illin)、替卡西林（ticarcillin)以及其任何 组合。如铜的其它抗菌剂也可以根据本发明使用。举例而言，抗病毒剂、抗原生动物剂、抗 寄生虫剂等可能有用。另外或或者，治疗剂可以是消炎剂。
[0120] 治疗剂可以是医药活性剂的混合物。举例而言，局部麻醉剂可以与如类固醇的 消炎剂组合递送。局部麻醉剂还可以与如肾上腺素的血管活性剂一起投与。再举一个实 例，抗生素可以与通常通过细菌产生的酶抑制剂组合以使抗生素（例如青霉素和克拉维酸 (clavulanic acid))失活。
[0121] 在一些实施例中，治疗剂可以包括如所属领域中已知的治疗基因。在一些实施例 中，治疗剂为非病毒载体。典型的非病毒基因递送载体包含DNA(例如，在细菌中产生的质 体DNA)或RNA。在某些实施例中，借助于递送媒剂根据本发明使用非病毒载体。递送媒剂 可以基于脂质（例如脂质体），其与细胞膜融合将核酸释放到细胞的细胞质中。或者或替代 地，肽或聚合物可以用于形成具有核酸的络合物（例如呈粒子形式），所述核酸当其试图接 触靶向目标时可以缩合以及保护治疗活性。
[0122] 用途和应用
[0123] 所提供的是可以用于各种应用中的粒子和方法。本发明的实施例可以用于成像、 检测、研宄、监测和/或评估任何恶性或非典型细胞或组织，包括病况或疾病，如癌症前期 组织、癌症或肿瘤。在一些实施例中，本文所描述的组合物和方法尤其适用于实体肿瘤。示 例性实体肿瘤包括（但不限于）脑、肺、乳房、卵巢、胃、胰腺、喉、食道、睾丸、肝脏、腮腺、胆 道、结肠、直肠、子宫颈、子宫、子宫内膜、肾脏、膀胱、前列腺、甲状腺、头部及颈部的恶性肿 瘤；黑色素瘤；神经胶质瘤；神经母细胞瘤；神经内分泌肿瘤以及其类似实体肿瘤。
[0124] 需要注意的是，由于本文所描述的SE(R)RS粒子空前未有的拉曼信号强度（其实 现较低的检测阈值）和唯一的药物动力学状态（例如"增强的渗透性和滞留"(EPR)效应）， 在一些实施例中，可以成像、检测和处理任何种类的癌症（不仅仅一种特定种类的癌症）。 在一些实施例中，SE(R)RS粒子的检测阈值低到或低于约100fM、约50fM、约20fM、约10fM、 约5fM或甚至约lfM。例示性检测阈值结果显示于图27中。
[0125] 在一些实施例中，所提供的粒子可以与细胞相连（例如位于细胞内或附着于细胞 表面上）以便细胞示踪。
[0126] 粒子的示例性投与包括（但不限于）口腔、静脉内、舌下（即，在舌头下）、呼吸道 或手术期间投与。在本申请案中认为，所提供的粒子和方法可能尤其对检测手术中的残余 肿瘤有意义并且出人意料地适用于检测手术中的残余肿瘤。
[0127] 在一些实施例中，粒子可以用于成像、检测、研宄、监测、评估和/或筛选样品或个 体（例如全身或其一部分）。本发明的实施例包括规划肿瘤切除、评估肿瘤、手术期间肿瘤 切除引导、活体内或活体外校验洁净的边缘或其类似者的方法。在一些实施例中，所提供的 方法可以包括手术前和手术期间程序时间范围并且还可以包括手术后程序时间范围以研 宄被移除的组织。在一些实施例中，方法可以包括投与适当数量的粒子（例如有效剂量）以 使得粒子在肿瘤中持续几天到一周或十天（或其它适合的时期）为可检测的。如果需要， 可以投与较大剂量以维持粒子在肿瘤中持续所需预定时期的可检测数量。另外，在所述程 序的时间范围期间可以投与多种剂量的粒子。
[0128] 在已经向个体投与粒子之后，现参考评估肿瘤的方法，可以在程序的手术前、手术 期间和/或手术后时间范围中的一或多者期间获得以下信号：MRI信号、光声信号以及拉曼 信号。所述信号中的每一者可以包括在可以被分析的信息集（例如信号、信号位置、信号 时间、信号强度以及其类似物，其中这些中的一或多者或组合可以称作如下文所论述的"数 据"）中。可以使用适当的能量产生光声和拉曼信号，如美国专利申请公开案第20120179029 号中所更详细描述。
[0129] 在一些实施例中，MRI信号可以用于产生与以下各物中的一或多者相对应的图像： 完整肿瘤的定位、完整肿瘤的宏观定界以及肿瘤的残余部分。可以在程序的手术前时间范 围期间测量或检测前两者，而在程序的手术后时间范围期间测量或检测后者。可以使用MRI 系统，如所属领域熟知的15T、11T、9. 4T、7T、3T、1. 5T或0. 5T或0. 5T以下，测量或检测MRI 信号。
