Abstract

Two-photon excited spectroscopies from ex vivo human skin are investigated by using a femtosecond laser and a confocal microscope (Zeiss LSM 510 META). In the dermis, collagen is responsible for second harmonic generation (SHG); elastin, nicotinamide adenine dinucleotide (NADH), melanin and porphyrin are the primary endogenous sources of two-photon excited autofluorescence. In the epidermis, keratin, NADH, melanin and porphyrins contribute to autofluorescence signals. The results also show that the SHG spectra have the ability to shift with the excitation wavelength and the autofluorescence spectra display a red shift of the spectral peaks when increasing the excitation wavelength. These results may have practical implications for diagnosis of skin diseases.

© 2006 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. Mohler, A. C. Millard, and P. J. Campagnola, Methods 29, 97 (2003).
  2. M. Han, G. Giese, and J. F. Bille, Opt. Express 13, 5791 (2005).
  3. G. Cox, E. Kable, A. Jones, I. Fraser, F. Manconi, and M. D. Gorrell, J. Struct. Bio. 141, 53 (2003).
  4. Y. Wu and J. Y. Qu, Opt. Lett. 30, 3045 (2005).
  5. K. Konig, K. Schenke-Layland, I. Riemann, and U. A. Stock, Biomaterials 26, 495 (2005).
  6. L. H. Laiho, S. Pelet, T. M. Hancewicz, P. D. Kaplan, and P. T. C. So, J. Biomed. Opt. 10, 024016 (2005).
  7. A.-M. Pena, M. Strupler, T. Boulesteix, and M.-C. Schanne-Klein, Opt. Express 13, 6268 (2005).
  8. W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).
  9. K. Konig, J. Microscopy 200, 83 (2000).
  10. L. Coghlan, U. Utzinger, R. Drezek, D. Heintzelman, A. Zuluaga, C. Brookner, R. Richards-Kortum, I. Gimenez-Conti, and M. Follen, Opt. Express 7, 436 (2000).
  11. L. Brancaleon, A. J. Durkin, J. H. Tu, G. Menaker, J. D. Fallon, and N. Kollias, Photochem. Photobiol. 73, 178 (2001).
  12. R. Richards-Kortum and E. Sevick-Muraca, Annu. Rev. Phys. Chem. 47, 555 (1996).
  13. Y. Wu, P. Xi, J. Y. Qu, T.-H. Cheung, and M.-Y. Yu, Opt. Express 13, 382 (2005).
  14. R. Na, I.-M. Stender, L. Ma, and H. C. Wulf, Skin Res. Technol. 6, 112 (2000).
  15. R. Alvarez-Roman, A. Naik, Y. N. Kalia, H. Fessi, and R. H. Guy, Euro. J. Pharma. Biopha. 58, 301 (2004).
  16. S. Zhuo, J. Chen, T. Luo, D. Zou, and J. Zhao, Opt. Express 14, 7810 (2006).
  17. P. J. Campagnola and L. M. Loew, Nature Biotechnology 21, 1356 (2003).
  18. B. Chance and B. Thorell, J. Biol. Chem. 234, 3044 (1959).
  19. S. Huang, A. A. Heikal, and W. W. Webb, Biophys. Journal 82, 2811 (2002).

2006 (1)

2005 (6)

Y. Wu, P. Xi, J. Y. Qu, T.-H. Cheung, and M.-Y. Yu, Opt. Express 13, 382 (2005).

Y. Wu and J. Y. Qu, Opt. Lett. 30, 3045 (2005).

K. Konig, K. Schenke-Layland, I. Riemann, and U. A. Stock, Biomaterials 26, 495 (2005).

L. H. Laiho, S. Pelet, T. M. Hancewicz, P. D. Kaplan, and P. T. C. So, J. Biomed. Opt. 10, 024016 (2005).

A.-M. Pena, M. Strupler, T. Boulesteix, and M.-C. Schanne-Klein, Opt. Express 13, 6268 (2005).

M. Han, G. Giese, and J. F. Bille, Opt. Express 13, 5791 (2005).

2004 (1)

R. Alvarez-Roman, A. Naik, Y. N. Kalia, H. Fessi, and R. H. Guy, Euro. J. Pharma. Biopha. 58, 301 (2004).

2003 (3)

W. Mohler, A. C. Millard, and P. J. Campagnola, Methods 29, 97 (2003).

P. J. Campagnola and L. M. Loew, Nature Biotechnology 21, 1356 (2003).

G. Cox, E. Kable, A. Jones, I. Fraser, F. Manconi, and M. D. Gorrell, J. Struct. Bio. 141, 53 (2003).

2002 (1)

S. Huang, A. A. Heikal, and W. W. Webb, Biophys. Journal 82, 2811 (2002).

2001 (1)

L. Brancaleon, A. J. Durkin, J. H. Tu, G. Menaker, J. D. Fallon, and N. Kollias, Photochem. Photobiol. 73, 178 (2001).

2000 (3)

R. Na, I.-M. Stender, L. Ma, and H. C. Wulf, Skin Res. Technol. 6, 112 (2000).

K. Konig, J. Microscopy 200, 83 (2000).

L. Coghlan, U. Utzinger, R. Drezek, D. Heintzelman, A. Zuluaga, C. Brookner, R. Richards-Kortum, I. Gimenez-Conti, and M. Follen, Opt. Express 7, 436 (2000).

