CN103827178A - 超分子胶囊 - Google Patents

超分子胶囊 Download PDF

Info

Publication number
CN103827178A
CN103827178A CN201280047030.7A CN201280047030A CN103827178A CN 103827178 A CN103827178 A CN 103827178A CN 201280047030 A CN201280047030 A CN 201280047030A CN 103827178 A CN103827178 A CN 103827178A
Authority
CN
China
Prior art keywords
cucurbituril
capsule
structural unit
phase
molecule
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201280047030.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103827178B (zh
Inventor
奥伦·亚历山大·谢尔曼
罗杰·库尔斯顿
克里斯托弗·埃布尔
张婧
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cambridge Enterprise Ltd
Original Assignee
Cambridge Enterprise Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from GBGB1112893.1A external-priority patent/GB201112893D0/en
Priority claimed from GBGB1202127.5A external-priority patent/GB201202127D0/en
Application filed by Cambridge Enterprise Ltd filed Critical Cambridge Enterprise Ltd
Publication of CN103827178A publication Critical patent/CN103827178A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103827178B publication Critical patent/CN103827178B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
    • B01J13/06—Making microcapsules or microballoons by phase separation
    • B01J13/14—Polymerisation; cross-linking
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01N—PRESERVATION OF BODIES OF HUMANS OR ANIMALS OR PLANTS OR PARTS THEREOF; BIOCIDES, e.g. AS DISINFECTANTS, AS PESTICIDES OR AS HERBICIDES; PEST REPELLANTS OR ATTRACTANTS; PLANT GROWTH REGULATORS
    • A01N25/00—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests
    • A01N25/26—Biocides, pest repellants or attractants, or plant growth regulators, characterised by their forms, or by their non-active ingredients or by their methods of application, e.g. seed treatment or sequential application; Substances for reducing the noxious effect of the active ingredients to organisms other than pests in coated particulate form
    • A01N25/28—Microcapsules or nanocapsules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K47/00—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient
    • A61K47/50—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates
    • A61K47/69—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit
    • A61K47/6949—Medicinal preparations characterised by the non-active ingredients used, e.g. carriers or inert additives; Targeting or modifying agents chemically bound to the active ingredient the non-active ingredient being chemically bound to the active ingredient, e.g. polymer-drug conjugates the conjugate being characterised by physical or galenical forms, e.g. emulsion, particle, inclusion complex, stent or kit inclusion complexes, e.g. clathrates, cavitates or fullerenes
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/5005—Wall or coating material
    • A61K9/5021—Organic macromolecular compounds
    • A61K9/5031—Organic macromolecular compounds obtained otherwise than by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. polyethylene glycol, poly(lactide-co-glycolide)
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K9/00—Medicinal preparations characterised by special physical form
    • A61K9/48—Preparations in capsules, e.g. of gelatin, of chocolate
    • A61K9/50—Microcapsules having a gas, liquid or semi-solid filling; Solid microparticles or pellets surrounded by a distinct coating layer, e.g. coated microspheres, coated drug crystals
    • A61K9/5089—Processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y5/00—Nanobiotechnology or nanomedicine, e.g. protein engineering or drug delivery
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • C08B37/0015—Inclusion compounds, i.e. host-guest compounds, e.g. polyrotaxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G83/00—Macromolecular compounds not provided for in groups C08G2/00 - C08G81/00
    • C08G83/008—Supramolecular polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B69/00—Dyes not provided for by a single group of this subclass
    • C09B69/10—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds
    • C09B69/109—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds containing other specific dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C11—ANIMAL OR VEGETABLE OILS, FATS, FATTY SUBSTANCES OR WAXES; FATTY ACIDS THEREFROM; DETERGENTS; CANDLES
    • C11D—DETERGENT COMPOSITIONS; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS DETERGENTS; SOAP OR SOAP-MAKING; RESIN SOAPS; RECOVERY OF GLYCEROL
    • C11D17/00—Detergent materials or soaps characterised by their shape or physical properties
    • C11D17/0039—Coated compositions or coated components in the compositions, (micro)capsules
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61K—PREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K35/00—Medicinal preparations containing materials or reaction products thereof with undetermined constitution
    • A61K35/12—Materials from mammals; Compositions comprising non-specified tissues or cells; Compositions comprising non-embryonic stem cells; Genetically modified cells
    • A61K2035/126—Immunoprotecting barriers, e.g. jackets, diffusion chambers
    • A61K2035/128—Immunoprotecting barriers, e.g. jackets, diffusion chambers capsules, e.g. microcapsules

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Pharmacology & Pharmacy (AREA)
  • Bioinformatics & Cheminformatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Epidemiology (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • Agronomy & Crop Science (AREA)
  • Pest Control & Pesticides (AREA)
  • Plant Pathology (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Zoology (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)

Abstract

本发明提供了一种胶囊，其具有为超分子交联网络的材料外壳。所述网络由葫芦脲(主体)和包含适当客体官能团的一个或多个结构单元的主体-客体络合作用形成。络合物非共价交联结构单元和/或非共价连接结构单元与其他结构单元，从而形成超分子交联网络。通过包含葫芦脲的组合物和具有适当葫芦脲客体官能团的一种或多种结构单元的络合作用来获得或可以获得胶囊，从而形成超分子交联网络。

Description

