Nanocząstki złota powlekane krzemionką: Właściwości, zastosowania

Kimberly Homan, Ph.D., CTO, Nishi Viswanathan, MBBS, MA., Director

NanoHybrids Inc.

Czytaj więcej

• Wprowadzenie
• Chemia powierzchni i synteza złota pokrytego krzemionką
• Właściwości i zalety nanocząstek złota pokrytych krzemionką
• Applications for Silica-Coated Gold Nanostructures
• Powiązane produkty
• Referencje

Wprowadzenie

W ciągu ostatnich kilku dekad, badania i komercyjne wykorzystanie nanocząstek złota gwałtownie rozszerzyło się na dziedziny rozciągające się od inżynierii biomedycznej¹ do fotowoltaiki.² Większość zastosowań wykorzystuje doskonałe właściwości optyczne nanocząstek złota, które mogą być precyzyjnie dostrojone poprzez zmianę ich kształtu i rozmiaru.

Jednak niepowlekane nanocząstki złota są podatne na agregację w roztworze i mogą topić się pod wpływem promieniowania laserowego, co powoduje znaczące zmiany w ich właściwościach optycznych. Gdy ich powierzchnia jest odpowiednio pasywowana przez funkcjonalizację chemiczną, mogą być odporne na agregację i zmianę kształtu w szerokim zakresie warunków biologicznych, fizycznych i środowiskowych, pozwalając na zachowanie ich właściwości optycznych. Jedną z takich solidnych funkcjonalizacji, która, jak udowodniono, zwiększa stabilność nanocząstek złota zarówno pod względem termodynamicznym, jak i chemicznym, jest powlekanie krzemionką.^1,3,4 Doskonała stabilność i funkcjonalność nadana przez powlekanie krzemionką sprawia, że jest to doskonały wybór do wielu zastosowań, jak opisano poniżej.

Przykłady nanosfer i nanoprętów złota pokrytych krzemionką pokazano na rysunku 1.

Rysunek 1. Obraz ze skaningowego mikroskopu elektronowego (SEM) (a) nanosfer złota pokrytych krzemionką i (b) nanoprętów złota pokrytych krzemionką

Surface Chemistry and Synthesis of Silica-coated Gold

Powlekanie nanocząstek złota krzemionką odbywa się przy użyciu klasycznej metody Stöbera z udziałem ortokrzemianu tetraetylu (TEOS) w celu utworzenia wysoce rozgałęzionego i mezoporowatego polimeru siloksanowego na powierzchni złota. Reakcja może być kontrolowana w taki sposób, że grubość warstwy krzemionki na powierzchni złota może być dostosowana do czasu reakcji i stężenia odczynnika. Powstały polimer siloksanowy (zwany krzemionką) na powierzchni ma grupy hydroksylowe (-OH), które można wykorzystać jako uchwyty chemiczne do dalszej funkcjonalizacji. Ponadto heterobifunkcyjne łączniki silanowe łatwo reagują z krzemionką, zapewniając środki do przyłączania różnych ligandów - takich jak glikol polietylenowy (PEG) - do powierzchni krzemionki (Rysunek 2).

Rysunek 2. Chemia powierzchni nanocząstek złota pokrytych krzemionką, pokazująca gołą powierzchnię krzemionki (po lewej) z hydroksylowymi grupami funkcyjnymi i nanocząstkę pokrytą glikolem polietylenowym (PEG), która może być funkcjonalizowana różnymi grupami końcowymi, w tym aminami, tiolami, maleimidami i N-hydroksysukcynoimidami itp.

Właściwości i zalety nanocząstek złota pokrytych krzemionką

Pokrycie złota krzemionką jest korzystne w wielu zastosowaniach wykorzystujących nanocząstki złota. W szczególności, powłoka krzemionkowa znacznie zwiększa stabilność termodynamiczną nanoprętów złota w zastosowaniach z laserami impulsowymi. Nanorody złota ze standardowymi powłokami, takimi jak PEG, CTAB lub inne małe polimery, mogą absorbować wystarczającą ilość energii z laserów impulsowych, aby się stopić (Rysunek 3). Ta zmiana kształtu prowadzi do odpowiedniego przesunięcia ich absorpcji i rozpraszania światła z długości fal bliskiej podczerwieni do widma widzialnego.⁵ W zastosowaniach, w których stała absorpcja światła bliskiej podczerwieni ma kluczowe znaczenie, złote nanorody ze standardowymi powłokami mogą dawać niewiarygodne wyniki. Alternatywnie, złote nanopręty pokryte krzemionką są odporne na zmianę kształtu i mogą zachować swoje właściwości optyczne przy znacznie wyższych poziomach natężenia światła (fluencji) (Rysunek 4).