1996 (1)

R. Richards-Kortum and E. Sevick-Muraca, Annu. Rev. Phys. Chem. 47, 555 (1996).

1990 (1)

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).

1959 (1)

B. Chance and B. Thorell, J. Biol. Chem. 234, 3044 (1959).

Alvarez-Roman, R.

R. Alvarez-Roman, A. Naik, Y. N. Kalia, H. Fessi, and R. H. Guy, Euro. J. Pharma. Biopha. 58, 301 (2004).

Bille, J. F.

Boulesteix, T.

Brancaleon, L.

L. Brancaleon, A. J. Durkin, J. H. Tu, G. Menaker, J. D. Fallon, and N. Kollias, Photochem. Photobiol. 73, 178 (2001).

Brookner, C.

Campagnola, P. J.

W. Mohler, A. C. Millard, and P. J. Campagnola, Methods 29, 97 (2003).

P. J. Campagnola and L. M. Loew, Nature Biotechnology 21, 1356 (2003).

Chance, B.

B. Chance and B. Thorell, J. Biol. Chem. 234, 3044 (1959).

Chen, J.

Cheung, T.-H.

Coghlan, L.

Cox, G.

G. Cox, E. Kable, A. Jones, I. Fraser, F. Manconi, and M. D. Gorrell, J. Struct. Bio. 141, 53 (2003).

Denk, W.

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).

Drezek, R.

Durkin, A. J.

L. Brancaleon, A. J. Durkin, J. H. Tu, G. Menaker, J. D. Fallon, and N. Kollias, Photochem. Photobiol. 73, 178 (2001).

Fallon, J. D.

L. Brancaleon, A. J. Durkin, J. H. Tu, G. Menaker, J. D. Fallon, and N. Kollias, Photochem. Photobiol. 73, 178 (2001).

Fessi, H.

R. Alvarez-Roman, A. Naik, Y. N. Kalia, H. Fessi, and R. H. Guy, Euro. J. Pharma. Biopha. 58, 301 (2004).

Follen, M.

Fraser, I.

G. Cox, E. Kable, A. Jones, I. Fraser, F. Manconi, and M. D. Gorrell, J. Struct. Bio. 141, 53 (2003).

Giese, G.

Gimenez-Conti, I.

Gorrell, M. D.

G. Cox, E. Kable, A. Jones, I. Fraser, F. Manconi, and M. D. Gorrell, J. Struct. Bio. 141, 53 (2003).

Guy, R. H.

R. Alvarez-Roman, A. Naik, Y. N. Kalia, H. Fessi, and R. H. Guy, Euro. J. Pharma. Biopha. 58, 301 (2004).

Han, M.

Hancewicz, T. M.

L. H. Laiho, S. Pelet, T. M. Hancewicz, P. D. Kaplan, and P. T. C. So, J. Biomed. Opt. 10, 024016 (2005).

Heikal, A. A.

S. Huang, A. A. Heikal, and W. W. Webb, Biophys. Journal 82, 2811 (2002).

Heintzelman, D.

Huang, S.

S. Huang, A. A. Heikal, and W. W. Webb, Biophys. Journal 82, 2811 (2002).

Jones, A.

G. Cox, E. Kable, A. Jones, I. Fraser, F. Manconi, and M. D. Gorrell, J. Struct. Bio. 141, 53 (2003).

Kable, E.

G. Cox, E. Kable, A. Jones, I. Fraser, F. Manconi, and M. D. Gorrell, J. Struct. Bio. 141, 53 (2003).

Kalia, Y. N.

R. Alvarez-Roman, A. Naik, Y. N. Kalia, H. Fessi, and R. H. Guy, Euro. J. Pharma. Biopha. 58, 301 (2004).

Kaplan, P. D.

L. H. Laiho, S. Pelet, T. M. Hancewicz, P. D. Kaplan, and P. T. C. So, J. Biomed. Opt. 10, 024016 (2005).

Kollias, N.

L. Brancaleon, A. J. Durkin, J. H. Tu, G. Menaker, J. D. Fallon, and N. Kollias, Photochem. Photobiol. 73, 178 (2001).

Konig, K.

K. Konig, K. Schenke-Layland, I. Riemann, and U. A. Stock, Biomaterials 26, 495 (2005).

K. Konig, J. Microscopy 200, 83 (2000).

Laiho, L. H.

L. H. Laiho, S. Pelet, T. M. Hancewicz, P. D. Kaplan, and P. T. C. So, J. Biomed. Opt. 10, 024016 (2005).

Loew, L. M.

P. J. Campagnola and L. M. Loew, Nature Biotechnology 21, 1356 (2003).

Luo, T.

Ma, L.

R. Na, I.-M. Stender, L. Ma, and H. C. Wulf, Skin Res. Technol. 6, 112 (2000).

Manconi, F.

