Surface-enhanced Raman scattering (SERS) nanoparticles can be utilized as optical labeling nanoprobes for bioimaging with advantages of the fingerprint vibrational signal as a unique optical code and the ultra-narrow linewidth for multiplexing. As a new type of SERS nanoprobes, gap-enhanced Raman tags (GERTs) developed recently can overcome the common issues of poor photostability and limited Raman enhancement. In this work, we have constructed bright nanotriangle-based GERTs (NT-GERTs) for combined SERS bioimaging and photothermal therapy. With optimized Au shell morphology and thickness, NT-GERTs possess 20 folds brighter SERS signal and a more efficient photothermal effect compared to conventional nanosphere-based GERTs. These NT-GERTs show great potential for intraoperative SERS bioimaging guided photothermal therapy of cancers.
References
1.
Y.
Liu
, K.
Ai
, J.
Liu
, M.
Deng
, Y.
He
, and L.
Lu
, Adv. Mater.
25
, 1353
(2013
). 2.
E. C.
Dreaden
, A. M.
Alkilany
, X.
Huang
, C. J.
Murphy
, and M. A.
El-Sayed
, Chem. Soc. Rev.
41
, 2740
(2012
). 3.
L.
Meng
, R.
Yu
, M.
Qiu
, and F. J.
Garcia de Abajo
, ACS Nano
11
, 7915
(2017
). 4.
D.
Jaque
, L.
Martinez Maestro
, B.
del Rosal
, P.
Haro-Gonzalez
, A.
Benayas
, J. L.
Plaza
, E.
Martin Rodriguez
, and J.
Garcia Sole
, Nanoscale
6
, 9494
(2014
). 5.
D.
Jimenez de Aberasturi
, A. B.
Serrano-Montes
, J.
Langer
, M.
Henriksen-Lacey
, W. J.
Parak
, and L. M.
Liz-Marzán
, Chem. Mater.
28
, 6779
(2016
). 6.
P. K.
Jain
, X.
Huang
, I. H.
El-Sayed
, and M. A.
El-Sayed
, Acc. Chem. Res.
41
, 1578
(2008
). 7.
C. M.
Cobley
, J.
Chen
, E. C.
Cho
, L. V.
Wang
, and Y.
Xia
, Chem. Soc. Rev.
40
, 44
(2011
). 8.
A. J.
Mieszawska
, W. J. M.
Mulder
, Z. A.
Fayad
, and D. P.
Cormode
, Mol. Pharm.
10
, 831
(2013
). 9.
N. S.
Abadeer
and C. J.
Murphy
, J. Phys. Chem. C.
120
, 4691
(2016
). 10.
V.
Hoang
, R. A.
Tripp
, P.
Rota
, and R. A.
Dluhy
, Analyst
135
, 3103
(2010
). 11.
H.
Guo
, L.
He
, and B.
Xing
, Environ. Sci. Nano
4
, 2093
(2017
). 12.
D.
Cialla-May
, X. S.
Zheng
, K.
Weber
, and J.
Popp
, Chem. Soc. Rev.
46
, 3945
(2017
). 13.
D.
Radziuk
and H.
Moehwald
, Phys. Chem. Chem. Phys.
17
, 21072
(2015
). 14.
L.
Guerrini
and D.
Graham
, Chem. Soc. Rev.
41
, 7085
(2012
). 15.
Y.
Zhang
, Y.-R.
Zhen
, O.
Neumann
, J. K.
Day
, P.
Nordlander
, and N. J.
Halas
, Nat. Commun.
5
, 4424
(2014
). 16.
C.
Chen
, Y.
Li
, S.
Kerman
, P.
Neutens
, K.
Willems
, S.
Cornelissen
, L.
Lagae
, T.
Stakenborg
, and P.
Van Dorpe
, Nat. Commun.
9
, 1733
(2018
). 17.
J.-W.
Oh
, D.-K.
Lim
, G.-H.
Kim
, Y. D.
Suh
, and J.-M.
Nam
, J. Am. Chem. Soc.
136
, 14052
(2014
). 18.
H.
Chang
, H.
Kang
, J.-K.
Yang
, A.
Jo
, H.-Y.
Lee
, Y.-S.
Lee
, and D. H.
Jeong
, ACS Appl. Mater. Interfaces
6
, 11859
(2014
). 19.
C.
Hu
, J.
Shen
, J.
Yan
, J.
Zhong
, W.
Qin
, R.
Liu
, A.
Aldalbahi
, X.
Zuo
, S.
Song
, C.
Fan
, and D.
He
, Nanoscale
8
, 2090
(2016
). 20.
M.
Li
, J.
Li
, H.
Di
, H.
Liu
, and D.
Liu
, Anal. Chem.
89
, 3532
(2017
). 21.
Q.
Guo
, M.
Xu
, Y.
Yuan
, R.
Gu
, and J.
Yao
, Langmuir
32
, 4530
(2016
). 22.
B.
Khlebtsov
, V.
Khanadeev
, and N.
