Abstract

Thermally modulated photoacoustic imaging (TMPI) is reported here for contrast enhancement when using nanoparticles as contrast agents. Exploiting the excellent sensitivity of the photoacoustic (PA) process on temperature and the highly selective heating capability of nanoparticles under electromagnetic field, the PA signals stemming from the nanoparticles labeled region can be efficiently modulated whereas those from highly light absorptive backgrounds are minimally affected. A coherent difference imaging procedure reduces the background signal and thus improves the imaging contrast. Phantom experiments with super-paramagnetic iron oxide nanoparticles (SPIONs) as contrast agents and alternating magnetic fields for heating are demonstrated. Further improvements toward clinical applications are also discussed.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. H. V. Wang and S. Hu, Science 335, 1458 (2012).
    [CrossRef]
  2. Z. Yuan and H. B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 88, 231101 (2006).
    [CrossRef]
  3. D. Razansky, C. Vinegoni, and V. Ntziachristos, Opt. Lett. 32, 2891 (2007).
    [CrossRef]
  4. G. Ku and L. H. V. Wang, Opt. Lett. 30, 507 (2005).
    [CrossRef]
  5. E. I. Galanzha, E. V. Shashkov, T. Kelly, J. W. Kim, L. L. Yang, and V. P. Zharov, Nat. Nanotechnol. 4, 855 (2009).
    [CrossRef]
  6. A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
    [CrossRef]
  7. Y. D. Jin, C. X. Jia, S. W. Huang, M. O’Donnell, and X. H. Gao, Nat. Commun. 1, 1 (2010).
    [CrossRef]
  8. M. Qu, S. Mallidi, M. Mehrmohammadi, R. Truby, K. Homan, P. Joshi, Y. S. Chen, K. Sokolov, and S. Emelianov, Biomed. Opt. Express 2, 385 (2011).
    [CrossRef]
  9. V. P. Zharov, Nat. Photonics 5, 110 (2011).
    [CrossRef]
  10. C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
    [CrossRef]
  11. A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
    [CrossRef]
  12. L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
    [CrossRef]
  13. M. Pramanik and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 054024 (2009).
    [CrossRef]
  14. M. Babincova, V. Altanerova, C. Altaner, P. Cicmanec, and P. Babinec, Med. Phys. 31, 2219 (2004).
    [CrossRef]
  15. A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
    [CrossRef]
  16. C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
    [CrossRef]
  17. S. H. Wang, C. W. Wei, S. H. Jee, and P. C. Li, Proc. SPIE 7177, 71771S (2009).
  18. L. D. Wang, J. Xia, J. J. Yao, K. I. Maslov, and L. H. V. Wang, Phys. Rev. Lett. 111, 204301 (2013).
    [CrossRef]
  19. L. M. Nie, Z. M. Ou, S. H. Yang, and D. Xing, Med. Phys. 37, 4193 (2010).
    [CrossRef]
  20. R. E. Rosensweig, J. Magn. Magn. Mater. 252, 370 (2002).
    [CrossRef]
  21. Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
    [CrossRef]
  22. J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
    [CrossRef]
  23. H. Huang, S. Delikanli, H. Zeng, D. M. Ferkey, and A. Pralle, Nat. Nanotechnol. 5, 602 (2010).
    [CrossRef]
  24. M. Pramanik, M. Swierczewska, D. Green, B. Sitharaman, and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 034018 (2009).
    [CrossRef]

2014

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

2013

L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
[CrossRef]

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

L. D. Wang, J. Xia, J. J. Yao, K. I. Maslov, and L. H. V. Wang, Phys. Rev. Lett. 111, 204301 (2013).
[CrossRef]

2012

L. H. V. Wang and S. Hu, Science 335, 1458 (2012).
[CrossRef]

2011

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

V. P. Zharov, Nat. Photonics 5, 110 (2011).
[CrossRef]

M. Qu, S. Mallidi, M. Mehrmohammadi, R. Truby, K. Homan, P. Joshi, Y. S. Chen, K. Sokolov, and S. Emelianov, Biomed. Opt. Express 2, 385 (2011).
[CrossRef]

2010

Y. D. Jin, C. X. Jia, S. W. Huang, M. O’Donnell, and X. H. Gao, Nat. Commun. 1, 1 (2010).
[CrossRef]

A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
[CrossRef]