超分子胶囊
优先权
本申请要求于2011年7月26日提交的GB1112893.1和2012年2月8日提交的GB1202127.5的优先权，两者的全部内容以引用方式结合于本文。
技术领域
本发明涉及基于葫芦脲交联网络的胶囊，尤其是微胶囊，以及用于制备所述胶囊的方法，以及它们在递送封装组分的方法中的应用。
背景技术
通过自组装空心微球对组分进行微胶囊化是纳米技术和材料科学的一个重要方面。对支承结构的形状和组成，影响材料性能的参数进行控制对于许多应用而言是重要的，如诊断学、药物递送、电子显示和催化作用(参见Ke et al.Angew.Chem.2011,123,3073;De Cock et al.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,6954;Yang et al.Angew.Chem.2011,123,497;Comiskey etal.Nature1998,394,253;Peyratout et al.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,3762)。常规聚合物微胶囊的制备是通过层-层(L-b-L)方案进行的，其中通过依次添加一系列的相反电荷的聚电解质层来涂覆固相载体(参见Carusoet al.Science1998,282,1111;Donath et al.Angew.Chem.Int.Ed.1998,37,2201)。这种策略提供了均匀的材料，但遭受降低的封装效率（由于固体模板造成）。一种可替代的方法采用胶体乳液模板，其中液-液界面驱动外壳组分的自组装(参见Cui et al.Adv.Funct.Mater.2010,20,1625)。然而，难以控制产生的微胶囊的单分散性和材料多样性，从而限制其在药物递送和感测应用中的功能。
相比之下，微流体小滴，胶体乳液的子集，已显示出用于微胶囊制造的巨大潜力(参见Gunther et al.Lab Chip2006,6,1487;Huebner et al.LabChip2008,8,1244;Theberge et al.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,5846)。借助于试剂的经济使用，能够以非常高的频率产生具有较窄粒径分布(多分散指数<2%)的这些小滴(参见Xu et al.AIChE Journal2006,52,3005)。基于微滴辅助制造来制备胶囊的最初的努力集中于利用双乳液和液晶芯模板进行相分离(参见Utada et al.Science2005,308,537;Priest et al.Lab Chip2008,8,2182)。还以一种方式描述了聚合物胶囊壁的形成，所述方式涉及微流体装置表面处理和快速聚合技术(参见Zhou et al.Electrophoresis2009,31,2;Abraham et al.Advanced Materials2008,20,2177)。当溶剂由形成的有机溶剂小滴蒸发时，形成壁。最近也已报道了金属-有机架构胶囊(参见Ameloot et al.Nat.Chem.2011,3,382)。然而，借助于目前的离子或共价交联策略，在胶囊制造中的主要挑战在于同时生产具有高运载物装载效率的均匀胶囊以及将多种官能团容易地加入胶囊外壳。
现在本发明人已经建立了这样的胶囊，其基于葫芦脲类的主体-客体网络。利用多价和通过分子识别的协同效应来设计微结构提供了借助于可调节的相互作用和功能来制备微胶囊的无可比拟的机会。然而，利用超分子主体-客体方法（如本文所描述的）来制备微胶囊的努力是很少的(参见De Cock et al.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,6954)。
先前披露的内容包括包含β-环糊精和经由乳液模板制备的改性金纳米颗粒(AuNP)的胶体微胶囊(Patra et al.,Langmuir2009,25,13852)，以及包含用L-b-L合成制备的环糊精和二茂铁官能化的聚合物的微胶囊(Wang etal.,Chemistry of Materials2008,20,4194)。
发明内容
本发明总体上提供了胶囊，其具有作为超分子交联网络的材料外壳。网络由葫芦脲(主体)和一个或多个结构单元（包含适合的客体官能团）的主体-客体络合作用形成。络合物非共价交联结构单元和/或将结构单元非共价连接至另一结构单元，从而形成网络。
在一般性方面，本发明提供了胶囊，该胶囊具有可获自葫芦脲与适合的客体分子的络合作用的外壳。
在本发明的第一方面，提供了具有外壳的胶囊，其中外壳可获自包含葫芦脲的组合物和具有适合的葫芦脲客体官能团的一个或多个结构单元的络合作用，从而形成超分子交联网络。
在一种实施方式中，外壳可获自(a)包含葫芦脲的组合物和(1)或(2)；或(b)包含多个共价连接的葫芦脲的组合物和(1)、(2)或(3)的络合作用。
在一种实施方式中，外壳可获自包含葫芦脲的组合物和(1)或(2)的络合作用。
在一种实施方式中，外壳可获自包含葫芦脲的组合物和(1)的络合作用。
(1)包含共价连接于多个第一葫芦脲客体分子的第一结构单元和共价连接于多个第二葫芦脲客体分子的第二结构单元，其中第一客体分子和第二客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物。
(2)包含共价连接于多个第一葫芦脲客体分子和多个第二葫芦脲客体分子的第一结构单元，其中第一和第二客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物。可选地所述组合物进一步包含共价连接于一个或多个第三葫芦脲客体分子、一个或多个第四葫芦脲客体分子或两者的第二结构单元，其中第三和第四分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，和/或第一和第四分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，和/或第二和第三个分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物。
(3)包含共价连接于多个第一葫芦脲客体分子的第一结构单元，其中第一客体分子连同葫芦脲一起适合于形成二元客体-主体络合物。可选地所述组合物进一步包含共价连接于一个或多个第二葫芦脲客体分子的第二结构单元，其中第二客体分子连同葫芦脲一起适合于形成二元客体-主体络合物。
在一种实施方式中，葫芦脲选自CB[8]以及其变体和衍生物。
在一种实施方式中，葫芦脲和适合的客体分子，例如和第一和第二客体分子一起，形成三元络合物。
在一种实施方式中，胶囊是微胶囊。
在一种实施方式中，胶囊封装组分。
在本发明的第二方面，提供了用于制备具有外壳的胶囊的方法，如本发明的第一方面的胶囊，所述方法包括以下步骤：
(i)在通道中使第一相的流和第二相的流接触，从而在通道中产生第二相在第一相中的离散区域的分散体，优选小滴，其中第二相包含葫芦脲和具有适合的葫芦脲客体官能团（适合于形成超分子交联网络）的一种或多种结构单元，从而在离散区域内形成胶囊外壳，其中第一和第二相是不混溶的。
在一种实施方式中，第二相包含(a)葫芦脲和(1)或(2)；或(b)多个共价连接的葫芦脲和(1)、(2)或(3)。
在一种实施方式中，第一和第二相中的一种是水相而另一个相是水不混溶相。
在一种实施方式中，第二相是水相。第一相是水不混溶相，例如油相。
在一种实施方式中，第一相是水相。第二相是水不混溶相，例如油相。
在一种实施方式中，所述方法进一步包括步骤(ii)：从通道收集流出物，从而获得小滴，其包含胶囊。
在一种实施方式中，所述方法包括以上步骤(ii)以及(iii)可选地干燥在步骤(ii)中获得的胶囊。
在一种实施方式中，通道是微流体通道。
在一种实施方式中，基本上垂直于第一相地使第二相的流与第一相的流接触。在这种实施方式中，通道结构可以是T型连接几何形状。
在一种实施方式中，第二相的流进一步包含用于封装的组分，以及步骤(i)提供胶囊，其具有封装组分的外壳。
在本发明的第三方面，提供了通过本发明第二方面的方法获得或可获得的胶囊。
在本发明的第四方面，提供了用于将组分递送到某个位置的方法，该方法包括以下步骤：
(i)提供胶囊，其具有封装组分的外壳；
(ii)将胶囊递送到目标位置；
(iii)由外壳释放组分。
在本发明的一个替代方面，提供了具有外壳的胶囊，其中外壳可获自包含主体的组合物和一个或多个具有适合的主体-客体官能团的结构单元的络合作用，从而形成超分子交联网络。
在一种实施方式中，主体选自环糊精、杯[n]芳烃、冠醚和葫芦脲，以及具有适合于环糊精、杯[n]芳烃、冠醚或葫芦脲主体的主体-客体官能团的一个或多个结构单元。在一种实施方式中，在以上第一至第四方面中提及葫芦脲和葫芦脲客体可解释为提及替代主体和适合所述主体的客体。
附图说明
图1(a)是微滴生成过程的示意图，其中利用微流体流聚焦装置，所述装置由以下构成：连续油相，该连续油相垂直于CB[8]1、MV2+-AuNP2、和Np-pol3（作为分散相）的水溶液的组合。(b)流聚焦区的显微图像和示意图，其中下游混合通道允许在线充分混合试剂。(c)通过微流体小滴的较窄尺寸分布表明它的较高单分散性。
图2(a)是当水蒸发时，胶囊形成过程的后期的明场图像，这导致坍塌微胶囊。标尺=5μm。(b)展开胶囊的光显微镜图像，其示出胶囊外壳的残余物。标尺=10μm。(c)干燥和至少部分坍塌胶囊的SEM图像。标尺=2μm。(d)微胶囊外壳的TEM图像，其示出5nm AuNP分散在聚合物网中。标尺=10nm。(e)提出的从最初的小滴(具有直径d)到脱水的稳定的胶囊(具有直径d’)的微胶囊形成过程的示意图。还提出了用于胶囊材料的1和2的交联结构。
图3(a)是NP-RD-pol4的化学结构和示意图。(b)小滴的LSCM图像，其中所述小滴包含Np-RD-pol、CB[8]和MV-AuNP的水溶液，以及荧光强度曲线。标尺=40μm。(c)小滴(46μm直径)的LSCM图像，其中所述小滴包含Np-RD-pol、CB[8]、MV-AuNP和FITC-葡聚糖的水溶液，以及相应的荧光强度曲线。标尺=7.5μm。(d)小滴(23μm直径)的LSCM图像，其中所述小滴包含Np-Rd-pol、CB[8]、MV-AuNP和FITC-葡聚糖的水溶液，以及相应的荧光强度曲线。标尺=10μm。
图4是在再水化前后，干燥微胶囊的明场和荧光图像，其中所述干燥微胶囊包含FITC-葡聚糖，其示出(a)微胶囊壁的膨胀，伴随着FITC-葡聚糖(10kDa)的渗漏，(b)FITC-葡聚糖(500kDa)的保留，以及(c)对于包含两次浓缩CB[8]交联剂的微胶囊，FITC-葡聚糖(70kDa)的部分可渗透性。标尺=20μm。
图5(a)是示意图，其示出提出了MV2+的减少对三元络合物CB[8]:MV2+-AuNP:Np-pol、以及导致的
Figure BDA0000482650160000051
[8]络合物形成的影响。(b)在N2环境和25℃下，在Na2S2O4的水溶液中以及在H2O中12小时以上，微胶囊壁材料分解过程的荧光图像。标尺=5μm。
图6(a)具有和没有MV2+-AuNP的微胶囊(5nm和20nm)的示意图。对于阴性对照，使用MV2+-pol5替代AuNP。(b)由MV2+-pol、5nmMV2+-AuNP、和20nm MV2+-AuNP组成的空微胶囊的SERS谱，其示出CB[8]和MV2+的特征峰(用箭头表示)。(c)由MV2+-pol和20nm MV2+-AuNP组成的FITC-葡聚糖封装微胶囊的SERS谱，示出除胶囊外壳材料以外，FITC的特征峰(用箭头表示)。利用633nm激发激光线来获得所有谱。(d)微胶囊的SERS图谱，其示出针对CB[8]和MV2+的SERS信号的定位。
图7是Np-RD-pol的激发谱以及在514nm和544nm处激发的发射谱。
图8示出作为Qoil/Qaq的比率的函数，利用T型连接以及宽度为40μm的通道Qaq=80μL/h、100μL/h、120μL/h的各种含水流(实线)，和利用T型连接以及宽度为20μm的通道Qaq=40μL/h、60μL/h、80μL/h的各种含水流(虚线)的小滴平均直径的变化。
图9示出作为油和水流比率的函数，以及作为单独水流流率比率的函数，小滴平均直径的变化。
图10是小滴的LSCM图像，其中小滴包含Np-RD-pol、CB[8]、MV-AuNP和表达GFP的大肠杆菌细胞的水溶液，以及相应的荧光强度曲线。
具体实施方式
本发明人已经建立了，可以制备具有外壳的胶囊，其中所述外壳可获自葫芦脲与共价连接于适当葫芦脲客体分子的结构单元的超分子络合作用。
除其他技术外，还利用流体小滴生成技术来形成胶囊。鉴于先前报道这类材料的行为，葫芦脲和结构单元形成外壳的能力是令人惊讶的。
来自本发明人之一的早期工作已发现，通过主体-客体络合作用，葫芦脲可以用来形成超分子交联网络(参见Appel et al.J.Am.Chem.Soc.2010,132,14251)。所述网络是基于CB[8]连同甲基紫精官能化(MV)聚合物和萘酚官能化(Np)聚合物一起的三元络合物的超分子组装。然而，其中描述的网络为超分子水凝胶形式。并没有描述或建议胶囊。
通过对MV-官能化聚合物连同CB[8]一起进行声处理，接着添加Np官能化聚合物，并借助于随后的短期混合步骤，来制备水凝胶。
因此，本发明人发现的葫芦脲可以和连接于适当客体分子的结构单元混合在一起从而产生材料外壳，是意想不到的。可以通过使用流体小滴制备技术和本体小滴生成技术来获得胶囊。前者是特别有利的，因为它产生具有非常低尺寸分布的小滴，这导致具有非常低尺寸分布的胶囊。此外，本发明的方法允许严密控制产品胶囊的形成。在流体小滴制备技术中的简单变化，如流率变化，可以用来控制所获得胶囊的尺寸、外壳中孔的尺寸、以及外壳的厚度等。
