Journal of Innovative Optical Health Sciences, Volume. 17, Issue 1, 2330008(2024)

Laser spectroscopy imaging technique coupled with nanomaterials for cancer diagnosis: A review

Zhengying Peng1, Pengkun Yin3, Dan Li4, Youyuan Chen1, Kaiqiang Shu2, Qingwen Fan3, Yixiang Duan3, and Qingyu Lin3、*
Author Affiliations
  • 1Key Laboratory of Bio-Resource and Eco-Environment, Ministry of Education, College of Life Sciences, Sichuan University Chengdu 610064, Sichuan, P. R. China
  • 2Research Center of Analytical Instrumentation, School of Mechanical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610064, Sichuan, P. R. China
  • 3Key Laboratory of Green Chemistry & Technology of Ministry of Education, College of Chemistry, Sichuan University Chengdu 610064, Sichuan, P. R. China
  • 4State Key Laboratory of Membrane Biology, Beijing Advanced Innovation Center for Structural Biology, School of Life Sciences, Tsinghua University, Beijing 100084, P. R. China
  • show less
    References(245)

    [1] H. Sung, J. Ferlay, R. L. Siegel, M. Laversanne, I. Soerjomataram, A. Jemal, F. Bray. CA: Cancer J. Clin., 71, 209-249(2021).

    [2] S. Kunjachan, J. Ehling, G. Storm, F. Kiessling, T. Lammers. Chem. Rev., 115, 10907-10937(2015).

    [4] D. W. Townsend. Semin. Nucl. Med., 38, 152-166(2008).

    [5] W. A. Gibby. Neurosurg. Clin. N. Am., 16, 1-64(2005).

    [6] D. L. Gerrard, H. J. Bowley. Anal. Chem., 60, 368-377(1988).

    [7] C. L. Putzig, M. A. Leugers, M. L. McKelvy, G. E. Mitchell, R. A. Nyquist, R. R. Papenfuss, L. Yurga. Anal. Chem., 66, 26-66(1994).

    [8] A. Rosencwaig. Annu. Rev. Biophys. Bioeng., 9, 31-54(1980).

    [9] K. Y. Yamamoto, D. A. Cremers, L. E. Foster, M. P. Davies, R. D. Harris. Appl. Spectrosc., 59, 1082-1097(2005).

    [10] R. B. Sekar, A. Periasamy. J. Cell Biol., 160, 629-633(2003).

    [11] S. K. Nune, P. Gunda, P. K. Thallapally, Y. Y. Lin, M. L. Forrest, C. J. Berkland. Expert Opin. Drug Deliv., 6, 1175-1194(2009).

    [12] H. Maeda, H. Nakamura, J. Fang. Adv. Drug Deliv. Rev., 65, 71-79(2013).

    [13] H.-H. Han, H.-M. Wang, P. Jangili, M. Li, L. Wu, Y. Zang, A. C. Sedgwick, J. Li, X.-P. He, T. D. James, J. S. Kim. Chem. Soc. Rev., 52, 879-920(2023).

    [14] C. Lai, B. Zhang, D. Li, X. Tan, B. Luo, J. Shen, L. Li, J. Shao. J. Colloid Interface Sci., 635, 441-455(2023).

    [15] Y. Yu, H. Jia, Y. Liu, L. Zhang, G. Feng, B. Z. Tang. Molecules, 28, 332(2023).

    [16] N. C. Lindquist, C. D. L. D. Albuquerque, R. G. Sobral-Filho, I. Paci, A. G. Brolo. Nat. Nanotechnol., 14, 981-987(2019).

    [17] R. A. Harder, L. A. Wijenayaka, H. T. Phan, A. J. Haes. J. Raman Spectrosc., 52, 497-505(2021).

    [18] J. L. Johnson, M. Merrilees, J. Shragge, K. V. Wijk. Photoacoustics, 9, 62-72(2018).

    [19] G. Xu, Z.-X. Meng, J.-D. Lin, C. X. Deng, P. L. Carson, J. B. Fowlkes, C. Tao, X. Liu, X. Wang. Sci. Rep., 6, 16937(2016).

    [20] J. Hui, R. Li, E. H. Phillips, C. J. Goergen, M. Sturek, J. X. Cheng. Photoacoustics, 4, 11-21(2016).

    [21] S. Zhu, R. Tian, A. L. Antaris, X. Chen, H. Dai. Adv. Mater., 1900321(2019).

    [22] S. Luo, E. Zhang, Y. Su, T. Cheng, C. Shi. Biomaterials, 32, 7127-7138(2011).

    [23] V. K. Singh, A. K. Rai. Lasers Med. Sci., 26, 673-687(2011).

    [24] L. K. Rotter, N. Berisha, H. T. Hsu, K. H. Burns, C. Andreou, M. F. Kircher. Nanotheranostics, 6, 256-269(2022).

    [25] C. Andreou, V. Neuschmelting, D. F. Tschaharganeh, C. H. Huang, A. Oseledchyk, P. Iacono, H. Karabeber, R. R. Colen, L. Mannelli, S. W. Lowe, M. F. Kircher. ACS Nano, 10, 5015-5026(2016).

    [26] P. Yin, B. Hu, Q. Li, Y. Duan, Q. Lin. IEEE Trans. Instrum. Measure., 70, 1-7(2021).

    [27] G. W. Auner, S. K. Koya, C. Huang, B. Broadbent, M. Trexler, Z. Auner, A. Elias, K. C. Mehne, M. A. Brusatori. Cancer Metastasis Rev., 37, 691-717(2018).

    [28] W. J. Tipping, M. Lee, A. Serrels, V. G. Brunton, A. N. Hulme. Chem. Soc. Rev., 45, 2075-2089(2016).

    [29] S. Cui, S. Zhang, S. Yue. J. Healthc. Eng., 2018, 8619342(2018).

    [30] S. You, H. Tu, Y. Zhao, Y. Liu, E. J. Chaney, M. Marjanovic, S. A. Boppart. Sci. Rep., 6, 32922-32922(2016).