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

H. Huang, S. Delikanli, H. Zeng, D. M. Ferkey, and A. Pralle, Nat. Nanotechnol. 5, 602 (2010).
[CrossRef]

L. M. Nie, Z. M. Ou, S. H. Yang, and D. Xing, Med. Phys. 37, 4193 (2010).
[CrossRef]

2009

M. Pramanik, M. Swierczewska, D. Green, B. Sitharaman, and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 034018 (2009).
[CrossRef]

E. I. Galanzha, E. V. Shashkov, T. Kelly, J. W. Kim, L. L. Yang, and V. P. Zharov, Nat. Nanotechnol. 4, 855 (2009).
[CrossRef]

M. Pramanik and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 054024 (2009).
[CrossRef]

S. H. Wang, C. W. Wei, S. H. Jee, and P. C. Li, Proc. SPIE 7177, 71771S (2009).

2008

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

2007

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

D. Razansky, C. Vinegoni, and V. Ntziachristos, Opt. Lett. 32, 2891 (2007).
[CrossRef]

2006

Z. Yuan and H. B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 88, 231101 (2006).
[CrossRef]

2005

2004

M. Babincova, V. Altanerova, C. Altaner, P. Cicmanec, and P. Babinec, Med. Phys. 31, 2219 (2004).
[CrossRef]

2002

R. E. Rosensweig, J. Magn. Magn. Mater. 252, 370 (2002).
[CrossRef]

Altaner, C.

M. Babincova, V. Altanerova, C. Altaner, P. Cicmanec, and P. Babinec, Med. Phys. 31, 2219 (2004).
[CrossRef]

Altanerova, V.

M. Babincova, V. Altanerova, C. Altaner, P. Cicmanec, and P. Babinec, Med. Phys. 31, 2219 (2004).
[CrossRef]

Athanasiou, A.

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Avti, P. K.

A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
[CrossRef]

Babincova, M.

M. Babincova, V. Altanerova, C. Altaner, P. Cicmanec, and P. Babinec, Med. Phys. 31, 2219 (2004).
[CrossRef]

Babinec, P.

M. Babincova, V. Altanerova, C. Altaner, P. Cicmanec, and P. Babinec, Med. Phys. 31, 2219 (2004).
[CrossRef]

Bercoff, T. D.

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Bodapati, S.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Booske, J. H.

A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
[CrossRef]

Brazdeikis, A.

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

Cervadoro,

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

Chen, X. Y.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Chen, Y. S.

Cheng, Z.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Cheon, J.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

Cherukuri, P.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Choi, J. S.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

Cicmanec, P.

M. Babincova, V. Altanerova, C. Altaner, P. Cicmanec, and P. Babinec, Med. Phys. 31, 2219 (2004).
[CrossRef]

Cognet, L.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Curley, S. A.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Dai, H. J.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

De La Zerda, A.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Decuzzi, P.

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

Delikanli, S.

H. Huang, S. Delikanli, H. Zeng, D. M. Ferkey, and A. Pralle, Nat. Nanotechnol. 5, 602 (2010).
[CrossRef]

Emelianov, S.

Eux, J. L.

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Ferkey, D. M.

H. Huang, S. Delikanli, H. Zeng, D. M. Ferkey, and A. Pralle, Nat. Nanotechnol. 5, 602 (2010).
[CrossRef]

Fink,

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Galanzha, E. I.

E. I. Galanzha, E. V. Shashkov, T. Kelly, J. W. Kim, L. L. Yang, and V. P. Zharov, Nat. Nanotechnol. 4, 855 (2009).
[CrossRef]

Gambhir, S. S.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Gannon, C. J.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Gao, L.

L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
[CrossRef]

Gao, X. H.

Y. D. Jin, C. X. Jia, S. W. Huang, M. O’Donnell, and X. H. Gao, Nat. Commun. 1, 1 (2010).
[CrossRef]

Gennisson, M.

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Giverso, C.

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

Green, D.

M. Pramanik, M. Swierczewska, D. Green, B. Sitharaman, and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 034018 (2009).
[CrossRef]

Hagness, S. C.

A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
[CrossRef]

Homan, K.

Hu, S.

L. H. V. Wang and S. Hu, Science 335, 1458 (2012).
[CrossRef]

Huang, H.

H. Huang, S. Delikanli, H. Zeng, D. M. Ferkey, and A. Pralle, Nat. Nanotechnol. 5, 602 (2010).
[CrossRef]

Huang, S. W.

