. Zhao, J. Shi, Biomaterials 2012, 33, 7530;
44. c) F. Chen, S. J. Zhang, W. B. Bu, X. H. Liu, Y. Chen, Q. J. He, M. Zhu, L. X. Zhang, L. P. Zhou, W. J. Peng, J. L. Shi, Chem. Eur. J. 2010, 19, 11254.
45. a) J. T. Huse, E. C. Holland, Nat. Rev. Cancer 2010, 10, 319;
46. b) J. Y. Zhou, E. Tryggestad, Z. B. Wen, B. Lal, T. T. Zhou, R. Grossman, S. L. Wang, K. Yan, D. X. Fu, E. Ford, B. Tyler, J. Blakeley, J. Laterra, P. C. M. van Zijl, Nat. Med. 2011, 17, 130.
47. a) D. Ni, J. Zhang, W. Bu, H. Xing, F. Han, Q. Xiao, Z. Yao, F. Chen, Q. He, J. Liu, S. Zhang, W. Fan, L. Zhou, W. Peng, J. Shi, ACS Nano 2014, 8, 1231;
48. b) Q. Xiao, X. Zheng, W. Bu, W. Ge, S. Zhang, F. Chen, H. Xing, Q. Ren, W. Fan, K. Zhao, Y. Hua, J. Shi, J. Am. Chem. Soc. 2013, 135, 13041;
49. c) J. Liu, W. Bu, L. Pan, J. Shi, Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 4375.
50. L. L. Li, R. Zhang, L. Yin, K. Zheng, W. Qin, P. R. Selvin, Y. Lu, Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 6121.
51. D. Liu, W. Wu, J. Ling, S. Wen, N. Gu, X. Zhang, Adv. Funct. Mater. 2011, 21, 1498.
52. R. Kumar, M. Nyk, T. Y. Ohulchanskyy, C. A. Flask, P. N. Prasad, Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 853-859.
53. a) F. Chen, W. Bu, S. Zhang, J. Liu, W. Fan, L. Zhou, W. Peng, J. Shi, Adv. Funct. Mater. 2013, 23, 298;
54. b) H. Guo, Z. Li, H. Qian, Y. Hu, I. N. Muhammad, Nanotechnology 2010, 21, 125602;
55. c) 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;
56. d) J. Zhou, M. Yu, Y. Sun, X. Zhang, X. Zhu, Z. Wu, D. Wu, F. Li, Biomaterials 2011, 32, 1148.
57. K. M. Donahue, D. Burstein, W. J. Manning, M. L. Gray, Magnet. Reson. Med. 1994, 32, 66.
58. a) J. Qin, S. Laurent, Y. S. Jo, A. Roch, M. Mikhaylova, Z. M. Bhujwalla, R. N. Muller, M. Muhammed, Adv. Mater. 2007, 19, 1874;
59. b) G. K. Das, N. J. J. Johnson, J. Cramen, B. Blasiak, P. Latta, B. Tomanek, F. C. J. M. van Veggel, J. Phys. Chem. Lett. 2012, 3, 524.
60. a) M. Rohrer, H. Bauer, J. Mintorovitch, M. Requardt, H.-J. Weinmann, Invest. Radiol. 2005, 40, 715;
61. b) Y. X. Wang, Quant. Imaging. Med. Surg. 2011, 1, 35.
62. M. Norek, G. A. Pereira, C. F. G. C. Geraldes, A. Denkova, W. Zhou, J. A. Peters, J. Phys. Chem. C 2007, 111, 10240.
63. J. T. Rosenberg, J. M. Kogot, D. D. Lovingood, G. F. Strouse, S. C. Grant, Magn. Reson. Med. 2010, 64, 871.
64. G. Le Duc, I. Miladi, C. Alric, P. Mowat, E. Brauer-Krisch, A. Bouchet, E. Khalil, C. Billotey, M. Janier, F. Lux, T. Epicier, P. Perriat, S. Roux, O. Tillement, ACS Nano 2011, 5, 9566.
65. a) O. Ehlert, R. Thomann, M. Darbandi, T. Nann, ACS Nano 2008, 2, 120-124;
66. b) Q. Zhan, J. Qian, H. Liang, G. Somesfalean, D. Wang, S. He, Z. Zhang, S. Andersson-Engels, ACS Nano 2011, 5, 3744.
67. F. Wang, X. Liu, J. Am. Chem. Soc. 2008, 130, 5642.
68. D. Kim, S. Park, J. H. Lee, Y. Y. Jeong, S. Jon, J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 7661.
69. H. Yan, L. Wang, J. Wang, X. Weng, H. Lei, X. Wang, L. Jiang, J. Zhu, W. Lu, X. Wei, C. Li, ACS Nano 2012, 6, 410.