    [31] J. N. Bentley, M. Ji, X. S. Xie, D. A. Orringer. Expert Rev. Anticancer Ther., 14, 359-361(2014).

    [32] X. Zhang, M. B. J. Roeffaers, S. Basu, J. R. Daniele, D. Fu, C. W. Freudiger, G. R. Holtom, X. S. Xie. Chem Phys Chem, 13, 1054-1059(2012).

    [33] S. Keren, C. Zavaleta, Z. Cheng, A. D. L. Zerda, O. Gheysens, S. S. Gambhir. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 105, 5844-5849(2008).

    [34] C. Zavaleta, A. D. L. Zerda, Z. Liu, S. Keren, Z. Cheng, M. Schipper, X. Chen, H. Dai, S. S. Gambhir. Nano Lett., 8, 2800-2805(2008).

    [35] H. Wei, H. Xu. Nanoscale, 5, 10794-10805(2013).

    [36] P. L. Stiles, J. A. Dieringer, N. C. Shah, R. P. V. Duyne. Annu. Rev. Anal. Chem., 1, 601-626(2008).

    [37] L. A. Lane, X. Qian, S. Nie. Chem. Rev., 115, 10489-10529(2015).

    [38] M. Rycenga, C. M. Cobley, J. Zeng, W. Li, C. H. Moran, Q. Zhang, D. Qin, Y. Xia. Chem. Rev., 111, 3669-3712(2011).

    [39] J. M. Nam, J. W. Oh, H. Lee, Y. D. Suh. Acc. Chem. Res., 49, 2746-2755(2016).

    [40] E. Lenzi, D. J. D. Aberasturi, L. M. Liz-Marzán. ACS Sens., 4, 1126-1137(2019).

    [41] N. G. Khlebtsov, L. Lin, B. N. Khlebtsov, J. Ye. Theranostics, 10, 2067-2094(2020).

    [42] J. L. Campbell, E. D. SoRelle, O. Ilovich, O. Liba, M. L. James, Z. Qiu, V. Perez, C. T. Chan, A. D. L. Zerda, C. Zavaleta. Biomaterials, 135, 42-52(2017).

    [43] R. McQueenie, R. Stevenson, R. Benson, N. MacRitchie, I. McInnes, P. Maffia, K. Faulds, D. Graham, J. Brewer, P. Garside. Anal. Chem., 84, 5968-5975(2012).

    [44] S. E. J. Bell, G. Charron, E. Cortés, J. Kneipp, M. L. D. L. Chapelle, J. Langer, M. Procházka, V. Tran, S. Schlücker. Angew. Chem. Int. Ed., 59, 5454-5462(2020).

    [45] C. Duffield, N. Lyu, Y. Wang. J. Innov. Opt. Health Sci., 14, 2141007(2021).

    [46] Y. Chen, J.-Q. Ren, X.-G. Zhang, D.-Y. Wu, A.-G. Shen, J.-M. Hu. Anal. Chem., 88, 6115-6119(2016).

    [47] Y. Su, S. Wen, X. Luo, F. Xue, S. Wu, B. Yuan, X. Lu, C. Cai, L.-P. Jiang, P. Wu, J.-J. Zhu. ACS Appl. Mater. Interfaces, 13, 135-147(2021).

    [48] F. Deiss, N. Sojic, D. J. White, P. R. Stoddart. Anal. Bioanal. Chem., 396, 53-71(2010).

    [49] S. Lee, J. Kim, H. Yang, E. Cortés, S. Kang, S. W. Han. Angew. Chem. Int. Ed., 58, 15890-15894(2019).

    [50] Y. Liu, J. R. Ashton, E. J. Moding, H. Yuan, J. K. Register, A. M. Fales, J. Choi, M. J. Whitley, X. Zhao, Y. Qi, Y. Ma, G. Vaidyanathan, M. R. Zalutsky, D. G. Kirsch, C. T. Badea, T. Vo-Dinh. Theranostics, 5, 946-960(2015).

    [51] F. Tian, J. Conde, C. Bao, Y. Chen, J. Curtin, D. Cui. Biomaterials, 106, 87-97(2016).

    [52] L. Zeng, Y. Pan, S. Wang, X. Wang, X. Zhao, W. Ren, G. Lu, A. Wu. ACS Appl. Mater. Interfaces, 7, 16781-16791(2015).

    [53] T. R. Nayak, C. Andreou, A. Oseledchyk, W. D. Marcus, H. C. Wong, J. Massagué, M. F. Kircher. Nanoscale, 9, 1110-1119(2017).

    [54] L. Jiang, J. Qian, F. Cai, S. He. Anal. Bioanal. Chem., 400, 2793(2011).

    [55] C. Wen, H. Chen, X. Guo, Z. Lin, S. Zhang, X.-C. Shen, H. Liang. Langmuir, 37, 569-577(2021).

    [56] N. Yan, X. Wang, L. Lin, T. Song, P. Sun, H. Tian, H. Liang, X. Chen. Adv. Funct. Mater., 28, 1800490(2018).

    [57] J. V. Jokerst, A. J. Cole, D. V. D. Sompel, S. S. Gambhir. ACS Nano, 6, 10366-10377(2012).

    [58] J. Yue, Z. Liu, X. Cai, X. Ding, S. Chen, K. Tao, T. Zhao. Talanta, 150, 503-509(2016).

    [59] Z. A. Nima, M. Mahmood, Y. Xu, T. Mustafa, F. Watanabe, D. A. Nedosekin, M. A. Juratli, T. Fahmi, E. I. Galanzha, J. P. Nolan, A. G. Basnakian, V. P. Zharov, A. S. Biris. Sci. Rep., 4(2015).

    [60] Z. Wang, S. Zong, J. Yang, J. Li, Y. Cui. Biosens. Bioelectron., 26, 2883-2889(2011).

    [61] Y. Zhang, J. Qian, D. Wang, Y. Wang, S. He. Angew. Chem. Int. Ed., 52, 1148-1151(2013).

    [62] S. Lal, S. Link, N. J. Halas. Nat. Photonics, 1, 641-648(2007).

