排出 的传统表面底涂法不同，在本发明的一些实施例中，封端剂本身用于使能够进行衬底封装。
[0108] 在一些实施例中，掺杂剂实体包埋于、配位于或共价结合到层（例如压缩层或封 装层）。
[0109] 在一些实施例中，掺杂剂实体可通过（生物正交）点击化学法与层（例如压缩层 或封装层）结合。
[0110] 在多个实施例中，一或多个层中可掺杂有一或多种实体/试剂（例如可检测实体、 靶向实体或PEG)。一般来说，任何所关注的实体可以用作根据本发明的掺杂剂实体。单个 掺杂剂实体（或层/衬底）可对以多种模态成像敏感。
[0111] 在一些实施例中，掺杂剂实体为可检测实体，包括（但不限于）SE(R)RS活性剂、荧 光染料（例如近红外（金属强化焚光剂、2-光子焚光剂）、MRI试剂、光声活性染料、上转换 材料、正电子发射断层摄影术（PET)示踪剂、单光子发射断层摄影术（SPECT)示踪剂、计算 机断层扫描（CT)试剂、X射线试剂、超声波（US)试剂以及其组合。
[0112] 再参考图13,层可掺杂有例如（但不限于）以下的化合物/材料：SER(R)S活性 染料、（近红外）荧光染料、发光化合物、光声活性染料、上转换材料（例如由来自稀土金属 和/或过渡金属的群组的材料组成）、（激光）栗送材料（例如包括（但不限于）来自基于 稀土金属和/或过渡金属的化合物的群组的材料）、"慢光"诱发材料（例如基于镨的化合 物）、MRI活性材料（例如包括（但不限于）稀土金属和/或过渡金属，例如钆、锰、铁（-氧 化物））。在一些实施例中，至少一个层掺杂有（例如）SERRS活性染料（由" 1"表示）并且 至少一个其它层掺杂有（例如）近红外荧光染料（由"2"表示）（左）。在某些实施例中， 一些层不含掺杂剂但用作两个含有掺杂剂的壳体之间的间隔物和/或分隔物（中间）。层 可另外掺杂有包括（但不限于）以下的治疗剂（由星形表示）：（放射性标记的）小分子_、 螯合剂_、肽_、蛋白质_、抗体、RNA、DNA、基于适体的化合物/材料（右）以及其组合。
[0113] SE(R)RS活性剂
[0114] 在一些实施例中，掺杂剂实体为或包含染料，例如共振染料。掺杂剂实体可为或包 含适用于拉曼光谱法的试剂（例如SE(R)RS活性剂）。示例性掺杂剂实体包括（但不限于） 本领域（例如美国专利第5, 306, 403号、第6, 002, 471号和第6, 174, 677号，其全部内容通 过引用并入本文中）中所述的那些试剂。
[0115] 在一些具体实施例中，掺杂剂实体为SE(R)RS-和/或光声活性剂。在一些具体实 施例中，位于靠近衬底的位置处的高密度SE(R)RS活性剂有助于通过本文所述的粒子实现 前所未有的拉曼灵敏度。SE(R)RS活性剂一般受益于金属表面附近的信号强度强化。根据 本发明，本领域的熟练技术人员将能够考虑例如衬底材料、衬底配置、层材料等因素来选择 SE(R)RS活性剂以实现化学强化和/或电磁强化。此类SE(R)RS活性剂可具有从金属到分 子或从分子到金属转移电荷的作用。
[0116]SE(R)RS活性剂是指当适当照明时能够产生SERS或SE(R)RS光谱的分子。SE(R)RS活性剂的非限制性实例包括酞菁，例如甲基、亚硝酰基、磺酰基和氨基酞菁；萘酞菁；基 于硫族元素的染料；甲亚氨；花青；方酸；以及黄嘌呤，例如甲基、硝基、磺基（sulphano)和 氨基衍生物。可以任何常规方式取代这些物质中的每一者，产生大量适用的标记。应指出， SE(R)RS活性剂的选择可能受以下因素影响，例如分子的谐振频率、样品中存在的其它分子 的谐振频率等。
