贵金属涂覆的机械响应性囊泡的制作方法

2021-02-02 17:02:03|

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优先权要求

本申请要求2018年4月13日提交的美国临时申请序列no.62/657,391的优先权权益，其全部内容在此通过引用并入。

关于联邦政府资助的研究或开发的声明

本发明是在由国家科学基金会(nationalsciencefoundation，nsf)授予的基金no.1631910的政府支持下完成的。政府在本发明中具有一定的权利。

本发明也是在由瑞士国家科学基金会(swissnationalsciencefoundation，snsf)授予的基金no.pp00p2_166209的瑞士政府支持下完成的。

发明背景

1.技术领域

本公开内容总体上涉及药物递送领域。更特别地，本公开内容涉及机械敏感性或机械响应性囊泡(vesicle)或脂质体的用途。

2.

背景技术：

生物活性和行为的远程调节是医学和生物学领域中的重要领域。光是调节生物系统的一种重要方式，例如用于光诱导的药物释放以用于治疗癌症和神经障碍、修饰细胞信号传导和光遗传学。然而，组织中的光散射将其组织穿透力显著限制在浅表组织区域(martellietal.，2016；nizamogluetal.，2016)，并且经常需要使用侵入性光纤。近红外(nearinfrared，nir)组织窗提供了穿透到更深的组织区域中的有前景的方法。最近，证明通过上转换(upconversion)纳米粒介导的光遗传学实现了近红外深部脑刺激(chenetal.，2018)。使用nir刺激在深部组织区域中光释放生物分子代表一项重大挑战，因为其需要较高的光能暴露，并且组织散射显著降低了在深部组织区域中的激光能。

将生物分子包装在磷脂脂质体内代表了最重要的纳米粒药物递送系统，并且已被转化为临床(pelazetal.，2017)。在水性介质中，大多数磷脂自组装成包围水性内腔的囊状结构(ramanathanetal.，2013)。该隔室可填充有客体化合物(guestcompound)，防止其暴露于组织直至其到达靶标。但是如同所有的精准纳米药物，脂质体对特定组织区域显示出非常低的靶向性(wilhelmetal.，2016)。通过外部刺激的囊泡的时空可寻址能力(spatio-temporaladdressability)是纳米医学前进的重要一步。已尝试了多种方法，包括使用需要组织中升高温度的温度敏感性脂质体。本发明人最近已提出了从等离子体脂质体超快近红外(nir)光触发释放生物活性分子(lietal.，2017；troutmanetal.，2009)。这些脂质体由凝胶相和液晶相二者中的标准天然磷脂和磷脂混合物配制。释放是由超短激光脉冲触发的，产生纳米级空泡，该空泡迅速破裂并以最小的热耗散将机械能传递至脂质体(lukianova-hlebetal.，2014)。然而，由于即使对近红外光也存在显著的光散射和衰减，以及目前组合物对光释放的高激光能要求，在深部组织区域中光释放生物分子仍然是一项重大挑战。因此，仍然需要开发以较低能量对客体分子进行光触发释放的组合物。

技术实现要素：

本公开内容提供了能够在暴露于应激时释放至少第一载物(cargo)或客体分子的机械敏感性囊泡。在一些实施方案中，本公开内容提供了包含以下的囊泡：

a)下式的至少一种磷脂类型：

其中：

r1和r2各自独立地是烷基(c≤18)、烯基(c≤18)、炔基(c≤18)、或这些基团中任一个的经取代形式；

r3、r3’和r3”各自独立地是氢；或者烷基(c≤8)、烯基(c≤8)、炔基(c≤8)、酰基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式；或者

r3和r3’合在一起且是烷二基(c≤8)、烯二基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式，并且和与其结合的原子一起形成杂环烷基(c≤8)或经取代的杂环烷基(c≤8)，并且r3”是氢；或者烷基(c≤8)、烯基(c≤8)、炔基(c≤8)、酰基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式；

y是烷二基(c≤8)、烯二基(c≤8)、炔二基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式；以及

b)贵金属涂层；

其中贵金属涂层在囊泡的表面上、内部或外部。囊泡可包含100％磷脂、95％至100％磷脂、90％至100％磷脂、85％至90％磷脂、80％至85％磷脂或75％至80％磷脂，例如所述至少一种磷脂类型。剩余的囊泡物质可全部或部分是胆固醇，或者可全部或部分是不同的磷脂。

在一些实施方案中，至少一种磷脂类型进一步限定为：

其中：

r1和r2各自独立地是烷基(c≤18)、烯基(c≤18)、炔基(c≤18)、或这些基团中任一个的经取代形式；

r3、r3’和r3”各自独立地是氢；或者烷基(c≤8)、烯基(c≤8)、炔基(c≤8)、酰基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式；或者

r3和r3’合在一起且是烷二基(c≤8)、烯二基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式，并且和与其结合的原子一起形成杂环烷基(c≤8)或经取代的杂环烷基(c≤8)，并且r3”各自独立地是氢；或者烷基(c≤8)、烯基(c≤8)、炔基(c≤8)、酰基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式；以及

y是烷二基(c≤8)或经取代的烷二基(c≤8)。

在一些实施方案中，至少一种磷脂类型进一步限定为：

其中：

r1和r2各自独立地是烷基(c≤18)、烯基(c≤18)、炔基(c≤18)、或这些基团中任一个的经取代形式；

r3、r3’和r3”各自独立地是氢；或者烷基(c≤8)、烯基(c≤8)、炔基(c≤8)、酰基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式；以及

y是烷二基(c≤8)或经取代的烷二基(c≤8)。

在一些实施方案中，y是烷二基(c≤8)。在一些实施方案中，y是烷二基(c≤6)，例如乙二基。在一些实施方案中，r3、r3’或r3”是烷基(c≤8)或经取代的烷基(c≤8)。在一些实施方案中，r3、r3’或r3”是烷基(c≤8)。在一些实施方案中，r3、r3’或r3”是烷基(c≤4)，例如甲基。在一些实施方案中，r3、r3’和r3”全部是相同的基团。

在一些实施方案中，r1或r2是烷基(c≤18)或经取代的烷基(c≤18)。在一些实施方案中，r1或r2是烷基(c≤18)，例如十六烷基。在一些实施方案中，磷脂进一步限定为：

在一些实施方案中，贵金属涂层是金涂层。在一些实施方案中，贵金属涂层是多个贵金属纳米粒。在一些实施方案中，囊泡还包含一种或更多种客体化合物，例如治疗剂和/或诊断剂/可视化剂。

在一些方面中，本公开内容提供了药物组合物，其包含：

a)如本文中所述的囊泡；以及

b)一种或更多种赋形剂。

在一些实施方案中，组合物被配制成用于通过注射(例如静脉内注射)施用。在一些实施方案中，药物组合物被配制为单位剂量。

在另一个方面中，本公开内容提供了将一种或更多种客体化合物递送至细胞的方法，其包括：

a)使细胞与包含一种或更多种客体化合物的本文中所述的囊泡接触；以及

b)用能源照射细胞和/或囊泡。

递送可进入血流中、通过内窥镜进行或通过套管进行。递送可在活化之前进行。

在一些实施方案中，能源是超声脉冲、或者光脉冲，例如激光脉冲，其可以是相干或非相干的，并且可与贵金属纳米粒匹配。一个示例性的激光条件是28皮秒激光；50mj/cm²激光脉冲能。在一些实施方案中，激光脉冲是短或超短激光脉冲。在一些实施方案中，超短激光脉冲的持续时间为约1皮秒至约1纳秒、或约1皮秒至约50皮秒。在一些实施方案中，激光脉冲的注量(fluence)为约0.1mj/cm²至约500mj/cm²、约1mj/cm²至约500mj/cm²、约1mj/cm²至约100mj/cm²、约1mj/cm²至约75mj/cm²、约50mj/cm²至约100mj/cm²、或约1mj/cm²至约50mj/cm²。在一些实施方案中，激光以约200nm至约1000nm、约600nm至约1000nm、或约650nm至约800nm的波长发射光。

在一些实施方案中，激光被脉冲多于一次。在一些实施方案中，激光被脉冲约1次至约1000次。在一些实施方案中，激光被脉冲约1次至约50次。在一些实施方案中，一种或更多种客体化合物是治疗剂和/或可视化剂，例如诊断剂。在一些实施方案中，治疗剂是信号转导调节剂。在另一些实施方案中，一种或更多种客体化合物是染料或荧光染料。在一些实施方案中，所述方法还包括使囊泡与高剪切环境或剪切梯度变化接触。