    [63] J. He, Q. Wei, S. Wang, S. Hua, M. Zhou. Biomaterials, 271, 120734(2021).

    [64] Y. Qiu, M. Lin, G. Chen, C. Fan, M. Li, X. Gu, S. Cong, Z. Zhao, L. Fu, X. Fang, Z. Xiao. ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 23436-23444(2019).

    [65] Q. Lv, M.-Y. Gao, Z.-H. Cheng, Q. Chen, A.-G. Shen, J.-M. Hu. Chem. Commun., 54, 13399-13402(2018).

    [66] K. L. Wustholz, C. L. Brosseau, F. Casadio, R. P. V. Duyne. Phys. Chem. Chem. Phys., 11, 7350(2009).

    [67] A. Samanta, K. K. Maiti, K.-S. Soh, X. Liao, M. Vendrell, U. S. Dinish, S.-W. Yun, R. Bhuvaneswari, H. Kim, S. Rautela, J. Chung, M. Olivo, Y.-T. Chang. Angew. Chem. Int. Ed., 50, 6089-6092(2011).

    [68] M. Spaliviero, S. Harmsen, R. Huang, M. A. Wall, C. Andreou, J. A. Eastham, K. A. Touijer, P. T. Scardino, M. F. Kircher. Mol. Imaging Biol., 18, 677-685(2016).

    [69] J. H. Yu, I. Steinberg, R. M. Davis, A. V. Malkovskiy, A. Zlitni, R. K. Radzyminski, K. O. Jung, D. T. Chung, L. D. Curet, A. L. D’Souza, E. Chang, J. Rosenberg, J. Campbell, H. Frostig, S. M. Park, G. Pratx, C. Levin, S. S. Gambhir. ACS Nano, 15, 19956-19969(2021).

    [70] F. Nicolson, B. Andreiuk, C. Andreou, H. T. Hsu, S. Rudder, M. F. Kircher. Theranostics, 9, 5899-5913(2019).

    [71] M. E. Berry, S. M. McCabe, S. Sloan-Dennison, S. Laing, N. C. Shand, D. Graham, K. Faulds. ACS Appl. Mater. Interfaces(2022).

    [72] Y. Zhang, L. Lin, J. He, J. Ye. J. Innov. Opt. Health Sci., 14, 2141001(2021).

    [73] S. L. Jacques. Appl. Opt., 32, 2447-2454(1993).

    [74] J. Yao, L. V. Wang. Laser Photonics Rev., 7, 758-778(2013).

    [75] R. I. Siphanto, K. K. Thumma, R. G. M. Kolkman, T. G. V. Leeuwen, F. F. M. D. Mul, J. W. V. Neck, L. N. A. V. Adrichem, W. Steenbergen. Opt. Express, 13, 89-95(2005).

    [76] B. Ning, M. J. Kennedy, A. J. Dixon, N. Sun, R. Cao, B. T. Soetikno, R. Chen, Q. Zhou, K. K. Shung, J. A. Hossack, S. Hu. Opt. Lett., 40, 910-913(2015).

    [77] G. Huang, J. Lv, Y. He, J. Yang, L. Zeng, L. Nie. Photoacoustics, 28, 100410(2022).

    [78] R. Cao, J. Li, B. Ning, N. Sun, T. Wang, Z. Zuo, S. Hu. NeuroImage, 150, 77-87(2017).

    [79] L. V. Wang. Med. Phys., 35, 5758-5767(2008).

    [80] L. V. Wang. Nat. Photonics, 3, 503-509(2009).

    [81] J.-M. Yang, K. Maslov, H.-C. Yang, Q. Zhou, K. K. Shung, L. V. Wang. Opt. Lett., 34, 1591-1593(2009).

    [82] Y. Zheng, M. Liu, L. Jiang. Front. Chem., 10(2022).

    [83] D. Biswas, S. Roy, S. Vasudevan. Micromachines, 13, 1900(2022).

    [84] A. Danielli, K. Maslov, C. P. Favazza, J. Xia, L. V. Wang. Appl. Phys. Lett., 106, 203701-203701(2015).

    [85] G. Ara, R. R. Anderson, K. G. Mandel, M. Ottesen, A. R. Oseroff. Lasers Surg. Med., 10, 52-59(1990).

    [86] P. Spencer, J. M. Payne, C. M. Cobb, L. Reinisch, G. M. Peavy, D. D. Drummer, D. L. Suchman, J. R. Swafford. J. Periodontol., 70, 68-74(1999).

    [87] H.-W. Wang, N. Chai, P. Wang, S. Hu, W. Dou, D. Umulis, L. V. Wang, M. Sturek, R. Lucht, J.-X. Cheng. Phys. Rev. Lett., 106, 238106-238106(2011).

    [88] D. Wu, L. Huang, M. S. Jiang, H. Jiang. Int. J. Mol. Sci., 15, 23616-23639(2014).

    [89] Y. Tian, S. Qiang, L. Wang. Front. Bioeng. Biotechnol., 7(2019).

    [90] V. P. Nguyen, Y. Li, W. Qian, B. Liu, C. Tian, W. Zhang, Z. Huang, A. Ponduri, M. Tarnowski, X. Wang, Y. M. Paulus. Sci. Rep., 9, 5945(2019).

    [91] C. Du, L. Zhou, J. Qian, M. He, C. M. Dong, J. D. Xia, Z. G. Zhang, R. Zhang. J. Mater. Chem. B, 9, 5484-5491(2021).

    [92] Y. Xia, W. Li, C. M. Cobley, J. Chen, X. Xia, Q. Zhang, M. Yang, E. C. Cho, P. K. Brown. Acc. Chem. Res., 44, 914-924(2011).

    [93] M. Yang, J. Li, P. Gu, X. Fan. Bioact. Mater., 6, 1973-1987(2021).

    [94] C. Liu, S. Li, Y. Gu, H. Xiong, W. T. Wong, L. Sun. Mol. Imaging Biol., 20, 919-929(2018).

