Abstract

The cell selective introduction of therapeutic agents remains a challenging problem. Here we demonstrate spatially controlled cavitation instigated by laser-induced breakdown of an optically trapped single gold nanoparticle of diameter 100 nm. The energy breakdown threshold of the gold nanoparticle with a single nanosecond laser pulse at 532 nm is three orders of magnitude lower than water, which leads to nanocavitation allowing single cell transfection. We quantify the shear stress to cells from the expanding bubble and optimize the pressure to be in the range of 110kPa for transfection. The method shows transfection of plasmid DNA into individual mammalian cells with an efficiency of 75%.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. J. Stevenson, F. J. Gunn-Moore, P. Campbell, and K. Dholakia, J. R. Soc. Interface 7, 863 (2010).
    [CrossRef]
  2. S. Mitragotri, Nat. Rev. Drug Discovery 4, 255 (2005).
    [CrossRef]
  3. K. R. Rau, A. Guerra, A. Vogel, and V. Venugopalan, Appl. Phys. Lett. 84, 2940 (2004).
    [CrossRef]
  4. K. R. Rau, P. A. Quinto-Su, A. N. Hellman, and V. Venugopalan, Biophys. J. 91, 317 (2006).
    [CrossRef]
  5. Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
    [CrossRef]
  6. Y. Arita, M. Antkowiak, V. Venugopalan, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Phys. Rev. E 85, 016319 (2012).
    [CrossRef]
  7. M. Antkowiak, Y. Arita, K. Dholakia, and F. Gunn-Moore, J. Biomed. Opt. 16, 120508 (2011).
    [CrossRef]
  8. E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
    [CrossRef]
  9. D. Bartczak, O. L. Muskens, T. M. Millar, T. Sanchez-Elsner, and A. G. Kanaras, Nano Lett. 11, 1358 (2011).
    [CrossRef]
  10. E. Boulais, R. Lachaine, and M. Meunier, Nano Lett. 12, 4763 (2012).
    [CrossRef]
  11. T. H. Wu, T. Teslaa, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Opt. Express 18, 23153 (2010).
    [CrossRef]
  12. T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
    [CrossRef]
  13. L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics (Cambridge University, 2006).
  14. Y. Seol, A. E. Carpenter, and T. T. Perkins, Opt. Lett. 31, 2429 (2006).
    [CrossRef]
  15. V. K. Pustovalov, A. S. Smetannikov, and V. P. Zharov, Laser Phys. Lett. 5, 775 (2008).
    [CrossRef]
  16. M. Tsukakoshi, S. Kurata, Y. Nomiya, Y. Ikawa, and T. Kasuya, Appl. Phys. B 35, 135 (1984).
    [CrossRef]
  17. M. Antkowiak, M. L. Torres-Mapa, D. J. Stevenson, K. Dholakia, and F. J. Gunn-Moore, Nat. Protoc. 8, 1216 (2013).
    [CrossRef]
  18. M. Terakawa, M. Ogura, S. Sato, H. Wakisaka, H. Ashida, M. Uenoyama, Y. Masaki, and M. Obara, Opt. Lett. 29, 1227 (2004).
    [CrossRef]
  19. S. Sato, T. Ando, and M. Obara, Opt. Lett. 36, 4545 (2011).
    [CrossRef]
  20. Y. Tomita, M. Tsubota, and N. An-Naka, J. Appl. Phys. 93, 3039 (2003).
    [CrossRef]

2013 (1)

M. Antkowiak, M. L. Torres-Mapa, D. J. Stevenson, K. Dholakia, and F. J. Gunn-Moore, Nat. Protoc. 8, 1216 (2013).
[CrossRef]

2012 (2)

Y. Arita, M. Antkowiak, V. Venugopalan, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Phys. Rev. E 85, 016319 (2012).
[CrossRef]

E. Boulais, R. Lachaine, and M. Meunier, Nano Lett. 12, 4763 (2012).
[CrossRef]

2011 (5)

M. Antkowiak, Y. Arita, K. Dholakia, and F. Gunn-Moore, J. Biomed. Opt. 16, 120508 (2011).
[CrossRef]

Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
[CrossRef]