在另一个方面中，本公开内容提供了将一种或更多种客体化合物递送至细胞的方法，其包括：

a)使细胞与包含一种或更多种客体化合物的本文中所述的囊泡接触；以及

b)使囊泡与高剪切环境或剪切梯度变化接触。

在一些实施方案中，所述方法还包括用能源照射细胞。

在另一个方面中，本公开内容提供了在有此需要的患者中治疗疾病或病症的方法，其包括向患者施用本文中所述的囊泡，例如囊泡混悬剂，其中囊泡还包含可用于治疗和/或诊断疾病或病症的治疗剂和/或诊断剂作为客体分子。

在一些实施方案中，所述方法还包括用能源照射囊泡。在一些实施方案中，能源是激光。在一些实施方案中，激光以约200nm至约1000nm、约600nm至约1000nm、或约650nm至约800nm的波长发射光。在一些实施方案中，激光被脉冲多于一次。在一些实施方案中，激光被脉冲约1次至约1000次。在一些实施方案中，激光被脉冲约1次至约50次。

在一些方面中，本公开内容涉及用作药物的本公开内容的囊泡和组合物、用于将药物递送至个体对象的细胞的本公开内容的囊泡、以及本公开内容的囊泡在药物递送和/或在药物制剂中的用途。在一些实施方案中，本公开内容的囊泡与使个体对象暴露于光，优选红外光，例如光脉冲，更优选近红外光，以及最优选近红外激光脉冲组合使用。在一个方面中，本公开内容的囊泡用于包封药物。

根据以下详细描述，本公开内容的其他目的、特征和优点将变得明显。然而，应理解的是，详细描述和具体实例尽管指出了本公开内容的一些具体实施方案，但是仅以举例说明的方式给出，因为根据该详细描述，在本公开内容的精神和范围内的多种改变和修改对于本领域技术人员将变得明显。

附图说明

以下附图构成本说明书的一部分，并且被包括在内以进一步说明本公开内容的某些方面。通过参照这些附图中的一个或更多个并结合本文中给出的具体实施方案的详细描述可更好地理解本公开内容。

图1a至1d示出了机械敏感性囊泡的设计和表征。图1a示出了rad-pc-rad和dppc的分子结构。图1b示出了金涂覆的rad-pc-rad囊泡的透射电子显微术(transmissionelectronmicroscopy，tem)成像。图1c示出了具有和不具有金(au)涂层的rad-pc-rad脂质体的uv-vis光谱。图1d示出了通过近红外激光脉冲刺激金涂覆的rad脂质体而产生的纳米机械空化的测量结果。

图2a至2c示出了机械响应性rad-pc-rad纳米囊泡的机械释放和光释放。图2a显示机械刺激(即涡旋振荡)刺激从rad-pc-rad脂质体释放，并且不导致从dppc脂质体释放。图2b示出了用金纳米粒涂覆的rad-pc-rad和dppc脂质体的光释放效率的比较。箭头显示导致包封内容物的约40％释放的激光脉冲能(对于dppc为404mj/cm²，以及对于rad-pc-rad为10mj/cm²)降低。图2c示出了来自金涂覆的rad-pc-rad和dppc脂质体的光释放的动力学。

图3a至3c示出了机械响应性纳米囊泡在体外在活细胞内的光释放。图1a至1b示出了钙黄绿素的胞内释放的快照和示意图。以30mj/cm²施加单近红外(750nm)激光脉冲。图3c示出了经光刺激的细胞的荧光强度的实时变化。

图4a至4d显示，在体外来自纳米囊泡的第二信使分子的光释放导致钙信号传导。图4a显示，金涂覆的纳米囊泡通过胞吞作用被细胞摄取。纳米囊泡的激光刺激导致第二信使ip3的胞内释放，这随后触发细胞内的钙释放。图4b至4c示出了在从dppc(图4b)和rad-pc-rad(图4c)纳米囊泡光释放之后的钙成像的快照。图4d示出了来自使用rad-pc-rad脂质体和dppc脂质体的光释放的钙信号的定量。

图5a至5c示出了在体内在深部脑区域中的远程光释放。图5a示出了实验程序的示意图。将光敏感性囊泡注射到脑中的不同深度。然后，向脑表面上施加近红外光以远程光释放纳米囊泡。在此之后，将脑取出并冷冻以获得冠状切片进行成像。图5b示出了使用用金颗粒涂覆的机械响应性rad-pc-rad和标准dppc脂质体在脑中不同深度处的光释放的比较。使用120mj/cm²的近红外激光脉冲的20个脉冲。图5c示出了近红外脉冲数目对rad-pc-rad纳米囊泡的体内光释放的作用。脉冲能量密度保持在120mj/cm²，并且纳米囊泡位于大脑皮质表面下2mm处。

图6a至6g示出了来自机械敏感性纳米囊泡的nir激光脉冲触发的脑中释放。(图6a)实验程序的示意图。将机械敏感性纳米囊泡注射到脑中的不同深度，并随后向脑表面上施加nir激光脉冲。在此之后，将脑提取并冷冻以获得冠状切片以用于成像。(图6b)脑切片的代表性钙黄绿素荧光图像。比例尺：2mm。(图6c)注射深度与测量的脑中释放深度的示意图。(图6d)测量的脑中释放深度的箱线图。对于每只小鼠选择三个最亮的切片。(图6e)针对不同深度(上图：2mm，下图：4mm)处释放的每个切片中的代表性钙黄绿素荧光分布。(图6f)在不同深度(上图：2mm，下图：4mm)下每只小鼠的经归一化的总钙黄绿素荧光强度。(图6g)在不同深度(上图：2mm，下图：4mm)下每只小鼠的钙黄绿素与德克萨斯红(texasred)荧光比。数据表示为平均值±sd。*p≤0.05，**p≤0.01，***p≤0.001。

具体实施方式

本公开内容提供了金涂覆的机械敏感性或机械响应性囊泡或脂质体、及其药物组合物和使用方法，所述囊泡或脂质体由通过人工磷脂例如rad-pc-rad制成的脂质体组成并且已处于机械应力下。在一些实施方案中，近红外脉冲激活金涂层以产生纳米机械应力，从而导致客体化合物在亚秒内从囊泡几乎完全释放。在一些实施方案中，本公开内容的机械敏感性囊泡包含使囊泡对近红外光敏感的金涂层。用超短激光脉冲激活金涂覆的机械敏感性囊泡产生了纳米级空化，并且因此产生纳米机械力。与天然囊泡相比，这使任何包封的分子迅速且有效地释放并且需要40倍低的激光能量。与天然磷脂脂质体相比，可在40倍低的激光能量下进行光释放，并且组织穿透力多于2倍。这些组合物可用于触发生物分子在深部组织深度处释放，这将发现从癌症治疗到深部脑调节的广泛生物医学应用。

i.机械响应性/机械敏感性囊泡或脂质体

在一些方面中，本公开内容提供了包含本公开内容的磷脂和贵金属涂层的囊泡，其中贵金属涂层在囊泡的表面上。在一些实施方案中，贵金属是金。在一些实施方案中，贵金属涂层包含打点于囊泡表面上的一个或更多个贵金属纳米粒。贵金属纳米粒可以是金纳米粒。

鉴于囊泡通常在液晶相中使用柔性且机械稳定的磷脂双层形成，本公开内容的囊泡包含1，3-二酰胺基磷脂和任选地其他种类的磷脂和/或胆固醇，其形成坚硬、多面且机械响应性的囊泡。这些机械响应性囊泡在暴露于物理触发(例如，剪切应力提高或剪切梯度，其例如见于动脉粥样硬化狭窄之中和周围)时可被诱导释放包封的客体化合物。等离子体事件或超声可产生这样的或类似的物理触发。在一些实施方案中，1，3-二酰胺基磷脂包括下式的那些磷脂或其可药用盐：