    [95] S. M. Mousavi, M. Zarei, S. A. Hashemi, S. Ramakrishna, W.-H. Chiang, C. W. Lai, A. Gholami. Drug Metab. Rev., 52, 299-318(2020).

    [96] A. D’Hollander, G. V. Velde, H. Jans, B. Vanspauwen, E. Vermeersch, J. Jose, T. Struys, T. Stakenborg, L. Lagae, U. Himmelreich. Nanomaterials (Basel), 10(2020).

    [97] P. Ning, Y. Chen, Q. Bai, C. Xu, C. Deng, Q. Cheng, Y. Cheng. ACS Appl. Mater. Interfaces, 14, 7551-7564(2022).

    [98] C. J. Murphy, T. K. Sau, A. M. Gole, C. J. Orendorff, J. Gao, L. Gou, S. E. Hunyadi, T. Li. J. Phys. Chem. B, 109, 13857-13870(2005).

    [99] Y. Zhao, F. Ye, T. B. Brismar, X. Li, R. He, R. Heuchel, R. El-Sayed, N. Feliu, W. Zheng, S. Oerther, J. Dutta, W. J. Parak, M. Muhammed, M. Hassan. ACS Appl. Mater. Interfaces(2020).

    [100] J. Pérez-Juste, I. Pastoriza-Santos, L. M. Liz-Marzán, P. Mulvaney. Coord. Chem. Rev., 249, 1870-1901(2005).

    [101] B. J. Tromberg, N. Shah, R. Lanning, A. Cerussi, J. Espinoza, T. Pham, L. Svaasand, J. Butler. Neoplasia, 2, 26-40(2000).

    [102] P. Li, Y. Wu, D. Li, X. Su, C. Luo, Y. Wang, J. Hu, G. Li, H. Jiang, W. Zhang. uNanoscale Res. Lett., 13(2018).

    [103] Y.-S. Chen, Y. Zhao, S. J. Yoon, S. S. Gambhir, S. Emelianov. Nat. Nanotechnol., 14, 465-472(2019).

    [104] K. Cai, W. Zhang, M. F. Foda, X. Li, J. Zhang, Y. Zhong, H. Liang, H. Li, H. Han, T. Zhai. Small, 16, 2002748(2020).

    [105] F. Gao, L. Bai, S. Liu, R. Zhang, J. Zhang, X. Feng, Y. Zheng, Y. Zhao. Nanoscale, 9, 79-86(2017).

    [106] R. K. Hartman, K. A. Hallam, E. M. Donnelly, S. Y. Emelianov. Laser Phys. Lett., 16, 025603(2019).

    [107] K. J. McHugh, L. Jing, A. M. Behrens, S. Jayawardena, W. Tang, M. Gao, R. Langer, A. Jaklenec. Adv. Mater., 30, 1706356(2018).

    [108] Y. T. Lim, S. Kim, A. Nakayama, N. E. Stott, M. G. Bawendi, J. V. Frangioni. Mol. Imaging, 2, 50-64(2003).

    [109] J. Cui, R. Jiang, S. Xu, G. Hu, L. Wang. Small, 11, 4183-4190(2015).

    [110] L. Cheng, J. Liu, X. Gu, H. Gong, X. Shi, T. Liu, C. Wang, X. Wang, G. Liu, H. Xing, W. Bu, B. Sun, Z. Liu. Adv. Mater., 26, 1886-1893(2014).

    [111] W. Yin, L. Yan, J. Yu, G. Tian, L. Zhou, X. Zheng, X. Zhang, Y. Yong, J. Li, Z. Gu, Y. Zhao. ACS Nano, 8, 6922-6933(2014).

    [112] S. Wang, J. Lin, T. Wang, X. Chen, P. Huang. Theranostics, 6, 2394-2413(2016).

    [113] K. Yang, G. Yang, L. Chen, L. Cheng, L. Wang, C. Ge, Z. Liu. Biomaterials, 38, 1-9(2015).

    [114] A. Li, X. Li, X. Yu, W. Li, R. Zhao, X. An, D. Cui, X. Chen, W. Li. Biomaterials, 112, 164-175(2017).

    [115] Z. Wang, P. Huang, O. Jacobson, Z. Wang, Y. Liu, L. Lin, J. Lin, N. Lu, H. Zhang, R. Tian, G. Niu, G. Liu, X. Chen. ACS Nano, 10, 3453-3460(2016).

    [116] H. Zhang, T. Wang, H. Liu, F. Ren, W. Qiu, Q. Sun, F. Yan, H. Zheng, Z. Li, M. Gao. Nanoscale, 11, 7600-7608(2019).

    [117] C. G. Liu, H. X. Tang, X. Zheng, D. Y. Yang, Y. Zhang, J. T. Zhang, R. K. Kankala, S. B. Wang, G. Liu, A. Z. Chen. ACS Appl. Mater. Interfaces, 12, 40673-40683(2020).

    [118] L. J. Rich, J. A. Damasco, J. C. Bulmahn, H. L. Kutscher, P. N. Prasad, M. Seshadri. Cancers (Basel), 12(2020).

    [119] L. Chen, J. Chen, S. Qiu, L. Wen, Y. Wu, Y. Hou, Y. Wang, J. Zeng, Y. Feng, Z. Li, H. Shan, M. Gao. Small, 14(2018).

    [120] K. Zhang, Z. Yang, X. Meng, Y. Cao, Y. Zhang, W. Dai, H. Lu, Z. Yu, H. Dong, X. Zhang. Mater. Chem. Front., 2, 1184-1194(2018).

    [121] Y. Duan, Y. Xu, D. Mao, W. H. Liew, B. Guo, S. Wang, X. Cai, N. Thakor, K. Yao, C. J. Zhang, B. Liu. Small, 14, e1800652(2018).

    [122] X.-R. Song, S.-X. Yu, G.-X. Jin, X. Wang, J. Chen, J. Li, G. Liu, H.-H. Yang. Small, 12, 1506-1513(2016).

    [123] T. T. V. Phan, N. Q. Bui, M. S. Moorthy, K. D. Lee, J. Oh. Nanoscale Res. Lett., 12, 570(2017).