S. Sato, T. Ando, and M. Obara, Opt. Lett. 36, 4545 (2011).
[CrossRef]

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

D. Bartczak, O. L. Muskens, T. M. Millar, T. Sanchez-Elsner, and A. G. Kanaras, Nano Lett. 11, 1358 (2011).
[CrossRef]

2010 (3)

D. J. Stevenson, F. J. Gunn-Moore, P. Campbell, and K. Dholakia, J. R. Soc. Interface 7, 863 (2010).
[CrossRef]

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

T. H. Wu, T. Teslaa, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Opt. Express 18, 23153 (2010).
[CrossRef]

2008 (1)

V. K. Pustovalov, A. S. Smetannikov, and V. P. Zharov, Laser Phys. Lett. 5, 775 (2008).
[CrossRef]

2006 (2)

Y. Seol, A. E. Carpenter, and T. T. Perkins, Opt. Lett. 31, 2429 (2006).
[CrossRef]

K. R. Rau, P. A. Quinto-Su, A. N. Hellman, and V. Venugopalan, Biophys. J. 91, 317 (2006).
[CrossRef]

2005 (1)

S. Mitragotri, Nat. Rev. Drug Discovery 4, 255 (2005).
[CrossRef]

2004 (2)

2003 (1)

Y. Tomita, M. Tsubota, and N. An-Naka, J. Appl. Phys. 93, 3039 (2003).
[CrossRef]

1984 (1)

M. Tsukakoshi, S. Kurata, Y. Nomiya, Y. Ikawa, and T. Kasuya, Appl. Phys. B 35, 135 (1984).
[CrossRef]

Ando, T.

An-Naka, N.

Y. Tomita, M. Tsubota, and N. An-Naka, J. Appl. Phys. 93, 3039 (2003).
[CrossRef]

Antkowiak, M.

M. Antkowiak, M. L. Torres-Mapa, D. J. Stevenson, K. Dholakia, and F. J. Gunn-Moore, Nat. Protoc. 8, 1216 (2013).
[CrossRef]

Y. Arita, M. Antkowiak, V. Venugopalan, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Phys. Rev. E 85, 016319 (2012).
[CrossRef]

M. Antkowiak, Y. Arita, K. Dholakia, and F. Gunn-Moore, J. Biomed. Opt. 16, 120508 (2011).
[CrossRef]

Arita, Y.

Y. Arita, M. Antkowiak, V. Venugopalan, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Phys. Rev. E 85, 016319 (2012).
[CrossRef]

M. Antkowiak, Y. Arita, K. Dholakia, and F. Gunn-Moore, J. Biomed. Opt. 16, 120508 (2011).
[CrossRef]

Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
[CrossRef]

Ashida, H.

Bartczak, D.

D. Bartczak, O. L. Muskens, T. M. Millar, T. Sanchez-Elsner, and A. G. Kanaras, Nano Lett. 11, 1358 (2011).
[CrossRef]

Boulais, E.

E. Boulais, R. Lachaine, and M. Meunier, Nano Lett. 12, 4763 (2012).
[CrossRef]

Campbell, P.

Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
[CrossRef]

D. J. Stevenson, F. J. Gunn-Moore, P. Campbell, and K. Dholakia, J. R. Soc. Interface 7, 863 (2010).
[CrossRef]

Carpenter, A. E.

Chiou, P. Y.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

T. H. Wu, T. Teslaa, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Opt. Express 18, 23153 (2010).
[CrossRef]

Cizmar, T.

Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
[CrossRef]

Dholakia, K.

M. Antkowiak, M. L. Torres-Mapa, D. J. Stevenson, K. Dholakia, and F. J. Gunn-Moore, Nat. Protoc. 8, 1216 (2013).
[CrossRef]

Y. Arita, M. Antkowiak, V. Venugopalan, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Phys. Rev. E 85, 016319 (2012).
[CrossRef]

M. Antkowiak, Y. Arita, K. Dholakia, and F. Gunn-Moore, J. Biomed. Opt. 16, 120508 (2011).
[CrossRef]

Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
[CrossRef]

D. J. Stevenson, F. J. Gunn-Moore, P. Campbell, and K. Dholakia, J. R. Soc. Interface 7, 863 (2010).
[CrossRef]

Drezek, R. A.