Rysunek 3. Nanorody złota i ich właściwości optyczne pokazane przed (po lewej) i po naświetlaniu impulsowym laserem (po prawej). Standardowe nanorody złota bez powłoki krzemionkowej są wysoce niestabilne i topią się w odpowiedzi na absorpcję światła laserowego, pogarszając ich absorpcję i rozpraszanie światła przy długościach fal bliskich podczerwieni.

Rysunek 4. Widmo absorbancji nanorodków złota pokrytych krzemionką po ekspozycji na 300 impulsów światła o długości fali 808 nm przy różnych poziomach intensywności (fluencji). Cząstki pokryte krzemionką są stabilne termodynamicznie (są odporne na zmianę kształtu) dla fluencji do 20 mJ/cm2.

Oprócz stabilności termodynamicznej (odporności na topnienie) i stabilności koloidalnej, powlekanie nanorodów złota krzemionką nadaje im inne godne uwagi właściwości i zalety. Na przykład, powłoka krzemionkowa zwiększa powierzchnię do koniugacji przeciwciał lub innych cząsteczek celujących. Ponadto krzemionka jest porowata i może być ładowana lekami, cząsteczkami barwnika lub innymi czynnikami obrazującymi poprzez fizyczną adsorpcję lub kowalencyjne przyłączenie. Powłoka krzemionkowa ogranicza również to, jak blisko siebie nanopręty mogą być upakowane przy wysokich stężeniach, marginalizując wpływ sprzężenia plazmonowego i pozwalając na niezależne od stężenia zachowanie ich właściwości optycznych. Wreszcie, powłoka krzemionkowa na nanocząstkach złota może zwiększyć kontrast obrazowania, na przykład w obrazowaniu fotoakustycznym, ponad 3-krotnie.¹

Nanocząstki złota pokryte krzemionką (Rysunek 2 - po prawej) mogą zapewnić wszystkie korzyści powłoki krzemionkowej wraz z właściwościami związanymi z nanocząstkami pokrytymi PEG, w tym wyższą stabilnością koloidalną i niższą immunonogennością.

Applications for Silica-coated Gold Nanostructures

1. Obrazowanie fotoakustyczne

Przy zastosowaniu jako środek kontrastowy w obrazowaniu fotoakustycznym (obrazowanie optoakustyczne), nanopręty złota absorbują światło z lasera impulsowego i generują znaczne ciepło. Chociaż ciepło to jest wymagane do uzyskania efektu fotoakustycznego, może ono osiągnąć szkodliwe poziomy, które powodują topnienie nanoprętów (Rysunek 2). Ta zmiana kształtu prowadzi do zmniejszenia przekroju absorpcji, a tym samym utraty kontrastu obrazowania fotoakustycznego. Powłoka krzemionkowa pomaga obniżyć międzyfazowy opór cieplny między złotem a otaczającym rozpuszczalnikiem (Rysunek 5), umożliwiając cząstce uwolnienie większej ilości ciepła do otoczenia, co ma dwa pozytywne skutki: (1) cząstki złota mogą być odporne na topnienie przy wysokich fluencjach (Rysunek 3) oraz (2) sygnały fotoakustyczne generowane przez te cząstki są co najmniej 3 razy większe niż w przypadku nanocząstek złota ze standardowymi powłokami, takimi jak PEG, CTAB lub inne małe polimery.¹

Termodynamicznie stabilne, pokryte krzemionką złote nanorody i nanosfery były popularnym wyborem dla fotoakustycznych środków kontrastowych i terapeutycznych ze względu na ich doskonałą stabilność termodynamiczną, właściwości optyczne, biokompatybilność i potencjał do biokoniugacji.¹

 