Y. D. Jin, C. X. Jia, S. W. Huang, M. O’Donnell, and X. H. Gao, Nat. Commun. 1, 1 (2010).
[CrossRef]

Jang, J. T.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

Jee, S. H.

S. H. Wang, C. W. Wei, S. H. Jee, and P. C. Li, Proc. SPIE 7177, 71771S (2009).

Jia, C. X.

Y. D. Jin, C. X. Jia, S. W. Huang, M. O’Donnell, and X. H. Gao, Nat. Commun. 1, 1 (2010).
[CrossRef]

Jiang, H. B.

Z. Yuan and H. B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 88, 231101 (2006).
[CrossRef]

Jin, Y. D.

Y. D. Jin, C. X. Jia, S. W. Huang, M. O’Donnell, and X. H. Gao, Nat. Commun. 1, 1 (2010).
[CrossRef]

Joshi, P.

Kanzius, J. S.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Ke, H. X.

L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
[CrossRef]

Kelly, T.

E. I. Galanzha, E. V. Shashkov, T. Kelly, J. W. Kim, L. L. Yang, and V. P. Zharov, Nat. Nanotechnol. 4, 855 (2009).
[CrossRef]

Keren, S.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Khuri-Yakub, B. T.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Kim, I. S.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

Kim, J. G.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

Kim, J. W.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

E. I. Galanzha, E. V. Shashkov, T. Kelly, J. W. Kim, L. L. Yang, and V. P. Zharov, Nat. Nanotechnol. 4, 855 (2009).
[CrossRef]

Kittrell, C.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Ku, G.

Larson-Smith, K.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

Lee, J. H.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

Levi, J.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Li, C. Y.

L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
[CrossRef]

Li, P. C.

S. H. Wang, C. W. Wei, S. H. Jee, and P. C. Li, Proc. SPIE 7177, 71771S (2009).

Li, X.

A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
[CrossRef]

Liu, Y.

L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
[CrossRef]

Liu, Z.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Lombardo, M.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

Ma, T. J.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Mallidi, S.

Mashal, A.

A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
[CrossRef]

Maslov, K. I.

L. D. Wang, J. Xia, J. J. Yao, K. I. Maslov, and L. H. V. Wang, Phys. Rev. Lett. 111, 204301 (2013).
[CrossRef]

Matula, T.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

Mehrmohammadi, M.

Moon, S. H.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

Neuenschwander, S.

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Nie, L. M.

L. M. Nie, Z. M. Ou, S. H. Yang, and D. Xing, Med. Phys. 37, 4193 (2010).
[CrossRef]

Noh, S. H.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

Ntziachristos, V.

O’Donnell, M.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

Y. D. Jin, C. X. Jia, S. W. Huang, M. O’Donnell, and X. H. Gao, Nat. Commun. 1, 1 (2010).
[CrossRef]

Oralkan, O.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Ou, Z. M.

L. M. Nie, Z. M. Ou, S. H. Yang, and D. Xing, Med. Phys. 37, 4193 (2010).
[CrossRef]

Pande, R.

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

Park, K. I.

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

Pasquali, M.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Pelivanov, I.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

Perez, C.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

Pozzo, D.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

Pralle, A.

H. Huang, S. Delikanli, H. Zeng, D. M. Ferkey, and A. Pralle, Nat. Nanotechnol. 5, 602 (2010).
[CrossRef]

Pramanik, M.

M. Pramanik, M. Swierczewska, D. Green, B. Sitharaman, and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 034018 (2009).
[CrossRef]

M. Pramanik and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 054024 (2009).
[CrossRef]

Preziosi, L.

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

Qu, M.

Razansky, D.

Rosensweig, R. E.

R. E. Rosensweig, J. Magn. Magn. Mater. 252, 370 (2002).
[CrossRef]

Sahakian, A. V.

A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
[CrossRef]

Sarangi, S.

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

Schmidt, H. K.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Shashkov, E. V.

E. I. Galanzha, E. V. Shashkov, T. Kelly, J. W. Kim, L. L. Yang, and V. P. Zharov, Nat. Nanotechnol. 4, 855 (2009).
[CrossRef]

Sigal-Zafrani, J.

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Sitharaman, B.