本发明的胶囊显示出是强劲的，并且能够承受至少100℃的温度。在减压下，胶囊还保持它们的完整性。
本发明的胶囊适用于封装组分。利用本文描述的流体小滴制备技术，可以在有待封装组分存在的条件下构造胶囊外壳。因此，在一种程序中，可以形成外壳并封装组分。因此，有利地，可以构造胶囊，而无需在胶囊建造以后进行后期被动扩散步骤。此外，封装的方法允许将材料高比率加入胶囊，因此将材料浪费降至最低。
现参照本发明的每个特点来更详细地描述本发明。
胶囊
本发明的胶囊包含材料外壳。该材料是超分子络合物，其由葫芦脲和共价连接于适当的葫芦脲客体分子的结构单元的络合作用形成。外壳限定内部空间，该内部空间可以称为中空空间，其适合于保持组分。因此，在一种实施方式中，本发明的胶囊扩大到在外壳内封装组分的那些胶囊。外壳可以形成阻挡层，其限制或阻止封装在其内的材料进行释放。
通过在外壳中存在的孔，组分可以由胶囊释放。在一些实施方式中，孔是足够小以防止组分被释放。因此，构成外壳的网络可以被至少部分地解体，从而允许从外壳内释放材料。另外，可以通过对外壳施加外部刺激来产生孔。在这种情况下，可以通过破坏葫芦脲客体络合物来产生孔。因而，这样的解络合作用产生孔，通过这些孔，封装组分可以由外壳内释放。在本发明的一些实施方式中，可以随后通过外壳组分的重新组装来重新形成外壳材料。
在一种实施方式中，胶囊在外壳内保存水。水可以是包含一种或多种试剂的水溶液，其中这些试剂用于制备超分子外壳，即未反应的试剂。在一种实施方式中，水溶液包含葫芦脲和/或(1)或(2)，或(b)多种共价连接的葫芦脲和/或(1)、(2)或(3)。在外壳内，还可以存在网络，其由用来产生外壳的试剂的络合作用形成。
在外壳内，可以提供除水和用于外壳的超分子组装的试剂以外的封装材料。
在胶囊被说成封装组分的情况下，可以理解的是，这种封装组分可以存在于由外壳限定的内部空间内。在一种实施方式中，还存在封装剂，至少部分地在外壳的孔内。
可以利用能够区别外壳材料和封装剂的适合的分析技术，来确定在外壳内和/或在外壳的孔内组分的存在。例如，每种外壳材料和组分可以具有可检测标记或适合的官能团，它们相对于其他外壳材料和组分的标记或官能团是独立可检测的(正交的)。在一种实施方式中，每种外壳和组分具有正交荧光标记。例如，一种具有罗丹明标记而另一种则具有萤光素标记。激光扫描共聚焦显微技术可以用来独立地检测每种标记的荧光，从而定位每种外壳和封装剂。在组分信号被定位在和来自外壳的信号相同点的情况下，可以理解的是，组分存在于外壳的孔内。
并未特别限制外壳的总体形状，因而并未特别限制胶囊的形状。然而，在实践中，可以通过它的制备方法来决定胶囊的形状。在本文描述的制备方法中，可以利用流体小滴形成技术来制备胶囊外壳。通常，在连续相中的分散(或不连续)相的边界处形成外壳材料。例如，一个相可以是水相，而另一个相可以是水不混溶相。离散区域可以是具有基本上球形形状的小滴。因而，形成的外壳也基本上是球形。
在某些实施方式中，当外壳具有基本上球形形状时可以获得胶囊。此胶囊可以经受干燥步骤，其减少在胶囊中和在胶囊周围的溶剂(例如，水)量。作为此步骤的结果，胶囊的尺寸会收缩。起初，外壳保持基本上球形形状。在进一步干燥以后，胶囊球体可以部分地或完全地坍塌于本身上。胶囊的结构完整性被保持并且外壳简单地变形以适应内部体积的变化。因此，本发明的胶囊包括那些胶囊，其中外壳是至少部分坍塌球体。
鉴于在离散区域(例如，小滴)的边界处形成胶囊外壳，所以提及小滴的尺寸也可以视为提及胶囊的尺寸。胶囊外壳可以在干燥步骤以前形成。
本发明人已经建立了，可以将已收缩的胶囊（例如通过去溶剂化），随后返回到它们原始的基本上球形形状（例如通过将胶囊再溶剂化）。
可以通过简单观察所形成的胶囊，其中利用显微术，如明场显微术、扫描电子显微术或透射电子显微术，来确定胶囊的形状。在外壳材料包含标记的情况下，检测通过外壳的标记将揭示胶囊形状。例如，在标记是荧光标记的情况下，激光扫描共聚焦显微术可以用来定位外壳材料和它的形状。
并不特别限制胶囊的尺寸。在一种实施方式中，胶囊是微胶囊和/或纳米胶囊。
在一种实施方式中，每个胶囊具有至少0.1、0.2、0.5、0.7、1、5、10、20、30、40、50、100或200μm的平均尺寸（直径）。
在一种实施方式中，每个胶囊具有至多400、200、100、75或50μm的平均尺寸（直径）。
在一种实施方式中，胶囊尺寸是在一定范围内，其中最小和最大直径选自所述实施方式。例如，胶囊尺寸为10至100μm（直径）。
平均尺寸是指胶囊样品的测得直径的数值平均值。通常，测量样品中的至少5个胶囊。从外壳的最外边缘，进行横截面测量。
可以利用对形成胶囊的简单的显微分析来确定胶囊的横截面。例如，可以将形成的胶囊放置在显微镜载物片上并分析胶囊。可替换地，可以在制备过程中测量胶囊尺寸，例如当在流体装置的通道(即管线)中形成胶囊时。
还可以利用关于在外壳材料内检测存在的可检测标记或官能团的技术来测量横截面。如以上关于封装组分的检测和定位所述的，外壳材料可以包含荧光标记，其可以通过激光扫描共聚焦显微技术加以检测。在胶囊外壳内和周围存在多种标记允许确定横截面形状，以及测量最大横截面。
在本文描述的制备方法中，利用流体小滴生成技术来制备胶囊。在小滴中形成胶囊外壳，其中所述小滴在流体小滴生成装置的通道中，在小滴的水相与连续相的边界处产生。因此，胶囊的尺寸基本上相同于小滴的尺寸。
本发明人已经建立了，可以制备具有低尺寸分布的本发明的胶囊。这是特别有利的，因为可以制备各自具有可预测的物理和化学特性的大量的胶囊。
在一种实施方式中，胶囊直径具有至多0.5%、至多1%、至多1.5%、至多2%、至多4%、至多5%、至多7%、或至多10%的相对标准偏差(RSD)。
相对标准偏差计算由以下计算：标准偏差除以数值平均值并乘以100。胶囊的尺寸是指胶囊的最大横截面（在任何截面中）。基本上球形胶囊的横截面是直径。
外壳限定内腔，其适合于封装组分。内部空间的尺寸将总体上对应于胶囊本身的尺寸。因此，内部空间的尺寸，例如直径，可以选自上文针对外壳本身给出的直径值中的任何一种。
在测量胶囊尺寸的情况下，直径是指在两个相对点处外壳材料的最外边缘到最外边缘的距离（如上所述）。在测量内部空间尺寸的情况下，直径是指在两个相对点处外壳材料的最内边缘到最内边缘的距离。
本发明人已经建立了这样的技术，其允许确定外壳外边缘和内边缘。例如，在外壳材料内存在可检测标记允许确定外壳的最外边缘和最内边缘。如果可以检测这些边缘，则可以确定外壳的厚度。
通常，如从最外边缘到最外边缘测量的直径并不显著不同于如从最内边缘到最内边缘测量的直径。差异是在两个相对点处外壳的厚度。
在一种实施方式中，外壳具有至少0.02、至少0.05、至少0.1、至少0.5、至少1.0、至少2.0或至少5.0μm的厚度。
如上所述，外壳具有孔。在一种实施方式中，孔具有一定尺寸以允许材料从其中通过。例如，封装在胶囊内的组分可以通过外壳的孔以由胶囊释放。相反地，孔可以具有足够的尺寸以允许组分进入外壳内部空间并从而被封装。这些可以称为被动扩散封装步骤。这样的技术可以用来提供在其内部具有封装剂的胶囊。如本文所描述的，本发明的发明人已提供了在外壳制备步骤中用于封装材料的替代方法。这样的方法允许对胶囊更有效加载材料，当材料被完全封装在外壳内时。
在一种实施方式中，孔可以具有一定的尺寸，其太小以致不允许材料从其通过。例如，封装在胶囊内的组分可以被阻止通过外壳的孔，因而不能由胶囊释放。可以通过，例如，破坏将外壳保持在一起的葫芦脲络合物，从胶囊释放这样的材料。以这种方式，外壳的破坏产生材料可以从其中通过的较大的孔。
认为，在先前去溶剂化胶囊的溶剂化以后，可以增加孔径。当胶囊收缩时，随着外壳材料折叠起来，胶囊的孔隙率可以降低，从而至少部分地封闭一些孔。
利用一系列封装组分，各自具有不同的横截面，如不同直径，可以通过实验测量孔的尺寸。横截面可以是已知的或可以基于对组分的可能构型的了解加以预测。可以基于何种组分由胶囊释放以及何种组分并未由胶囊释放来确定孔径。
可以基于每种封装组分的计算的回转半径来预测组分的横截面，通常为直径。所述计算最适合于确定小球状颗粒的尺寸，并且可以用于聚合物系统，如多肽、多核苷酸和多糖。用于计算回转半径的方法描述于Andrieuxet al.Analytical Chemistry2002,74,5217，其以引用方式于本文。
可以利用本文描述的方法来制备包含封装组分的胶囊。在制备胶囊(具有封装剂)以后，可以针对材料从外壳内丧失到外部水相来分析胶囊和它的水环境。封装的组分可以具有分析标记以帮助检测。适合的标记包括荧光标记，其是利用标准荧光显微技术可检测的。
在一种实施方式中，不同分子量的葡聚糖化合物可以用作测试化合物来确定形成的胶囊的孔径。葡聚糖可以被标记，并且优选用荧光标记加以标记。
不同分子量的葡聚糖化合物容易获自商业来源，包括，例如，SigmaAldrich。可获得平均分子量为1,000至500,000的葡聚糖。分子量为70kDa的葡聚糖具有约8nm的回转半径，而分子量为150kDa的葡聚糖则具有约11nm的回转半径(参见Granath Journal of Colloid Science1958,13,308)。具有荧光标记，如异硫氰酸荧光素，的葡聚糖化合物也可获自商业来源，再次包括Sigma Aldrich。
在一种实施方式中，孔径是至多20、至多15、至多10、至多5、至多1或至多0.5μm。
在一种实施方式中，孔径是至多500、至多200、至多100、至多50、或至多20nm。
在一种实施方式中，孔径是至少0.5、至少1、或至少5nm。
在一种实施方式中，孔径是在一定范围内，其中最小和最大孔径选自所述实施方式。例如，孔径为1至20nm。
作为对葡聚糖的替代，可以替代使用蛋白质标准品。作为对以上描述的标记化合物的替代，还可以利用质谱法、或蛋白质凝胶电泳(用于蛋白质标准品)，来检测由胶囊释放的化合物。
利用BET气体吸收技术，还可以通过实验确定表面积、孔隙率和孔径。
如预期的，通过在从其可以制备胶囊的可络合组合物中存在的葫芦脲的量来影响外壳孔径。增加在可络合组合物中葫芦脲的存在量被认为会增加与网络的交联量，从而减小在所形成的外壳材料中孔的尺寸。
胶囊外壳可以包含一层或多层材料。可以连接材料层，例如通过葫芦脲与存在于一层中的第一客体分子和存在于第二层中的第二客体分子的三元超分子络合物。另外，或可替换地，可以通过具有多个客体分子的第一结构单元来连接材料层，其中一个客体分子与葫芦脲和存在于第一层中的另一客体分子形成三元络合物，而另一客体分子与葫芦脲和存在于第二层中的另一客体分子形成三元络合物。在这些实施方式中，外壳可以看作三维延伸的网。虽然，外壳可以具有材料深度，如本文描述的厚度，但可以理解的是，外壳的形成将仍然提供其中组分可以驻留的内部空间。因此，本发明并不旨在涵盖没有内部空间的颗粒。
可替换地，胶囊外壳可以包含网络材料的多个同心层，其并不是互相连接的。在任何这种实施方式中，提及胶囊尺寸是指最外部外壳的横截面。
如上文所讨论的，外壳材料可以包括可检测标记或可检测官能团。
可检测官能团是胶囊外壳组分的官能团，所述胶囊外壳组分具有这样的特性，其可检测超过及高于存在于胶囊的其他组分的特性，或甚至相同组分的其他官能团。可检测官能团可以是指特定化学基团，其在，例如，IR、UV-VIS、NMR或拉曼分析中会产生独特的信号。官能团可以是放射性元素。
通常，外壳材料的一部分或封装剂配备有可检测标记，因为所选标记的引入允许使用这样的技术，其最适合于待测量的性能。本文描述的是具有荧光可检测标记的结构单元。另外，本文描述的是这样的结构单元，其能够提供表面增强共振效应。
外壳可以在它的内表面和/或外表面上具有另外的官能团。本文描述的是这样的结构单元，其具有用来改善溶解性、帮助检测的官能团；用于后期细化外壳的反应性官能团；以及催化剂等。
本发明的胶囊外壳是稳定的并且可以加以储存而没有丢失外壳结构。因此，外壳的完整性允许胶囊用作封装剂的贮存容器。本发明的胶囊是热稳定的并且已知外壳保持它的完整性至少高达100℃。本发明的胶囊在减压下(即在低于环境压力下)也是稳定的。已知外壳保持它的完整性下至至少20Pa。
本发明的胶囊具有较长保质期。本发明人已经证实，保持结构完整性持续至少10个月。
外壳的结构完整性部分地是由于葫芦脲客体-主体络合物的强度，其更详细地描述于下文。
另外或替代的胶囊特点
胶囊外壳具有孔。可以通过适当改变用来形成胶囊的试剂的化学计量来调节孔隙率。增加结构单元之间的交联将降低胶囊中孔的尺寸。可替换地，可以选择结构单元，以提供具有增加或减少孔隙率的外壳材料。在封装剂或相对较小尺寸被封装的情况下，制备具有相对较小直径孔的胶囊，从而限制或防止封装剂丢失到外壳外面。在相对较大封装剂被封装的情况下，孔径可以较大。
如上所述，外壳在它内表面和/或外表面上可以具有另外的官能团。在一些实施方式中，提供官能团，用于胶囊外壳的后期化学官能化，例如作为用于连结至具有特别期望的反应性的化合物的反应位点。
在一种实施方式中，外壳具有化学官能团，其可用于在胶囊的外表面和/或内表面上反应。化学官能团选自由羟基、胺(优选伯胺和仲胺)、羧基、巯基、酯、硫酯、碳酸酯、聚氨酯、和硫脲组成的组。
在一种实施方式中，将外壳连接于官能化合物。
在一种实施方式中，官能化合物是分析标记，以帮助检测和量化胶囊。这些在以上部分中已经描述过。
官能化合物可以是催化的(包括酶促)、抗真菌的、除草的、或抗原性的。
官能化合物可以具有表面粘附性能。所述官能团可以用来将胶囊共价或非共价地连接于表面。
官能化合物能够结合于(或螯合)化合物或离子。这样的官能团可以有助于纯化如过滤，以及用于捕获有毒和无毒的元素和化合物。
在一种实施方式中，官能化合物是生物分子。
在一种实施方式中，官能化合物是多肽、多糖、多核苷酸、或脂质。
多肽的实例包括酶、抗体、激素和受体。
通过适当选择结构单元材料，可以将官能团引入外壳。因此，在结构单元是聚合物的情况下，可以将适合的官能团加入聚合物的单体，所述单体可以存在于聚合物主链内，或存在于侧链上。在结构单元是颗粒的情况下，可以将颗粒表面适当地官能化。