Rysunek 5. Schematyczne podsumowanie proponowanych procesów transportu termicznego z nanocząstki do otoczenia i wynikających z nich czasowych profili temperatury (T) w pobliżu powierzchni i amplitudy sygnału fotoakustycznego (P) z dala od powierzchni nanocząstki. (a) Naga nanocząstka o wysokim oporze międzyfazowym prowadzi do poszerzonego profilu temperatury i mniejszej amplitudy sygnału ciśnienia fotoakustycznego. (b) Wprowadzenie powłoki krzemionkowej prowadzi do minimalnego oporu międzyfazowego między złotem (Au) i SiO2 oraz SiO2 i wodą. Wynikający z tego ostrzejszy profil temperatury, a ponieważ profil temperatury znajduje się w większej odległości, sygnał fotoakustyczny jest zwiększony. (c) Gruba powłoka prowadzi do poszerzenia piku temperatury i ponownego spadku sygnału fotoakustycznego, chociaż może on być nadal wyższy niż w przypadku gołej nanocząstki (Źródło: Przedrukowano za zgodą z Nano Letters 2011, 11 (2), s. 348-354. Copyright 2011 American Chemical Society)

2. Śledzenie komórek

Ponieważ obrazowanie fotoakustyczne (obrazowanie optoakustyczne) jest nieinwazyjne, ilościowe i ma krótki czas skanowania, jest idealnym narzędziem do śledzenia komórek odpornościowych⁸ i śledzenia implantacji komórek macierzystych¹⁰.sup>8 i śledzenia implantacji komórek macierzystych¹⁰ w połączeniu z obrazowaniem ultradźwiękowym (Rysunek 6). Pokryte krzemionką złote nanorody mogą być stosowane jako środki kontrastowe w obrazowaniu fotoakustycznym w celu ilościowego określenia wszczepionych komórek w czasie rzeczywistym i potwierdzenia, że odpowiednia liczba komórek dotarła do miejsca leczenia. Powłoka krzemionkowa ułatwia również pobieranie nanorodów złota przez komórki.⁸

Rysunek 6. Pierwszy panel pokazuje obrazy TEM SiO2-AuNRs (złotych nanopręcików pokrytych krzemionką) o szczytowej absorpcji 676 nm, grubości powłoki krzemionkowej 20 nm, a drugi panel potwierdza obecność SiO2-AuNRs wewnątrz mezenchymalnych komórek macierzystych po wstrzyknięciu do tkanki mięśniowej żywych myszy; trzeci panel pokazuje wzmocnione kontrastem obrazy fotoakustyczne domięśniowego wstrzyknięcia znakowanych SiO2-AuNRs mezenchymalnych komórek macierzystych do mięśnia tylnej kończyny atymicznej myszy (Źródło: Przedrukowano za zgodą z ACS Nano 2012 6 (7), 5920-5930. Copyright 2012 American Chemical Society)

Nanorody złota pokryte krzemionką są również szeroko stosowane w terapii fototermicznej, ponieważ są małe, mają przestrajalny rezonans w widmie czerwonym i bliskiej podczerwieni oraz posiadają bardzo wysoki przekrój absorpcji. Powłoka krzemionkowa zwiększa stabilność fototermiczną nanorodów złota, pomagając w ten sposób zachować ich doskonałe właściwości optyczne przy wysokich ciągłych i impulsowych fluencjach lasera.^1,3,6 Wykazano również, że nanorody złota pokryte krzemionką znacznie zwiększają wychwyt komórkowy w porównaniu z nanorodami złota pokrytymi PEG, co z kolei przekłada się na lepszy efekt ablacji fototermicznej.¹⁰ Co więcej, nanopręty pokryte krzemionką mogą być stosowane w połączeniu z obrazowaniem fotoakustycznym w celu jednoczesnego tworzenia map wytwarzania ciepła podczas terapii fototermicznej, które mogą kierować jej dawkowaniem i skutecznością terapeutyczną.⁷

3. Ukierunkowane dostarczanie leków

Powlekane krzemionką nanocząstki złota są biokompatybilne i mogą być modyfikowane chemicznie w celu specyficznego ukierunkowania na tkanki nowotworowe. Mezoporowate nanocząstki złota pokryte krzemionką zostały wykorzystane jako nanonośniki leków przeciwnowotworowych, takich jak doksorubicyna, DNA i białka, ze względu na ich dużą powierzchnię, regulowany rozmiar, wysoką dostępną objętość porów, zdolność do ładowania leku i dobrze zdefiniowane właściwości powierzchni, które umożliwiają modyfikację chemiczną (Rysunek 4). Wykazano, że połączona terapia chemiczno-fototermiczna realizowana przez nanorody złota pokryte krzemionką z lekiem ma wzmocniony efekt przeciwnowotworowy w porównaniu zarówno z terapią fototermiczną, jak i samą chemioterapią.¹¹