    [124] Y. Zhang, Q. Shen, Q. Li, P. He, J. Li, F. Huang, J. Wang, Y. Duan, C. Shen, F. Saleem, Z. Luo, L. Wang. Adv. Sci., 8, e2100386(2021).

    [125] W. Tao, X. Ji, X. Zhu, L. Li, J. Wang, Y. Zhang, P. E. Saw, W. Li, N. Kong, M. A. Islam, T. Gan, X. Zeng, H. Zhang, M. Mahmoudi, G. J. Tearney, O. C. Farokhzad. Adv. Mater., 30, 1802061(2018).

    [126] J. Yu, X. H. Wang, J. Feng, X. Meng, X. Bu, Y. Li, N. Zhang, P. Wang. Adv. Healthc. Mater., 8, e1900378(2019).

    [127] X. Jin, C. Xu, J. Hu, S. Yao, Z. Hu, B. Wang. J. Mater. Chem. B, 9, 9333-9346(2021).

    [128] J. Lin, X. Chen, P. Huang. Adv. Drug Deliv. Rev., 105, 242-254(2016).

    [129] H. Ding, Y. Cai, L. Gao, M. Liang, B. Miao, H. Wu, Y. Liu, N. Xie, A. Tang, K. Fan, X. Yan, G. Nie. Nano Lett., 19, 203-209(2019).

    [130] Y. Xuan, R.-Y. Zhang, D.-H. Zhao, X.-S. Zhang, J. An, K. Cheng, X.-L. Hou, X.-L. Song, Y.-D. Zhao, X.-Q. Yang. Chem. Eng. J., 369, 87-99(2019).

    [131] R. K. Vayalakkara, C.-L. Lo, H.-H. Chen, M.-Y. Shen, Y.-C. Yang, A. Sabu, Y.-F. Huang, H.-C. Chiu. J. Control. Release, 345, 417-432(2022).

    [132] M. Guan, Y. Xuan, Y. Gao, Y. Liu, S. Zhang. J. Mater. Sci., 57, 7056-7067(2022).

    [133] Q. Li, K. Chen, W. Huang, H. Ma, X. Zhao, J. Zhang, Y. Zhang, C. Fang, L. Nie. Cancer Lett., 496, 169-178(2021).

    [134] J. Zhao, F. Gong, N. Yang, H. Lei, Z. Han, Y. Yang, L. Cheng. J. Innov. Opt. Health Sci., 15, 2250026(2022).

    [135] L. Nie, D. Xing, S. Yang. Med. Phys., 36, 3429-3437(2009).

    [136] Z. Qin, Y. Liu, J. Chi, Y. Ma, M. Sun. J. Innov. Opt. Health Sci., 15, 2250030(2022).

    [137] E. Vienneau, W. Liu, J. Yao. Opt. Lett., 43, 4413-4416(2018).

    [138] C. Wang, Y.-F. Lu, C.-M. Cai, H.-Z. Xiang, G. Zheng. World J. Gastroenterol., 24, 3531-3537(2018).

    [139] M. Mozaffarzadeh, M. H. H. Varnosfaderani, A. Sharma, M. Pramanik, N. D. Jong, M. D. Verweij. J. Biophotonics, 12, e201900133(2019).

    [140] Q. Zhao, R. Lin, C. Liu, J. Zhao, G. Si, L. Song, J. Meng. J. Biophotonics, 12, e201800421(2019).

    [141] S. Alshahrani, Y. Yan, I. Avrutsky, M. Anastasio, E. Malyarenko, N. Duric, M. Mehrmohammadi. “Design and development of a full-ring ultrasound and photoacoustic tomography system for breast cancer imaging,”(2017).

    [142] Y. Zhang, L. Wang. IEEE Trans. Med. Imaging, 39, 4369-4375(2020).

    [143] H. C. Ishikawa-Ankerhold, R. Ankerhold, G. P. C. Drummen. Molecules, 17, 4047-4132(2012).

    [144] A. Seifalian, S. Rizvi, S. Rouhi, S. Taniguchi, S. Y. Yang, M. Green, M. Keshtgar. Int. J. Nanomed, 1323(2014).

    [145] M. E. T. Carvalho, W. F. Oliveira, C. R. A. Cunha, L. C. B. B. Coelho, M. V. Silva, L. B. Jr. Carvalho, B. S. Santos, P. E. C. Filho, A. Fontes, M. T. S. Correia. Int. J. Biol. Macromol., 138, 302-308(2019).

    [146] K. Hu, H. Wang, G. Tang, T. Huang, X. Tang, X. Liang, S. Yao, D. Nie. J. Nucl. Med., 56, 1278-1284(2015).

    [147] X. Gao, Y. Cui, R. M. Levenson, L. W. K. Chung, S. Nie. Nat. Biotechnol., 22, 969-976(2004).

    [148] J. S. Kim, K. J. Cho, T. H. Tran, M. Nurunnabi, T. H. Moon, S. M. Hong, Y. K. Lee. J. Colloid Interface Sci., 353, 363-371(2011).

    [149] L. Trapiella-Alfonso, T. Pons, N. Lequeux, L. Leleu, J. Grimaldi, M. Tasso, E. Oujagir, J. Seguin, F. D’Orlyé, C. Girard, B.-T. Doan, A. Varenne. ACS Appl. Mater. Interfaces, 10, 17107-17116(2018).

    [150] W. Wang, H. Mattoussi. Acc. Chem. Res., 53, 1124-1138(2020).

    [151] M. Shi, L. Dong, S. Zheng, P. Hou, L. Cai, M. Zhao, X. Zhang, Q. Wang, J. Li, K. Xu. Biochem. Biophys. Res. Commun., 516, 1090-1096(2019).

    [152] J. Kwon, S. W. Jun, S. I. Choi, X. Mao, J. Kim, E. K. Koh, Y.-H. Kim, S.-K. Kim, D. Y. Hwang, C.-S. Kim, J. Lee. Sci. Adv., 5, eaay0044(2019).