[0117] 通常，SE(R)RS信号检测涉及使用来自激光器的入射光。精确频率选择将取决于 SE(R)RS活性剂和金属表面。可见光或近红外光谱中的频率大体上趋向产生更好的贵金属 表面（例如银和金）的表面强化作用。然而，可以设想可使用例如紫外线范围内的其它频 率的情形。适当的光源的选择以及（必要时）使用适当的频率和功率调节将恰好在本领域 的普通技术人员的能力范围内，尤其参考可获得的SE(R)RS文献。
[0118] 拉曼强化一般和与金属表面结合（例如上面吸附）的SE(R)RS活性剂的密度成比 例。根据本发明的衬底表面上吸附的密度高得惊人的SE(R)RS活性剂可以有助于本文所揭 露的粒子的优良灵敏度。
[0119] 荧光剂
[0120] 在一些实施例中，掺杂剂实体为或包含荧光染料/试剂（例如近红外（NIR)荧 光染料）。举例来说，可根据本发明使用包括（但不限于）聚甲炔、花青、（萘）酞菁、扑 啉、部花青、（二）萘嵌苯（双酰亚胺）、方酸、花青素、藻青蛋白、氟硼二吡咯、轮烷、若丹明 (rhodamine)、某些有机金属络合物的焚光染料/试剂。
[0121] 在一些实施例中，荧光染料/试剂借助于其中所述的合成方法与衬底具有预定距 离。下文实例中展示掺杂有近红外（NIR)荧光染料和其它试剂的示例性粒子。
[0122] MRI试剂
[0123] 在一些实施例中，掺杂剂实体为或包含MRI试剂。在一些实施例中，与层结合的 MRI试剂的量或数目可为约1到10, 000, 000MRI试剂或约5000到500, 000MRI试剂。参看 美国专利申请公开案第20120179029号，其内容通过引用并入本文中。
[0124] MRI试剂的一些实施例可为Gd(_盐）、氧化铁、顺磁性化学交换饱和转移（CEST) 试剂、19F活性材料、锰、黑色素或缩短或延长T1或T2的物质以及其组合。在某些实施例中， GdMRI试剂可为例如DOTA-Gd、DTPA-Gd、聚合螯合剂内的Gd，以及通过负电荷固定于层上 的Gd等化合物。在某些实施例中，在具有或不具有葡聚糖或其它稳定层的情况下，氧化铁 MRI试剂可为例如小顺磁性氧化铁（SPI0)或超小SPI0等化合物。在某些实施例中，顺磁性 CESTMRI试剂可为例如镧系络合物等化合物。
[0125] 在一些实施例中，MRI试剂可通过例如顺丁烯二酰亚胺键等键、NHS酯、点击化学 或另一共价或非共价方法或其组合连接到层。在一些实施例中，MRI试剂还可以在不添加 任何外源试剂的情况下装载，即仅有层和MRI试剂。
[0126] 或者或除MRI试剂以外，一或多种其它试剂可与粒子结合。包括以下的示例性 诊断剂可与粒子结合并且使用适当检测系统检测：PET(例如lsF、64Cu、nC、13N、150等）、 SPECT(例如"Tc、6W92Ir等）、荧光染料（例如阿莱克萨（Alexa)647、阿莱克萨488等）、 放射性核素（例如a发射放射性核素（例如At-211、Bi-212、Bi-213、Ra-223 &&Ac-225)、 0 发射放射性核素（例如Cu-67、Y-90、Ag-111、1-131、Pm-149、Sm-153、Ho-166、Lu-177、 Re-186以及Re-188))等。在某些实施例中，放射性核素的使用可用于通过契伦科夫辐射诱 发信号。
[0127] 除了可检测实体之外或或者，本文所述的粒子可使用掺杂剂实体制备，所述掺杂 剂实体为打算投予或传递的试剂。在一些实施例中，在投予粒子之后，此类试剂与粒子保持 结合；在一些实施例中，此类试剂在投予之后从粒子释放或以其它方式分离。