其中：

r1和r2各自独立地是烷基(c≤18)、烯基(c≤18)、炔基(c≤18)、或这些基团中任一个的经取代形式；

r3、r3’和r3”各自独立地是氢；或者烷基(c≤8)、烯基(c≤8)、炔基(c≤8)、酰基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式；或者

r3和r3’合在一起且是烷二基(c≤8)、烯二基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式，并且和与其结合的原子一起形成杂环烷基(c≤8)或经取代的杂环烷基(c≤8)；

y是烷二基(c≤8)、烯二基(c≤8)、炔二基(c≤8)、或这些基团中任一个的经取代形式。

囊泡可包含100％磷脂、100％至95％至100％磷脂、90％至95％磷脂、85％至90％磷脂、80％至85％磷脂或75％至80％磷脂，例如所述至少一种磷脂类型。剩余的囊泡物质可全部或部分是胆固醇，或者可全部或部分是不同的磷脂。

ii.贵金属涂覆的囊泡的活化

a.贵金属涂覆的囊泡的光诱导活化

本文中公开的机械敏感性囊泡的贵金属涂层使囊泡对近红外光敏感。用超短激光脉冲活化金涂覆的机械敏感性囊泡产生了纳米级空化，并且因此产生了可用于触发囊泡破裂的纳米机械力。这些力的产生导致客体化合物从囊泡或囊泡膜内释放。在一些方面中，本公开内容的囊泡组合物在用波长为以下的光照射之后被活化：约200nm至约1100nm，例如约650nm至约900nm，约700nm至约800nm，或约450、460、470、480、490、500、510、520、530、540、550、560、570、580、590、600、610、620、630、640、650、660、670、680、690、700、710、720、730、740、750、760、770、780、790、800、810、820、830、840、850、860、870、880、890至约900nm，或者其可推导的任何范围。在一些实施方案中，囊泡在用在近红外范围内(例如600nm至约1100nm、约650nm至约800nm、或约700nm至约1000nm)的光照射之后被活化。

b.贵金属涂覆的囊泡的高剪切诱导的活化

本公开内容的囊泡还可通过使囊泡与高剪切环境或剪切梯度接触来活化。在一些实施方案中，囊泡在通过机械刺激激活之后释放其客体化合物。在一些实施方案中，机械刺激是涡旋振荡以产生高剪切环境(图2a)。预期由于疾病或病症而在体内产生的高剪切环境可产生高剪切环境，并且由此引发和增强客体化合物从本公开内容的囊泡释放。超声可用于产生高剪切环境或剪切梯度。

iii.客体化合物

在本公开内容的一个实施方案中，将治疗剂和/或诊断剂包封在本公开内容的囊泡或囊泡膜内，从而形成客体化合物。治疗剂是能够治疗疾病状态或病症的药剂，并且可选自：抗生素、抗微生物剂、抗凝剂、抗增殖剂(antiproliferative)、抗肿瘤剂、抗氧化剂、内皮细胞生长因子、凝血酶抑制剂、免疫抑制剂、抗血小板聚集剂、胶原蛋白合成抑制剂、治疗性抗体、一氧化氮供体、反义寡核苷酸、创伤愈合剂、治疗性基因转移构建体、胞外基质组分、血管扩张剂、溶栓剂、抗代谢药、生长因子激动剂、抗有丝分裂剂、他汀类、类固醇、甾体抗炎剂和非甾体抗炎剂、血管紧张素转换酶(angiotensinconvertingenzyme，ace)抑制剂、自由基清除剂、ppar-γ激动剂、小干扰rna(sirna)、微rna、mrna、dna寡核苷酸、dna多核苷酸(包括编码多肽的那些)和抗癌化学治疗剂。或者，囊泡可还包含诊断分子，例如可用于监测患者或对患者成像的染料或信号传导分子。

iv.药物组合物

在一些方面中，本公开内容的囊泡配制为药物组合物，即，适用于向患者施用。本公开内容的药物组合物包含包封在本公开内容的囊泡中并且溶解或分散在可药用载体中的有效量的治疗剂。短语“可药用或药理学上可接受的”是指当施用于动物(例如，如人，视情况而定)时不产生不利反应、变应性反应或其他不期望反应的分子实体和组合物。根据本公开内容，包含至少一种活性成分的药物组合物的制剂将是本领域技术人员已知的，如通过remington’spharmaceuticalsciences，第18版，mackprintingcompany，1990所例示的，其通过引用并入本文。此外，对于动物(例如，人)施用，应理解，制剂应满足fda生物学标准所(fdaofficeofbiologicalstandards)所要求的无菌性、热原性、一般安全性及纯度的标准。

如本文中使用的，“可药用载体”包括任何和所有溶剂、分散介质、包衣、表面活性剂、抗氧化剂、冷冻保护剂、防腐剂(例如，抗细菌剂、抗真菌剂)、等张剂、吸收延迟剂、盐类、保存剂、药物、药物稳定剂、凝胶、黏合剂、赋形剂、崩解剂、润滑剂、甜味剂、矫味剂、染料、这样的类似物质、及其组合，如本领域普通技术人员已知的(参见，例如，remington’spharmaceuticalsciences，第18版，mackprintingcompany，1990，第1289至1329页，其通过引用并入本文)。除非任何常规载体与活性成分不相容，否则其在治疗性组合物或药物组合物中的使用均在考虑之中。

候选物质可包含不同类型的载体，这取决于其是以固体、液体还是气雾剂形式施用，以及其对于例如注射的施用途径是否需要是无菌的。本公开内容可如下施用：静脉内、皮内、动脉内、腹膜内、病灶内、颅内、关节内、前列腺内(intraprostatically)、胸膜内、气管内、鼻内、玻璃体内(intravitreally)、阴道内、直肠内、腰内、表面、肿瘤内、肌内、皮下、结膜下、经黏膜、心包内、脐内、眼内(intraocularally)、经口、局部、通过吸入(例如，气雾剂吸入)、通过注射、通过输注、通过持续输注、通过局部灌注直接使靶细胞浸浴、通过导管、通过灌洗、在乳膏中、在脂质组合物(例如，脂质体)中，或者通过其他方法或前述方法的任意组合，如本领域普通技术人员已知的(参见，例如，remington’spharmaceuticalsciences，第18版，mackprintingcompany，1990，其通过引用并入本文)。另外，可将药物组合物直接注射到深部脑组织中。或者，可将药物组合物直接注射到肿瘤中。

向动物患者施用的本公开内容组合物的实际剂量可由物理和生理因素决定，例如体重、病症的严重程度、所治疗疾病的类型、先前或同时治疗干预、患者的特发病和施用途径。在任何情况下，负责施用的人员将决定组合物中活性成分的浓度和用于个体对象的合适剂量。

在任何情况下，组合物可包含多种抗氧化剂以阻止一种或更多种组分的氧化。另外，防止微生物作用可通过防腐剂(例如多种抗细菌剂和抗真菌剂)来实现，所述防腐剂包括但不限于对羟基苯甲酸酯类(例如，对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯)、氯丁醇、酚、山梨酸、硫柳汞，或其组合。

可将候选物质以游离碱、中性或盐形式配制成组合物。可药用盐包括酸加成盐，例如与蛋白质性组合物的游离氨基形成的那些、或与无机酸例如如盐酸或磷酸或者有机酸例如乙酸、草酸、酒石酸或扁桃酸形成的那些。与游离羧基形成的盐也可来源于无机碱，例如如钠、钾、铵、钙或铁的氢氧化物；或有机碱例如异丙胺、三甲胺、组氨酸或普鲁卡因(procaine)。

在其中组合物为液体形式的一些实施方案中，载体可以是溶剂或分散介质，包括但不限于水、乙醇、多元醇(例如，甘油、丙二醇、液体聚乙二醇等)、脂质(例如，甘油三酯、植物油、脂质体)，及其组合。可维持适当的流动性，例如通过使用例如卵磷脂的包衣；通过分散在载体例如如液体多元醇或脂质中维持所需的颗粒尺寸；通过使用表面活性剂，例如如羟丙基纤维素；或其这样的方法的组合。在许多情况下，将优选包含等张剂，例如，如糖、氯化钠、或其组合。

在另一些实施方案中，可在本公开内容中使用滴眼剂、鼻用溶液剂或喷雾剂、气雾剂或吸入剂。通常将这样的组合物设计成与靶组织类型相容。在一个非限制性实例中，鼻用溶液剂通常是设计为以液滴或喷雾施用于鼻通道的水溶液剂。制备鼻用溶液剂以使得其在许多方面类似于鼻分泌物，从而维持正常的纤毛作用。因此，在一些具体实施方案中，水性鼻用溶液剂通常是等张的或略微缓冲的，以维持约5.5至约6.5的ph。另外，如果需要的话，可在制剂中包含抗微生物防腐剂(类似于眼用制剂中使用的那些)、药物或合适的药物稳定剂。例如，多种商品化鼻用制剂是已知的并且包含例如抗生素或抗组胺药的药物。

在某些实施方案中，制备候选物质以用于通过例如经口摄取的途径施用。在这些实施方案中，固体组合物可包括例如溶液剂、混悬剂、乳剂、片剂、丸剂、胶囊剂(例如，硬壳或软壳明胶胶囊剂)、持续释放制剂、口含组合物、锭剂、酏剂、混悬剂、糖浆剂、糯米纸囊制剂(wafer)，或其组合。经口组合物可直接随饮食的食物并入。用于经口施用的优选载体包含惰性稀释剂、可吸收的食用载体，或其组合。在本公开内容的另一些方面中，经口组合物可制备为糖浆剂或酏剂。糖浆剂或酏剂可包含例如至少一种活性剂、甜味剂、防腐剂、矫味剂、染料、防腐剂，或其组合。

