Abstract

Recent observation of optical luminescence due to beta decay from suitable radiotracers has led to the possible development of new preclinical optical imaging methods. The generation of photons that can be detected using instrumentation optimized for bioluminescence imaging has been putatively associated with the Cerenkov effect. We describe the simultaneous utilization of fluorescence reporters to convert Cerenkov luminescence to longer wavelengths for better tissue penetration and also for modulating the luminescence spectrum for potential molecular imaging strategies.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Robertson, M. S. Germanos, C. Li, G. S. Mitchell, S. R. Cherry, and M. D. Silva, Phys. Med. Biol. 54, N355 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. C. Li, G. S. Mitchell, and S. R. Cherry, Opt. Lett. 35, 1109 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. A. E. Spinelli, D. D’Ambrosio, L. Calderan, M. Marengo, A. Sbarbati, and F. Boschi, Phys. Med. Biol. 55, 483 (2010).
    [CrossRef]
  5. H. Liu, X. Zhang, B. Xing, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, Small 6, 1087 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. T. Hasegawa, E. Yoshida, K. Shibuya, and H. Murayama, Med. Phys. 36, 402 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. A. Ruggiero, J. P. Holland, J. S. Lewis, and J. Grimm, J. Nucl. Med. 51, 1123 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. G. H. Dieke and L. Leopold, J. Opt. Soc. Am. 47, 944 (1957).
    [CrossRef]
  10. A. Bertam-Berg, E. Mainka, and H. J. Ache, Fresenius Z. Anal. Chem. 333, 766 (1989).
    [CrossRef]
  11. B. Yuan, N. Chen, and Q. Zhu, J. Biomed. Opt. 9, 497 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. H. C. Manning, T. Goebel, R. C. Thompson, R. R. Price, H. Lee, and D. J. Bornhop, Bioconjugate Chem. 15, 1488(2004).
    [CrossRef]
  13. F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. R. Nowotny, IAEA-NDS-195 (International Atomic Energy Agency, 1998).

2010 (5)

A. E. Spinelli, D. D’Ambrosio, L. Calderan, M. Marengo, A. Sbarbati, and F. Boschi, Phys. Med. Biol. 55, 483 (2010).
[CrossRef]

H. Liu, X. Zhang, B. Xing, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, Small 6, 1087 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

A. Ruggiero, J. P. Holland, J. S. Lewis, and J. Grimm, J. Nucl. Med. 51, 1123 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

C. Li, G. S. Mitchell, and S. R. Cherry, Opt. Lett. 35, 1109 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

2009 (4)

T. Hasegawa, E. Yoshida, K. Shibuya, and H. Murayama, Med. Phys. 36, 402 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

R. Robertson, M. S. Germanos, C. Li, G. S. Mitchell, S. R. Cherry, and M. D. Silva, Phys. Med. Biol. 54, N355 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

2004 (2)

B. Yuan, N. Chen, and Q. Zhu, J. Biomed. Opt. 9, 497 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

H. C. Manning, T. Goebel, R. C. Thompson, R. R. Price, H. Lee, and D. J. Bornhop, Bioconjugate Chem. 15, 1488(2004).
[CrossRef]

1989 (1)

A. Bertam-Berg, E. Mainka, and H. J. Ache, Fresenius Z. Anal. Chem. 333, 766 (1989).
[CrossRef]

1957 (1)

Ache, H. J.

A. Bertam-Berg, E. Mainka, and H. J. Ache, Fresenius Z. Anal. Chem. 333, 766 (1989).
[CrossRef]

Aime, S.

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Baranyai, Z.

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Benjo, E. T.

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Bertam-Berg, A.

A. Bertam-Berg, E. Mainka, and H. J. Ache, Fresenius Z. Anal. Chem. 333, 766 (1989).
[CrossRef]

Bornhop, D. J.

H. C. Manning, T. Goebel, R. C. Thompson, R. R. Price, H. Lee, and D. J. Bornhop, Bioconjugate Chem. 15, 1488(2004).
[CrossRef]

Boschi, F.

A. E. Spinelli, D. D’Ambrosio, L. Calderan, M. Marengo, A. Sbarbati, and F. Boschi, Phys. Med. Biol. 55, 483 (2010).
[CrossRef]

Calderan, L.

A. E. Spinelli, D. D’Ambrosio, L. Calderan, M. Marengo, A. Sbarbati, and F. Boschi, Phys. Med. Biol. 55, 483 (2010).
[CrossRef]

Chatziioannou, A. F.