[0130] 在一些实施例中，光声信号用于产生与具有深层组织穿透性（例如约4cm到IOcm) 的肿瘤相对应的图像。可以使用美国专利申请公开案第20120179029号中所描述的光声系 统测量光声信号。
[0131] 在一些实施例中，拉曼振动信号可用作界定肿瘤边缘的导引以及用于产生大脑部 分（例如肿瘤到大脑组织的过渡边缘）的图像。可以使用如本文所描述的拉曼系统（例如 光栅扫描或逐点扫描）测量拉曼振动信号。
[0132] 在一些实施例中，MRI信号、光声信号以及拉曼信号（或相对应的信息集）可以用 于在手术程序期间成像和/或确定特定位置处的粒子的位置、相对位置和/或存在，粒子的 特定位置为以下各物中的一或多者：肿瘤和肿瘤边缘。在程序期间任何给定时刻，信号（或 相对应的信息集）可以单独或组合使用。信号（或相对应的信息集）全部可以用于促进优 良的切除程序，因为在程序的某一时刻，单一种类型的粒子可以用于获得每种类型的信号。 这是有利的，因为重复注射造影剂可能显示降低的效能并且可能诱发毒性。
[0133] 在已经向个体投与粒子之后，现参考规划切除肿瘤的方法作为一实例，可以在程 序的手术前、手术期间和/或手术后时间范围中的一或多者期间获得以下数据：MRI数据、 光声数据以及拉曼数据。通过适当处理所接收到产生图像的每种类型的信号可以获得数据 或监测所述数据，虽然未将其处理成图像。在一些实施例中，一或多种类型的数据可以用于 观察肿瘤（例如成像）。可以合并两种或两种以上类型的数据以观察肿瘤（例如产生肿瘤 的图像）。处理信号产生数据在所属领域中为已知的（例如MRI数据处理）。
[0134] 在一些实施例中，MRI数据与以下各项中的一或多者相对应：肿瘤定位和肿瘤的 宏观定界。在一些实施例中，MRI数据可以用于获得手术前时间范围内的完整肿瘤以及获 得关于任何残存肿瘤的手术期间或手术后数据。
[0135] 在一些实施例中，光声数据与具有深层组织穿透性（例如个体体内深约5cm到 IOcm)的肿瘤相对应。在一些实施例中，光声数据与程序的手术期间时间范围相对应。
[0136] 在一些实施例中，拉曼数据与肿瘤边缘相对应。在一些实施例中，拉曼数据与程序 的手术期间时间范围相对应并且还可以用于程序的手术后时间范围。
[0137] 在一些实施例中，MRI数据、光声数据以及拉曼数据可以用于在手术程序期间确定 以下各物中的一或多者的位置：肿瘤和肿瘤边缘。在程序期间任何给定时刻，数据可以单独 或组合使用。数据全部可以用于促进优良的切除程序，因为在程序的某一时刻，单一种类型 的粒子可以用于获得每种类型的数据。这是有利的，因为三个模式中的每一者具有互补强 度，如较大的深度穿透性、较大的空间分辨率、较大的灵敏度以及较大的特异性。
[0138] 虽然上文所描述的方法是针对肿瘤，但是其它组织类型可以取代肿瘤。举例而言， 可以类似方式治疗癌症前期细胞或癌细胞或甚至非癌性细胞，如炎症或传染。
[0139] 范例
[0140] 以下实例表明允许在手术室内直接检测残余肿瘤的新颖的多模式概念的发展。存 在三个组件：A)可注射粒子、B)现有临床MR扫描仪以及C)手持式拉曼检测器。
[0141] 简单地说，所述方法使用纳米级核心/密封剂粒子的单次静脉内注射，其可以观 察3D形式的肿瘤轮廓以提供路标（手术前和/或手术期间使用MRI、PET、SPECT、CT、US等） 并且用拉曼和/或光声手持式扫描仪测定具有实时显微分辨率的残余肿瘤。
[0142] 本文所公开的实例和许多实施例米用振荡电场，其诱导分子电子云振荡，被称作 感应偶极。这些振荡电子云随后产生光。由振荡偶极产生的光被称作散射光，散射光的强 度取决于偶极振荡幅度（电子云振荡幅度）。
[0143] 分子的感应偶极幅度与在其后入射的电场幅度成比例（等式1)。
[0144] 等式 I P = a E
[0145] 其中P为感应偶极，并且E为入射电场。比例常数α称为分子极化率，并且其取 决于某些振动模式的原子座标（极化率为核位置的函数并且对于某些振动模式将随着核 振荡而变化）。
[0146] 简单的振荡电场的时间依赖性等式为
[0147] 等式 2 E = E0Cos (27 π v〇t)
[0148] 其中Etl为电场的[最大]幅度，v Q为振荡电场的频率，并且t为时间。对于给定 振动模式，瞬时原子座标（核位置）为
[0149] 等式 3 dQ = Q0Cos (2 π vvibt)
[0150] 其中对于给定振动模式％为核相对于其均势位置的最大位移，Vvib为振动频率， 并且t为时间。因为极化率为原子座标的函数，所以其可以表达为关于就可变量Q(原子座 标）来说的平衡值的泰勒（taylor)级数。作为使相对较小原子位移保持良好的简化形式， 泰勒级数可以近似于前两个术语：