通过将活性化合物以需要的量并入到根据需要具有多种以上列举的其他成分的合适的溶剂中，然后过滤灭菌来制备无菌可注射溶液。通常，通过将多种经灭菌活性成分并入到含有基础分散介质和/或其他成分的无菌载剂中来制备分散体。在用于制备无菌可注射溶液、混悬剂或乳剂的无菌粉末的情况下，优选的制备方法是真空干燥或冷冻干燥技术，其产生活性成分加来自其预先无菌过滤的液体介质的任何另外期望成分的粉末。如果必要的话，应对液体介质进行适当地缓冲，并在注射之前首先用足够的盐水或葡萄糖使液体稀释物等张。还预期了用于直接注射的高度浓缩组合物的制备，其中设想使用dmso作为溶剂以产生极其迅速的渗透，从而将高浓度的活性药剂递送至小区域。

组合物必须在制造和储存条件下稳定，并且进行保存以免于微生物(例如细菌和真菌)的污染作用。应理解的是，内毒素污染应在安全水平保持最低，例如小于0.5ng/mg蛋白质。

在一些具体实施方案中，可注射组合物的延长吸收可通过在组合物中使用延迟吸收的试剂(例如，如单硬脂酸铝、明胶、或其组合)而实现。

技术人员参考“remington’spharmaceuticalsciences”第15版，第33章，特别是第624至652页。根据所治疗对象的病症，有必要对剂量进行一些改变。在任何情况下，负责施用的人员将决定用于个体对象的合适剂量。此外，对于人施用，制剂应满足fda生物学标准所要求的无菌性、热原性、一般安全性和纯度的标准。

v.定义

当用于化学基团的情况时：“氢”意指-h；“羟基”意指-oh；“氧代”意指＝o；“羰基”意指-c(＝o)-；“羧基”意指-c(＝o)oh(也写作-cooh或-co2h)；“卤素”意指独立地-f、-cl、-br或-i；“氨基”意指-nh2；“羟基氨基”意指-nhoh；“硝基”意指-no2；亚氨基意指＝nh；“氰基”意指-cn；“异氰酸(isocyanate)”意指-n＝c＝o；“叠氮基”意指-n3；在单价的情况下，“磷酸酯(phosphate)”意指-op(o)(oh)2或其去质子化形式；在二价的情况下，“磷酸酯”意指-op(o)(oh)o-或其去质子化形式；“巯基”意指-sh；以及“硫代”意指＝s；“磺酰基”意指-s(o)2-；和“亚磺酰基”意指-s(o)-。

在化学式的情况下，符号“-”意指单键，“＝”意指双键，以及“≡”意指三键。符号“----”表示任选键，其如果存在的话是单键或双键。符号表示单键或双键。因此，式涵盖，例如并且可理解，没有一个这样的环原子形成多于一个双键的一部分。此外，应注意，共价键符号“-”当连接一个或两个立体源原子时并不指示任何优选的立体化学。相反地，其涵盖所有立体异构体及其混合物。符号当与键垂直相交绘出时(例如，对于甲基，)指示基团的连接点。应注意，通常仅对于较大基团以这种方式标示连接点，以帮助读者毫无疑义地辨别连接点。符号意指单键，其中连接在楔形的厚端的基团在“在页面外”。符号意指单键，其中连接在楔形的厚端的基团在“在页面内”。符号意指单键，其中双键周围的几何性状(例如e或z)未确定。因此预期了两种选择及其组合。本申请中所示结构的原子上的任何未限定的化合价隐含地表示与该原子键合的氢原子。碳原子上的粗点表示连接至该碳的氢定向为从纸平面向外。

当环体系上的变量被描述为“浮动基团(floatinggroup)”时，例如，下式中的基团“r”：

则所述变量可替代与任何环原子连接的任何氢原子，包括示出的、暗含的或明确限定的氢，只要形成稳定的结构即可。当稠环体系上的变量被描述为“浮动基团”时，如例如下式中的基团“r”：

则除非另有说明，否则该变量可替代与任一稠环的任何环原子连接的任何氢。可替代的氢包括示出的氢(例如，上式中与氮连接的氢)、暗含的氢(例如，上式的未示出但被理解为存在的氢)、明确限定的氢以及其存在取决于环原子的身份的任选的氢(例如，当x等于-ch-时，与基团x连接的氢)，只要形成稳定的结构即可。在描述的实例中，r可位于稠环体系的五元环或六元环上。在上式中，紧跟着括在括号内的r的下标字母“y”表示数值变量。除非另有说明，否则该变量可以是0、1、2或大于2的任何整数，这仅受环或环体系的可替代氢原子的最大数目限制。

对于化学基团和化合物类别，基团或类别中碳原子的数目如下所示：“cn”限定了在该基团/类别中碳原子的确切数目(n)；“c≤n”限定了可在基团/类别中的碳原子的最大数目(n)，且最小数目对于所讨论的基团/类别尽可能小。例如，可理解，在基团“烷基(c≤8)”、“环烷二基(c≤8)”、“杂芳基(c≤8)”和“酰基(c≤8)”中的碳原子的最小数目为1；在基团“烯基(c≤8)”、“炔基(c≤8)”和“杂环烷基(c≤8)”中的碳原子的最小数目为2；在基团“环烷基(c≤8)”中的碳原子的最小数目为3；以及在基团“芳基(c≤8)”和“芳二基(c≤8)”中的碳原子的最小数目为6。“cn-n’”限定了基团中碳原子的最小数目(n)和最大数目(n’)二者。因此，“烷基(c2-10)”指定具有2至10个碳原子的那些烷基。这些碳数目指示符可在其修饰的化学基团或类别之前或之后，并且其可括在或可不括在括号中，而不代表任何含义改变。因此，术语“c5烯烃”、“c5-烯烃”、“烯烃(c5)”和“烯烃c5”都是同义的。当本文中限定的任何化学基团或化合物类别被术语“经取代”修饰时，不对替代氢原子的部分中的任何碳原子进行计数。因此，具有总共7个碳原子的甲氧基己基是经取代烷基(c1-6)的一个实例。除非另有说明，否则权利要求书中所列出的没有碳原子界限的任何化学基团或化合物类别的碳原子界限为小于或等于12。

当术语“饱和的”用于修饰化合物或化学基团时意指该化合物或化学基团不含碳-碳双键并且不含碳-碳三键，除如下所述之外。当该术语用于修饰原子时，其意指该原子不是任何双键或三键的一部分。在饱和基团的经取代形式的情况下，可存在一个或更多个碳氧双键或碳氮双键。并且当存在这样的键时，则不排除可作为酮-烯醇互变异构或亚胺/烯胺互变异构的一部分而存在的碳-碳双键。当术语“饱和的”用于修饰物质的溶液时，其意指不能有更多的该物质可溶解在该溶液中。

术语“脂族”表示经如此修饰的化合物或化学基团是无环或环状但非芳族的化合物或基团。在脂族化合物/基团中，碳原子可以以直链、支链或非芳族环(脂环)连接在一起。脂族化合物/基团可以是饱和的，即，通过碳-碳单键连接(烷烃/烷基)；或者是不饱和的，具有一个或更多个碳-碳双键(烯烃/烯基)或具有一个或更多个碳-碳三键(炔烃/炔基)。