    [153] X. L. Ge, B. Huang, Z. L. Zhang, X. Liu, M. He, Z. Yu, B. Hu, R. Cui, X. J. Liang, D. W. Pang. J. Mater. Chem. B, 7, 5782-5788(2019).

    [154] J. J. Zhang, Y. Lin, H. Zhou, H. He, J. J. Ma, M. Y. Luo, Z. L. Zhang, D. W. Pang. Adv. Healthc. Mater., 8, e1900341(2019).

    [155] J. Zhang, G. Hao, C. Yao, J. Yu, J. Wang, W. Yang, C. Hu, B. Zhang. ACS Appl. Mater. Interfaces, 8, 16612-16621(2016).

    [156] N. Liu, M. Tang. J. Hazard. Mater., 399, 122606(2020).

    [157] S. Li, Z. Guo, Y. Zhang, W. Xue, Z. Liu. ACS Appl. Mater. Interfaces, 7, 19153-19162(2015).

    [158] H. Groß, J. M. Hamm, T. Tufarelli, O. Hess, B. Hecht. Sci. Adv., 4, eaar4906(2018).

    [159] J. Liao, Y. Yao, C. H. Lee, Y. Wu, P. Li. Pharmaceutics, 13(2021).

    [160] X. W. Hua, Y. W. Bao, J. Zeng, F. G. Wu. ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 32647-32658(2019).

    [161] X. Bao, Y. Yuan, J. Chen, B. Zhang, D. Li, D. Zhou, P. Jing, G. Xu, Y. Wang, K. Hola, D. Shen, C. Wu, L. Song, C. Liu, R. Zboril, S. Qu. Light Sci. Appl., 7, 91(2018).

    [162] Y. Su, S. Liu, Y. Guan, Z. Xie, M. Zheng, X. Jing. Biomaterials, 255, 120110(2020).

    [163] B. B. Karakoçak, A. Laradji, T. Primeau, M. Y. Berezin, S. Li, N. Ravi. ACS Appl. Mater. Interfaces, 13, 277-286(2021).

    [164] S. Wang, L. Chen, J. Wang, J. Du, Q. Li, Y. Gao, S. Yu, Y. Yang. Mater. Sci. Eng. C, Mater. Biol. Appl., 116, 111233(2020).

    [165] H. Liu, X. Lv, J. Qian, H. Li, Y. Qian, X. Wang, X. Meng, W. Lin, H. Wang. ACS Nano, 14, 13304-13315(2020).

    [166] H. Liu, C. Li, Y. Qian, L. Hu, J. Fang, W. Tong, R. Nie, Q. Chen, H. Wang. Biomaterials, 232, 119700(2020).

    [167] H. Zhang, S. Ba, Z. Yang, T. Wang, J. Y. Lee, T. Li, F. Shao. ACS Appl. Mater. Interfaces, 12, 13634-13643(2020).

    [168] X.-W. Hua, Y.-W. Bao, J. Zeng, F.-G. Wu. ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 32647-32658(2019).

    [169] Y. Liu, J. Liu, J. Zhang, X. Li, F. Lin, N. Zhou, B. Yang, L. Lu. ACS Omega, 3, 7888-7896(2018).

    [170] D. M. Wu, A. García-Etxarri, A. Salleo, J. A. Dionne. J. Phys. Chem. Lett., 5, 4020-4031(2014).

    [171] W. Park, D. Lu, S. Ahn. Chem. Soc. Rev., 44, 2940-2962(2015).

    [172] K. L. Reddy, R. Balaji, A. Kumar, V. Krishnan. Small, 14, 1801304(2018).

    [173] J. Zhou, Z. Liu, F. Li. Chem. Soc. Rev., 41, 1323-1349(2012).

    [174] Q. Liu, M. Chen, Y. Sun, G. Chen, T. Yang, Y. Gao, X. Zhang, F. Li. Biomaterials, 32, 8243-8253(2011).

    [175] R. Wang, H. Yang, R. Fu, Y. Su, X. Lin, X. Jin, W. Du, X. Shan, G. Huang. Cancers, 12, 3136(2020).

    [176] H. He, C. B. Howard, Y. Chen, S. Wen, G. Lin, J. Zhou, K. J. Thurecht, D. Jin. Anal. Chem., 90, 3024-3029(2018).

    [177] J. X. Cao, L. Zhang, X. Ding, D. Liu, B. Su, J. Y. Shi. Small Methods, 4, 9(2020).

    [178] W. Zhang, B. Peng, F. Tian, W. Qin, X. Qian. Anal. Chem., 86, 482-489(2014).

    [179] Y. Han, Y. An, G. Jia, X. Wang, C. He, Y. Ding, Q. Tang. Nanoscale, 10, 6511-6523(2018).

    [180] S. Yu, D. Jang, H. Yuan, W.-T. Huang, M. Kim, F. M. Mota, R.-S. Liu, H. Lee, S. Kim, D. H. Kim. ACS Appl. Mater. Interfaces, 13, 58422-58433(2021).

    [181] J. Zhou, P. Luo, C. Sun, L. Meng, W. Ye, S. Chen, B. Du. Nanoscale, 9, 4244-4254(2017).

    [182] J. Jin, Z. Xu, Y. Zhang, Y. J. Gu, M. H. Lam, W. T. Wong. Adv. Healthc. Mater., 2, 1501-1512(2013).

    [183] J. Lee, A. C. Gordon, H. Kim, W. Park, S. Cho, B. Lee, A. C. Larson, E. A. Rozhkova, D. H. Kim. Biomaterials, 109, 69-77(2016).

    [184] J. Chen, D. Zhang, Y. Zou, Z. Wang, M. Hao, M. Zheng, X. Xue, X. Pan, Y. Lu, J. Wang, B. Shi. J. Mater. Chem. B, 6, 7862-7870(2018).

    [185] W.-T. Huang, M.-H. Chan, X. Chen, M. Hsiao, R.-S. Liu. Theranostics, 10, 782-796(2020).

    [186] M.-H. Chan, Y.-T. Pan, Y.-C. Chan, M. Hsiao, C.-H. Chen, L. Sun, R.-S. Liu. Chem. Sci., 9, 3141-3151(2018).