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

French, C. T.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

Guerra, A.

K. R. Rau, A. Guerra, A. Vogel, and V. Venugopalan, Appl. Phys. Lett. 84, 2940 (2004).
[CrossRef]

Gunn-Moore, F.

M. Antkowiak, Y. Arita, K. Dholakia, and F. Gunn-Moore, J. Biomed. Opt. 16, 120508 (2011).
[CrossRef]

Gunn-Moore, F. J.

M. Antkowiak, M. L. Torres-Mapa, D. J. Stevenson, K. Dholakia, and F. J. Gunn-Moore, Nat. Protoc. 8, 1216 (2013).
[CrossRef]

Y. Arita, M. Antkowiak, V. Venugopalan, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Phys. Rev. E 85, 016319 (2012).
[CrossRef]

Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
[CrossRef]

D. J. Stevenson, F. J. Gunn-Moore, P. Campbell, and K. Dholakia, J. R. Soc. Interface 7, 863 (2010).
[CrossRef]

Hafner, J. H.

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

Hecht, B.

L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics (Cambridge University, 2006).

Hellman, A. N.

K. R. Rau, P. A. Quinto-Su, A. N. Hellman, and V. Venugopalan, Biophys. J. 91, 317 (2006).
[CrossRef]

Hu, Y.

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

Ikawa, Y.

M. Tsukakoshi, S. Kurata, Y. Nomiya, Y. Ikawa, and T. Kasuya, Appl. Phys. B 35, 135 (1984).
[CrossRef]

Kalim, S.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

Kanaras, A. G.

D. Bartczak, O. L. Muskens, T. M. Millar, T. Sanchez-Elsner, and A. G. Kanaras, Nano Lett. 11, 1358 (2011).
[CrossRef]

Kasuya, T.

M. Tsukakoshi, S. Kurata, Y. Nomiya, Y. Ikawa, and T. Kasuya, Appl. Phys. B 35, 135 (1984).
[CrossRef]

Kurata, S.

M. Tsukakoshi, S. Kurata, Y. Nomiya, Y. Ikawa, and T. Kasuya, Appl. Phys. B 35, 135 (1984).
[CrossRef]

Lachaine, R.

E. Boulais, R. Lachaine, and M. Meunier, Nano Lett. 12, 4763 (2012).
[CrossRef]

Lapotko, D. O.

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

Latterini, L.

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

Lee, S.

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

Lee, W. M.

Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
[CrossRef]

Lukianova-Hleb, E.

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

Masaki, Y.

Meunier, M.

E. Boulais, R. Lachaine, and M. Meunier, Nano Lett. 12, 4763 (2012).
[CrossRef]

Millar, T. M.

D. Bartczak, O. L. Muskens, T. M. Millar, T. Sanchez-Elsner, and A. G. Kanaras, Nano Lett. 11, 1358 (2011).
[CrossRef]

Miller, J. F.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

Mitragotri, S.

S. Mitragotri, Nat. Rev. Drug Discovery 4, 255 (2005).
[CrossRef]

Moghadam, S.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

Muskens, O. L.

D. Bartczak, O. L. Muskens, T. M. Millar, T. Sanchez-Elsner, and A. G. Kanaras, Nano Lett. 11, 1358 (2011).
[CrossRef]

Nomiya, Y.

M. Tsukakoshi, S. Kurata, Y. Nomiya, Y. Ikawa, and T. Kasuya, Appl. Phys. B 35, 135 (1984).
[CrossRef]

Novotny, L.

L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics (Cambridge University, 2006).

Obara, M.

Ogura, M.

Perkins, T. T.

Pustovalov, V. K.

V. K. Pustovalov, A. S. Smetannikov, and V. P. Zharov, Laser Phys. Lett. 5, 775 (2008).
[CrossRef]

Quinto-Su, P. A.