在官能分子存在于外壳表面上的情况下，可以在形成胶囊以后加入此分子。可以利用为此目的已引入的化学官能团来将官能分子连接于外壳。
原则上，葫芦脲可以具有可用于反应的官能团。然而，这是较少优选的。
在需要时，在胶囊制备过程中，适当的保护基团可以用来保护官能团。后期可以除去保护基团（根据需要以及在需要时）。
络合物
胶囊外壳包含网络，所述网络通过超分子束缚（supramolecularhandcuff）保持在一起。形成这种超分子束缚的络合物是基于葫芦脲，其结合一个客体(二元络合物)或两个客体(三元络合物)。葫芦脲形成与每个客体的非共价键。本发明人已经建立了，葫芦脲的络合物可以容易地形成并提供在结构单元之间强劲的非共价键。络合物的形成允许在结构单元内的许多官能团。本发明人之一已表明，可以利用葫芦脲束缚来制备聚合物网络。然而，到目前为止，还未描述利用葫芦脲来形成如胶囊的精确的聚合物结构。
在一种实施方式中，外壳是具有多种络合物的网络，其中每种络合物包含葫芦脲，其结合第一客体分子和第二客体分子。第一和第二客体分子共价连接于第一结构单元，或连接于第一结构单元和第二结构单元。
在络合物在葫芦脲腔内包含两个客体的情况下，络合物的结合常数，Ka，是至少103M-2、至少104M-2、至少105M-2、至少106M-2、至少107M-2、至少108M-2、至少109M-2、至少1010M-2、至少1011M-2、或至少1012M-2。
在葫芦脲结合两个客体分子的情况下，客体分子可以是相同的或它们可以是不同的。能够结合两个客体分子的葫芦脲还能够与单个客体形成稳定的二元络合物。三元客体-主体络合物的形成被认为是借助于中间体二元络合物来进行。在外壳内，可以存在客体分子和葫芦脲之间形成的二元络合物。二元络合物可视为部分形成的三元络合物，其还未与另一客体分子形成非共价键。
在一种实施方式中，外壳是具有多种络合物的网络，其中每种络合物包含葫芦脲，其结合一个客体分子，并且每个葫芦脲共价连接于至少另一个葫芦脲。客体分子共价连接于第一结构单元，或共价连接于第一结构单元和第二结构单元。
在络合物在葫芦脲腔内包含一个客体的情况下，络合物的结合常数，Ka，是至少103M-1、至少104M-1、至少105M-1、至少106M-1、至少107M-1、至少108M-1、至少109M-1、至少1010M-1、至少1011M-1、或至少1012M-1。
在一种实施方式中，客体是一种化合物，该化合物能够形成络合物，所述络合物具有104至107M-1的结合常数。
在一种实施方式中，络合物的形成是可逆的。响应于外部刺激，包括，例如，竞争剂客体化合物，可以发生络合物的解络合作用以分开一个或多个客体。可以诱导所述解络合作用以在胶囊中提供另外的或较大的孔，封装材料可以通过这些孔。
如上所述，相对于胶囊外壳，葫芦脲与一个或两个客体的络合物是非共价连接，其连接和/或互连结构单元以形成材料的超分子网络。络合物是热稳定的并且在减压下并不分开，如针对外壳所解释的。
网络
形成超分子络合物用来连接和/或互连结构单元，从而形成材料的网络。这是胶囊外壳。
提供了两种类型的网络。第一类型是基于形成多个三元络合物，其中每个络合物包含葫芦脲主体与第一客体分子和第二客体分子。第二类型是基于形成多个二元络合物，其中每个络合物包含葫芦脲主体与第一客体分子。在此第二类型中，每个葫芦脲共价连接于至少另一个葫芦脲。这些类型的网络可以结合于外壳。
在结构单元提供有多个客体分子的情况下，所有的客体分子不必都参加与葫芦脲的络合物。在网络是基于在三元结构之间的连接的情况下，结构单元的客体分子可以是在与葫芦脲的二元络合物中。二元络合物可视为部分形成的三元络合物，其还未与另外的客体分子结合以产生三元形式。
在整个描述中，提及了结构单元、第一结构单元和第二结构单元。可以理解的是，提到这些是指单个分子、颗粒、聚合物等（其是结构单元）的集合。在提及单个结构单元分子、颗粒等的情况下，术语单个用来指结构单元，例如单个第一结构单元。
以下描述的网络是基本网络，其可获自描述的组合物。可以理解的是，本发明延伸到更加复杂的网络，其可获自包含另外结构单元的组合物。
基于葫芦脲的三元络合物的网络
此网络可获自第一客体分子和第二客体分子以及葫芦脲主体的组装。客体分子可以提供在一个或两个(或更多)结构单元上（如下文所描述的）。
在一种实施方式中，网络可获自或获自组合物的络合作用，所述组合物包含葫芦脲、共价连接于多个第一葫芦脲客体分子的第一结构单元和共价连接于多个第二葫芦脲客体分子的第二结构单元，其中第一客体分子和第二客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物。
三元络合物用来非共价连接第一和第二结构单元。单个第一结构单元可以与多个第二结构单元形成多个非共价连接。类似地，单个第二结构单元可以与多个第一结构单元形成多个非共价连接。以这种方式，建立了材料的网络。
应该注意的是，在一些实施方式中，第一和第二客体分子可以是相同的。因此，第一和第二结构单元的差异可以在于它们的组成。在一些实施方式中，第一和第二结构单元可以是相同的。在这种情况下，第一和第二客体分子是不同的。
以下示出的是在葫芦脲、单个第一结构单元和两个单个第二结构单元之间形成的基本网络的示意性结构。在包括在本文中的示意图中，客体分子被描述为长方形，其共价连接(垂直线)于结构单元(水平线)。垂直线可以描述与结构单元的直接共价键或接头。结构单元可以是聚合物分子、颗粒等（如本文所描述的）。
在以下示意图中，第一结构单元的一些第一客体分子(无阴影长方形)是在与葫芦脲主体(桶)和第二结构单元的第二客体分子(阴影长方形)的络合物中。
Figure BDA0000482650160000171
显而易见的是，并不是所有存在的客体分子都参与最终网络中的络合物。每个第一和第二结构单元可以分别与其他第二和第一结构单元形成络合物。为便于理解，客体分子是阴影的。然而，如本文所解释的，第一和第二结构单元的客体分子可以是相同的。
在一种可替代的实施方式中，网络可获自或获自组合物的络合作用，其中所述组合物包含葫芦脲以及共价连接于多个第一葫芦脲客体分子和多个第二葫芦脲客体分子的第一结构单元，其中第一和第二客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物。
三元络合物用来非共价连接和/或互连第一结构单元。单个第一结构单元可以与多个其他第一结构单元形成多个非共价连接。另外，或可替换地，单个第一结构单元可以与自身形成多个非共价互连，从而交联单个第一结构单元。
如前所述，第一和第二客体分子可以是相同的。
以下示出的是在葫芦脲和两个单个第一结构单元（各自具有多个第一和第二客体分子）之间形成的基本网络的示意性结构。第一结构单元的一些第一客体分子(无阴影长方形)是在与葫芦脲主体(桶)和另一第一结构单元的第二客体分子(阴影长方形)的络合物中。可以从所示网络看到，第一结构单元可以形组分子内络合物，从而交联单个第一结构单元。
Figure BDA0000482650160000181
显而易见的是，并不是所有存在的客体分子都需要参与最终网络中的络合物。每个第一结构单元可以与其他第一结构单元、或与相同结构单元的其他部分形成络合物。如本文所解释的，第一和第二客体分子可以是相同的。
可选地，组合物进一步包含第二结构单元，其共价连接于一个或多个第三葫芦脲客体分子、一个或多个第四葫芦脲客体分子或两者，其中第三和第四分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，或第一和第四客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，或第二和第三客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物。
在第二结构单元提供有多个第三和第四客体分子的情况下，三元络合物用来非共价连接和/或互连第二结构单元。单个第二结构单元可以与多个其他第二结构单元形成多个非共价连接。另外，或可替换地，单个第二结构单元可以与自身形成一个或多个非共价互连，从而交联单个第二结构单元。
第三和第四客体分子可以适合于与第一结构单元的第一和第二客体分子形成络合物。在一种实施方式中，第一和第三客体分子是相同的。在一种实施方式中，第二和第四客体分子是相同的。在这里，三元络合物用来非共价连接第一和第二结构单元，例如通过第一和第四客体分子的络合物和/或通过第二和第三客体分子的络合物。
因此，单个第一结构单元可以与多个第二结构单元形成多个非共价连接。类似地，单个第二结构单元可以与多个第一结构单元形成多个非共价连接。以这种方式，建立了材料的网络。结构单元还可以形组分子间非共价键（如先前所描述的）。
在第二结构单元共价连接于一个或多个第三客体分子或一个或多个第四客体分子的情况下，第一和第四分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，而第二和第三个分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物。因此，三元络合物用来将第二结构单元非共价连接于第一结构单元。
以下示出的是在葫芦脲、三个单个第一结构单元（各自具有多个第一和第二客体分子）、和两个第二结构单元（各自具有多个第三和第四客体分子）之间形成的基本网络的示意性结构。第一结构单元的一些第一客体分子(无阴影长方形)是在与葫芦脲主体(桶)和另一第一结构单元的第二客体分子(阴影长方形)的络合物中。第二结构单元的一些第三客体分子(部分阴影长方形)是在与葫芦脲主体(桶)和另一第二结构单元的第四客体分子(虚线长方形)的络合物中。第一结构单元的第一客体分子是在与葫芦脲主体和第二结构单元的第四客体分子(虚线长方形)的络合物中。第一结构单元的第二客体分子是在与葫芦脲主体和第二结构单元的第三客体分子的络合物中。
Figure BDA0000482650160000201
第一和第三客体分子可以是相同的。第二和第四客体分子可以是相同的。
第二结构单元可以共价连接于一个客体分子(其可以是第三或第四客体分子)。在这种实施方式中，第二结构单元并不能够与其他结构单元形成多个连接。因此，结构单元将无助于在网络内形成交联。然而，可以提供第二结构单元，以将第二结构单元所具有的特定物理或化学特性引入网络。例如，第二结构单元可以包含可检测标记或官能团，如增溶基团。因而，在网络中加入第二结构单元便于改进整个网络的物理或化学特性。
以下示出的是基本网络的示意性结构，所述基本网络形成在葫芦脲和两个单个第一结构单元（所述单个第一结构单元各自具有多个第一和第二客体分子）并且还包括单个第二结构单元（其共价连接于一个第四客体分子，以及可检测标记）之间。第一结构单元中的一些第一客体分子(无阴影长方形)是在与葫芦脲主体(桶)和另一第一结构单元的第二客体分子(阴影长方形)的络合物中。第一结构单元的第一客体分子是在与葫芦脲主体和第四客体分子的络合物中。可以提供可检测标记(部分阴影圆圈)以允许识别产生的网络。
Figure BDA0000482650160000211
基于多个共价连接的葫芦脲的二元络合物的网络
此网络可获自第一客体分子以及葫芦脲主体的组装，所述主体共价连接于一个或多个其他葫芦脲。客体分子可以提供在一个、或两个(或更多)结构单元上（如本文所描述的）。
通过在每个共价连接的葫芦脲内形成的多个络合物，共价连接的葫芦脲用来连接结构单元分子。
以下示出的是在多个共价连接的葫芦脲和两个单个第一结构单元（各自具有多个第一客体分子）之间形成的基本网络的示意性结构。每个单个第一结构单元的一些第一客体分子(无阴影长方形)是在与葫芦脲主体(桶)的二元络合物中。连接葫芦脲，从而在每个第一结构单元之间形成连接。
Figure BDA0000482650160000212
显而易见的是，并不是所有存在的客体分子都需要参与最终网络中的络合物中。每个单个第一结构单元可以分别与其他第一结构单元形成络合物，或可以与相同结构单元的另一部分形成分子内交联。如本文所解释的，第一和第二结构单元的客体分子可以是相同的。在以上示意图中，第一结构单元之一可以被第二结构单元（其共价连接于第二客体分子）替代。第二客体分子是一种分子，其能够与葫芦脲形成二元络合物。第二客体分子可以与第一客体分子相同。
在示意图中，示出连接在一起的两个葫芦脲。本发明包括使用两个以上的葫芦脲连接在一起的系统。例如，多个葫芦脲可以在聚合物分子的侧链。
基于多个共价连接的葫芦脲的三元络合物的网络
根据以上网络的描述，将是显而易见的是，在多个共价连接的葫芦脲中的每个葫芦脲主体可以适合于形成三元络合物。因此，多个共价连接的葫芦脲可以代替这样的葫芦脲，其被描述用于基于葫芦脲的三元络合物的网络。
以下示出的是在多个共价连接的葫芦脲、两个单个第一结构单元（各自具有多个第一客体分子）、和两个单个第二结构单元（各自具有多个第二客体分子）之间形成的基本网络的结构示意图。第一结构单元的一些第一客体分子(无阴影长方形)是在与葫芦脲主体(桶)和第二结构单元的第二客体分子(阴影长方形)的三元络合物中。连接葫芦脲，从而在每个第一和第二结构单元之间形成连接。
Figure BDA0000482650160000221
如前所述，第一和第二客体分子可以是相同的。每个第一和第二结构单元可以分别与其他第二和第一结构单元形成络合物。其他排列是可能的，例如，其中多个共价连接的葫芦脲具有两个以上的葫芦脲。
其他网络
上文描述的是本发明的基本网络，其获自或可获自描述的组合物。对于本领域技术人员而言，将是清楚的是，描述的组合物可以包括另外的结构单元，例如第三和第四结构单元，其各自连接于一个或多个葫芦脲客体分子。本发明还涵盖胶囊，其中外壳包含上文描述的网络的任何一种的混合物。它们可获自组合物，所述组合物包含适当选择的葫芦脲、共价连接的葫芦脲、第一结构单元和第二结构单元（在适当情况下）。