Khlebtsov
, Nano Res.
9
, 2303
(2016
). 23.
M.
Jahn
, S.
Patze
, I. J.
Hidi
, R.
Knipper
, A. I.
Radu
, A.
Muhlig
, S.
Yuksel
, V.
Peksa
, K.
Weber
, T.
Mayerhofer
, D.
Cialla-May
, and J.
Popp
, Analyst
141
, 756
(2016
). 24.
Y.
Zhang
, Y.
Qiu
, L.
Lin
, H.
Gu
, Z.
Xiao
, and J.
Ye
, ACS Appl. Mater. Interfaces
9
, 3995
(2017
). 25.
B. N.
Khlebtsov
and N. G.
Khlebtsov
, J. Phys. Chem. C
120
, 15385
(2016
). 26.
N.
Gandra
, H. C.
Hendargo
, S. J.
Norton
, A. M.
Fales
, G. M.
Palmer
, and T.
Vo-Dinh
, Nanoscale
8
, 8486
(2016
). 27.
D. K.
Lim
, K. S.
Jeon
, J. H.
Hwang
, H.
Kim
, S.
Kwon
, Y. D.
Suh
, and J. M.
Nam
, Nat. Nanotechnol.
6
, 452
(2011
). 28.
J.-H.
Lee
, J.-W.
Oh
, S. H.
Nam
, Y. S.
Cha
, G.-H.
Kim
, W.-K.
Rhim
, N. H.
Kim
, J.
Kim
, S. W.
Han
, Y. D.
Suh
, and J.-M.
Nam
, Small
12
, 4726
(2016
). 29.
J.-H.
Hwang
, N. K.
Singhal
, D.-K.
Lim
, and J.-M.
Nam
, Bull. Korean Chem. Soc.
36
, 882
(2015
). 30.
N.
Gandra
and S.
Singamaneni
, Adv. Mater.
25
, 1022
(2013
). 31.
N.
Gandra
, C.
Portz
, and S.
Singamaneni
, Adv. Mater.
26
, 424
(2014
). 32.
L.
Lin
, M.
Zapata
, M.
Xiong
, Z.
Liu
, S.
Wang
, H.
Xu
, A. G.
Borisov
, H.
Gu
, P.
Nordlander
, J.
Aizpurua
, and J.
Ye
, Nano Lett.
15
, 6419
(2015
). 33.
L.
Lin
, Q.
Zhang
, X.
Li
, M.
Qiu
, X.
Jiang
, W.
Jin
, H.
Gu
, D. Y.
Lei
, and J.
Ye
, ACS Nano
7
, 6492
(2018
). 34.
Y.
Gu
, Y.
Zhang
, Y.
Li
, X.
Jin
, C.
Huang
, S. A.
Maier
, and J.
Ye
, RSC Adv.
8
, 14434
(2018
). 35.
X.
Jiang
, Z.
Tan
, L.
Lin
, J.
He
, C.
He
, B. D.
Thackray
, Y.
Zhang
, and J.
Ye
, Small Methods
2
, 1800182
(2018
). 36.
Z.
Bao
, Y.
Zhang
, Z.
Tan
, X.
Yin
, W.
Di
, and J.
Ye
, Biomaterials
163
, 105
(2018
). 37.
Y.
Zhang
, Z.
Liu
, D.
Thackray Benjamin
, Z.
Bao
, X.
Yin
, F.
Shi
, J.
Wu
, J.
Ye
, and W.
Di
, Small
14
, 1801022
(2018
). 38.
Y.
Qiu
, Y.
Zhang
, M.
Li
, G.
Chen
, C.
Fan
, K.
Cui
, J.-B.
Wan
, A.
Han
, J.
Ye
, and Z.
Xiao
, ACS Nano
12
, 7974
(2018
). 39.
L.
Lin
, H.
Gu
, and J.
Ye
, Chem. Commun.
51
, 17740
(2015
). 40.
Y.
Wang
, A. B.
Serrano
, K.
Sentosun
, S.
Bals
, and L. M.
Liz-Marzán
, Small
11
, 4314
(2015
). 41.
S.
Wang
, Z.
Liu
, C.
Bartic
, H.
Xu
, and J.
Ye
, J. Nanoparticle Res.
18
, 246
(2016
). 42.
L.
Chen
, F.
Ji
, Y.
Xu
, L.
He
, Y.
Mi
, F.
Bao
, B.
Sun
, X.
Zhang
, and Q.
Zhang
, Nano Lett.
14
, 7201
(2014
). 43.
J. E.
Millstone
, S. J.
Hurst
, G. S.
Métraux
, J. I.
Cutler
, and C. A.
Mirkin
, Small
5
, 646
(2009
). 44.
A.
Miranda
, E.
Malheiro
, E.
Skiba
, P.
Quaresma
, P. A.
Carvalho
, P.
Eaton
, B.
de Castro
, J. A.
Shelnutt
, and E.
Pereira
, Nanoscale
2
, 2209
(2010
). 45.
D. V. R.
Kumar
, A. A.