4. Obrazowanie multipleksowe

Ukierunkowane nanorody złota powlekane krzemionką mogą być stosowane jako środki kontrastowe w obrazowaniu multipleksowym w celu rozróżnienia wtrąceń komórkowych in vitro poprzez ukierunkowanie nanocząstek na komórki wyrażające różne receptory komórkowe¹²  (Rysunek 7). Pokryte krzemionką złote nanopręty o różnych długościach fali szczytowej mogą być używane do znakowania każdego unikalnego typu komórek w celu identyfikacji lokalizacji określonych typów komórek i generowania obrazów odpowiadających ekspresji molekularnej.

Rysunek 7. Przetwarzanie sygnału i analiza statystyczna obrazów fotoakustycznych (PA) uzyskanych z fantomów komórkowych pokazuje unikalną identyfikację inkluzji komórkowych a) Inkluzje można zobaczyć na obrazie ultrasonograficznym. b) Obraz PA, uzyskany przy 830 nM, wskazuje, które inkluzje zawierają nanopręty złota pokryte krzemionką (SiO2-AuNRs). c) Porównanie intensywności sygnału PA (punkty) i widm UV-VIS (linie ciągłe) pokazuje, że widma absorpcji optycznej SiO2-AuNRs określają intensywność sygnału PA. Wtrącenia zostały podzielone na trzy obszary, a intensywność sygnału PA została uśredniona d) Mapa molekularna komórek i nakładka US; 830 nM nanopręty złota pokryte krzemionką są pokazane na czerwono, 780 nM SiO2-AuNRs są pokazane na żółto (Źródło: Przedrukowano za zgodą z Biomed Opt Express. Jul 1, 2011; 2(7): 1828-1835. Copyright 2011 Optical Society of America)

5. Obrazowanie dwumodalne/wielomodalne

Chociaż techniki obrazowania optycznego są bardzo czułe i mogą wizualizować chore tkanki z doskonałą rozdzielczością, są one ograniczone przez niską penetrację światła w tkance. Zastosowanie kombinacji uzupełniających się metod obrazowania może pomóc zoptymalizować zarówno czułość, jak i swoistość. Na przykład środek kontrastowy, który jednocześnie wzmacnia kontrast CT i obrazowanie optyczne w bliskiej podczerwieni, może dostarczyć wymiernych informacji o akumulacji środka kontrastowego na różnych poziomach. Pokryte mezoporowatą krzemionką złote nanorody obciążone organicznym barwnikiem NIR, takim jak zieleń indocyjaninowa (ICG), mogą być stosowane jako sonda do obrazowania w podwójnym trybie rentgenowskiej tomografii komputerowej i obrazowania fluorescencyjnego NIR.¹³

Rysunek 8. Planarne obrazy rentgenowskie in vivo (czas ekspozycji 30 s) myszy przed (a) i 12 h po wstrzyknięciu do guza zieleni indocyjaninowej z nanorodkami złota pokrytymi krzemionką (200 μL, 1,5 mg/ml). (b) Planarny obraz rentgenowski in vivo z 60-sekundowym czasem ekspozycji (po lewej) wykonany 12 godzin po śródnowotworowym wstrzyknięciu środka kontrastowego do obrazowania w dwóch trybach został nałożony na homologiczny obraz fluorescencji w bliskiej podczerwieni (10-sekundowy czas ekspozycji) (po prawej). Wstawka: odpowiednia nakładka obrazów jasnego pola i fluorescencji w bliskiej podczerwieni. Zielona strzałka wskazuje guz. Cienka warstwa krzemionki umieszczona pomiędzy złotymi nanorodkami i chromoforami zieleni indocyjaninowej chroni barwnik przed wygaszaniem fluorescencji. (Źródło: Przedrukowano za zgodą z Optics Express, Vol. 19, Issue 18, pp. 17030-17039, 2011)

6. Powierzchniowo wzmocniona spektroskopia Ramana (SERS)

Nanocząstki złota pokryte krzemionką są wysoce skuteczne w powierzchniowym wzmocnieniu Ramana i mogą być stosowane jako znaczniki spektroskopowe do multipleksowego wykrywania i spektroskopii.¹⁴ Cząsteczki składają się z metalicznego rdzenia wzmacniającego sygnał optyczny, cząsteczki reporterowej do sygnatury spektroskopowej oraz hermetyzującej powłoki krzemionkowej do ochrony i koniugacji.

