] 在一个实施方式中，用于将分子货物递送至个体的方法包括给予个体组合物，所 述组合物包含含有分子货物的聚乙二醇（PEG)功能化的介孔氧化物纳米颗粒，其中所述分 子货物在所述个体中释放。例如，所述分子货物是治疗剂或预防剂。
[0080] 所述组合物可以以任意适宜的方式给予。适宜方式的示例包括胃肠外、皮下、腹腔 内、肺内、鼻内、局部和口服给药。胃肠外输注包括肌内、静脉内、动脉内、腹腔内或皮下给 药。可以将所述组合物制成任意适宜的剂型，包括但不一定限于药物制剂，并且因此其可以 包括任意药学上可接受的稳定剂、赋形剂、运载体等。所述组合物可以以溶液、混悬液、乳 剂、分散剂，或者以粉剂、丸剂、片剂或胶囊的形式提供。
[0081] 所述个体可以是任意人或非人动物。在一个实施方式中，所述人或非人动物是哺 乳动物。在一个实施方式中，所述组合物对非人动物（例如，非人哺乳动物）的治疗或预防 是有用的。
[0082] 在一个实施方式中，用于成像的方法包括步骤：给予个体组合物，所述组合物包含 含有能够产生图像的分子货物的聚乙二醇（PEG)功能化的介孔氧化物纳米颗粒，和从所述 个体获取图像。
[0083] 在另一个实施方式中，所述方法包括步骤：将一个细胞或多个细胞与包含含有能 够产生图像的分子货物的聚乙二醇（PEG)功能化的介孔氧化物纳米颗粒接触，和从所述细 胞或多个细胞获取图像。在一个实施方式中，所述组合物包含具有两种或多种荧光染料的 纳米颗粒。当在生物成像方法中使用所述组合物时，可以将所述组合物与待成像的细胞接 触。例如，可以将细胞与所述组合物孵育。孵育后，所述纳米颗粒进入所述细胞，然后可以 目测对所述细胞进行成像。在成像应用中使用纳米颗粒的方法是本领域公知的。
[0084] 用于从个体或细胞中检测荧光的图像可以通过任意适宜的方法获得。适宜的方法 是本领域公知的。例如，可以使用荧光显微镜、多光子显微镜、共聚焦显微镜、落射荧光、双 光子或者其他任意的体外或体内成像方法。此外，可以将计算机辅助分析用于荧光成像或 定量。可以以数字方式记录荧光印迹。通过这种方法，可以对细胞的形态进行研宄。
[0085] 本发明的方法可以用于诊断疾病、病症或状况。不但可以在培养基中目测观察靶 细胞，而且还可以在体内目测观察。因此，将细胞从机体中取出并不是必要的。可以对动物 细胞或组织进行标记并在原位成像。可以将靶细胞或组织与所述化合物接触并成像，并且 不破坏周围的组织或细胞。可以根据本发明的方法诊断特征为细胞形态、细胞渗透性或能 够通过染色检测的其他参数改变的疾病、病症或状况。对于体内细胞成像而言，可以通过任 意标准方法给予所述组合物。
[0086] 能够通过本发明的方法研宄的细胞的示例包括但不限于原核细胞、真核细胞、哺 乳动物细胞和植物细胞。哺乳动物细胞的示例包括成纤维细胞、上皮细胞、神经细胞、肠细 胞、胚胎和成体干细胞、卵巢细胞、肝细胞、前列腺细胞、肾细胞、膀胱细胞、血液细胞、酵母 细胞、细菌细胞和免疫细胞。此外，也可以对包括永生化细胞的细胞系进行研宄。此类细胞 包括但不限于：HeLa、KB、UCl-107、MCF-7、Mia-Paca、Pac-l、TE-671 等。
[0087] 在本申请的不同实施方式和实施例中描述的所述方法的步骤足以实施本申请的 方法。因此，在一个实施方式中，所述方法基本上由本申请公开方法的步骤的组合组成。在 另一个实施方式中，所述方法由此类步骤组成。
[0088] 下述实施例用于解释本发明。其并非旨在以任何方式进行限制。
[0089] 实施例1
[0090] 本实施例显示了具有窄的粒径分布和均匀的多孔性颗粒形态的IOnm以下的介孔 二氧化硅纳米颗粒（mC-点）。主要特征是（i)硅烷前体的迅速水解以允许接近均匀的成核 反应，（ii)缓慢缩合以控制生长速率和（iii)通过在合成的特定时间点加入PEG-硅烷对 颗粒封端以控制尺寸。
[0091] 通过特异性改变这些步骤，能够实现控制平均颗粒粒径范围为6至15nm，其增量 低于lnm。这种PEG的加入允许合成IOnm以下的颗粒，而不会发生聚集。这些颗粒的粒径 已经过动态光散射（DLS)和透射电子显微镜（TEM)测量确认。
[0092] 这些mC-点能够被不同地功能化，以使得所述颗粒的外表面能够具有一个功能性 基元而内部的孔含有不同的功能性基元。所述内部的孔还能够用于转运治疗性分子或其他 材料和化合物。所述mC-点还能够具有包封于其中的荧光染料如蓝[DEAC]、绿[TMR]和近 红外的[Cy5. 5]，其在诊断以及其他用途中是有用的。这些颗粒还能够用于联合的诊断和治 疗用途。