[0128] 多种掺杂剂实体中的任一者可根据本发明使用。示例性掺杂剂实体可包括（但不 限于）治疗剂和/或成像剂。举例来说，掺杂剂实体可为或包含任何治疗剂（例如抗生素、NSAID、血管生成抑制剂、神经保护剂）、细胞毒素剂、诊断剂（例如造影剂；放射性核素；以 及荧光部分、发光部分、磁性部分）、靶向剂、预防剂（例如疫苗）和/或营养剂（例如维生 素、矿物质等）或可适合于引入生物组织中的其它物质，包括药学赋形剂和化妆品物质等。
[0129] 靶向剂
[0130] 试剂可为对活宿主中的目标具有亲和力的靶向剂（例如化学或生物试剂），其中 所述试剂与粒子（例如在粒子的层内或在层表面上）结合。在一些实施例中，粒子可用于 成像、检测、研究、监测、评估和/或筛选与目标相对应的疾病、病状或相关生物事件。
[0131] 在一些实施例中，靶向剂可用于使粒子与分子相互作用。在一些实施例中，靶向剂 可对可能与所关注的病状、疾病或相关生物事件有关的细胞、组织、蛋白质、DNA、RNA、抗体、 抗原等具有亲和力。在一些实施例中，靶向剂可用于靶向所关注的特异性DNA、RNA和/或 蛋白质。在一些实施例中，靶向剂可包括（但不限于）对病状、疾病或相关生物事件或病症、 疾病或生物事件的其它化学、生物化学和/或生物事件具有亲和力的多肽（例如蛋白质，例 如（但不限于）抗体（单株或多株））、抗原、核酸（单体和寡聚两种）、多糖、糖、脂肪酸、类 固醇、嘌呤、嘧啶、配位体、适体、小分子、配位体或其组合。在一些实施例中，靶向剂可包括： 序列特异性DNA寡核苷酸、锁定核酸（LNA)和肽核酸（PNA)、抗体以及小分子蛋白质受体。
[0132] 其它试剂
[0133] 根据本发明，粒子可包括一或多种用于在投予/植入之后传递的试剂。此类试剂 可为或包含小分子、大（即巨大）分子或其任何组合。另外或或者，试剂可为包括多种形式 的调配物，例如液体、液体溶液、凝胶、水凝胶、固体粒子（例如微米粒子、纳米粒子）或其组 合。
[0134] 在代表性非限制性实施例中，试剂可选自氨基酸、疫苗、抗病毒剂、核酸（例如 siRNA、RNAi和微RNA试剂）、基因传递载体、白介素抑制剂、免疫调节剂、神经营养因子、 神经保护剂、抗肿瘤剂、化学治疗剂、多糖、抗凝剂、抗生素、止痛剂、麻醉剂、抗组织胺、消炎 剂、维生素和/或其任何组合。在一些实施例中，试剂可选自可为天然存在的、合成的或重 组产生的适合蛋白质、肽和其片段。
[0135] 在一些实施例中，试剂为或包含生物制剂。生物制剂的实例包括（但不限于）单克 隆抗体、单链抗体、适体、酶、生长因子、激素、融合蛋白、细胞因子、治疗酶、重组疫苗、血液 因子以及抗凝剂。适合根据本发明使用的示例性生物制剂论述于S.阿加沃尔（Aggarwal)， 自然生物技术（NatureBiotechnology), 28:11，2010中，其内容通过引用并入本文中。
[0136] 在一些实施例中，根据本申请案的组合物和方法尤其适用于传递一或多种治疗 剂。
[0137] 在一些实施例中，治疗剂为具有药学活性的小分子和/或有机化合物。在一些实 施例中，治疗剂为临床上使用的药物。在一些实施例中，治疗剂为或包含抗癌剂、抗生素、 抗病毒剂、麻醉剂、抗凝剂、酶抑制剂、类固醇试剂、消炎剂、抗肿瘤剂、抗原、疫苗、抗体、解 充血剂、抗高血压剂、镇静剂、节育剂、促孕剂、抗胆碱能剂、止痛剂、抗抑郁剂、抗精神病剂、 0 _肾上腺素能阻滞剂、利尿剂、心血管活性剂、血管活性剂、抗青光眼剂、神经保护剂、血管 生成抑制剂等。