    [187] Y. Ji, F. Lu, W. Hu, H. Zhao, Y. Tang, B. Li, X. Hu, X. Li, X. Lu, Q. Fan, W. Huang. Biomaterials, 219, 119393(2019).

    [188] H. B. Cheng, Y. Li, B. Z. Tang, J. Yoon. Chem. Soc. Rev., 49, 21-31(2020).

    [189] D. Svechkarev, A. M. Mohs. Curr. Med. Chem., 26, 4042-4064(2019).

    [190] K. Ilina, W. M. MacCuaig, M. Laramie, J. N. Jeouty, L. R. McNally, M. Henary. Bioconjug. Chem., 31, 194-213(2020).

    [191] C. Schierl, W. Alex, L. M. Mateo, B. Ballesteros, D. Shimizu, A. Osuka, T. Torres, D. M. Guldi, G. Bottari. Angew. Chem. Int. Ed., 58, 14644-14652(2019).

    [192] Z. Shi, X. Han, W. Hu, H. Bai, B. Peng, L. Ji, Q. Fan, L. Li, W. Huang. Chem. Soc. Rev., 49, 7533-7567(2020).

    [193] L. Guo, B. Xu, H. Chen, Y. Tang. J. Innov. Opt. Health Sci., 15, 2240007(2022).

    [194] Y. Zhou, W. Zeng, M. Wang, R. Li, X. Yue, Z. Dai. J. Innov. Opt. Health Sci., 15, 2250035(2022).

    [195] H. Li, M. Wei, X. Lv, Y. Hu, J. Shao, X. Song, D. Yang, W. Wang, B. Li, X. Dong. J. Innov. Opt. Health Sci., 15, 2230009(2022).

    [196] Y. Zhang, G. Li, J. Li, M. Wu, X. Liu, J. Liu. J. Innov. Opt. Health Sci., 15, 2240009(2022).

    [197] H. Shi, Y. Lei, J. Ge, X. He, W. Cui, X. Ye, J. Liu, K. Wang. Anal. Chem., 91, 9154-9160(2019).

    [198] B. Wu, Y. Lin, B. Li, C. Zhan, F. Zeng, S. Wu. Anal. Chem., 90, 9359-9365(2018).

    [199] D. Gao, L. Gao, C. Zhang, H. Liu, B. Jia, Z. Zhu, F. Wang, Z. Liu. Biomaterials, 53, 229-238(2015).

    [200] Q. Tang, Z. Cheng, N. Yang, Q. Li, P. Wang, D. Chen, W. Wang, X. Song, X. Dong. Biomaterials, 205, 1-10(2019).

    [201] T. Ishizawa, N. Fukushima, J. Shibahara, K. Masuda, S. Tamura, T. Aoki, K. Hasegawa, Y. Beck, M. Fukayama, N. Kokudo. Cancer, 115, 2491-2504(2009).

    [202] C. Zhang, T. Liu, Y. Su, S. Luo, Y. Zhu, X. Tan, S. Fan, L. Zhang, Y. Zhou, T. Cheng, C. Shi. Biomaterials, 31, 6612-6617(2010).

    [203] Z. Yuan, L. Gui, J. Zheng, Y. Chen, S. Qu, Y. Shen, F. Wang, M. Er, Y. Gu, H. Chen. ACS Appl. Mater. Interfaces, 10, 30994-31007(2018).

    [204] D. Zhang, Y.-X. Zhao, Z.-Y. Qiao, U. Mayerhöffer, P. Spenst, X.-J. Li, F. Würthner, H. Wang. Bioconjug. Chem., 25, 2021-2029(2014).

    [205] F.-P. Gao, Y.-X. Lin, L.-L. Li, Y. Liu, U. Mayerhöffer, P. Spenst, J.-G. Su, J.-Y. Li, F. Würthner, H. Wang. Biomaterials, 35, 1004-1014(2014).

    [206] S. Sreejith, J. Joseph, M. Lin, N. V. Menon, P. Borah, H. J. Ng, Y. X. Loong, Y. Kang, S. W.-K. Yu, Y. Zhao. ACS Nano, 9, 5695-5704(2015).

    [207] R. Li, K. Zheng, P. Hu, Z. Chen, S. Zhou, J. Chen, C. Yuan, S. Chen, W. Zheng, E. Ma, F. Zhang, J. Xue, X. Chen, M. Huang. Theranostics, 4, 642-659(2014).

    [208] C. Zhang, L. Gao, Y. Cai, H. Liu, D. Gao, J. Lai, B. Jia, F. Wang, Z. Liu. Biomaterials, 84, 1-12(2016).

    [209] F. Wang, Y. Zhu, L. Zhou, L. Pan, Z. Cui, Q. Fei, S. Luo, D. Pan, Q. Huang, R. Wang, C. Zhao, H. Tian, C. Fan. Angew. Chem. Int. Ed., 54, 7349-7353(2015).

    [210] W. Xiao, P. Wang, C. Ou, X. Huang, Y. Tang, M. Wu, W. Si, J. Shao, W. Huang, X. Dong. Biomaterials, 183, 1-9(2018).

    [211] W. Lin, W. Zhang, S. Liu, Z. Li, X. Hu, Z. Xie, C. Duan, G. Han. ACS Appl. Mater. Interfaces, 11, 43928-43935(2019).

    [212] J. P. Singh, J. R. Almirall, M. Sabsabi, A. W. Miziolek. Anal. Bioanal. Chem., 400, 3191-3192(2011).

    [213] F. J. Fortes, J. Moros, P. Lucena, L. M. Cabalín, J. J. Laserna. Anal. Chem., 85, 640-669(2013).

    [214] R. Noll. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Fundamentals and Applications, 97-118(2012).

    [215] R. Noll. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Fundamentals and Applications, 119-166(2012).

    [216] R. Noll. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Fundamentals and Applications, 75-82(2012).

    [217] M. Capitelli, G. Colonna, G. D’Ammando, R. Gaudiuso, L. D. Pietanza, S. Musazzi, U. Perini. Laser-Induced Breakdown Spectroscopy: Theory and Applications, 31-57(2014).