K. R. Rau, P. A. Quinto-Su, A. N. Hellman, and V. Venugopalan, Biophys. J. 91, 317 (2006).
[CrossRef]

Rau, K. R.

K. R. Rau, P. A. Quinto-Su, A. N. Hellman, and V. Venugopalan, Biophys. J. 91, 317 (2006).
[CrossRef]

K. R. Rau, A. Guerra, A. Vogel, and V. Venugopalan, Appl. Phys. Lett. 84, 2940 (2004).
[CrossRef]

Sanchez-Elsner, T.

D. Bartczak, O. L. Muskens, T. M. Millar, T. Sanchez-Elsner, and A. G. Kanaras, Nano Lett. 11, 1358 (2011).
[CrossRef]

Sato, S.

Seol, Y.

Smetannikov, A. S.

V. K. Pustovalov, A. S. Smetannikov, and V. P. Zharov, Laser Phys. Lett. 5, 775 (2008).
[CrossRef]

Stevenson, D. J.

M. Antkowiak, M. L. Torres-Mapa, D. J. Stevenson, K. Dholakia, and F. J. Gunn-Moore, Nat. Protoc. 8, 1216 (2013).
[CrossRef]

D. J. Stevenson, F. J. Gunn-Moore, P. Campbell, and K. Dholakia, J. R. Soc. Interface 7, 863 (2010).
[CrossRef]

Tarpani, L.

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

Teitell, M. A.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

T. H. Wu, T. Teslaa, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Opt. Express 18, 23153 (2010).
[CrossRef]

Terakawa, M.

Teslaa, T.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

T. H. Wu, T. Teslaa, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Opt. Express 18, 23153 (2010).
[CrossRef]

Tomita, Y.

Y. Tomita, M. Tsubota, and N. An-Naka, J. Appl. Phys. 93, 3039 (2003).
[CrossRef]

Torres-Mapa, M. L.

M. Antkowiak, M. L. Torres-Mapa, D. J. Stevenson, K. Dholakia, and F. J. Gunn-Moore, Nat. Protoc. 8, 1216 (2013).
[CrossRef]

Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
[CrossRef]

Tsubota, M.

Y. Tomita, M. Tsubota, and N. An-Naka, J. Appl. Phys. 93, 3039 (2003).
[CrossRef]

Tsukakoshi, M.

M. Tsukakoshi, S. Kurata, Y. Nomiya, Y. Ikawa, and T. Kasuya, Appl. Phys. B 35, 135 (1984).
[CrossRef]

Uenoyama, M.

Venugopalan, V.

Y. Arita, M. Antkowiak, V. Venugopalan, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Phys. Rev. E 85, 016319 (2012).
[CrossRef]

K. R. Rau, P. A. Quinto-Su, A. N. Hellman, and V. Venugopalan, Biophys. J. 91, 317 (2006).
[CrossRef]

K. R. Rau, A. Guerra, A. Vogel, and V. Venugopalan, Appl. Phys. Lett. 84, 2940 (2004).
[CrossRef]

Vogel, A.

K. R. Rau, A. Guerra, A. Vogel, and V. Venugopalan, Appl. Phys. Lett. 84, 2940 (2004).
[CrossRef]

Wakisaka, H.

Wall, R.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

Witte, O. N.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

Wu, T. H.

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

T. H. Wu, T. Teslaa, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Opt. Express 18, 23153 (2010).
[CrossRef]

Zharov, V. P.

V. K. Pustovalov, A. S. Smetannikov, and V. P. Zharov, Laser Phys. Lett. 5, 775 (2008).
[CrossRef]

ACS Nano (1)

E. Lukianova-Hleb, Y. Hu, L. Latterini, L. Tarpani, S. Lee, R. A. Drezek, J. H. Hafner, and D. O. Lapotko, ACS Nano 4, 2109 (2010).
[CrossRef]

Anal. Chem. (1)

T. H. Wu, T. Teslaa, S. Kalim, C. T. French, S. Moghadam, R. Wall, J. F. Miller, O. N. Witte, M. A. Teitell, and P. Y. Chiou, Anal. Chem. 83, 1321 (2011).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