Rysunek 9. Schematyczna ilustracja struktury nanocząstek typu rdzeń-powłoka i procedury przygotowania koloidów złota pokrytych krzemionką aktywną metodą SERS. (a) Koloidalne cząstki złota w zakresie wielkości 55-65 nM, zoptymalizowane pod kątem wzmocnienia powierzchniowego Ramana przy wzbudzeniu 632-647-nM; (b) cząstki złota z zaadsorbowanym reporterem Ramana; (c) cząstki złota zarówno z reporterem, jak i merkaptopropylotrimetoksysilanem (popularny środek sprzęgający); oraz (d) pokryte krzemionką cząstki złota z reporterem spektroskopii Ramana osadzonym na granicy rdzeń-powłoka (Źródło: Przedrukowano za zgodą z Anal. Chem., 2003, 75 (22), str. 6171-6176. Copyright 2003 American Chemical Society)

Powlekane krzemionką złote nanopręty zostały również wykorzystane jako sondy obrazujące w dwóch trybach do namierzania komórek nowotworowych. Sygnały fluorescencji i powierzchniowo wzmocnionego rozpraszania Ramana mogą być wizualizowane niezależnie przy użyciu różnych długości fal wzbudzenia nanocząstek.¹⁷

7. Obrazowanie dwufotonowe

Mezoporowate nanorody złota pokryte krzemionką, które zawierają fotouczulacze, takie jak Pd-mezo-tetra (4-karboksyfenylo) porfiryna (PdTPP), mogą być stosowane do terapii fotodynamicznej aktywowanej dwoma fotonami (Rysunek 10).¹⁶ Fotouczulacz, domieszkowany do nanokanałów mezoporowatej powłoki krzemionkowej, może być wzbudzany poprzez wewnątrzcząsteczkowy rezonans plazmoniczny transfer energii z zamkniętego dwufotonowo wzbudzonego złotego nanorodka i może generować cytotoksyczny tlen singletowy w celu zabicia komórek nowotworowych. Zapewniając mechaniczne wsparcie przed odkształceniami termicznymi, matryca krzemionkowa może znacznie poprawić stabilność dwufotonowej luminescencji rdzenia złotego nanorodka.

Rysunek 10. Badania in vivo ilustrujące terapię fotodynamiczną aktywowaną dwoma fotonami po wstrzyknięciu do guza mezoporowatej krzemionki pokrytej złotymi nanoRod-PdTPP. Analizy histologiczne wycinków guza 24 godziny po napromieniowaniu wykonano przy użyciu hematoksyliny i eozyny (pierwszy rząd), TUNEL (drugi rząd, zielone zabarwienie), immunohistogramu kaspazy-3 (trzeci rząd, czerwone zabarwienie) i barwienia DAPI (niebieskie zabarwienie). Zahamowanie wzrostu guza, wskazywane przez barwienie wskaźnikami apoptozy TUNEL i kaspazą-3, zaobserwowano w połączeniu z mezoporowatą krzemionką pokrytą Gold NanoRod-PdTPPs i promieniowaniem laserowym (1,2 razy, rysunek 6i). (Źródło: Przedrukowano za zgodą z Theranostics. 2014; 4(8): 798-807)

8. Sondy biomolekularne

Nanocząstki złota powlekane krzemionką mogą być stosowane jako etykiety w testach hybrydyzacji DNA w celu wykrycia niższych docelowych stężeń DNA w porównaniu do nanocząstek złota powlekanych cytrynianem lub standardowych, ze względu na wysoką emisyjność krzemionki w zakresie średniej podczerwieni. Oparte na fluorescencji testy hybrydyzacji DNA i wiązania białek mogą być ulepszone przy użyciu nanocząstek złota pokrytych krzemionką jako wytrzymałych etykiet, które nie ulegają degradacji, wygaszeniu ani fotobieleniu.¹⁷ Ta platforma nanocząstek może być również stosowana do wykrywania bardzo niskich stężeń białek, bakterii, pestycydów i małych cząsteczek, takich jak rtęć.