术语“芳族”表示经如此修饰的化合物或化学基团在完全共轭的环状π体系中具有4n+2个电子的平面不饱和原子环。

当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“烷基”是指单价饱和脂族基团，其以碳原子作为连接点，具有直链或支链的无环结构，并且不含碳和氢之外的原子。以下基团是烷基的一些非限制性实例：-ch3(me)、-ch2ch3(et)、-ch2ch2ch3(n-pr或丙基)、-ch(ch3)2(i-pr、ⁱpr或异丙基)、-ch2ch2ch2ch3(n-bu)、-ch(ch3)ch2ch3(仲丁基)、-ch2ch(ch3)2(异丁基)、-c(ch3)3(叔丁基、t-丁基、t-bu或^tbu)和-ch2c(ch3)3(新戊基)。当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“烷二基”是指二价饱和脂族基团，其以一个或两个饱和碳原子作为连接点，具有直链或支链的无环结构，不含碳-碳双键或三键，并且不含碳和氢之外的原子。基团-ch2-(亚甲基)、-ch2ch2-、-ch2c(ch3)2ch2-和-ch2ch2ch2-是烷二基的一些非限制性实例。当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“亚烷基”是指二价基团＝crr’，其中r和r’独立地为氢或烷基。亚烷基的一些非限制性实例包括：＝ch2、＝ch(ch2ch3)和＝c(ch3)2。“烷烃”是指具有式h-r的化合物类别，其中r是烷基，如该术语在上文定义的。当这些术语中的任一个与“经取代”修饰语一起使用时，一个或更多个氢原子独立地被以下替代：-oh、-f、-cl、-br、-i、-nh2、-no2、-co2h、-co2ch3、-cn、-sh、-och3、-och2ch3、-c(o)ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-c(o)nh2、-c(o)nhch3、-c(o)n(ch3)2、-oc(o)ch3、-nhc(o)ch3、-s(o)2oh或-s(o)2nh2。以下基团是经取代的烷基的一些非限制性实例：-ch2oh、-ch2cl、-cf3、-ch2cn、-ch2c(o)oh、-ch2c(o)och3、-ch2c(o)nh2、-ch2c(o)ch3、-ch2och3、-ch2oc(o)ch3、-ch2nh2、-ch2n(ch3)2和-ch2ch2cl。术语“卤代烷基”是经取代的烷基的一个子集，其中氢原子替代限于卤素(即-f、-cl、-br或-i)，以使得除碳、氢和卤素之外不存在其他原子。基团-ch2cl是卤代烷基的一个非限制性实例。术语“氟烷基”是经取代的烷基的一个子集，其中氢原子替代限于氟，以使得除碳、氢和氟之外不存在其他原子。基团-ch2f、-cf3和-ch2cf3是氟烷基的一些非限制性实例。

当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“烯基”是指单价不饱和脂族基团，其以碳原子作为连接点，具有直链或支链的无环结构，具有至少一个非芳族碳-碳双键，不含碳-碳三键，并且不含碳和氢之外的原子。一些非限制性实例包括：-ch＝ch2(乙烯基)、-ch＝chch3、-ch＝chch2ch3、-ch2ch＝ch2(烯丙基)、-ch2ch＝chch3和-ch＝chch＝ch2。当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“烯二基”是指二价不饱和脂族基团，其以两个碳原子作为连接点，具有线性或支化、直链或支链的无环结构，具有至少一个非芳族碳-碳双键，不含碳-碳三键，并且不含碳和氢之外的原子。基团-ch＝ch-、-ch＝c(ch3)ch2-、-ch＝chch2-和-ch2ch＝chch2-是烯二基的一些非限制性实例。应注意，虽然烯二基是脂族的，但一旦在两端连接，不排除该基团形成芳族结构的一部分。术语“链烯”和“烯烃”是同义的并且是指具有式h-r的化合物类别，其中r是烯基，如该术语在上文定义的。类似地，术语“末端烯烃”和“α-烯烃”是同义的并且是指仅具有一个碳-碳双键的烯烃，其中该键是在分子末端的乙烯基的一部分。当这些术语中的任一个与“经取代”修饰语一起使用时，一个或更多个氢原子独立地被以下替代：-oh、-f、-cl、-br、-i、-nh2、-no2、-co2h、-co2ch3、-cn、-sh、-och3、-och2ch3、-c(o)ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-c(o)nh2、-c(o)nhch3、-c(o)n(ch3)2、-oc(o)ch3、-nhc(o)ch3、-s(o)2oh或-s(o)2nh2。基团-ch＝chf、-ch＝chcl和-ch＝chbr是经取代的烯基的一些非限制性实例。

当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“炔基”是指单价不饱和脂族基团，其以碳原子作为连接点，具有直链或支链的无环结构，具有至少一个碳-碳三键，并且不含碳和氢之外的原子。如本文中使用的，术语炔基不排除存在一个或更多个非芳族碳-碳双键。基团-c≡ch、-c≡cch3和-ch2c≡cch3是炔基的一些非限制性实例。当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“炔二基”是指二价不饱和脂族基团，其以两个碳原子作为连接点，具有线性或支化、直链或支链的无环结构，不含碳-碳双键，具有至少一个碳-碳三键，并且不含碳和氢之外的原子。基团-c≡c-、-c≡cch2-和-ch2ch≡chch2-是烯二基的一些非限制性实例。“炔烃”是指具有式h-r的化合物类别，其中r是炔基。当这些术语中的任一个与“经取代”修饰语一起使用时，一个或更多个氢原子独立地被以下替代：-oh、-f、-cl、-br、-i、-nh2、-no2、-co2h、-co2ch3、-cn、-sh、-och3、-och2ch3、-c(o)ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-c(o)nh2、-c(o)nhch3、-c(o)n(ch3)2、-oc(o)ch3、-nhc(o)ch3、-s(o)2oh或-s(o)2nh2。

当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“芳基”是指单价不饱和芳族基团，其以芳族碳原子作为连接点，所述碳原子形成一个或更多个芳族环结构(每一个具有6个全部均为碳的环原子)的一部分，并且其中所述基团不由碳和氢之外的原子组成。如果存在多于一个环，则环可以是稠合或非稠合的。非稠合的环用共价键连接。如本文中使用的，术语芳基不排除存在与第一芳族环或者存在的任何另外芳族环连接的一个或更多个烷基(碳数目限制允许)。芳基的一些非限制性实例包括苯基(ph)、甲基苯基、(二甲基)苯基、-c6h4ch2ch3(乙基苯基)、萘基和来源于联苯的单价基团(例如4-苯基苯基)。当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“芳二基”是指二价芳族基团，其以两个芳族碳原子作为连接点，所述碳原子形成一个或更多个六元芳族环结构(每个具有6个全部均为碳的环原子)的一部分，并且其中该二价基团不由碳和氢之外的原子组成。如本文使用的，术语芳二基不排除存在与第一芳族环或存在的任何另外芳族环连接的一个或更多个烷基(碳数目限制允许)。如果存在多于一个环，则环可以是稠合或非稠合的。非稠合环用共价键连接。芳二基的一些非限制性实例包括：

“芳烃”是指具有式h-r的化合物类别，其中r是芳基，如该术语在上文定义的。苯和甲苯是芳烃的非限制性实例。当这些术语中的任一个与“经取代”修饰语一起使用时，一个或更多个氢原子独立地被以下替代：-oh、-f、-cl、-br、-i、-nh2、-no2、-co2h、-co2ch3、-cn、-sh、-och3、-och2ch3、-c(o)ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-c(o)nh2、-c(o)nhch3、-c(o)n(ch3)2、-oc(o)ch3、-nhc(o)ch3、-s(o)2oh、或-s(o)2nh2。

当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“杂环烷基”是指以碳原子或氮原子作为连接点的单价非芳族基团，所述碳原子或氮原子形成一个或更多个非芳族环结构(每个具有3至8个环原子)的一部分，其中非芳族环结构的至少一个环原子为氮、氧或硫，并且其中杂环烷基不由碳、氢、氮、氧和硫之外的原子组成。如果存在多于一个环，则环是稠合的。如本文中使用的，该术语不排除存在与一个或更多个环原子连接的一个或更多个烷基(碳数目限制允许)。另外，该术语不排除在环或环体系中存在一个或更多个双键，条件是所得基团仍然是非芳族的。杂环烷基的一些非限制性实例包括：氮丙啶基、氮杂环丁烷基、吡咯烷基、哌啶基、哌嗪基、吗啉基、硫代吗啉基、四氢呋喃基、四氢硫代呋喃基、四氢吡喃基、吡喃基、氧杂环丙烷基和氧杂环丁烷基。术语“n-杂环烷基”是指以氮原子作为连接点的杂环烷基。n-吡咯烷基是这样的基团的一个实例。当这些术语与“经取代”修饰语一起使用时，一个或更多个氢原子独立地被以下替代：-oh、-f、-c1、-br、-i、-nh2、-no2、-co2h、-co2ch3、-cn、-sh、-och3、-och2ch3、-c(o)ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-c(o)nh2、-c(o)nhch3、-c(o)n(ch3)2、-oc(o)ch3、-nhc(o)ch3、-s(o)2oh、或-s(o)2nh2。

当在没有“经取代”修饰语的情况下使用时，术语“酰基”是指基团-c(o)r，其中r是氢、烷基、环烷基或芳基，如这些术语在上文定义的。基团-cho、-c(o)ch3(乙酰基，ac)、-c(o)ch2ch3、-c(o)ch(ch3)2、-c(o)ch(ch2)2、-c(o)c6h5和-c(o)c6h4ch3是酰基的一些非限制性实例。“硫酰基”以类似的方式定义，除基团-c(o)r的氧原子被硫原子替换之外，-c(s)r。术语“醛”对应于与-cho基团连接的如上定义的烷基。当这些术语中的任一个与“经取代”修饰语一起使用时，一个或更多个氢原子(包括直接与羰基或硫羰基的碳原子连接的氢原子，如果有的话)独立地被以下替代：-oh、-f、-cl、-br、-i、-nh2、-no2、-co2h、-co2ch3、-cn、-sh、-och3、-och2ch3、-c(o)ch3、-nhch3、-nhch2ch3、-n(ch3)2、-c(o)nh2、-c(o)nhch3、-c(o)n(ch3)2、-oc(o)ch3、-nhc(o)ch3、-s(o)2oh或-s(o)2nh2。基团-c(o)ch2cf3、-co2h(羧基)、-co2ch3(甲基羧基)、-co2ch2ch3、-c(o)nh2(氨甲酰基)和-con(ch3)2是经取代的酰基的一些非限制性实例。