[0093] 在IOnm左右或以下的这些mC-点颗粒对于传感、药物递送、治疗/诊断、研宄和其 他应用是有用的。
[0094] 已制备得到了含有单一的孔、可调节的尺寸在12nm左右或更小且具有窄的粒径 分布的超小纳米探针，所述探针能够使用染料如Cy5. 5标记。可以通过透射电子显微镜、动 态光散射、荧光相关光谱和光学光谱的组合对颗粒进行表征。这些颗粒能够区分"内部"和 "外部"的能力使其成为用于传感、药物递送、研宄、治疗诊断（治疗和/或诊断）和其他应 用的有趣的主题。
[0095] 在这个示例中，提供了一种尺寸精确地调节为约9nm(图1)的一锅合成的PEG 化的MSN，其具有窄的颗粒粒径分布，具有单一的孔并且能够被染料如近红外（NIR)染料 Cy5. 5标记。成功合成此类超小MSN的关键因素是（i)二氧化硅（硅烷）前体的迅速水解， (ii)缓慢的二氧化硅缩合/颗粒生长和（iii)通过加入PEG-硅烷终止在所述颗粒表面上 进一步的二氧化硅缩合从而终止颗粒生长。
[0096] 所述合成的一个实施方式在接近室温（30°C )的水性溶液中在存在十六烷基三甲 基溴化铵（CTAB)作为结构定向剂、四甲基硅酸乙酯（TMOS)作为二氧化硅源以及氢氧化铵 作为碱性催化剂的条件下进行。将PEG-硅烷直接加入合成批次中以终止颗粒形成。合成 后的加热步骤和随后的溶液后处理，包括通过透析的CTAB酸提取，得到最终的颗粒。
[0097] 尽管在MSN的合成中通常使用四乙基硅酸乙酯（TEOS)，但是在此处选择使用TMOS 作为二氧化硅源。TMOS的水解速率比TEOS快得多并且其在水中的溶解度更高。作为结果， 一旦加入所述反应中TMOS直接在水中溶解并且水解，而非像TEOS -样的先形成第二油相 并且在油滴-水的界面逐步水解。水解过程的加速完成有助于在更短的时间内在存在CTAB 胶束的条件下起始/成核更多的MSN生长，以产生更小的颗粒和更好地控制颗粒的粒径分 布。通过移至接近室温的条件减慢缩合速率或降低TMOS和CTAB的浓度导致延缓的颗粒生 长及较小的颗粒。通过仔细优化系统，发现了在常规时间窗的范围内由约2nm生长至尺寸 大于IOnm的颗粒的条件。通过加入PEG-硅烷以终止所述颗粒表面上的进一步缩合来终止 颗粒生长。在合成结束时80°C的最终热处理改善颗粒的稳定性。经过作为一锅合成的一部 分的PEG化步骤，所得到的IOnm以下的MSN已经是空间稳定的，这是在很多生物环境下工 作的先决条件。
[0098] 为了证明通过这种方法所能达到的颗粒尺寸的种类和粒径分布的控制情况，图 la-c显示了来自不同合成条件的（见表1)三个合成批次的颗粒的透射电子显微镜（TEM) 结果，上述不同合成条件导致a-c的方向上显示出的粒径增加。较低放大倍数的图显示了 粒径具有高度的均匀性，而在插图中更高分辨率的图像显示了颗粒结构的细节。在所有的 情况下，TEM结果显示二氧化硅围绕着由CTAB模板形成的单个的孔生长。在图Id中描述 了对这种类型结构的说明，包括在所述颗粒外侧的PEG链。而在图Ia中单一孔颗粒的形成 在很大程度上是不完全的，图Ib已经显示出侧面以及正面的颗粒。在图Ic中的颗粒显示 出最轮廓分明的结构。图2a显示出通过动态光散射（DLS)对三个颗粒批次中的每一个测 定的三个独立的尺寸测量结果。这些数据组非常一致并且为在图la-c中所示的颗粒提供 了分别为6. 6nm、8. 2nm和9. 3nm的平均流体动力学直径数据。或者，通过定量TEM成像分 析确定颗粒尺寸和粒径分布。根据图2b中的TEM数据得出的平均直径为5. 7nm、7. 3nm和 8. 9nm，即略小于根据DLS的数据。DLS和TEM结果都显示了相当窄的粒径分布和不存在任 何明显的聚集行为。根据TEM的平均直径较小是预料之中的，因为与DLS不同的是这种技 术对PEG层和被其拖动的水分子不敏感。其结果是，在下文中使用DLS直径描述所使用的 不同颗粒。
[0099] TEM图像还能够分析各颗粒孔数量的分布情况。如图3中所示，约90%的6. 6nm颗 粒的单一孔颗粒形式是不完整的（在图3中称为"无或半"孔颗粒）。当直径增加至8. 2nm 时，不完整的单一孔的颗粒的百分率由约90%显著下降至30%以下。当直径增加至9. 3nm 时，终于使得各颗粒的孔数量具有非常窄的分布，其中超过70%的颗粒是单一孔颗粒。这种 分布已经相当对称。进一步增加颗粒大小最有可能将孔数量的分布朝向具有一个以上孔的 颗粒数量的增加的方向偏向。在合成中获得单一孔颗粒的最佳流体动力学颗粒直径应当接 近在第三个合成批次中的值9. 3nm。
[0100] 为了使此类〈lOnm尺寸的单一孔二氧化硅纳米