9. Katalizatory

Aby nanocząstki złota mogły być skutecznymi katalizatorami, muszą być wysoce stabilne w otaczającym środowisku, w wysokiej temperaturze i mieć potencjał recyklingu przy jednoczesnym zachowaniu aktywności katalitycznej. Zazwyczaj nanopręty złota są powlekane środkiem powierzchniowo czynnym o nazwie bromek cetylotrimetyloamoniowy (CTAB). W roztworach organicznych desorpcja CTAB do medium może powodować agregację nanoprętów złota i utratę ich właściwości katalitycznych. Co więcej, nanorody złota pokryte CTAB mogą być termodynamicznie niestabilne, co może powodować ich przekształcenie w kuliste cząstki. Mezoporowate nanorody złota pokryte krzemionką są wysoce skuteczne jako katalizatory, ponieważ powłoka krzemionkowa zapewnia wysoką stabilność w niekorzystnych warunkach, w tym w wysokich temperaturach, wymianie rozpuszczalników i wirowaniu.¹⁸ Ponieważ mezoporowate powłoki krzemionkowe mają duże objętości porów, cząsteczki reagentów mogą dyfundować przez pory i na powierzchnię złota w celu katalizy.

10. Fotonika

Plazmoniczne nanocząstki złota są wykorzystywane w wielu zastosowaniach fotonicznych; obejmują one wykrywanie pojedynczych cząsteczek, budowę kryształów fotonicznych i projektowanie urządzeń optycznych (np. falowodów). Jednak ze względu na fizyczny kontakt między metalem sąsiednich gołych nanocząstek złota, tworzenie fotonicznych luk pasmowych jest uniemożliwione. Powlekanie nanocząstek złota optycznie przezroczystym, chemicznie obojętnym i fotochemicznie stabilnym materiałem - takim jak krzemionka - pozwala na tworzenie kompletnych fotonicznych luk pasmowych, gdy nanocząstki plazmoniczne są zorganizowane w struktury okresowe.¹⁹ Dodatkowo, powłoka krzemionkowa pomaga również w plazmonicznym wzmocnieniu fluorescencji poprzez hamowanie mechanizmu wygaszania, który występuje, gdy flourofory są bezpośrednio związane z metaliczną powierzchnią. Tak więc nanocząstki złota pokryte krzemionką oferują wiele korzyści w porównaniu ze standardowymi nanocząstkami złota.

Podsumowując, powlekanie nanocząstek złota krzemionką może zapewnić kilka korzystnych właściwości, w tym:

• Wyższa siła sygnału obrazowania w obrazowaniu fotoakustycznym & inne modalności obejmujące wykorzystanie laserów impulsowych
• Najwyższa stabilność termiczna i koloidalna
• Stabilne właściwości optyczne dla szerszego zakresu zastosowań, w tym obrazowania multimodalnego<
• Zdolności teranostyczne ułatwiające stosowanie jako hybrydowy nośnik leków i środek obrazujący
• Elastyczna chemia silanów do kowalencyjnej funkcjonalizacji i koniugacji

Te unikalne zalety sprawiają, że są one idealne do niezliczonych zastosowań, jak opisano w tym technologicznym centrum uwagi. 

Referencje

1. Chen Y, Frey W, Kim S, Kruizinga P, Homan K, Emelianov S. 2011. Silica-Coated Gold Nanorods as Photoacoustic Signal Nanoamplifiers. Nano Lett.. 11(2):348-354. https://doi.org/10.1021/nl1042006

2. Yang J, You J, Chen C, Hsu W, Tan H, Zhang XW, Hong Z, Yang Y. 2011. Plasmonic Polymer Tandem Solar Cell. ACS Nano. 5(8):6210-6217. https://doi.org/10.1021/nn202144b

3. Chen Y, Frey W, Kim S, Homan K, Kruizinga P, Sokolov K, Emelianov S. 2010. Enhanced thermal stability of silica-coated 
gold nanorods for photoacoustic imaging and image-guided therapy. Opt. Express. 18(9):8867. https://doi.org/10.1364/oe.18.008867

4. Luke GP, Bashyam A, Homan KA, Makhija S, Chen Y, Emelianov SY. 2013. Silica-coated gold nanoplates as stable photoacoustic contrast agents for sentinel lymph node imaging. Nanotechnology. 24(45):455101. https://doi.org/10.1088/0957-4484/24/45/455101

5. Zijlstra P, Chon JWM, Gu M. 2009. Five-dimensional optical recording mediated by surface plasmons in gold nanorods. Nature. 459(7245):410-413. https://doi.org/10.1038/nature08053