本发明还涉及具有外壳的胶囊，其中外壳是包含不同葫芦脲的网络。可以选择不同的葫芦脲，以获得基于三元和二元络合物的网络。可以选择不同的葫芦脲，以产生这样的网络，其来自每种葫芦脲选择性络合不同客体分子，其中所述不同客体分子可以存在于相同或不同的结构单元上。
葫芦脲
本发明提供了葫芦脲用作超分子束缚以连接和/或交联结构单元。葫芦脲可以用来与存在于一个或多个结构单元上的第一和第二客体分子形成三元络合物。所述络合物的形成连接单个结构单元，从而形成材料网络。此网络是胶囊的外壳。
另外，或可替换地，提供了多种共价连接的葫芦脲，并且每种葫芦脲可以用来与存在于一种或多中结构单元上的客体分子形成二元络合物。与每个共价连接的葫芦脲形成二元络合物从而形成材料的网络。此网络是胶囊的外壳。
在一种实施方式中，葫芦脲能够形成三元络合物。例如，CB[8]，能够形成三元络合物。
在一种实施方式中，葫芦脲能够形成二元络合物。例如，CB[7]，能够形成二元络合物。
在一种实施方式中，葫芦脲能够形成三元和二元络合物。例如，CB[8]，能够形成三元或二元络合物，这取决于客体的特性。
在一种实施方式中，葫芦脲是CB[5]、CB[6]、CB[7]、CB[8]、CB[9]、CB[10]、CB[11]或CB[12]化合物。
在一种实施方式中，葫芦脲是CB[6]、CB[7]、或CB[8]化合物。
在一种实施方式中，葫芦脲是CB[8]化合物。
在一种实施方式中，提及葫芦脲化合物是指其变体和衍生物。
葫芦脲化合物的差别在于它们的水溶性。胶囊制备的方法可以适合于考虑到这种溶解性（如以后所描述的）。因此，葫芦脲化合物的选择并不受限于它的水溶性。
在一种实施方式中，葫芦脲化合物具有至少0.01mg/mL、至少0.02mg/mL、至少0.05mg/mL、或至少0.10mg/mL的溶解度。
在一种实施方式中，溶解度是指水溶解度(即水相)。
在一种实施方式中，溶解度是指在水不混溶相，如油相或有机相，中的溶解度。
葫芦[8]脲(CB[8]；CAS259886-51-6)是桶形容器分子，其具有8个重复甘脲单元以及479A3的内腔尺寸(参见以下结构)。CB[8]利用标准技术容易合成并且是可商购的(例如，Sigma-Aldrich,MO USA)。
Figure BDA0000482650160000241
在本发明的其他方面，提供了CB[8]变体，并用于本文描述的方法。
CB[8]的变体可以包括这样的结构，其具有结构上类似于甘脲的一个或多个重复单元。重复单元可以包括乙脲单元。在所有单元是乙脲单元的情况下，变体是半葫芦脲。变体可以是半葫芦[12]脲(如下所示，还参见Lagona et al.Angew.Chem.Int.Ed.2005,44,4844)。
Figure BDA0000482650160000242
在本发明的其他方面，提供了葫芦脲衍生物并用于本文描述的方法。葫芦脲的衍生物是这样的结构，其具有一个、两个、三个、四个或更多取代的甘脲单元。取代的葫芦脲化合物可以由以下结构来表示：
Figure BDA0000482650160000243
其中：
n是至少5的整数；
以及对于每个甘脲单元
每个X是O、S或NR3，以及
-R1和-R2各自独立地选自-H和以下可选取代的基团：-R3、-OH、-OR3、-COOH、-COOR3、-NH2、-NHR3和-N(R3)2，其中-R3独立地选自C1-20烷基、C6-20碳芳基、和C5-20杂芳基，或其中-R1和/或-R2是-N(R3)2，两个-R3一起形成C5-7杂环；或-R1和-R2一起是C4-6亚烷基，其连同尿嘧啶框架一起形成C6-8碳环。
在一种实施方式中，甘脲单元之一是取代的甘脲单元。因此，对于n-1个甘脲单元，-R1和-R2各自独立地是-H。
在一种实施方式中，n是5、6、7、8、9、10、11或12。
在一种实施方式中，n是5、6、7、8、10或12。
在一种实施方式中，n是8。
在一种实施方式中，每个X是O。
在一种实施方式中，每个X是S。
在一种实施方式中，R1和R2各自独立地是H。
在一种实施方式中，对于每个单元，R1和R2中的一种是H而另一种独立地选自-H和以下可选取代的基团：-R3、-OH、-OR3、-COOH、-COOR3、-NH2、-NHR3和-N(R3)2。在一种实施方式中，对于一个单元，R1和R2中的一种是H而另一种独立地选自-H和以下可选取代的基团：-R3、-OH、-OR3、-COOH、-COOR3、-NH2、-NHR3和-N(R3)2。在这种实施方式中，剩余的甘脲单元使得R1和R2各自独立地是H。
优选地，-R3是C1-20烷基，最优选C1-6烷基。C1-20烷基可以是线性和/或饱和的。每个基团-R3可以独立地是未取代的或取代的。优选的取代基选自：-R4、-OH、-OR4、-SH、-SR4、-COOH、-COOR4、-NH2、-NHR4和-N(R4)2，其中-R4选自C1-20烷基、C6-20碳芳基、和C5-20杂芳基。取代基可以独立地选自-COOH和-COOR4。
在一些实施方式中，-R4不同于-R3。在一些实施方式中，-R4优选是未取代的。
在-R1和/或-R2是-OR3、-NHR3或-N(R3)2的情况下，那么-R3优选是C1-6烷基。在一些实施方式中。-R3被取代基-OR4、-NHR4或-N(R4)2取代。每个-R4是C1-6烷基以及本身优选是取代的。
在本发明的一些实施方式中，提供了多个共价连接的葫芦脲的应用。所述共价连接的葫芦脲适合于形成网络，其基于葫芦脲与结构单元的客体分子的络合作用。形成的络合物可以是三元或二元络合物。
经由接头基团，其是在葫芦脲中的甘脲单元之一处在位置R1或R2处的取代基，如在以上所示结构中表示的，可以将葫芦脲共价连接于另一个葫芦脲。对于在葫芦脲之间的共价连接并没有特别的限制。接头可以具有以下形式：简单的亚烷基、聚氧化烯基团或聚合物，如本文描述的用于结构单元的聚合物分子。在接头是聚合物分子的情况下，葫芦脲可以在所述聚合物侧链。
结构单元
葫芦脲用作超分子束缚以将一个或多个结构单元连接在一起。葫芦脲与适宜客体组分（其连接于结构单元）的络合物的形成会形成材料的网络。此材料是胶囊外壳。络合物非共价交联结构单元或将结构单元非共价连接于另一结构单元。
由上述可见，结构单元是实体，其用来为形成的网络提供结构。结构单元还用作在多个客体分子之间的连接，因此它也可以称为接头。在一些实施方式中，提供结构单元以将所期望的物理或化学特性引入形成的网络。如上相对于网络所述，结构单元可以包括官能团以帮助检测和表征外壳。这样的结构单元不一定需要参与交联。
结构单元，如第一结构单元，可以共价连接于多个葫芦脲客体分子。因此结构单元将非共价连接于多个葫芦脲，这些葫芦脲将非共价连接于其他结构单元，从而产生材料的网络。
结构单元，如第一结构单元或第二结构单元，可以共价连接于多个葫芦脲客体分子。在一种实施方式中，结构单元共价连接于至少3、至少4、至少5、至少10、至少20、至少50、至少100、至少500、至少1,000、至少2,000、至少5,000或至少10,000个葫芦脲客体分子。
在某些实施方式中，可以使用共价连接于一个或多个葫芦脲客体分子的结构单元。然而，这样的结构单元仅连同其他结构单元一起使用，其中所述其他结构单元共价连接于至少两个葫芦脲客体分子。
在一种实施方式中，提供了共价连接于多个第一客体分子的第一结构单元以及共价连接于多个第二客体分子的第二结构单元。每个第一和第二结构单元可以共价连接于至少所述数目的客体分子。
在一种实施方式中，提供了第一结构单元，其共价连接于多个第一客体分子以及共价连接于多个第二客体分子。第一结构单元可以共价连接于至少所述数目的客体分子，所述数目可以独立地指第一客体分子的数目和第二客体分子的数目。
在一种实施方式中，提供了第二结构单元，其共价连接于一个或多个第三客体分子和/或共价连接于一个或多个第四客体分子。在一种实施方式中，第二结构单元共价连接于至少所述数目的客体分子，所述数目可以独立地指第三客体分子的数目和第四客体分子的数目。这样的第二结构单元可以连同在上段中描述的第一结构单元一起使用。
在整个描述中，提及了第一和第二结构单元。在一些实施方式中，可以彼此区分第一和第二结构单元，这是由于至少在结构单元本身的结构方面的差异。在一些实施方式中，第一和第二结构单元的结构是相同的。在这种情况下，可以彼此区分结构单元，这是由于至少在客体分子方面的差异，所述客体分子各自共价连接于第一和第二客体分子。因此，术语第一和第二意在表达在第一结构单元连同它的客体分子和第二结构单元连同它的客体分子之间的差异。
并不特别限制结构单元，并且结构单元包括化合物和颗粒，并且可以包括它们的任何一种的组装。客体分子共价连接于结构单元的某一部分。
最简单地，结构单元是用于连接客体分子的接头。
在一种实施方式中，结构单元是聚合物分子或颗粒。
有利地，结构单元可以提供有某种官能团，以帮助形成胶囊外壳，或以改善它的物理或化学性能。在一种实施方式中，结构单元提供有官能团以改变，或优选改善水溶解度。官能团可以具有增溶基团的形式，如包含聚乙二醇官能团的基团。其他实例包括包含氨基、羟基、巯基、和羧基官能团的基团。
在一种实施方式中，结构单元提供有官能团，以帮助检测或分析结构单元，以及帮助检测或分析形成的外壳。有利地，这样的官能团还可以帮助检测封装在外壳内的材料。官能团可以具有可检测标记的形式，如荧光标记。
在一种实施方式中，结构单元提供有反应性官能团，用于后期细化外壳材料。可以为了外壳形成反应来保护反应性官能团，然后在后期脱保护以展示官能团。官能团可以是基团，其包含氨基、羟基、巯基、和羧基官能团。
在结构单元提供有反应性官能团的情况下，此官能团可以适用于将结构单元(因而形成的胶囊)连接于表面。
在一种实施方式中，结构单元提供有催化剂，供以后用于在外壳表面或其附近催化反应。催化剂可以提供在外壳的内边缘或外边缘，从而催化内部和/或外部反应。
在一种实施方式中，选择结构单元的影响封装剂的光电特性的能力。另外或可替换地，可以选择结构单元的受封装剂影响的能力。结构单元可以适用于将来自封装剂的信号转移到外部环境。
在一种实施方式中，结构单元能够提供表面增强共振效应。
在提供官能团的情况下，官能团可以位于外壳的外侧、内侧和/或之内。因此，可以提供官能团以与改善外壳外部环境、外壳的内部空间(用于保持封装剂的空间)内的环境和/或在外壳内(在外壳材料的网络内)的环境相关联。
为了本文描述方法的目的，结构单元、连同其共价连接至其上的客体分子一起，应是可溶于，例如第二相中。
在一种实施方式中，结构单元具有至少0.01mg/mL、至少0.02mg/mL、至少0.05mg/mL、或至少0.10mg/mL的溶解度。
在一种实施方式中，溶解度是指水溶解度(即水相)。
在一种实施方式中，溶解度是指在水不混溶相，如油相或有机相，中的溶解度。
通过共价键，将结构单元连接于一个或多个葫芦脲客体分子。共价键可以是碳-碳键、碳-氮键、碳-氧键。所述键可以是连接基团的一部分，如酯或酰胺，和/或包含亚烷基或亚烷氧基官能团的基团的一部分。
利用常规化学连接技术，可以将每个客体分子连接于结构单元。例如，可以通过以下各项将客体分子连接于结构单元：带有适当离去基团的结构单元的烷基化；酯化反应；酰胺化反应；醚形成反应；烯烃交叉复分解作用；或小客体分子引发的反应，其中聚合物链由引发客体分子生长。
在一种实施方式中，结构单元（可选地连同任何客体分子一起）的平均分子量是至少1,000，至少5,000，至少10,000，或至少20,000。
在一种实施方式中，结构单元（可选地连同任何客体分子一起）的平均分子量是至多30,000，至多50,000，至多100,000，至多200,000，至多500,000，至多1,000,000，或至多2,000,000。
平均分子量可以是指数均分子量或重均分子量。
在一种实施方式中，结构单元的平均分子量是在一定范围内，其中最小和最大量选自所述的实施方式。例如，平均分子量为1,000至100,000。
在一种实施方式中，结构单元能够提供表面增强共振效应。通常，这种能力由颗粒，以及最具体地含金属的颗粒来提供。适合的颗粒是如本文描述的那些颗粒。最适合的是能够为表面增强拉曼光谱法提供表面增强效应的那些颗粒。
以下描述的是结构单元，其基于聚合物分子和颗粒，包括纳米颗粒。
在一种实施方式中，在网络可获自包含第一和第二结构单元的组合物的情况下，第一结构单元是聚合物分子而第二结构单元是颗粒或聚合物分子。在一种实施方式中，在网络可获自包含第一和第二结构单元的组合物的情况下，第一结构单元是聚合物分子而第二结构单元是颗粒。在一种实施方式中，在网络可获自包含第一结构单元的组合物的情况下，第一结构单元是聚合物分子。
聚合物分子
在一种实施方式中，结构单元是聚合物分子。
共价连接于葫芦脲客体分子的聚合物化合物由WO2009/071899已知，其以引用方式于本文。
聚合物分子包含通过共价键连接的多个重复结构单元(单体)。聚合物分子可以包含单一类型的单体(均聚物)，或一种以上类型的单体(共聚物)。聚合物分子可以是直链或支链的。在聚合物分子是共聚物的情况下，它可以是无规、交替、周期、统计、或嵌段聚合物，或它们的混合物。共聚物还可以是接枝聚合物。
在一种实施方式中，聚合物分子具有2、3、4或5个重复单元。为方便起见，这样的聚合物可以称为低聚物。
在其他实施方式中，聚合物分子具有至少4、至少8、至少15、至少100、或至少1,000个单体单元。单元的数目可以是单元的平均数。
在其他实施方式中，聚合物分子具有选自10-200、50-200、50-150或75-125的单体单元的平均数。
每聚合物分子结构单元的客体分子的数目是如上文所述。可替换地，客体分子的数目可以表示为存在于聚合物中的连接于客体分子的单体与存在于聚合物分子中的所有单体总和的百分比。这可以称为官能团百分比。
在一种实施方式中，聚合物分子的官能团是至少1%、至少2%或至少5%。
在一种实施方式中，聚合物分子的官能团是至多50%、至多40%、至多20%、至多15或至多10%。
在一种实施方式中，官能团是在一定范围内，其中最小和最大量选自所述的实施方式。例如，官能团为5至40%。
官能团百分比可以由聚合物样品的质子NMR测量结果来确定。