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Chen, N.

B. Yuan, N. Chen, and Q. Zhu, J. Biomed. Opt. 9, 497 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Chen, Y.-C.

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Cheng, Z.

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

H. Liu, X. Zhang, B. Xing, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, Small 6, 1087 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Cherry, S. R.

C. Li, G. S. Mitchell, and S. R. Cherry, Opt. Lett. 35, 1109 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

R. Robertson, M. S. Germanos, C. Li, G. S. Mitchell, S. R. Cherry, and M. D. Silva, Phys. Med. Biol. 54, N355 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Cho, J. S.

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

D’Ambrosio, D.

A. E. Spinelli, D. D’Ambrosio, L. Calderan, M. Marengo, A. Sbarbati, and F. Boschi, Phys. Med. Biol. 55, 483 (2010).
[CrossRef]

Dieke, G. H.

Gambhir, S. S.

H. Liu, X. Zhang, B. Xing, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, Small 6, 1087 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Germanos, M. S.

R. Robertson, M. S. Germanos, C. Li, G. S. Mitchell, S. R. Cherry, and M. D. Silva, Phys. Med. Biol. 54, N355 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Goebel, T.

H. C. Manning, T. Goebel, R. C. Thompson, R. R. Price, H. Lee, and D. J. Bornhop, Bioconjugate Chem. 15, 1488(2004).
[CrossRef]

Grimm, J.

A. Ruggiero, J. P. Holland, J. S. Lewis, and J. Grimm, J. Nucl. Med. 51, 1123 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Han, P.

H. Liu, X. Zhang, B. Xing, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, Small 6, 1087 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Hasegawa, T.

T. Hasegawa, E. Yoshida, K. Shibuya, and H. Murayama, Med. Phys. 36, 402 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Holland, J. P.

A. Ruggiero, J. P. Holland, J. S. Lewis, and J. Grimm, J. Nucl. Med. 51, 1123 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Kalman, F. K.

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Kovacs, Z.

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Lee, H.

H. C. Manning, T. Goebel, R. C. Thompson, R. R. Price, H. Lee, and D. J. Bornhop, Bioconjugate Chem. 15, 1488(2004).
[CrossRef]

Leopold, L.

Lewis, J. S.

A. Ruggiero, J. P. Holland, J. S. Lewis, and J. Grimm, J. Nucl. Med. 51, 1123 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Li, C.

C. Li, G. S. Mitchell, and S. R. Cherry, Opt. Lett. 35, 1109 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

R. Robertson, M. S. Germanos, C. Li, G. S. Mitchell, S. R. Cherry, and M. D. Silva, Phys. Med. Biol. 54, N355 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, H.

H. Liu, X. Zhang, B. Xing, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, Small 6, 1087 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, K.

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Mainka, E.

A. Bertam-Berg, E. Mainka, and H. J. Ache, Fresenius Z. Anal. Chem. 333, 766 (1989).
[CrossRef]

Manning, H. C.

H. C. Manning, T. Goebel, R. C. Thompson, R. R. Price, H. Lee, and D. J. Bornhop, Bioconjugate Chem. 15, 1488(2004).
[CrossRef]

Marengo, M.

A. E. Spinelli, D. D’Ambrosio, L. Calderan, M. Marengo, A. Sbarbati, and F. Boschi, Phys. Med. Biol. 55, 483 (2010).
[CrossRef]

Miao, Z.

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Mitchell, G. S.

C. Li, G. S. Mitchell, and S. R. Cherry, Opt. Lett. 35, 1109 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

R. Robertson, M. S. Germanos, C. Li, G. S. Mitchell, S. R. Cherry, and M. D. Silva, Phys. Med. Biol. 54, N355 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Murayama, H.

T. Hasegawa, E. Yoshida, K. Shibuya, and H. Murayama, Med. Phys. 36, 402 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Nowotny, R.

R. Nowotny, IAEA-NDS-195 (International Atomic Energy Agency, 1998).

Olma, S.

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Price, R. R.

H. C. Manning, T. Goebel, R. C. Thompson, R. R. Price, H. Lee, and D. J. Bornhop, Bioconjugate Chem. 15, 1488(2004).
[CrossRef]

Ren, G.

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Robertson, R.

R. Robertson, M. S. Germanos, C. Li, G. S. Mitchell, S. R. Cherry, and M. D. Silva, Phys. Med. Biol. 54, N355 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Rojas-Quijano, F. A.

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Ruggiero, A.