Kulkarni
, and B. L. V.
Prasad
, Colloid. Surface A
422
, 181
(2013
). 46.
Z.
Li
, Y.
Yu
, Z.
Chen
, T.
Liu
, Z.-K.
Zhou
, J.-B.
Han
, J.
Li
, C.
Jin
, and X.
Wang
, J. Phys. Chem. C
117
, 20127
(2013
). 47.
M. R.
Jones
and C. A.
Mirkin
, Angew. Chem. Int. Ed.
52
, 2886
(2013
). 48.
M. N.
O’Brien
, M. R.
Jones
, K. L.
Kohlstedt
, G. C.
Schatz
, and C. A.
Mirkin
, Nano Lett.
15
, 1012
(2015
). 49.
J. E.
Millstone
, G. S.
Métraux
, and C. A.
Mirkin
, Adv. Funct. Mater.
16
, 1209
(2006
). 50.
E.
Prodan
, C.
Radloff
, N. J.
Halas
, and P.
Nordlander
, Science
302
, 419
(2003
). 51.
R.
Bardhan
, S.
Mukherjee
, N. A.
Mirin
, S. D.
Levit
, P.
Nordlander
, and N. J.
Halas
, J. Phys. Chem. C
114
, 7378
(2010
). 52.
Y.-J.
Lee
, N. B.
Schade
, L.
Sun
, J. A.
Fan
, D. R.
Bae
, M. M.
Mariscal
, G.
Lee
, F.
Capasso
, S.
Sacanna
, V. N.
Manoharan
, and G.-R.
Yi
, ACS Nano
7
, 11064
(2013
). 53.
B. N.
Khlebtsov
, Z.
Liu
, J.
Ye
, and N. G.
Khlebtsov
, J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer
167
, 64
(2015
). 54.
P. G.
Vianna
, D.
Grasseschi
, G. K. B.
Costa
, I. C. S.
Carvalho
, S. H.
Domingues
, J.
Fontana
, and C. J. S.
de Matos
, ACS Photonics
3
, 1027
(2016
). 55.
Y.
Pan
, Z.
Wang
, D.
Shao
, H.
Zheng
, Y.
Chen
, X.
Zheng
, M.
Zhang
, J.
Li
, F.
Li
, and L.
Chen
, Toxicol. Res.
4
, 1359
(2015
). 56.
X.-M.
Zhu
, C.
Fang
, H.
Jia
, Y.
Huang
, C. H. K.
Cheng
, C.-H.
Ko
, Z.
Chen
, J.
Wang
, and Y.-X. J.
Wang
, Nanoscale
6
, 11462
(2014
). 57.
S.
Jin
, X.
Ma
, H.
Ma
, K.
Zheng
, J.
Liu
, S.
Hou
, J.
Meng
, P. C.
Wang
, X.
Wu
, and X.-J.
Liang
, Nanoscale
5
, 143
(2013
). 58.
S.
Jambhrunkar
, Z.
Qu
, A.
Popat
, J.
Yang
, O.
Noonan
, L.
Acauan
, Y.
Ahmad Nor
, C.
Yu
, and S.
Karmakar
, Mol. Pharm.
11
, 3642
(2014
). 59.
X.
Liu
, N.
Huang
, H.
Li
, Q.
Jin
, and J.
Ji
, Langmuir
29
, 9138
(2013
). 60.
H.
Ding
, K.-T.
Yong
, I.
Roy
, H. E.
Pudavar
, W. C.
Law
, E. J.
Bergey
, and P. N.
Prasad
, J. Phys. Chem. C
111
, 12552
(2007
). 61.
X.
Jin
, H.
Yu
, N.
Kong
, J.
Chang
, H.
Li
, and J.
Ye
, J. Mater. Chem. B
3
, 7787
(2015
). 62.
M.
Wang
, Y.
Liu
, X.
Zhang
, L.
Luo
, L.
Li
, S.
Xing
, Y.
He
, W.
Cao
, R.
Zhu
, and D.
Gao
, J. Mater. Chem. B
5
, 2161
(2017
). 63.
J.
Li
, J.
Han
, T.
Xu
, C.
Guo
, X.
Bu
, H.
Zhang
, L.
Wang
, H.
Sun
, and B.
Yang
, Langmuir
29
, 7102
(2013
). 64.
X.
Huang
, P. K.
Jain
, I. H.
El-Sayed
, and M. A.
El-Sayed
, Laser. Med. Sci.
23
, 217
(2007
). 65.
C.
Ayala-Orozco
, C.
Urban
, M. W.
Knight
, A. S.
Urban
, O.
Neumann
, S. W.
Bishnoi
, S.
Mukherjee
, A. M.
Goodman
, H.
Charron
, T.
Mitchell
, M.
Shea
, R.
Roy
, S.
Nanda
, R.
Schiff
, N. J.
Halas
, and A.
Joshi
, ACS Nano
8
, 6372
(2014
). © 2019 Author(s).
2019
Author(s)
You do not currently have access to this content.