当在权利要求书和/或说明书中与术语“包含/包括”结合使用时，使用未用数量词修饰的名词可意指“一个/种”，但其也与“一个/种或更多个/种”、“至少一个/种”和“一个/种或多于一个/种”的含义相一致。

在本申请通篇，术语“约”用于表示值包括用于确定该值的装置、方法的固有误差变化、或者研究对象之间存在的变化。或者，术语“约”是指所述值加或减所述值的5％。

如本文中使用的术语“涂层”是指位于囊泡表面上但不需要完全覆盖囊泡或完全在囊泡表面上的材料层或化合物层。

术语“包含”、“具有”和“包括”是开放式连系动词。这些动词中一个或更多个的任何形式或时态同样是开放式的。例如，“包含”、“具有”或“包括”一个或更多个步骤的任何方法并不限于只拥有这一个或更多个步骤，并且还包括其他未列出的步骤。

术语“有效的”如该术语在说明书和/或权利要求书中使用的意指足以实现期望的、预期的或所需的结果。

第一化合物的“异构体”是一种独立化合物，其中每个分子与第一化合物包含相同的构成原子，但是其中这些原子的三维构型不同。

如本文中使用的，术语“贵金属”是指选自以下的元素的组：金、银和铜以及铂族金属(platinumgroupmetal，pgm)：铂、钯、锇、铱、钌和铑。在本公开内容的某些具体实施方案中，贵金属选自金、银和铜。在一些具体实施方案中，贵金属是金或银。

如本文中使用的，术语“纳米粒”是指2至1000个金属原子的缔合体(association)。纳米粒的直径可以为约1至约100nm。在一些实施方案中，纳米粒的直径为约10nm至约100nm。在另一些具体实施方案中，纳米粒包含约2至1000、约2至500、约2至250、约2至100、约2至25个原子或约2至10个原子。如本文中使用的，术语“纳米粒组合物”是指如本文中所述的贵金属纳米粒。

如本文中使用的，术语“患者”或“对象”是指活的动物生物体，例如人、猴、牛、绵羊、山羊、狗、猫、小鼠、大鼠、豚鼠、或其转基因物种。在某些实施方案中，患者或对象是哺乳动物。在一些实施方案中，患者是人。人患者的一些非限制性实例是成人、青少年、婴幼儿和胎儿。

“可药用盐”意指本公开内容的化合物的盐，其是如上文定义的可药用的，并且其具有期望的药理学活性。这样的盐的一些非限制性实例包括与以下形成的酸加成盐：无机酸，例如盐酸、氢溴酸、硫酸、硝酸和磷酸；或有机酸，例如1，2-乙二磺酸、2-羟基乙烷磺酸、2-萘磺酸、3-苯基丙酸、4，4’-亚甲基双(3-羟基-2-烯-1-羧酸)、4-甲基双环[2.2.2]辛-2-烯-1-羧酸、乙酸、脂族单羧酸和二羧酸、脂族硫酸、芳族硫酸、苯磺酸、苯甲酸、樟脑磺酸、碳酸、肉桂酸、柠檬酸、环戊烷丙酸、乙磺酸、富马酸、葡庚糖酸、葡糖酸、谷氨酸、乙醇酸、庚酸、己酸、羟基萘甲酸、乳酸、月桂基硫酸、马来酸、苹果酸、丙二酸、扁桃酸、甲磺酸、黏康酸、o-(4-羟基苯甲酰基)苯甲酸、草酸、对氯苯磺酸、苯基取代的链烷酸、丙酸、对甲苯磺酸、丙酮酸、水杨酸、硬脂酸、琥珀酸、酒石酸、叔丁基乙酸和三甲基乙酸。可药用盐还包括碱加成盐，其可在存在的酸性质子能够与无机碱或有机碱反应时形成。可接受的无机碱包括氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、氢氧化铝和氢氧化钙。可接受的有机碱的一些非限制性实例包括乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨丁三醇和n-甲基葡糖胺。应意识到，形成本公开内容的任何盐的一部分的特定阴离子或阳离子并不重要，只要盐整体上是药理学上可接受的即可。可药用盐的另外实例及其制备方法和用途在以下中给出：handbookofpharmaceuticalsalts：properties，anduse(p.h.stahl&c.g.wermuth编辑，verlaghelveticachimicaacta，2002)。

“预防”或“防止”包括：(1)抑制可具有患病风险和/或易于患病但尚未经历或表现出疾病的任何或全部病理或症状的对象或患者中疾病的发生，和/或(2)减慢可具有患病风险和/或易于患病但尚未经历或表现出疾病的任何或全部病理或症状的对象或患者中疾病的病理或症状的发生。

“立体异构体”或“光学异构体”是给定化合物的异构体，其中相同原子键合到相同的其他原子，但其中这些原子的三维构型不同。“对映体”是给定化合物的彼此互为镜像的立体异构体，就像左手和右手。“非对映体”是给定化合物的不是对映体的立体异构体。手性分子包含手性中心，也称为立体中心或立体源中心，其为带有基团的分子中的任何点(但未必是原子)，以使得任意两个基团的交换得到立体异构体。在有机化合物中，手性中心通常是碳原子、磷原子或硫原子，但是其他原子也可能是有机化合物和无机化合物中的立体中心。分子可具有多个立体中心，向其提供许多立体异构体。在立体异构是由四面体立体源中心(例如，四面体碳)引起的化合物中，假设可行的立体异构体的总数将不超过2n，其中n是四面体立体中心的数目。具有对称性的分子通常具有少于最大可能数目的立体异构体。对映体的50∶50混合物被称为外消旋混合物。或者，对映体混合物可以是对映体富集的，以使得一种对映体以大于50％的量存在。通常，对映体和/或非对映体可使用本领域已知的技术来拆分或分离。预期，对于未限定立体化学的任何立体中心或手性轴，该立体中心或手性轴可以以其r型、s型或者作为r型和s型的混合物(包括外消旋和非外消旋混合物)存在。如本文使用的，短语“基本上不含其他立体异构体”意指组合物包含≤15％、更优选地≤10％、甚至更优选地≤5％或最优选地≤1％的另外立体异构体。

“治疗”包括：(1)抑制正在经历或表现出疾病的病理或症状的对象或患者中的疾病(例如阻止病理和/或症状的进一步发展)，(2)改善正在经历或表现出疾病的病理或症状的对象或患者中的疾病(例如逆转病理和/或症状)，和/或(3)在正在经历或表现出疾病的病理或症状的对象或患者中产生该疾病的任何可测量的降低。

以上定义替代通过引用并入本文的任何参考文献中任何相矛盾的定义。然而，定义了某些术语的事实不应视为指示任何未定义的术语是不确定的。相反地，认为所使用的所有术语描述本公开内容，以使得普通技术人员能够理解本公开内容的范围和实践。

vi.实施例

包括以下实施例以说明本公开内容的一些具体实施方案。本领域技术人员应理解，在以下实施例中公开的技术代表发明人发现在本公开内容的实践中发挥良好作用的技术，并且因此可被认为构成了用于本公开内容实践的特定模式。然而，本领域技术人员根据本公开内容应理解，可在不脱离本公开内容的精神和范围的情况下，对所公开的具体实施方案作出许多变化而仍然获得相同或相似的结果。

实施例1-讨论和总体策略

首先，制备和表征等离子体机械敏感性脂质体。如先前报道合成rad-pc-rad(neuhausetal.，2018和fedotenkoetal.，2010)。用1，3-二氯丙醇和经boc保护的乙醇胺取代三氯氧磷，产生相当稳定的氨基磷酸酯。通过二叠氮化物转化该中间体，随后进行还原产生二胺。十七烷酰基链通过十七烷酰氯获得。使二胺与十七烷酰氯偶联产生了头基保护的氨基磷酸酯。酸性头基去保护并用硫酸二甲酯季铵化产生最终的1，3-二酰氨基磷脂rad-pc-rad(图1a)。使用rad-pc-rad，制备在近红外窗中具有近红外峰等离子体共振的金涂覆的囊泡(700至900nm，图1b和1c)。在冷冻tem图像中rad-pc-rad囊泡显示出高度多面的几何形状(图1b)。类似于金涂覆的dppc脂质体，金涂覆的rad-pc-rad囊泡在皮秒(picosecond，ps)脉冲激光活化之后产生了等离子体纳米泡(图1d)。结果表明，金涂覆的rad-pc-rad囊泡可被近红外脉冲激光活化。