A. Ruggiero, J. P. Holland, J. S. Lewis, and J. Grimm, J. Nucl. Med. 51, 1123 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Sbarbati, A.

A. E. Spinelli, D. D’Ambrosio, L. Calderan, M. Marengo, A. Sbarbati, and F. Boschi, Phys. Med. Biol. 55, 483 (2010).
[CrossRef]

Shen, C. K.-F.

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Sherry, A. D.

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Shibuya, K.

T. Hasegawa, E. Yoshida, K. Shibuya, and H. Murayama, Med. Phys. 36, 402 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Silva, M. D.

R. Robertson, M. S. Germanos, C. Li, G. S. Mitchell, S. R. Cherry, and M. D. Silva, Phys. Med. Biol. 54, N355 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Spinelli, A. E.

A. E. Spinelli, D. D’Ambrosio, L. Calderan, M. Marengo, A. Sbarbati, and F. Boschi, Phys. Med. Biol. 55, 483 (2010).
[CrossRef]

Tang, X.

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Taschereau, R.

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Thompson, R. C.

H. C. Manning, T. Goebel, R. C. Thompson, R. R. Price, H. Lee, and D. J. Bornhop, Bioconjugate Chem. 15, 1488(2004).
[CrossRef]

Tircso, G.

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

van Dam, R. M.

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Xing, B.

H. Liu, X. Zhang, B. Xing, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, Small 6, 1087 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Yoshida, E.

T. Hasegawa, E. Yoshida, K. Shibuya, and H. Murayama, Med. Phys. 36, 402 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Yuan, B.

B. Yuan, N. Chen, and Q. Zhu, J. Biomed. Opt. 9, 497 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Zhang, X.

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

H. Liu, X. Zhang, B. Xing, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, Small 6, 1087 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Zhu, Q.

B. Yuan, N. Chen, and Q. Zhu, J. Biomed. Opt. 9, 497 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Bioconjugate Chem. (1)

H. C. Manning, T. Goebel, R. C. Thompson, R. R. Price, H. Lee, and D. J. Bornhop, Bioconjugate Chem. 15, 1488(2004).
[CrossRef]

Chem. Eur. J. (1)

F. A. Rojas-Quijano, E. T. Benjo, G. Tircso, F. K. Kalman, Z. Baranyai, S. Aime, A. D. Sherry, and Z. Kovacs, Chem. Eur. J. 15, 13188 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Fresenius Z. Anal. Chem. (1)

A. Bertam-Berg, E. Mainka, and H. J. Ache, Fresenius Z. Anal. Chem. 333, 766 (1989).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt. (1)

B. Yuan, N. Chen, and Q. Zhu, J. Biomed. Opt. 9, 497 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

J. Nucl. Med. (1)

A. Ruggiero, J. P. Holland, J. S. Lewis, and J. Grimm, J. Nucl. Med. 51, 1123 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

J. Opt. Soc. Am. (1)

Med. Phys. (1)

T. Hasegawa, E. Yoshida, K. Shibuya, and H. Murayama, Med. Phys. 36, 402 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Lett. (1)

Phys. Med. Biol. (3)

R. Robertson, M. S. Germanos, C. Li, G. S. Mitchell, S. R. Cherry, and M. D. Silva, Phys. Med. Biol. 54, N355 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

J. S. Cho, R. Taschereau, S. Olma, K. Liu, Y.-C. Chen, C. K.-F. Shen, R. M. van Dam, and A. F. Chatziioannou, Phys. Med. Biol. 54, 6757 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

A. E. Spinelli, D. D’Ambrosio, L. Calderan, M. Marengo, A. Sbarbati, and F. Boschi, Phys. Med. Biol. 55, 483 (2010).
[CrossRef]

PLoS ONE (1)

H. Liu, G. Ren, Z. Miao, X. Zhang, X. Tang, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, PLoS ONE 5, e9470 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Small (1)

H. Liu, X. Zhang, B. Xing, P. Han, S. S. Gambhir, and Z. Cheng, Small 6, 1087 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Other (1)

R. Nowotny, IAEA-NDS-195 (International Atomic Energy Agency, 1998).

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.


Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

Dependence of luminescence in 4 : 2 : 1 : 2 3 autoquenching solutions of fluorescein compared to background FDG 18 Cerenkov luminescence.

Fig. 2
Fig. 2

Comparison of fluorescein fluorescence and luminescence associated with beta decay.

Fig. 3
Fig. 3

Luminescence of select fluorescent agents due to F 18 and As 74 beta emission.

Metrics