6. Kim S, Chen Y, Luke GP, Emelianov SY. 2014. In-vivo ultrasound and photoacoustic image- guided photothermal cancer therapy using silica-coated gold nanorods. IEEE Trans. Ultrason., Ferroelect., Freq. Contr.. 61(5):891-897. https://doi.org/10.1109/tuffc.2014.2980

7. Chen Y, Frey W, Walker C, Aglyamov S, Emelianov S. 2013. Sensitivity enhanced nanothermal sensors for photoacoustic temperature mapping. J. Biophoton.. 6(6-7):534-542. https://doi.org/10.1002/jbio.201200219

8. Joshi PP, Yoon SJ, Chen Y, Emelianov S, Sokolov KV. 2013. Development and optimization of near-IR contrast agents for immune cell tracking. Biomed. Opt. Express. 4(11):2609. https://doi.org/10.1364/boe.4.002609

9. Jokerst JV, Thangaraj M, Kempen PJ, Sinclair R, Gambhir SS. 2012. Photoacoustic Imaging of Mesenchymal Stem Cells in Living Mice via Silica-Coated Gold Nanorods. ACS Nano. 6(7):5920-5930. https://doi.org/10.1021/nn302042y

10. Zhu X, Fang C, Jia H, Huang Y, Cheng CHK, Ko C, Chen Z, Wang J, Wang YJ. Cellular uptake behaviour, photothermal therapy performance, and cytotoxicity of gold nanorods with various coatings. Nanoscale. 6(19):11462-11472. https://doi.org/10.1039/c4nr03865g

11. Monem AS, Elbialy N, Mohamed N. 2014. Mesoporous silica coated gold nanorods loaded doxorubicin for combined chemo?photothermal therapy. International Journal of Pharmaceutics. 470(1-2):1-7. https://doi.org/10.1016/j.ijpharm.2014.04.067

12. Bayer CL, Chen Y, Kim S, Mallidi S, Sokolov K, Emelianov S. 2011. Multiplex photoacoustic molecular imaging using targeted silica-coated gold nanorods. Biomed. Opt. Express. 2(7):1828. https://doi.org/10.1364/boe.2.001828

13. Luo T, Huang P, Gao G, Shen G, Fu S, Cui D, Zhou C, Ren Q. 2011. Mesoporous silica-coated gold nanorods with embedded indocyanine green for dual mode X-ray CT and NIR fluorescence imaging. Opt. Express. 19(18):17030. https://doi.org/10.1364/oe.19.017030

14. Doering WE, Nie S. 2003. Spectroscopic Tags Using Dye-Embedded Nanoparticles and Surface-Enhanced Raman Scattering. Anal. Chem.. 75(22):6171-6176. https://doi.org/10.1021/ac034672u

15. Wang Z, Zong S, Yang J, Li J, Cui Y. 2011. Dual-mode probe based on mesoporous silica coated gold nanorods for targeting cancer cells. Biosensors and Bioelectronics. 26(6):2883-2889. https://doi.org/10.1016/j.bios.2010.11.032

16. Chen N, Tang K, Chung M, Cheng S, Huang C, Chu C, Chou P, Souris JS, Chen C, Mou C, et al. 2014. Enhanced Plasmonic Resonance Energy Transfer in Mesoporous Silica-Encased Gold Nanorod for Two-Photon-Activated Photodynamic Therapy. Theranostics. 4(8):798-807. https://doi.org/10.7150/thno.8934

17. Xia F, Zuo X, Yang R, Xiao Y, Kang D, Vallee-Belisle A, Gong X, Yuen JD, Hsu BBY, Heeger AJ, et al. 2010. Colorimetric detection of DNA, small molecules, proteins, and ions using unmodified gold nanoparticles and conjugated polyelectrolytes. Proceedings of the National Academy of Sciences. 107(24):10837-10841. https://doi.org/10.1073/pnas.1005632107

18. Son M, Lee J, Jang D. 2014. Light-treated silica-coated gold nanorods having highly enhanced catalytic performances and reusability. Journal of Molecular Catalysis A: Chemical. 38538-45. https://doi.org/10.1016/j.molcata.2014.01.010

19. Rodríguez-Fernández J, Pastoriza-Santos I, Pérez-Juste J, García de Abajo FJ, Liz-Marzán LM. 2007. The Effect of Silica Coating on the Optical Response of Sub-micrometer Gold Spheres. J. Phys. Chem. C. 111(36):13361-13366. https://doi.org/10.1021/jp073853n