接下来，评价了机械敏感性脂质体的光释放。如合成时那样，通过涡旋振荡产生高剪切环境的机械刺激进行诱导，rad-pc-rad囊泡释放其载物(图2a)(holmeetal.，2012和neuhausetal.，2018)。相比之下，标准dppc囊泡在涡旋振荡期间对提高的剪切应力无响应。在超短激光脉冲照射(28皮秒，740nm)的情况下，dppc和rad-pc-rad纳米囊泡二者均显示释放(图2b)。然而，两种囊泡的定量比较显示，与dppc相比，rad-pc-rad在40倍低的激光注量(404mj/cm²相对于10mj/cm²)下释放其40％的包封生物分子。快速释放动力学的进一步比较显示，与dppc囊泡的0.1毫秒相比，rad-pc-rad囊泡在0.1秒的时间内释放其内容物(图2c)。释放效率和动力学的比较显示机械敏感性囊泡与dppc之间存在显著的差异。释放效率测量结果显示“开/关”行为，即在单激光脉冲的情况下，高于释放阈值时几乎完全释放而低于所述阈值时零释放。另一方面，dppc显示出相反的行为，其中在单激光脉冲的情况下，释放效率随激光能而逐渐提高，但从未实现完全释放。这可能是由于以下事实：纳米机械应力减弱了小的膜包装缺陷，破坏了已处于内应力之下并且一旦受到干扰就恢复缓慢的rad-pc-rad囊泡的完整性。另一方面，对于dppc囊泡，纳米机械应力(或纳米空化)仅使dppc囊泡变形而释放少量包封的生物分子并随后快速恢复。该理论也与释放动力学的延时测量结果一致(图2c)。

接下来，探究了机械敏感性脂质体的体外光释放。首先测试了荧光染料(钙黄绿素)在细胞内的光释放。允许装载有钙黄绿素的机械敏感性脂质体通过胞吞作用被细胞摄取。一旦在内体中，对金涂覆的rad-pc-rad纳米囊泡的激光刺激触发钙黄绿素释放到细胞胞质溶胶中(图3a至3c)。这表明，通过激光脉冲的纳米机械刺激不仅触发分子从纳米囊泡释放，而且还促进其释放到细胞胞质溶胶中。接下来，使用细胞内钙信号传导通路，探究了使rad-pc-rad和dppc纳米囊泡光释放的细胞响应(图4a至4d)。具体地，细胞内ip3释放导致钙(ca²⁺)从胞内钙储库(例如细胞核和内质网)释放。比较使用rad-pc-rad纳米囊泡与dppc纳米囊泡的钙响应，与dppc囊泡相比，来自rad-pc-rad囊泡的三磷酸肌醇(inositoltrisphosphate，ip3)的光释放导致更延长且更高的钙响应。这表明，来自rad-pc-rad囊泡的释放效率更高，这使细胞花费更长的时间将钙返还到胞内隔室中(clapham，2007)。

接下来，测试了机械敏感性脂质体用于体内生物分子释放的用途。将金涂覆的脂质体以不同深度注射到活c57bl/6j小鼠的脑中，并使用来自脑表面的激光照射使其释放(图5a)。钙黄绿素从脂质体的释放导致绿色荧光，该荧光在其他情况下在脂质体内自猝灭(在高浓度下，75mm)。结果显示，在距脑表面2mm深度处，金涂覆的dppc脂质体存在明显释放。然而，对于金涂覆的rad-pc-rad囊泡，可观察到向下至4mm的明显释放(图5b)。作为进一步的比较，提高激光脉冲的数目导致更有效的染料释放(图5c)。这表明，来自机械敏感性rad-pc-rad囊泡的光释放具有治疗更深组织区域中疾病和调节深部脑活动的潜能。预期，使用深部组织区域中光释放来操纵脑活动例如在不同行为测试(包括巴甫洛夫恐惧条件反射(pavlovianfearconditioning))中可实现积极结果。

实施例2-合成方法、表征以及与将客体化合物递送至细胞相关的数据

a.机械敏感性脂质体的制备和表征

通过两步法制备机械敏感性脂质体。首先，按照先前报道的方法制备裸rad-pc-rad囊泡(neuhausetal.，2017)。开始时，将10mg脂质溶解于在25ml玻璃底烧瓶中的chcl3中。在蒸发有机溶剂之后，将膜在高真空(40mbar)下进一步干燥过夜。然后，将膜在65℃下与10mm磷酸缓冲盐水(phosphatebufferedsaline，pbs)水合30分钟。接下来，进行至少5个冻融循环(液态n2至65℃)，然后使用微型挤出机(avantipolarlipids，usa)将混悬液通过200和100nm聚碳酸酯膜(whatman，usa)挤出11次。用sephacryls-1000柱通过尺寸排阻色谱法去除游离的钙黄绿素或ip3。其次，按照先前报道方法但稍作修改(troutmanetal.，2009)，使金纳米粒沉积在脂质体表面上。添加氯化金溶液(10mm)，并将其与脂质体混悬液(脂质浓度1.5mm)以1∶4的摩尔比轻轻混合直至均匀分布，随后添加相同体积的抗坏血酸溶液(40mm)。在还原之后，将等离子体脂质体样品在室温下针对10mmpbs透析2小时，以去除未反应的氯化金和抗坏血酸。

通过动态光散射测量(malvernzetasizernanozs)确定机械敏感性脂质体和未经涂覆的脂质体的尺寸。用分光光度计(du800，beckmancoulter)获取机械敏感性脂质体在pbs中的消光光谱。通过透射电子显微镜(tem，jeol-1400+)在150kev的加速电压下观察等离子体脂质体的形态。将脂质浓度为100μm的机械敏感性脂质体微滴放置在碳支持膜上，并在成像之前将过量液体在室温下蒸发1小时。还进行冷冻tem以对金涂覆的纳米囊泡进行成像。

用光泵-探针技术测量等离子体纳米泡。将机械敏感性脂质体放置在载玻片上，用盖片覆盖并用激光脉冲以不同注量(0、10、20、40、60、80、100mj/cm²)照射。机械敏感性脂质体吸收近红外激发激光脉冲(即，泵，740nm)并产生纳米泡，该纳米泡使另一连续激光光束(即，探针，633nm)强烈散射，从而导致传播的激光强度降低。用快速光探测器(fpd510-fv，thorlabs)记录光束的轴向强度，其通过数字示波器(lecroywaverunner204xi-a)显示并且作为时间-响应进行分析。

b.体外释放

按照文献方法(holmeetal.，2012)并稍作修改研究机械力触发的释放。开始时，将经纯化的脂质体混悬液用pbs稀释10次，并以2,500rpm涡旋离散时间量(0、5、10、20和60秒)。通过读板器(synergy2，bio-tek)在485nm(激发)和535nm(发射)波长下测量钙黄绿素的释放。将通过1％triton-x100处理的脂质体样品用作对照用于最大载物释放。钙黄绿素释放通过以下等式计算：

释放％＝(f-fi)/(f总-fi)×100％(1)

其中f表示在激光照射之后的荧光，fi表示初始荧光，f总表示由triton-x处理诱导的具有100％释放的荧光。

按照文献方法(holmeetal.，2012)探究机械敏感性脂质体的释放动力学。开始时，将良好分散的装载有钙黄绿素的机械敏感性脂质体的等分试样放置在载玻片上，用盖片覆盖并由指/趾甲油密封。然后将样品固定在显微镜(olympusix73)台上，并用单激光脉冲(激光束尺寸：约100μm，波长：740nm)照射。使用高速数码相机(hamamatsuphotonics，orca-flash4.0)记录实时荧光强度谱。获得一系列荧光图像，并通过imagej分析荧光强度。