[0138] 示例性抗癌剂包括（但不限于）细胞因子、趋化因子、生长因子、光增敏剂、毒 素、抗癌抗生素、化学治疗化合物、放射性核素、血管生成抑制剂、信号传导调节剂、抗代 谢物、抗癌疫苗、抗癌寡肽、有丝分裂抑制蛋白、抗有丝分裂寡肽、抗癌抗体、抗癌剂、抗生 素、免疫治疗剂、高温或高温疗法、细菌、辐射疗法以及此类试剂的任何组合。在一些实例 中，抗癌剂为顺钼（cisplatin)、卡钼（carboplatin)、吉西他滨（gemcitabine)、伊立替康 (irinotecan)、抗EGFR抗体、抗VEGF抗体以及其任何组合。
[0139] 根据本申请案使用的治疗剂可为或可包含适用于对抗发炎和/或感染的试剂。 治疗剂可为抗生素。示例性抗生素包括（但不限于内酰胺抗生素、大环内酯、单菌 霉素、利福霉素（rifamycins)、四环素、氯氨苯醇、克林达霉素（clindamycin)、林可霉素 (lincomycin)、夫西地酸（fusidicacid)、新生霉素（novobiocin)、磷霉素（fosfomycin)、 夫西地酸钠、卷曲霉素（capreomycin)、多粘菌素（colistimethate)、短杆菌肽 (gramicidin)、米诺环素（minocycline)、多西环素（doxycycline)、杆菌肽（bacitracin)、 红霉素（erythromycin)、萘啶酸（nalidixicacid)、万古霉素（vancomycin)以及甲氧 节氨啼啶（trimethoprim)。举例来说，内酰胺抗生素可为安比西林（ampicillin)、 阿洛西林（aziocillin)、氨曲南（aztreonam)、卡本西林（carbenicillin)、头抱哌 酮（cefoperazone)、头抱曲松（ceftriaxone)、头抱噻啶（cephaloridine)、先锋霉素 (cephalothin)、氯唑西林（cloxacillin)、拉氧头孢（moxalactam)、青霉素G、哌拉西林 (piperacillin)、替卡西林（ticarcillin)以及其任何组合。例如铜等其它抗菌剂也可以 根据本发明的一些实施例使用。举例来说，可使用抗病毒剂、抗原生动物剂、抗寄生虫剂等。 另外或或者，治疗剂可为消炎剂。
[0140] 治疗剂可为药学活性剂的混合物。举例来说，局部麻醉剂可与例如类固醇等消炎 剂组合传递。局部麻醉剂还可以与例如肾上腺素等血管活性剂一起投予。在一些实施例 中，抗生素可与通常通过细菌产生的酶的抑制剂组合以使抗生素（例如青霉素和克拉维酸 (clavulanicacid))失活。
[0141] 在一些实施例中，治疗剂可包括例如本领域中已知的治疗基因。在一些实施例中， 治疗剂为或包括非病毒载体。典型的非病毒基因传递载体包含DNA(例如在细菌中产生的 质粒DNA)或RNA。在某些实施例中，借助于传递媒剂根据本发明使用非病毒载体。传递媒 剂可基于脂质（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，肽或聚合物可用于形成具有核酸的络合物（例如呈粒子形式），所述核酸在试图到达靶 向目标时可以缩合且保护治疗活性。
[0142] 用途和应用
[0143] 提供了可用于包括医学和非医学应用的多种应用的粒子和方法。可受益于本文所 述的方法的非医学（例如临床）应用为例如生物医学研究方法（例如（但不限于）细胞示 踪、细胞分选、西方印迹法）、太阳电池、基于量子计算的应用/方法、防伪应用/方法、条形 码、光学、（纳米