A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
[CrossRef]

M. Pramanik, M. Swierczewska, D. Green, B. Sitharaman, and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 034018 (2009).
[CrossRef]

Smalley, R. E.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Smith, B. R.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Sokolov, K.

Swierczewska, M.

M. Pramanik, M. Swierczewska, D. Green, B. Sitharaman, and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 034018 (2009).
[CrossRef]

Tanter, B.

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Tardivon, M.

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Truby, R.

Vaithilingam, S.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Vinegoni, C.

Wang, L. D.

L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
[CrossRef]

L. D. Wang, J. Xia, J. J. Yao, K. I. Maslov, and L. H. V. Wang, Phys. Rev. Lett. 111, 204301 (2013).
[CrossRef]

Wang, L. H. V.

L. D. Wang, J. Xia, J. J. Yao, K. I. Maslov, and L. H. V. Wang, Phys. Rev. Lett. 111, 204301 (2013).
[CrossRef]

L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
[CrossRef]

L. H. V. Wang and S. Hu, Science 335, 1458 (2012).
[CrossRef]

G. Ku and L. H. V. Wang, Opt. Lett. 30, 507 (2005).
[CrossRef]

Wang, L. V.

M. Pramanik, M. Swierczewska, D. Green, B. Sitharaman, and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 034018 (2009).
[CrossRef]

M. Pramanik and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 054024 (2009).
[CrossRef]

Wang, S. H.

S. H. Wang, C. W. Wei, S. H. Jee, and P. C. Li, Proc. SPIE 7177, 71771S (2009).

Wei, C. W.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

S. H. Wang, C. W. Wei, S. H. Jee, and P. C. Li, Proc. SPIE 7177, 71771S (2009).

Weisman, R. B.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Wosik, J.

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

Xia, J.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

L. D. Wang, J. Xia, J. J. Yao, K. I. Maslov, and L. H. V. Wang, Phys. Rev. Lett. 111, 204301 (2013).
[CrossRef]

Xing, D.

L. M. Nie, Z. M. Ou, S. H. Yang, and D. Xing, Med. Phys. 37, 4193 (2010).
[CrossRef]

Yakobson, B. I.

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

Yang, L. L.

E. I. Galanzha, E. V. Shashkov, T. Kelly, J. W. Kim, L. L. Yang, and V. P. Zharov, Nat. Nanotechnol. 4, 855 (2009).
[CrossRef]

Yang, S. H.

L. M. Nie, Z. M. Ou, S. H. Yang, and D. Xing, Med. Phys. 37, 4193 (2010).
[CrossRef]

Yao, J. J.

L. D. Wang, J. Xia, J. J. Yao, K. I. Maslov, and L. H. V. Wang, Phys. Rev. Lett. 111, 204301 (2013).
[CrossRef]

Yuan, Z.

Z. Yuan and H. B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 88, 231101 (2006).
[CrossRef]

Zavaleta, C.

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

Zeng, H.

H. Huang, S. Delikanli, H. Zeng, D. M. Ferkey, and A. Pralle, Nat. Nanotechnol. 5, 602 (2010).
[CrossRef]

Zhang, C.

L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
[CrossRef]

Zharov, V. P.

V. P. Zharov, Nat. Photonics 5, 110 (2011).
[CrossRef]

E. I. Galanzha, E. V. Shashkov, T. Kelly, J. W. Kim, L. L. Yang, and V. P. Zharov, Nat. Nanotechnol. 4, 855 (2009).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

C. W. Wei, M. Lombardo, K. Larson-Smith, I. Pelivanov, C. Perez, J. Xia, T. Matula, D. Pozzo, and M. O’Donnell, Appl. Phys. Lett. 104, 033701 (2014).
[CrossRef]

Z. Yuan and H. B. Jiang, Appl. Phys. Lett. 88, 231101 (2006).
[CrossRef]

Biomed. Opt. Express

Cancer

C. J. Gannon, P. Cherukuri, B. I. Yakobson, L. Cognet, J. S. Kanzius, C. Kittrell, R. B. Weisman, M. Pasquali, H. K. Schmidt, R. E. Smalley, and S. A. Curley, Cancer 110, 2654 (2007).
[CrossRef]

IEEE Trans. Biomed. Eng.