[0151] 等式 4a=\+(3)dQ
[0152] 将等式2和4插入等式1中得到：
[0153] 等式5
[0154] 将等式4插入等式5中并且简化得到：
[0155] 等式 6 P=a〇E,)cos(2Ti：v,)t)+(# )LQ,,CosaTWvft〇][1^(?(2肌0切 d{J
[0156] 最后，应用三角恒等式cos(a)cos(b)=^|cos(a+b)+cos(a-b)| 得到：
[0157] 等式 7 ^)(义^)iC0SL2_(!Κ? +εο<2π(ν厂 dQ 2
[0158] 等式7表明振荡电场将诱导分子中的偶极，其可以在三种频率V(l、Vtl-V vib以及 vQ+vvib下振荡。这些频率中的第一者等于入射电场的频率，并且相对应的等频率散射被称 作弹性或瑞利（Rayleigh)散射光。第二频率低于入射电场频率，并且相对应的较低频率无 弹性散射被称作拉曼斯托克斯（Stokes)散射。三种频率中的最后一者高于入射电场频率， 并且相对应的较高频率无弹性散射被称作拉曼反斯托克斯散射。
[0159] 为了提高拉曼散射光的强度，可以提高总散射强度，或可以提高拉曼散射与总散 射的比率。当提1?感应偶极的数目和/或振幅时，总散射强度提1?。从等式1可见，提1?极 化率或入射电场将提高感应偶极的振幅。对于靠近贵金属粒子表面的分子来说，这些因素 得到增强。具体来说，结合到粒子的分子是以粒子-分子混杂物形式存在，其特征在于极化 率相对于未结合分子显著提高，因为与分子相比，粒子的（导电带）电子更易受入射电场影 响。此外，可以调整粒子尺寸以使得其比入射光的波长小很多（例如〈10%)，由此使传导 电子的协同振荡（称为局部表面等离子共振）在其表面有效地集中入射电磁辐射的电场， 从而为位于附近（例如在粒子表面大约20nm范围内）的分子提供大幅增强的电场。可以 通过调整粒子形态以并入"热点"来进一步增强电场，所述热点如长椭球形的端部，其中大 量电荷被聚集于极小区域中。
[0160] 通过将入射电场频率转变成分子的电子激发频率，或通过选择在固定电场频率下 具有电子激发频率的分子，可以提高拉曼散射光与总散射光的比率。引起拉曼散射与总散 射的比率的这一升高的原因是在散射光发射前的"虚拟"激发态寿命在激发频率下显著增 加。因为这种更长的激发，初始和最终核座标相较于非共振分子将具有的座标进一步移 位（在虚态去激发之前核具有更多的移动时间）。如弗兰克-康登原理（Franck-Condon principle)所描述，核座标的这一较大变化导致虚拟激发态弛豫到有利振动态的转变。因 此，共振染料产生强度强大很多的拉曼散射。应特别注意的是，借助于分子与粒子之间的电 荷转移可以实现类似的共振效应。
[0161] 通过将共振试剂与已经最佳化以用于增强电场的粒子组合，总散射和拉曼散射与 总散射的比率都大幅度提高，并且每个分子的拉曼散射强度达到最大。产生理论上最大强 度的SE (R) RS粒子的最终步骤是使粒子表面处的染料分子数目最佳化。共振染料分子的这 一最佳浓度一般比当前基于底涂剂的产生SE (R) RS粒子的方案所能实现的浓度高得多。在 后一种情况下，尤其对二氧化硅来说，在结合到对表面涂底漆的分子（通常是氨基硅烷或 巯基硅烷）后，密封剂于粒子上生长。在这些情况下，与不含氮、硫或其它强力结合原子的 覆盖剂（如柠檬酸酯或抗坏血酸）相比，稳定剂或表面底涂剂与粒子表面的结合更紧密。这 意味着因表面结合而存在的竞争平衡，也就是描述覆盖分子的位移和拉曼-活性分子与粒 子表面的结合的平衡，在添加表面底涂剂或稳定剂后相对于其不存在的情况极其不利。另 外，先前未占用的结合位点将被表面底涂剂阻断，并且因此无法实现共振试剂的结合。因 此，本发明最先认识到，粒子表面上存在的拉曼-活性分子数目可以在不使用额外的表面 底涂剂或聚合物的情况下通过密封或稳定达到最佳。
[0162] 实例1 :合成SE (R) RS粒子
[0163] 通过在4°C下将20mM HAuCl4快速添加到40mM抗坏血酸中来合成金纳米星形核 心。通过离心（3,500Xg，15min)收集如此合成的经抗坏血酸醋稳定的金纳米星（约75nm， InM)并且渗析隔夜。通过典型的施托贝尔(StObcr)方法用嵌入二氧化硅的染料涂布经渗析 的金纳米星。简言之，