M. Tsukakoshi, S. Kurata, Y. Nomiya, Y. Ikawa, and T. Kasuya, Appl. Phys. B 35, 135 (1984).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

Y. Arita, M. L. Torres-Mapa, W. M. Lee, T. Cizmar, P. Campbell, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Appl. Phys. Lett. 98, 093702 (2011).
[CrossRef]

K. R. Rau, A. Guerra, A. Vogel, and V. Venugopalan, Appl. Phys. Lett. 84, 2940 (2004).
[CrossRef]

Biophys. J. (1)

K. R. Rau, P. A. Quinto-Su, A. N. Hellman, and V. Venugopalan, Biophys. J. 91, 317 (2006).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

Y. Tomita, M. Tsubota, and N. An-Naka, J. Appl. Phys. 93, 3039 (2003).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt. (1)

M. Antkowiak, Y. Arita, K. Dholakia, and F. Gunn-Moore, J. Biomed. Opt. 16, 120508 (2011).
[CrossRef]

J. R. Soc. Interface (1)

D. J. Stevenson, F. J. Gunn-Moore, P. Campbell, and K. Dholakia, J. R. Soc. Interface 7, 863 (2010).
[CrossRef]

Laser Phys. Lett. (1)

V. K. Pustovalov, A. S. Smetannikov, and V. P. Zharov, Laser Phys. Lett. 5, 775 (2008).
[CrossRef]

Nano Lett. (2)

D. Bartczak, O. L. Muskens, T. M. Millar, T. Sanchez-Elsner, and A. G. Kanaras, Nano Lett. 11, 1358 (2011).
[CrossRef]

E. Boulais, R. Lachaine, and M. Meunier, Nano Lett. 12, 4763 (2012).
[CrossRef]

Nat. Protoc. (1)

M. Antkowiak, M. L. Torres-Mapa, D. J. Stevenson, K. Dholakia, and F. J. Gunn-Moore, Nat. Protoc. 8, 1216 (2013).
[CrossRef]

Nat. Rev. Drug Discovery (1)

S. Mitragotri, Nat. Rev. Drug Discovery 4, 255 (2005).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. E (1)

Y. Arita, M. Antkowiak, V. Venugopalan, F. J. Gunn-Moore, and K. Dholakia, Phys. Rev. E 85, 016319 (2012).
[CrossRef]

Other (1)

L. Novotny and B. Hecht, Principles of Nano-Optics (Cambridge University, 2006).

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 (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Temperature profile in the vicinity of gold nanoparticle at the end of 1 ns pulse. The absorbed energy from the pulse was modeled as a uniform heat source within the volume of the nanoparticle. (b) Calculated temperature at the surface of the nanoparticle. This increases dramatically in the duration of the pulse.

Fig. 2.
Fig. 2.

Time-resolved images of cavitation bubbles at time delays between 10 and 300 ns after the LIB event.

Fig. 3.
Fig. 3.

Cavitation bubble dynamics and wall shear stress. (a) Evolution of bubble radius, R B ( t ) . (b) Bubble wall velocity, V B ( t ) . (c) Temporal shear stress at radial positions, τ w ( r , t ) . (d) Maximum shear stress at radial positions, τ w , max ( r ) .

Fig. 4.
Fig. 4.

Transfection of Mito-DsRed encoding plasmids into CHO-K1 cells. (a) Phase contrast image of cells in the region of interest. (b) Fluorescence image of (a) showing 11 cells transfected (indicated by arrows). (c) Number of cells transfected with different radial positions (48 h after LIB). The error bars show two standard deviations. P value of 0.01 is a result from the unpaired t -test between r = 10 μm and control ( N = 5 each).

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. Photomechanical Transduction Process in LIB for Water, Polystyrene (PS) 400 nm, and Gold (Au) 100 nma

Equations (3)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

V ( r , t ) = V B ( t ) [ R B ( t ) r ] 2 .
τ w ( r , t ) = ρ ν π 0 t V ( r , t ) t d t t t ,
E B = 4 3 π ( p p v ) R max 3 ,

Metrics