使用毛细管流动模型测试激光能依赖性释放。开始时，使机械敏感性脂质体流过内径为150μl的毛细管。计算流量并通过低流量蠕动泵(coleparmer)控制以确保每个机械敏感性脂质体暴露于单激光脉冲。测试具有不同能量(0、10、20、40、60、80、100mj/cm²)的激光脉冲。在毛细管的末端收集照射之后的脂质体混悬液，并通过读板器测量荧光强度。钙黄绿素释放百分比按照上述等式(1)计算。

c.胞内钙黄绿素和ip3释放

为了监测钙黄绿素从机械敏感性脂质体的胞内释放，接种raw264.7细胞并在25mm玻璃底皿中在补充有10％胎牛血清的dmem培养基中培养24小时。将细胞用pbs洗涤，并用包含装载有钙黄绿素的机械敏感性脂质体的新鲜培养基更换。在孵育3小时之后，将细胞核用5μg/mlhoechst33342染色5分钟。然后将细胞用pbs洗涤3次，并提供新鲜的dmem培养基，然后激光暴露(740nm，单脉冲，30mj/cm²)。为了研究机械敏感性脂质体的胞内分布，在胞吞作用之后30分钟用lysotrackerreddnd-99对晚期内体和溶酶体染色。

为了测试生物活性化合物在近红外激光脉冲照射之后的胞内释放能力，将调节细胞钙信号传导的第二信使ip3包封在机械敏感性脂质体中。将在25mm玻璃底皿中的raw264.7细胞与装载有ip3的机械敏感性脂质体(具有和不具有金涂层)孵育2小时。在孵育之后，弃去包含机械敏感性脂质体的细胞培养基并用pbs洗涤3次。为了观察钙浓度的变化，向细胞装载钙指示剂(1μmfluo-4，30分钟)。在与ca²⁺结合之后，fluo-4的荧光强度提高100倍。在用pbs洗涤3次之后，将细胞培养基替换为新鲜培养基，并在荧光显微镜(olympusix73)下成像。使用单近红外脉冲(740nm，单脉冲，30mj/cm²)活化机械敏感性脂质体。记录激光活化之前和之后raw264.7细胞的图像序列，并作为时间的函数分析fluo-4的荧光强度。

d.体内释放

在c57bl/6小鼠的脑组织中测试了体内光触发的释放。开始时，首先通过2％至3％的异氟烷麻醉小鼠，并随后通过钻在颅骨中打开尺寸为约4至5mm的窗。将该窗用人工脑脊液(artificialcerebrospinalfluid，acsf)或pbs洗涤至少3次，以去除任何骨残余物或血液。通过经由打开的窗进行纳米注射，将装载有钙黄绿素的脂质体混悬液(1μl，75mm)以限定深度注射到脑组织中。将葡聚糖-德克萨斯红(mw70kda，pbs中1mg/ml)与脂质体混悬液共注射以在施加之后对脂质体进行定位。在注射之后，使激光束(740nm，120mj/cm²，直径为100μm)扫描过窗表面。使扫描速度、光束直径和脉冲重复率同步以提供不同的脉冲暴露。在激光刺激之后，处死小鼠并收集脑组织，包埋并冷冻在-20℃下。使用低温恒温器获得冷冻脑切片(20μm)，并随后使用共聚焦显微镜使用10×物镜进行可视化。

e.材料

1，3-双十七烷酰氨基丙-2-基(2-(三甲基铵)乙基)磷酸酯(rad-pc-rad)由andreaszumbuehl实验室提供。二棕榈酰磷脂酰胆碱(dppc)和胆固醇购自avantipolarlipids，incorporated。l-抗坏血酸购自thermofisherscientific。钙黄绿素钠盐购自alfaaesar。葡聚糖-德克萨斯红(mw70kda)和氯化金购自sigma-aldrich。

f.方法

au-rad-lip(金涂覆的rad-pc-rad脂质体)的制备：简言之，将5mg脂质溶解于在25ml玻璃底烧瓶中的chcl3中。在蒸发有机溶剂之后，将膜在高真空(40mbar)下进一步干燥过夜。然后，将膜在65℃下用在10mm磷酸缓冲盐水(pbs)中的75mm钙黄绿素水合30分钟。然后进行至少5个冻融循环(液态n2至65℃)，然后使用微型挤出机(avantipolarlipids，usa)通过200和100nm聚碳酸酯膜(whatman，usa)将混悬液挤出11次。用sephacryls-1000柱通过尺寸排阻色谱法去除游离的钙黄绿素。其次，按照先前报道的方法并稍作修改，将金纳米粒装饰到脂质体表面上。添加氯化金溶液(10mm)，并与脂质体混悬液(0.75mm脂质浓度)以1∶2的摩尔比轻轻混合直至均匀分布，随后添加相同体积的抗坏血酸溶液(40mm)。在还原之后，将au-rad-lip在室温下针对10mmpbs透析2小时，以去除未反应的氯化金和抗坏血酸。作为标准对照组，以类似的方法制备金涂覆的dppc脂质体(au-dppc-lip)。

脑中的钙黄绿素释放：在c57bl/6小鼠的脑组织中测试体内光触发的释放。简言之，首先通过2％至3％的异氟烷麻醉小鼠，并随后通过钻在颅骨中打开尺寸为约3mm的窗。将窗用人工脑脊液(acsf)洗涤至少3次，以去除任何骨残余物或血液。将尖端直径为0.5mm的针插入到右视皮质中并靶向坐标(前0.14mm，侧向2mm)(相对于前囟)。通过打开的窗将装载有钙黄绿素的au-rad-lip或au-dppc-lip(1μl)以限定深度(1mm、2mm和4mm)注射到脑组织中。将葡聚糖-德克萨斯红(mw70kda，pbs中1mg/ml)与脂质体混悬液共注射以在施加之后对脂质体进行定位。使用泵将输注流量控制为0.1μl/分钟。在注射之后，使激光束(740nm，170mj/cm²，直径为150μm)扫描过窗表面。将扫描图设定为直径为3mm且步长为150μm的圆。使扫描速度、光束直径和脉冲重复率同步以提供20个脉冲暴露。在激光刺激之后，处死小鼠，收集脑组织并冷冻在-20℃下。使用低温恒温器从脑的前部到后部获得冷冻脑切片(40μm)。通过olympusvs120100-玻片扫描系统用2x物镜检测切片中的钙黄绿素和德克萨斯红荧光。通过imagej对荧光强度进行定量分析。在origin9.1软件中进行双样品t检验以用于统计学分析。

g.结果和讨论

证明了来自机械敏感性纳米囊泡的nir激光脉冲触发的释放存在于小鼠脑中的不同深度(图6a，1mm、2mm和4mm)处。由于更深组织穿透是令人感兴趣的，因此本发明人集中于2mm和4mm的深度。来自纳米囊泡的钙黄绿素释放导致绿色荧光，该荧光在其他情况下在脂质体内自猝灭(在高浓度下，75mm)。从钙黄绿素荧光图像(图6b)，在2mm和4mm两个深度处对au-rad-lip组均观察到更高强度和更大面积。测量了脑中的实际钙黄绿素释放深度，并且与注射深度良好匹配(图6c至6d)。对每个切片定量分析平均钙黄绿素荧光强度和总钙黄绿素荧光强度二者，并相对于切片数目作图。至于在2mm深度处的释放，荧光分布显示强度随激光刺激而提高，而与au-dppc-lip的较小峰相比，au-rad-lip存在更陡且更大的峰(图6e)。在对每只小鼠的荧光强度求和之后，本发明人观察到在激光照射下，au-rad-lip组中的钙黄绿素荧光是au-dppc-lip组中的2.3倍高(图6f)。此外，在4mm深度处在具有或不具有激光的情况下au-dppc-lip的荧光分布几乎相同，而在具有激光的情况下au-rad-lip组的荧光信号更高表明光触发的光释放(图6e至6f)。au-rad-lip组中的钙黄绿素荧光是au-dppc-lip组中的3.9倍高。钙黄绿素与德克萨斯红之间的荧光比显示出类似的结果，其中德克萨斯红染料与纳米囊泡共注射到脑中(图6g)。这些结果表明，来自机械敏感性纳米囊泡的光释放在脑中更有效，并且可在向下至4mm观察到。该技术为治疗更深组织区域中的疾病和调节深部脑活动提供了显著的潜能。

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根据本公开内容，不需要过多实验就可进行和实施本文中公开和要求保护的所有组合物和方法。尽管已按照一些优选的实施方案描述了本公开内容的组合物和方法，但对本领域技术人员明显的是，可对本文中所述的组合物和/或方法以及所述方法的步骤或步骤的顺序进行改变，而不脱离本公开内容的概念、精神和范围。更具体地，明显的是，可用某些在化学和生理学两个方面均相关的试剂替代本文中所述的试剂，同时实现相同或类似的结果。对本领域技术人员明显的所有这些类似替代和修改都被认为在由所附权利要求书限定的本公开内容的精神、范围和概念内。

vii.参考文献

以下参考文献就其提供补充本文中所阐述的那些的示例性程序或其他细节而言特别地通过引用并入本文：

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