    [218] V. K. Unnikrishnan, K. Alti, R. Nayak, R. Bernard, V. B. Kartha, C. Santhosh, G. P. Gupta, B. M. Suri. Pramana, 75, 1145-1150(2010).

    [219] R. Kanawade, F. Mahari, F. Klämpfl, M. Rohde, C. Knipfer, K. Tangermann-Gerk, W. Adler, M. Schmidt, F. Stelzle. J. Biophotonics, 8, 153-161(2015).

    [220] D. A. Cremers, L. J. Radziemski, T. R. Loree. Appl. Spectrosc., 38, 721-729(1984).

    [221] Y. Gimenez, B. Busser, F. Trichard, A. Kulesza, J. M. Laurent, V. Zaun, F. Lux, J. M. Benoit, G. Panczer, P. Dugourd, O. Tillement, F. Pelascini, L. Sancey, V. Motto-Ros. Sci. Rep., 6, 29936(2016).

    [222] V. K. Singh, V. Rai, A. K. Rai. Lasers Med. Sci., 24, 27-33(2009).

    [223] M. A. Gondal, R. K. Aldakheel, M. A. Almessiere, M. M. Nasr, J. A. Almusairii, B. Gondal. J. Pharm. Biomed. Anal., 183, 10(2020).

    [224] V. K. Singh, A. K. Rai, P. K. Rai, P. K. Jindal. Lasers Med. Sci., 24, 749-759(2009).

    [225] V. K. Singh, A. K. Rai. Lasers Med. Sci., 26, 307-315(2011).

    [226] S. Sasazawa, S. Kakino, Y. Matsuura. J. Biomed. Opt., 20, 065002(2015).

    [227] S. Moncayo, F. Trichard, B. Busser, M. Sabatier-Vincent, F. Pelascini, N. Pinel, I. Templier, J. Charles, L. Sancey, V. Motto-Ros. Spectrochim. Acta B, At. Spectrosc., 133, 40-44(2017).

    [228] Q. Lin, S. Wang, Y. Duan, V. V. Tuchin. J. Biophotonics, e202000479(2021).

    [229] J.-H. Choi, S. Shin, Y. Moon, J. H. Han, E. Hwang, S. Jeong. Spectrochim. Acta B, At. Spectrosc., 179(2021).

    [230] J. P. M. Almeida, A. L. Chen, A. Foster, R. Drezek. Nanomedicine, 6, 815-835(2011).

    [231] L. Sancey, V. Motto-Ros, S. Kotb, X. Wang, F. Lux, G. Panczer, J. Yu, O. Tillement. J. Vis. Exp.(2014).

    [232] V. Motto-Ros, L. Sancey, X. C. Wang, Q. L. Ma, F. Lux, X. S. Bai, G. Panczer, O. Tillement, J. Yu. Spectrochim. Acta B, At. Spectrosc., 87, 168-174(2013).

    [233] Y. Moon, J. H. Han, J.-H. Choi, S. Shin, Y.-C. Kim, S. Jeong. J. Biomed. Opt., 24, 1(2018).

    [234] X. Chen, X. Li, S. Yang, X. Yu, A. Liu. Biomed. Opt. Express, 9, 1057-1068(2018).

    [235] Y. Chu, F. Chen, Z. Sheng, D. Zhang, S. Zhang, W. Wang, H. Jin, J. Qi, L. Guo. Biomed. Opt. Express, 11, 4191-4202(2020).

    [236] J. Wang, L. Li, P. Yang, Y. Chen, Y. Zhu, M. Tong, Z. Hao, X. Li. Lasers Med. Sci., 33, 1381-1386(2018).

    [237] Y. Ding, Q. Pan, W. Gao, Y. Pu, K. Luo, B. He. Biomater. Sci., 11, 1182-1214(2023).

    [238] Q. Shi, Y. Tong, Y. Zheng, Y. Liu, T. Yin. Int. J. Pharm., 633(2023).

    [239] Y. Wu, Y. Li, G. Lv, W. Bu. Chem. Sci., 13, 2202-2217(2022).

    [240] Z. Gu, C. Yu. J. Nanobiotechnol., 20, 528(2022).

    [241] J. Ming, T. Zhu, W. Yang, Y. Shi, D. Huang, J. Li, S. Xiang, J. Wang, X. Chen, N. Zheng. ACS Appl. Mater. Interfaces, 12, 51249-51262(2020).

    [242] Q. Yu, J. Zhou, J. Song, H. Zhou, B. Kang, H.-Y. Chen, J.-J. Xu. Small, 19, 2206592(2023).

    [243] Y. Guo, H.-R. Jia, X. Zhang, X. Zhang, Q. Sun, S.-Z. Wang, J. Zhao, F.-G. Wu. Small, 16, 2000897(2020).

    [244] S. Khattak, N. Gupta, X. Zhou, L. Pires, B. C. Wilson, Y. H. Yucel. Exp. Eye Res., 179, 157-167(2019).

    [245] Y. Wen, V. X. Truong, M. Li. Nano Lett., 21, 3066-3074(2021).

    [246] T. Hollon, D. A. Orringer. J. Neuro-Oncol., 151, 393-402(2021).

    Tools

    Get Citation

    Copy Citation Text

    Zhengying Peng, Pengkun Yin, Dan Li, Youyuan Chen, Kaiqiang Shu, Qingwen Fan, Yixiang Duan, Qingyu Lin. Laser spectroscopy imaging technique coupled with nanomaterials for cancer diagnosis: A review[J]. Journal of Innovative Optical Health Sciences, 2024, 17(1): 2330008

    Download Citation

    EndNote(RIS)BibTexPlain Text
    Save article for my favorites
    Paper Information

    Category: Research Articles

    Received: Jan. 27, 2023

    Accepted: Mar. 15, 2023

    Published Online: Feb. 28, 2024

    The Author Email: Lin Qingyu (qylin@scu.edu.cn)

    DOI:10.1142/S1793545823300082

    Topics