在一种实施方式中，聚合物分子具有大于500、大于1000、大于2000、大于3000或大于4000的分子量(Mw)。分子量可以是重均分子量或数均分子量。可以通过常规技术来确定聚合物的数均分子量和重均分子量。
在一种实施方式中，聚合物是合成的多分散聚合物。多分散聚合物包含具有一系列分子量的聚合物分子。多分散聚合物的多分散指数(PDI)(重均分子量除以数均分子量)大于1，并且可以为5至20。可以通过常规技术如凝胶渗透或尺寸排阻色谱法，来确定聚合物分子的多分散性。
适用于本发明的是具有相对较低多分散性的聚合物分子。这样的聚合物分子可以具有选自1至5、1至3、或1至2的多分散性。鉴于它们的相对较低的分散性，这样的聚合物可以称为低分散或单分散的。
低分散或单分散的聚合物分子的使用是特别有吸引力的，这是因为单个分子的反应性是相对均匀的，由它们的使用产生的产物还可以是物理和化学上相对均匀的，以及可以是相对低分散或单分散的。用于制备低分散或单分散聚合物的方法是本领域中众所周知的，并且包括基于自由基引发聚合的聚合反应，包括RAFT(可逆加成断链转移)聚合(参见，例如，Chiefariet al.Macromolecules1998,31,5559)。本文还提供了具有低分散性的聚合物的合成实例。
许多聚合物分子是本领域中已知的并且可以用来产生外壳材料（如本文所描述的）。聚合物分子的选择将取决于胶囊的特定应用。适合的聚合物分子包括天然聚合物，如蛋白质、寡肽、核酸、糖胺聚糖或多糖(包括纤维素和相关形式如瓜尔胶、壳聚糖、几丁聚糖、琼脂糖、和藻酸盐以及它们的官能化衍生物)，或合成聚合物，如聚乙二醇(PEG)、顺式1,4-聚异戊二烯(PI)、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯乙烯、聚丙烯酰胺、和聚乙烯醇。聚合物可以是均聚物或共聚物。
聚合物分子可以包含两种或更多种天然和/或合成聚合物。这些聚合物能够以线性结构、环状结构、梳或接枝结构、(超)支链结构或星形结构加以排列。
适合的聚合物分子包括具有亲水特性的那些聚合物分子。因此，聚合物的一部分，该部分可以是指（除其他外）单体单元、主链本身、或侧链或接枝聚合物，是亲水的。在一种实施方式中，聚合物分子能够在极性溶剂如水中形成氢键。聚合物分子可溶于水以形成连续相。
在一种实施方式中，聚合物分子是两亲性的。
在提供两个或更多结构单元（如第一和第二结构单元）的情况下，每种结构单元可以独立地选自所述聚合物分子。在一种实施方式中，第一和第二结构单元是不同的。在一种实施方式中，第一和第二结构单元是相同的。在后一种情况下，结构单元本身的差异仅在于各自共价连接的客体分子。
在一种实施方式中，聚合物分子是或包含聚(甲基)丙烯酸酯聚合物、聚苯乙烯聚合物和/或聚(甲基)丙烯酰胺聚合物。
在一种实施方式中，聚合物是或包含聚(甲基)丙烯酸酯聚合物，其可以是或包含聚丙烯酸酯聚合物。
(甲基)丙烯酸酯的丙烯酸酯官能团可以是用于连接所期望的官能团的部位，例如，用于连接增溶基团或可检测标记。
在一种实施方式中，聚合物分子获自或可获自可聚合组合物，其包含：
(i)单体，如(甲基)丙烯酸酯或苯乙烯，其连接于葫芦脲客体分子；
以及可选地进一步包含：
(ii)单体，如(甲基)丙烯酸酯或苯乙烯，其连接于可检测标记；和/或
(iii)单体，如(甲基)丙烯酸酯或苯乙烯，其连接于增溶基团，如水性增溶基团。
在一种实施方式中，每个单体是(甲基)丙烯酸酯单体。
在一种实施方式中，每个单体是苯乙烯单体。
在(i)连同其他组分，如(ii)或(iii)，一起存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至少1、至少5、至少10或至少20mole%。
在(i)连同其他组分，如(ii)或(iii)，一起存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至多90。至多50、至多40或至少30mole%。
在一种实施方式中，(i)的存在量是在一定范围内，其中最小和最大量选自所述的实施方式。例如，存在量为10至50mole%。
在一种实施方式中，(i)以一定水平水平，该水平足以提供具有连接于每个单个聚合物分子的多个葫芦脲客体分子的聚合物分子。
在一种实施方式中，(i)以一定水平存在，该水平足以提供具有连接于每个单个聚合物分子的单个葫芦脲客体分子的聚合物分子。
在一种实施方式中，(i)以一定水平存在，该水平足以提供具有上文描述的官能团%的聚合物分子。
在(ii)存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至少0.5、至少1、或至少2mole%。
在(ii)存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至多20、至多10、或至多5mole%。
在一种实施方式中，(ii)的存在量是在一定范围内，其中最小和最大量选自所述的实施方式。例如，存在量为1至5mole%。
在(iii)存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至少0.5、至少1、至少2、至少5、至少10、至少20、或至少50mole%。
在(iii)存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至多90、至多80、或至多70mole%。
在一种实施方式中，(iii)的存在量是在一定范围内，其中最小和最大量选自所述的实施方式。例如，存在量为10至80mole%。
在提到mole%的情况下，这是指，相对于(i)、以及(ii)和(iii)（当存在时）、以及任何其他可聚合单体（当存在时）的总量，存在的组分的量（以摩尔为单位）。提及的组分可以是(i)、(ii)、(iii)中的任何一种，或任何其他可聚合单体。
在一种实施方式中，组合物进一步包含一种或多种另外的(甲基)丙烯酸酯单体。一种单体可以是(甲基)丙烯酸酯单体。一种或多种单体可以是(甲基)丙烯酸酯单体，其在酯基团处被取代。
在提到mole%,的情况下，这是指，相对于(i)、以及(ii)和(iii)（当存在时）、以及任何其他可聚合单体（当存在时）的总量，存在的组分的量（以摩尔为单位）。提及的组分可以是(i)、(ii)、(iii)中的一种，或任何其他可聚合单体。提及的组分可以是链转移剂或自由基引发剂（如下文所描述的）。
术语连接的是指直接或间接地将丙烯酸(酯)基团或苯乙烯的苯基连接于指定的基团。在存在间接连接的情况下，可以理解的是，接头基团可以在丙烯酸酯和指定的基团之间形成连接。在一种实施方式中，接头可以包含(聚)乙二醇(PEG)基团。
在一种实施方式中，可检测标记是荧光标记。荧光标记可以是荧光素或罗丹明标记。并未特别限制标记的“颜色”，并且绿色、红色、黄色、青色和橙色标记是适用的。
在一种实施方式中，水性增溶基团是PEG基团。PEG基团可以具有至少2、3、4、5或10个重复乙二醇单元。PEG基团可以具有至多50、40、20、或15个重复乙二醇单元。
在一种实施方式中，水性增溶基团是或包含氨基、羟基、羧基、或磺酸。
在一种实施方式中，氨基是季氨基，例如三甲基氨基。
在一种实施方式中，组合物进一步包含链转移剂。
在一种实施方式中，链转移剂是硫羰基硫基化合物。
在链转移剂存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至少0.1、至少0.5、或至少1mole%。
在链转移剂存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至多10、至多5、或至多2mole%。
在一种实施方式中，链转移剂的存在量是在一定范围内，其中最小和最大量选自所述的实施方式。例如，存在量为0.5至2mole%。
在一种实施方式中，组合物进一步包含自由基引发剂。
在自由基引发剂存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至少0.01、至少0.05、至少0.1mole%。
在自由基引发剂存在的情况下，它在可聚合组合物中的存在量为至多5、至多2、至多1、或至多0.5mole%。
在一种实施方式中，自由基引发剂的存在量是在一定范围内，其中最小和最大量选自所述的实施方式。例如，存在量为0.1至0.5mole%。
在一种实施方式中，自由基引发剂选自由AIBN(偶氮二异丁腈)、ACPA(4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸))和ACVA(4,4'-偶氮二(4-氰基戊酸)组成的组。
在一种实施方式中，聚合物分子获自或可获自组合物的聚合，其中所述组合物包含(i)以及可选地(ii)和/或(iii)，其中利用所描述的链转移剂和/或自由基引发剂。
在一种实施方式中，聚合物分子可获自或获自本文描述的组合物，其中利用自由基聚合方法。在一种实施方式中，该
在一种实施方式中，在升高的温度下进行聚合反应。可以在至少30、至少40或至少50℃的温度下进行反应。
可以在至多100、至多90或至多80℃的温度下进行反应。
在一种实施方式中，在有机溶剂中进行聚合反应。原始溶剂可以是醚溶剂，例如1,4-二氧杂环已烷，或烷基醇溶剂，例如乙醇。可以在回流温度下进行聚合反应。
可聚合混合物在有机溶剂中的浓度可以是至多5.0、至多2.0、或至多1.5M。
可聚合混合物在有机溶剂中的浓度可以是至少0.05、至少0.1、至少0.5M、或至少1.0M。
在一种实施方式中，浓度是在一定范围内，其中最小和最大量选自所述的实施方式。例如，浓度为1.0至2.0M。
在一种实施方式中，进行聚合反应持续至少1、至少5或至少10小时。
在一种实施方式中，进行聚合反应持续至多72、或至多48小时。
可以利用本领域技术人员熟悉的技术来停止聚合反应。这些步骤可以包括反应混合物稀释和/或温度降低。
在一种实施方式中，进行聚合反应持续足够的时间以获得具有如本文所描述分子量的聚合物分子。
在一种实施方式中，进行聚合反应持续足够的时间以获得具有多个客体分子的聚合物分子。
在一种实施方式中，进行聚合反应持续足够的时间以获得具有一个客体分子的聚合物分子。
可聚合混合物的浓度是指在单位体积的有机溶剂(即每升)中存在的单体(其包括(i)以及(ii)和(iii)（当存在时），以及任何其他可聚合单体（当存在时）)的总量（以摩尔为单位）。
在一种实施方式中，聚合物可以形成为颗粒。
颗粒
在一种实施方式中，结构单元是颗粒。并不特别限制用于本发明的颗粒类型。
在一种实施方式中，颗粒是第一结构单元并且颗粒连接于多个葫芦脲客体分子。
在一种实施方式中，颗粒是第二结构单元并且颗粒连接于一个或多个葫芦脲客体分子。
在一种实施方式中，颗粒是第二结构单元并且颗粒连接于多个葫芦脲客体分子。
通常，颗粒的尺寸比胶囊的尺寸小一个、两个、三个或四个量级。
在一种实施方式中，颗粒是纳米颗粒。纳米颗粒具有直径为至少1、至少5、或至少10nm的平均尺寸。纳米颗粒具有直径为至多900、至多500、至多200、或至多100nm的平均尺寸。
在一种实施方式中，纳米颗粒具有直径为1-100nm或5-60nm的平均尺寸。
平均值是指数值平均值。可以利用显微技术（包括TEM）来测量颗粒的直径。
在一种实施方式中，颗粒具有至多0.5%、至多1%、至多1.5%、至多2%、至多4%、至多5%、至多7%、至多10%、至多15%、至多20%或至多25%的相对标准偏差(RSD)。
在一种实施方式中，颗粒具有直径为至少1、至少5、或至少10nM的流体动力学直径。
在一种实施方式中，颗粒具有直径为至多900、至多500、至多200、或至多100nM的流体动力学直径。
流体动力学直径可以指数量平均值或体积平均值。流体动力学直径可以由颗粒样品的动态光散射(DLS)测量结果来确定。
在一种实施方式中，颗粒是金属颗粒。
在一种实施方式中，颗粒是过渡金属颗粒。
在一种实施方式中，颗粒是贵金属颗粒。
在一种实施方式中，颗粒是或包含铜、钌、钯、铂、钛、氧化锌、金或银、或它们的混合物。
在一种实施方式中，颗粒是或包含金、银颗粒、或它们的混合物。
在一种实施方式中，颗粒是金或银颗粒、或它们的混合物。
在一种实施方式中，颗粒是金纳米颗粒(AuNP)。
在一种实施方式中，颗粒是或包含硅石或碳酸钙。
在一种实施方式中，颗粒是量子点。
在一种实施方式中，颗粒是或包含聚合物。聚合物可以是聚苯乙烯或聚丙烯酰胺聚合物。聚合物可以是生物聚合物，包括例如多肽或多核苷酸。
在一种实施方式中，颗粒包含适用于表面增强拉曼光谱法(SERS)的材料。金和/或银和/或其他过渡金属的颗粒适合于这种用途。
可以利用本领域中已知的技术来制备金和银颗粒。制备的实施例包括Coulston等人(Chem.Commun.2011,47,164)、Martin等人(Martin et al.Langmuir2010,26,7410)和Frens(Frens Nature Phys.Sci.1973,241,20)描述的那些，其全部内容以引用方式结合于本文。
在适当情况下，颗粒连接于一种或多种客体分子。通常，在颗粒是第一结构单元的情况下，它至少配备多种客体分子。在颗粒是第二结构单元的情况下，它配备一种或多种客体分子。
在一种实施方式中，经由连接基团，可以将客体分子共价连接于颗粒。连接基团可以是间隔元件以提供在客体分子和颗粒本体之间的距离。接头可以包括官能团，用于增强合并的结构单元和客体分子构建物的水溶解度。接头提供有官能团以允许连接于颗粒表面。例如，在颗粒是金颗粒的情况下，接头具有巯基官能团，用于形成连接金-硫的键。
可替换地，通过适合的官能团，客体分子可以直接连接于颗粒表面。例如，在颗粒是金颗粒的情况下，可以经由客体分子的巯基官能团，将客体分子连接于金表面。
在一种实施方式中，颗粒包含增溶基团，使得颗粒连同它的客体分子一起可溶于水或可溶于水不混溶相。
增溶基团连接于颗粒表面。通过适合的官能团，增溶基团可以共价连接于颗粒。在颗粒是金颗粒的情况下，通过硫键，增溶基团连接于金表面。