G. Cox, E. Kable, A. Jones, I. Fraser, F. Manconi, and M. D. Gorrell, J. Struct. Bio. 141, 53 (2003).

Menaker, G.

L. Brancaleon, A. J. Durkin, J. H. Tu, G. Menaker, J. D. Fallon, and N. Kollias, Photochem. Photobiol. 73, 178 (2001).

Millard, A. C.

W. Mohler, A. C. Millard, and P. J. Campagnola, Methods 29, 97 (2003).

Mohler, W.

W. Mohler, A. C. Millard, and P. J. Campagnola, Methods 29, 97 (2003).

Na, R.

R. Na, I.-M. Stender, L. Ma, and H. C. Wulf, Skin Res. Technol. 6, 112 (2000).

Naik, A.

R. Alvarez-Roman, A. Naik, Y. N. Kalia, H. Fessi, and R. H. Guy, Euro. J. Pharma. Biopha. 58, 301 (2004).

Pelet, S.

L. H. Laiho, S. Pelet, T. M. Hancewicz, P. D. Kaplan, and P. T. C. So, J. Biomed. Opt. 10, 024016 (2005).

Pena, A.-M.

Qu, J. Y.

Richards-Kortum, R.

Riemann, I.

K. Konig, K. Schenke-Layland, I. Riemann, and U. A. Stock, Biomaterials 26, 495 (2005).

Schanne-Klein, M.-C.

Schenke-Layland, K.

K. Konig, K. Schenke-Layland, I. Riemann, and U. A. Stock, Biomaterials 26, 495 (2005).

Sevick-Muraca, E.

R. Richards-Kortum and E. Sevick-Muraca, Annu. Rev. Phys. Chem. 47, 555 (1996).

So, P. T. C.

L. H. Laiho, S. Pelet, T. M. Hancewicz, P. D. Kaplan, and P. T. C. So, J. Biomed. Opt. 10, 024016 (2005).

Stender, I.-M.

R. Na, I.-M. Stender, L. Ma, and H. C. Wulf, Skin Res. Technol. 6, 112 (2000).

Stock, U. A.

K. Konig, K. Schenke-Layland, I. Riemann, and U. A. Stock, Biomaterials 26, 495 (2005).

Strickler, J. H.

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).

Strupler, M.

Thorell, B.

B. Chance and B. Thorell, J. Biol. Chem. 234, 3044 (1959).

Tu, J. H.

L. Brancaleon, A. J. Durkin, J. H. Tu, G. Menaker, J. D. Fallon, and N. Kollias, Photochem. Photobiol. 73, 178 (2001).

Utzinger, U.

Webb, W. W.

S. Huang, A. A. Heikal, and W. W. Webb, Biophys. Journal 82, 2811 (2002).

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).

Wu, Y.

Wulf, H. C.

R. Na, I.-M. Stender, L. Ma, and H. C. Wulf, Skin Res. Technol. 6, 112 (2000).

Xi, P.

Yu, M.-Y.

Zhao, J.

Zhuo, S.

Zou, D.

Zuluaga, A.

Annu. Rev. Phys. Chem. (1)

R. Richards-Kortum and E. Sevick-Muraca, Annu. Rev. Phys. Chem. 47, 555 (1996).

Biomaterials (1)

K. Konig, K. Schenke-Layland, I. Riemann, and U. A. Stock, Biomaterials 26, 495 (2005).

Biophys. Journal (1)

S. Huang, A. A. Heikal, and W. W. Webb, Biophys. Journal 82, 2811 (2002).

Euro. J. Pharma. Biopha. (1)

R. Alvarez-Roman, A. Naik, Y. N. Kalia, H. Fessi, and R. H. Guy, Euro. J. Pharma. Biopha. 58, 301 (2004).

J. Biol. Chem. (1)

B. Chance and B. Thorell, J. Biol. Chem. 234, 3044 (1959).

J. Biomed. Opt. (1)

L. H. Laiho, S. Pelet, T. M. Hancewicz, P. D. Kaplan, and P. T. C. So, J. Biomed. Opt. 10, 024016 (2005).

J. Microscopy (1)

K. Konig, J. Microscopy 200, 83 (2000).

J. Struct. Bio. (1)

G. Cox, E. Kable, A. Jones, I. Fraser, F. Manconi, and M. D. Gorrell, J. Struct. Bio. 141, 53 (2003).

Methods (1)

W. Mohler, A. C. Millard, and P. J. Campagnola, Methods 29, 97 (2003).

Nature Biotechnology (1)

P. J. Campagnola and L. M. Loew, Nature Biotechnology 21, 1356 (2003).

Opt. Express (5)

Opt. Lett. (1)

Photochem. Photobiol. (1)

L. Brancaleon, A. J. Durkin, J. H. Tu, G. Menaker, J. D. Fallon, and N. Kollias, Photochem. Photobiol. 73, 178 (2001).

Science (1)

W. Denk, J. H. Strickler, and W. W. Webb, Science 248, 73 (1990).

Skin Res. Technol. (1)

R. Na, I.-M. Stender, L. Ma, and H. C. Wulf, Skin Res. Technol. 6, 112 (2000).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.