A. Mashal, B. Sitharaman, X. Li, P. K. Avti, A. V. Sahakian, J. H. Booske, and S. C. Hagness, IEEE Trans. Biomed. Eng. 57, 1831 (2010).
[CrossRef]

J. Biomed. Opt.

L. Gao, L. D. Wang, C. Y. Li, Y. Liu, H. X. Ke, C. Zhang, and L. H. V. Wang, J. Biomed. Opt. 18, 026003 (2013).
[CrossRef]

M. Pramanik and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 054024 (2009).
[CrossRef]

M. Pramanik, M. Swierczewska, D. Green, B. Sitharaman, and L. V. Wang, J. Biomed. Opt. 14, 034018 (2009).
[CrossRef]

J. Magn. Magn. Mater.

R. E. Rosensweig, J. Magn. Magn. Mater. 252, 370 (2002).
[CrossRef]

Med. Phys.

L. M. Nie, Z. M. Ou, S. H. Yang, and D. Xing, Med. Phys. 37, 4193 (2010).
[CrossRef]

M. Babincova, V. Altanerova, C. Altaner, P. Cicmanec, and P. Babinec, Med. Phys. 31, 2219 (2004).
[CrossRef]

Nat. Commun.

Y. D. Jin, C. X. Jia, S. W. Huang, M. O’Donnell, and X. H. Gao, Nat. Commun. 1, 1 (2010).
[CrossRef]

Nat. Nanotechnol.

E. I. Galanzha, E. V. Shashkov, T. Kelly, J. W. Kim, L. L. Yang, and V. P. Zharov, Nat. Nanotechnol. 4, 855 (2009).
[CrossRef]

A. De La Zerda, C. Zavaleta, S. Keren, S. Vaithilingam, S. Bodapati, Z. Liu, J. Levi, B. R. Smith, T. J. Ma, O. Oralkan, Z. Cheng, X. Y. Chen, H. J. Dai, B. T. Khuri-Yakub, and S. S. Gambhir, Nat. Nanotechnol. 3, 557 (2008).
[CrossRef]

J. H. Lee, J. T. Jang, J. S. Choi, S. H. Moon, S. H. Noh, J. W. Kim, J. G. Kim, I. S. Kim, K. I. Park, and J. Cheon, Nat. Nanotechnol. 6, 418 (2011).
[CrossRef]

H. Huang, S. Delikanli, H. Zeng, D. M. Ferkey, and A. Pralle, Nat. Nanotechnol. 5, 602 (2010).
[CrossRef]

Nat. Photonics

V. P. Zharov, Nat. Photonics 5, 110 (2011).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

L. D. Wang, J. Xia, J. J. Yao, K. I. Maslov, and L. H. V. Wang, Phys. Rev. Lett. 111, 204301 (2013).
[CrossRef]

PLoS ONE

Cervadoro, C. Giverso, R. Pande, S. Sarangi, L. Preziosi, J. Wosik, A. Brazdeikis, and P. Decuzzi, PLoS ONE 8, e57332 (2013).
[CrossRef]

Proc. SPIE

S. H. Wang, C. W. Wei, S. H. Jee, and P. C. Li, Proc. SPIE 7177, 71771S (2009).

Radiology

A. Athanasiou, M. Tardivon, B. Tanter, J. Sigal-Zafrani, T. D. Bercoff, J. L. Eux, M. Gennisson, Fink, and S. Neuenschwander, Radiology 256, 297 (2010).
[CrossRef]

Science

L. H. V. Wang and S. Hu, Science 335, 1458 (2012).
[CrossRef]

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 (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Thermally modulated photoacoustic process.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Temperature rise of S1, S4, S8, and water; (b) heating rate of SPIONs.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Experiment setup, (b) timing sequence for difference imaging, and (c) algorithm for ameliorating physiological movements. FG, function generator; PA, power amplifier; Amp, amplifier; Osc, oscilloscope; TR, transducer.

Fig. 4.
Fig. 4.

(a) PA amplitude versus temperature; (b) PA sensitivity on temperature. BI, blue ink.

Fig. 5.
Fig. 5.

(a) Reference image, (b) difference image, (c) physiological movements affected difference image, (d) corrected difference image, (e) signal along dotted line in (a), and (f) signal along dotted line in (b).

Equations (3)

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

P=μaΓ(T)F=μaF(A+BT),
Pim=μaΓ(T+ΔTi)F=Pi(1+hi)=Pi(1+SiΔTi),
ΔTχ0H02ω2τ/(1+(ωτ)2),

Metrics