增溶基团可以是或包含聚乙二醇或胺、羟基、羧基或巯基官能团。
在一种实施方式中，结构单元获自或可获自组合物，该组合物包含：
(i)金颗粒；
(ii)客体分子连同具有巯基官能团的连接基团一起；以及
(iii)增溶分子，其具有巯基官能团；以及可选地进一步包含
(iv)另外的客体分子，连同具有巯基官能团的连接基团一起。
在一种实施方式中，在组合物中客体分子的存在量是至少1、至少5、至少10或至少15mole%。
在一种实施方式中，在组合物中客体分子的存在量是至多80、至多50、或至多25mole%。
提及mole%是指客体分子的存在量，作为在组合物中(ii)和(iii)、以及(iv)（当存在时）总量的百分比。
在组合物中(ii)的存在量可以是这样的以允许制备具有多种客体分子的颗粒结构单元。
葫芦脲客体
如上所述，客体是能够和葫芦脲形成客体-主体络合物的化合物。因此，术语络合作用是指建立客体-主体络合物。
在本发明的一些实施方式中，客体-主体络合物是三元络合物，其包含葫芦脲主体以及第一客体分子和第二分子。通常，这样的络合物是基于CB[8]和其变体和衍生物。
在本发明的一些实施方式中，客体-主体络合物是二元络合物，其包含葫芦脲主体和第一客体分子。通常，这样的络合物是基于CB[5]或CB[7]、以及它们的变体和衍生物。在本发明中，二元络合物可获自多种共价连接的葫芦脲。CB[8]、以及其变体和衍生物也可以形成二元络合物。
原则上，具有适合的结合亲和力的任何化合物可以用于本发明的方法中。所使用的化合物的选择可以基于被认为与葫芦脲的空腔相互作用的部分的尺寸。这些部分的尺寸可以足够大以允许仅与较大葫芦脲形式进行络合。
术语选择的可以用来指所形成的客体-主体络合物的量，其中葫芦脲(第一葫芦脲)和第二葫芦脲是存在于具有特定的一种或多种客体分子的混合物中。在第一葫芦脲和一种客体(在二元络合物中)或多种客体(在三元络合物中)之间形成的客体-主体络合物可以是所形成的客体-主体络合物的总量的至少60mol%、至少70mol%、至少80mol%、至少90mol%、至少95mol%、至少97mol%、至少98mol%、或至少99mol%(例如，考虑到在第二葫芦脲和一种或多种客体（如果有的话）之间形成的客体-主体络合物的量)。
在一种实施方式中，由(第一)葫芦脲和一种或多种客体形成的客体-主体络合物具有结合亲和力，其由第二葫芦脲和一种或多种客体形成的客体-主体络合物的结合亲和力大至少100倍。优选地，结合亲和力是大至少103、至少104、至少105、至少106、或至少107。
葫芦脲客体分子是本领域中众所周知的。使用的客体化合物的实例包括在WO2009/071899、Jiao等人(Jiao et al.Org.Lett.2011,13,3044)、Jiao等人(Jiao et al.J.Am.Chem.Soc.2010,132,15734)和Rauwald等人(Rauwald et al.J.Phys.Chem.2010,114,8606)中描述的那些。
以下描述的是适用于形成胶囊外壳的客体分子。利用标准合成技术，可以将这样的客体分子连接于结构单元。
葫芦脲客体分子可以衍生自、或包含下表的结构：
Figure BDA0000482650160000391
Figure BDA0000482650160000401
Figure BDA0000482650160000411
其中所述结构可以是盐，包括质子化形式（在适当情况下）。在一种实施方式中，客体分子是用于CB[8]的客体分子。
在一种实施方式中，客体分子是、或来自、或包含在上表中的结构A1-A43、A46或B1-B4。
在一种实施方式中，客体分子是、或来自、或包含在上表中的结构A1、A2、或A13。
在一种实施方式中，客体分子是、或来自、或包含结构B1。
另外，客体分子是或来自、或包含金刚烷、二茂铁或环辛烷(包括二环[2.2.2]辛烷)。它们由Moghaddam等人加以描述(参见J.Am.Chem.Soc.2011,133,3570)。
在一些实施方式中，第一和第二客体分子形成对，其可以在葫芦脲的空腔中相互作用以形成稳定的三元主体-客体络合物。可以采用适合在葫芦脲的空腔内的任何客体对。在一些实施方式中，客体分子对可以形成电荷转移对，其包含富电子和缺电子化合物。在CT对中，第一和第二客体分子中的一种作为电子受体而另一种则作为电子供体。例如，第一客体分子可以是缺电子分子，其作为电子受体，而第二客体分子可以是富电子分子，其作为电子供体，或反之亦然。在一种实施方式中，葫芦脲是CB[8]。
适合的电子受体包括4,4’-联吡啶鎓衍生物，例如N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯、和其他相关受体，如基于二氮杂芘和二氮杂菲的那些。紫精化合物，包括烷基紫精，特别适用于本发明。烷基紫精化合物的实例包括N,N'-二甲基-4,4'-联吡啶鎓盐(还称为Paraquat)。
适合的电子供体包括富电子芳族分子，例如1,2-二羟基苯、1,3-二羟基苯、1,4-二羟基苯、四硫富瓦烯，萘类如2,6-二羟基萘和2-萘酚，吲哚类和芝麻酚(3,4-亚甲基二氧基苯酚)。在本发明中，多环芳族化合物通常可以用作适合的电子供体。所述化合物的实例包括蒽和并四苯。
氨基酸，如色氨酸、酪氨酸和苯丙氨酸，可以适合作为电子供体。可以使用在它们的末端包含这些氨基酸的肽序列。例如，可以使用包含氨基酸序列N-WGG-C、N-GGW-C或N-GWG-C的供体。
在一些实施方式中，客体分子是一对化合物，例如第一客体分子和第二客体分子，其中该对中的一种是A化合物，如在上表中所列出的(例如A1、A2、A3等)，而该对中的另一种是B化合物，如在上表中所列出的(例如B1、B2、B3等)。在一种实施方式中，A化合物选自A1-A43和A46。在一种实施方式中，B化合物是B1。
其他适合的客体分子包括肽如WGG(Bush,M.E.et al J.Am.Chem.Soc.2005,127,14511-14517)。
富电子客体分子可以与任何缺电子CB[8]客体分子配对。如本文所描述的供使用的客体分子的适宜对例如第一和第二客体分子的实例可以包括：
紫精和萘酚；
紫精和二羟基苯；
紫精和四硫富瓦烯；
紫精和吲哚；
甲基紫精和萘酚；
甲基紫精和二羟基苯；
甲基紫精和四硫富瓦烯；
甲基紫精和吲哚；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和萘酚；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和二羟基苯；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和四硫富瓦烯；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和吲哚；
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和萘酚；
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和二羟基苯；
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和四硫富瓦烯；以及
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和吲哚。
具体地，如本文所描述的供使用的客体分子的适宜对可以包括2-萘酚和甲基紫精、2,6-二羟基萘和甲基紫精、以及四硫富瓦烯和甲基紫精。
在一种实施方式中，客体对是2-萘酚和甲基紫精。
在一种实施方式中，客体对是指适合于与CB[8]形成三元络合物的客体分子对。
在一种实施方式中，客体分子优选是离子性液体。通常，这样的客体适合于与CB[7]形成络合物。然而，它们还可以连同另一种小客体分子或溶剂一起，与CB[8]形成络合物（二元络合物、或三元络合物形式）(参见Jiao et al.Org.Lett.2011,13,3044)。
离子性液体通常包含阳离子有机氮杂环，其可以是芳族氮杂环(杂芳基)或非芳族氮杂环。离子性液体还通常包含相对于阳离子有机氮杂环的反阴离子。氮杂芳基优选是氮C5-10杂芳基，最优选氮C5-6杂芳基，其中下标是指在一个或多个环中的原子总数，包括碳和氮原子。非芳族氮杂环优选是氮C5-6杂环，其中下标是指在一个或多个环中原子的总数，包括碳和氮原子。在氮杂环的环中的氮原子被季铵化。
反阴离子可以是卤化物，优选溴化物。适用的其他反阴离子是导致可溶于水的络合物的那些。
客体优选是化合物（包括盐），其包含选自由以下各项组成的列表中的以下基团中的一种：咪唑鎓部分、吡啶鎓部分、喹啉鎓部分、嘧啶鎓部分、吡咯鎓部分、和季吡咯烷部分。
优选地，客体包含咪唑鎓部分。尤其优选的客体是1-烷基-3-烷基咪唑鎓，其中烷基是可选取代的。
1-烷基-3-烷基咪唑鎓化合物，其中烷基是未取代的，尤其适合于与CB[7]形成络合物。
1-烷基-3-烷基咪唑鎓化合物，其中烷基是未取代的，尤其适合于与CB[6]形成络合物。
1-烷基-3-烷基咪唑鎓化合物，其中烷基是由芳基(优选萘基)取代的，尤其适合与CB[8]形成络合物。
1-烷基和3-烷基取代基可以是相同或不同的。优选地，它们是不同的。
在一种实施方式中，3-烷基取代基是甲基，以及优选是未取代的。
在一种实施方式中，1-烷基取代基是乙基或丁基，以及各自优选是未取代的。
在一种实施方式中，可选的取代基是芳基，优选C5-10芳基。芳基包括碳芳基和杂芳基。芳基包括苯基、萘基和喹啉基。
在一种实施方式中，本文描述的烷基是线性烷基。
每个烷基独立地是C1-6烷基，优选C1-4烷基。
芳基取代基可以本身是另一个1-烷基-3-取代的-咪唑鎓部分(其中烷基连接于环的3位置)。
在另一种实施方式中，化合物优选包含吡啶鎓部分。
上文描述的离子性液体分子特别可用于形成二元客体-主体络合物。本发明还涵盖这样的络合物，其包含两个离子性液体分子作为在葫芦脲主体内的客体。
葫芦脲可以能够形成二元和三元络合物。例如，先前已经注意到，CB[6]化合物与短链1-烷基-3-甲基咪唑鎓客体分子形成三元络合物，而长链1-烷基-3-甲基咪唑鎓客体分子则与葫芦脲主体形成二元络合物。
用于本发明的优选客体具有形式H+X-，其中H+是以下阳离子中的一种，
Figure BDA0000482650160000461
Figure BDA0000482650160000471
以及X-是适合的反阴离子（如上文所定义的）。优选的反阴离子是卤化物阴离子，优选Br-。
在一种优选的实施方式中，阳离子A或阳离子B可以用来与CB[7]或CB[6]形成络合物。
在一种优选的实施方式中，阳离子D或阳离子E可以用来与CB[8]形成络合物。
阳离子A和B可以分别称为1-乙基-3-甲基咪唑鎓和1-丁基-3-甲基咪唑鎓。
阳离子D和E可以称为1-萘基甲基-3-甲基咪唑鎓，其中D是1-萘-2-基甲基-3-甲基咪唑鎓以及E是1-萘-1-基甲基-3-甲基咪唑鎓。
可替换地或者另外地，客体化合物可以是化学式(I)的咪唑鎓盐：
Figure BDA0000482650160000472
其中X-是反阴离子；
R1独立地选自H和饱和C1-6烷基；
R2独立地是C1-10烷基，其可以可选地包含一个或多个双键或三键，可以可选地由选自-O-、-S-、-NH-、和-B-的杂原子中断，以及可以是可选取代的。
在一种实施方式中，X-独立地选自由以下各项组成的组中：Cl-、Br-、I-、BF4 -、PF6 -、OH-、SH-、HSO4 -、HCO3 -、NTf2、C2N5O4、AlCl4 -、Fe3Cl12、NO3 -、NMeS2 -、MeSO3 -、SbF6 -、PrCB11H11 -、AuCl4 -、HF2 -、NO2 -、Ag(CN)2 -、和NiCl4-。在一种实施方式中，X-选自Cl-、Br-、和I-。
在一种实施方式中，R1选自H和线性饱和C1-6烷基。
在一种实施方式中，R2是线性C1-10烷基，其可以可选地包含一个或多个双键，可以可选地由选自-O-、-S-、-NH-、和-B-的杂原子中断，以及可以是可选取代的。
在一种实施方式中，R2是线性C1-10烷基，其可以可选地包含一个或多个双键，以及可以是可选取代的。
在一种实施方式中，在双键或三键存在的情况下，它可以共轭于咪唑鎓部分。可替换地，双键或三键可以并不共轭于咪唑鎓部分。
在一种实施方式中，可选的取代基独立地选自由以下各项组成的组中：卤基、可选取代的C5-20芳基、-OR3、-OCOR3、=O、-SR3、=S、-BR3、-NR3R4、-NR3COR3、-N(R3)CONR3R4、-COOR3、-C(O)R3、-C(=O)SR3、-CONR3R4、-C(S)R3、-C(=S)SR3、和-C(=S)NR3R4，
其中每个R3和R4独立地选自H和可选取代的饱和C1-6烷基、C5-20芳基和C1-6亚烷基-C5-20芳基，
或R3和R4可以一起形成可选饱和的5、6或7元杂环，其由基团-R3可选取代。
在一种实施方式中，可选的取代基独立地选自由以下各项组成的组中：卤基、可选取代的C5-20芳基、-OR3、-OCOR3、-NR3R4、-NR3COR3、-N(R3)CONR3R4、-COOR3、-C(O)R3、和-CONR3R4，其中R3和R4是如上文所定义的。
每个C5-20芳基可以独立地选自C6-20碳芳基或C5-20杂芳基。
C6-20碳芳基的实例包括苯基和萘基。
C5-20杂芳基的实例包括吡咯(氮杂茂)(C5)、吡啶(吖嗪)(C6)、呋喃(氧杂环戊二烯)(C5)、噻吩(硫茂)(C5)、噁唑(C5)、噻唑(C5)、咪唑(1,3-二唑)(C5)、吡唑(1,2-二唑)(C5)、哒嗪(1,2-二嗪)(C6)、和嘧啶(1,3-二嗪)(C6)(例如，胞嘧啶、胸腺嘧啶、尿嘧啶)。
每个C5-20芳基优选地选自可选取代的苯基、萘基和咪唑鎓。
每个C5-20芳基是可选取代的。可选的取代基独立地选自卤基、C1-6烷基、-OR3、-OCOR3、-NR3R4、-NR3COR3、-N(R3)CONR3R4、-COOR3、-C(O)R3、和-CONR3R4，其中R3和R4是如上文所定义的。
在一种实施方式中，每个C5-20芳基是由C1-6烷基可选取代的。
在C5-20芳基是咪唑鎓的情况下，其优选在氮处被基团R1取代(从而形成季氮)。
化学式(I)的化合物包含咪唑鎓部分，其具有在1位置处的取代基R2以及在3位置处的取代基R1。在本发明的进一步的方面，化学式(I)的化合物可以可选地在2、4或5位置处被基团RA进一步取代，其中RA具有和R1相同的含义。
在适当情况下，上述实施方式能够以任何组合形式加以组合。
封装剂
本发明的胶囊可以用来封装组分(封装剂)。在一种实施方式中，提供了包含封装剂的胶囊。胶囊适用于存储组分，以及根据需要，可以在选定的位置处在后期释放所述组分。
可以理解的是，提及封装的组分并不是指溶剂分子。例如，封装的组分不是水或不是油或有机溶剂。也应当理解的是，提及封装的组分并不是指用于制备胶囊外壳的葫芦脲或结构单元。另外，对于组分并没有特别限制。
因此，封装剂是除溶剂以外还提供的可以存在于外壳内的胶囊组分。
在本发明的方法中，胶囊外壳由组合物制备，所述组合物包含葫芦脲和一种或多种结构单元（在适当情况下）。并不是所有葫芦脲和一种或多种结构单元可以反应以形成外壳材料。另外，葫芦脲和一种或多种结构单元可以反应以形成网络，但此网络可以并不包括在形成胶囊的外壳中。这些未反应的或部分反应的试剂和产物可以包含在外壳内，并且除封装剂以外可以被包含。因此，封装剂是除未反应或部分反应的试剂和产物以外所提供的可以存在于外壳内的胶囊组分。
在一种实施方式中，封装剂化合物具有至少0.01mg/mL、至少0.02mg/mL、至少0.05mg/mL、或至少0.10mg/mL的溶解度。
在一种实施方式中，溶解度是指水溶解度(即水相)。
在一种实施方式中，溶解度是指在油相或有机相中的溶解度。
本发明的胶囊可以用来封装各种各样的组分。
在一种实施方式中，封装组分具有至少100、至少200、至少300、至少1,000、至少5,000(1k)、至少10,000(10k)、至少50,000(50k)、至少100,000(100k)或至少200,000(200k)的分子量。
在一种实施方式中，封装剂是治疗性化合物。
在一种实施方式中，封装剂是生物分子，如多核苷酸(例如DNA和RNA)、多肽或多糖。
在一种实施方式中，封装剂是聚合物分子，包括生物聚合物如上所述的那些聚合物。
在一种实施方式中，封装剂是细胞。
在一种实施方式中，封装剂是油墨。
在一种实施方式中，封装剂是碳纳米管。
在一种实施方式中，封装剂是颗粒。颗粒可以是金属颗粒。
选择胶囊的尺寸以容纳封装剂的尺寸。因此，内径(从最内壁到最内壁的距离)大于封装剂的最大尺寸。
在一种实施方式中，封装剂具有可检测标记。可检测标记可以用来量化和/或定位封装剂。标记可以用来确定胶囊所包含的封装剂的量。
在一种实施方式中，可检测标记是发光标记。在一种实施方式中，可检测标记是荧光标记或磷光标记。
在一种实施方式中，可检测标记是可见的。
在一种实施方式中，荧光标记是罗丹明或萤光素标记。
在一种实施方式中，本发明的胶囊用作反应器。如本文所描述的制备胶囊的方法将试剂放在一起，它们以分开的第二相子流形式提供，并且基本上在第二相接触第一相的同时进行接触。外壳材料形成在所形成的离散区域的界面，并且此外壳包含可以允许反应的试剂。试剂在离散区域内的定位允许控制反应时间。
在胶囊用作微型反应器的情况下，可以理解的是，当试剂反应以形成产物并伴随着相关副产物（如果有的话）时，外壳内部空间的组合物将随时间而改变。如将显而易见的是，随着反应的进行，试剂的量将减少。
另外的和替代的封装剂
除上述封装剂以外，或作为上述封装剂的替代物，封装剂可以选自下文讨论的一种或多种封装剂。在一种实施方式中，以上给出的分子量偏好适用于这些封装剂。
在一种实施方式中，封装剂选自由以下各项组成的组中：毒性分子(如神经试剂和重金属)、激素、除草剂、杀虫剂、抗体、病原体(如病毒)、佐剂、凝胶、纳米颗粒(包括金属或非金属颗粒)、聚合物(包括合成和天然聚合物)、催化剂(有机、无机、和有机金属催化剂)、粘合剂和密封剂。
病原体是一种剂，其能够在宿主中引起疾病。病原体可以是病毒、细菌、真菌、或朊病毒。
在一种实施方式中，封装剂是病毒。
病毒可以是选自由以下各项组成的组中选出的家族的病毒：腺病毒科(例如腺病毒)、疱疹病毒科(例如单纯疱疹病毒、1型和2型病毒、以及EB病毒)、乳头瘤病毒科(例如人乳头瘤病毒)、嗜肝病毒科(例如乙型肝炎病毒)、黄病毒科(例如丙型肝炎病毒、黄热病毒、登革病毒、西尼罗病毒)、逆转录病毒科(例如免疫缺陷病毒(HIV))、正粘病毒科(例如流感病毒)、副粘病毒科(例如麻疹病毒、腮腺炎病毒)、弹状病毒科(例如狂犬病病毒)、以及呼肠孤病毒科(例如轮状病毒)。
在一种实施方式中，封装剂是微生物。
如上所述，在一种实施方式中，封装剂是细胞。所述细胞可以是原核细胞或真核细胞。
所述细胞可以是哺乳动物细胞如人细胞、啮齿动物细胞(例如豚鼠细胞、仓鼠细胞、大鼠细胞、小鼠细胞)、兔形目动物细胞(例如兔细胞)、禽细胞(例如，鸟细胞)、犬类细胞(例如，狗细胞)、猫类细胞(例如，猫细胞)、马类细胞(例如，马细胞)、猪类细胞(例如，猪细胞)、羊类细胞(例如，绵羊细胞)、牛类细胞(例如，奶牛细胞)、猿猴类细胞(例如，猴或猿细胞)、猴类细胞(例如，绒猴细胞、狒狒细胞)、猿类细胞(例如，大猩猩细胞、黑猩猩细胞、猩猩细胞、长臂猿细胞)、或鸭嘴兽科细胞(例如，鸭嘴兽细胞)。
所述细胞可以是肿瘤细胞，其可以是良性或恶性肿瘤细胞。
真核细胞的实例包括上皮细胞、内皮细胞、神经细胞、骨骼细胞、和成纤维细胞等。
在一种实施方式中，封装剂是细菌，如革兰氏阳性细菌和革兰氏阴性细菌。
革兰氏阳性细菌的实例包括棒杆菌属、分支杆菌属、诺卡菌属、链霉菌属、葡萄球菌属(如金黄色葡萄球菌)、链球菌属(如肺炎链球菌)、肠球菌属(如屎肠球菌)、芽胞杆菌属、梭菌属(如艰难梭菌)以及李斯特氏菌属。
革兰氏阴性细菌的实例包括嗜血杆菌属、克雷伯氏菌属、军团杆菌属、假单胞菌属、大肠杆菌属(如大肠杆菌)、变形杆菌属、肠杆菌属、沙雷氏菌属、螺杆菌属(如幽门螺杆菌)、以及沙门氏菌属。
在一种实施方式中，封装剂是抗体。
术语“抗体”在本文中是在最广泛的意义上使用并且具体地涵盖单克隆抗体、多克隆抗体、二聚体、多聚体、多特异性抗体(例如，双特异性抗体)、以及抗体片段，只要它们表现出所期望的生物活性。抗体可以是鼠抗体、人抗体、人源化抗体、嵌合抗体、或来自其他物种的抗体。抗体是能够识别和结合于特异性抗原的由免疫系统产生的蛋白质。靶抗原通常具有许多结合位点，还称为表位，其由在多种抗体上的CDR所识别。特异性地结合于不同表位的每种抗体具有不同的结构。因此，一种抗原可以具有一种以上的对应抗体。抗体包括全长免疫球蛋白分子或全长免疫球蛋白分子的免疫活性部分，即这样的分子，该分子包含免疫特异性地结合感兴趣的靶的抗原或其部分的抗原结合位点，这样的靶包括但不限于产生与自身免疫病相关的自身免疫性抗体的一种或多种癌细胞。免疫球蛋白可以是免疫球蛋白分子的任何类型(例如IgG、IgE、IgM、IgD、和IgA)、类(例如IgG1、IgG2、IgG3、IgG4、IgA1和IgA2)或亚类。免疫球蛋白可以源自任何物种，包括人源、鼠源、或兔源。
"抗体片段"包含全长抗体的一部分，通常其抗原结合区或可变区。抗体片段的实例包括Fab、Fab'、F(ab')2、和Fv片段；双功能抗体；线性抗体；由Fab表达文库产生的片段、抗独特型(anti-Id)抗体、CDR(互补决定区)、和任何上述的表位结合片段，它们免疫特异性地结合于癌细胞抗原、病毒抗原或微生物抗原、单链抗体分子；以及由抗体片段形成的多特异性抗体。
如在本文中所使用的，术语“单克隆抗体”是指获自基本上同质抗体的群体的抗体，即，除可以少量存在的可能的天然存在的突变之外，包括该群体的单个抗体是相同的。单克隆抗体是高度特异性的，针对单个抗原位点。此外，相比于多克隆抗体制剂，其包括针对不同决定子(表位)的不同抗体，每个单克隆抗体针对在抗原上的单个决定簇。除它们的特异性以外，单克隆抗体是有利的，因为它们可以被合成而未被其他抗体污染。修饰语“单克隆”是指获自抗体的基本上均质群体的抗体的特性，并且不应当解释为需要通过任何特定方法来生产抗体。例如，按照本发明使用的单克隆抗体可以通过杂交瘤方法来制备，或可以通过重组DNA方法来制备。单克隆抗体还可以分离自噬菌体抗体文库。
在本文中单克隆抗体具体地包括“嵌合”抗体，其中重链和/或轻链的一部分与源自特定物种或属于特定抗体类或亚类的抗体中的相应序列相同或同源，而该一个或多个链的其余部分则源自另一物种或属于另一抗体类或亚类的抗体中的相应序列，以及所述抗体的片段相同或同源，只要它们表现出所期望的生物活性。
在一种实施方式中，抗体是抗体-药物结合物(ADC)。
抗体可以被适当标记，用于检测和分析，同时保持在胶囊中，以供以后使用（当释放抗体时）。
在一种实施方式中，封装剂是激素。激素可以是肽类激素，如胰岛素或生长激素，或脂质激素，如类固醇激素，例如前列腺素和雌激素。
在一种实施方式中，封装剂是多肽。在一种实施方式中，该多肽是蛋白质。在一种实施方式中，蛋白质具有催化活性，例如具有连接酶、异构酶、裂解酶、水解酶、转移酶或氧化还原酶活性。
在一种实施方式中，封装剂是聚合物。在一些实施方式中，本发明的胶囊外壳包括结构单元，其是官能化聚合物。在存在这样的结构单元的情况下，作为封装剂的聚合物不同于结构单元。在一种实施方式中，封装剂聚合物并不适合与葫芦脲形成非共价连接。
在一种实施方式中，封装剂是金属颗粒。
在一种实施方式中，纳米颗粒是或包含贵金属。
在一种实施方式中，纳米颗粒是或包含过渡金属。
在一些实施方式中，本发明的胶囊外壳包括结构单元，其是官能化颗粒。在存在这样的结构单元的情况下，作为封装剂的颗粒不同于结构单元。在一种实施方式中，封装剂颗粒并不适合与葫芦脲形成非共价连接。
在一种实施方式中，纳米颗粒是金纳米颗粒(AuNP)或银纳米颗粒(AgNP)，或包含银和金的纳米颗粒。
通常，颗粒基本上是球形的。然而，可以使用具有其他形状的颗粒（如果适当的或可取的）。
在一种实施方式中，纳米颗粒具有至多500nm、至多200nm、至多150nm、至多100nm、至多80nm、或至多70nm的直径。
在一种实施方式中，纳米颗粒具有至少1nm、至少2nm、至少5nm、至少10nm、至少15nm、至少20nm、至少30nm、或至少40nm的直径。
在一种实施方式中，颗粒的直径是在一定范围内，其中最小值和最大值选自上述的实施方式。例如，直径为1至100nm，或例如为10至100nm。例如，直径为2至500nm。
在一种实施方式中，纳米颗粒具有约20nm的直径。
平均值是指数值平均值。可以利用显微技术（包括TEM）来测量颗粒的直径。
在本发明中使用的颗粒可持续地是单分散的或具有非常低的分散性。在一种实施方式中，颗粒具有至多0.5%、至多1%、至多1.5%、至多2%、至多4%、至多5%、至多7%、至多10%、至多15%、至多20%或至多25%的相对标准偏差(RSD)。
在一种实施方式中，颗粒具有至少5nm、至少10nm、至少15nm、至少20nm、至少30nm、至少40nm的流体动力学直径。
在一种实施方式中，颗粒具有至多500nm、至多200nm、至多150nm、至多100nm、至多80nm、或至多70nm的流体动力学直径。
流体动力学直径可以指数量平均值或体积平均值。流体动力学直径可以由颗粒样品的动态光散射(DLS)测量结果来确定。
可以选择颗粒尺寸和颗粒组成以提供最适当或有利的表面增强效应。
可以利用本领域已知的技术来制备金和银颗粒。制备的实施例包括Coulston(Coulston et al Chem.Commun.2011,47,164)和Martin(Martin et al.Langmuir2010,26,7410)以及Frens(Frens Nature Phys.Sci.1973,241,20)描述的那些，其全部内容以引用方式结合于本文。
在一种实施方式中，封装剂是聚合物。在一种实施方式中，聚合物不是作为结构单元存在于胶囊外壳中的聚合物。另外，并未特别限制该聚合物。
进一步另外的和可替代的封装剂
除上述封装剂和上述另外的和替代的封装剂以外、或作为上述封装剂和上述另外的和替代的封装剂的替代物，封装剂可以选自下文讨论的进一步的封装剂中的一种或多种。在一种实施方式中，以上给出的分子量偏好适用于这些封装剂。
在一种实施方式中，封装剂是香味化合物或香味组合物。香味化合物或组合物具有适用于香料中的气味特性。
在一种实施方式中，封装剂是香料化合物或香料组合物。香料可以是或包括增味剂，如甜味剂。
在一种实施方式中，封装剂是油，如精油。精油的实例包括获自或可获自甜橙、薄荷、柠檬和丁香等的那些。
在一种实施方式中，封装剂本身是用于在其中保持封装剂的载体。例如，封装剂可以是脂质体、胶团、或小泡。脂质体、胶团、或小泡可以保持封装剂，如本文描述的封装剂中的一种。可以利用本领域已知的标准技术来制备适当加载的脂质体、胶团、或小泡。然后利用本文描述的方法，可以将加载的脂质体、胶团、或小泡封装到本发明的超分子胶囊中。
用于制备胶囊的方法
在本发明的第二方面，提供了一种方法，用于制备具有外壳的胶囊，如本发明的第一方面的胶囊，该方法包括以下步骤：
(i)在通道中使第一相的流和第二相的流接触，从而在通道中产生第二相在第一相中的离散区域的分散体，优选小滴，其中第二相包含葫芦脲和具有适合于形成超分子交联网络的适合的葫芦脲客体官能团的一个或多个结构单元，从而在离散区域内形成胶囊外壳，其中第一和第二相是不混溶的。
在一种实施方式中，第二相包含(a)葫芦脲和(1)或(2)；或(b)多个共价连接的葫芦脲和(1)、(2)或(3)，从而在离散区域内形成胶囊外壳，其中第一和第二相是不混溶的。
在一种实施方式中，第二相包含葫芦脲和(1)或(2)。
在一种实施方式中，第二相包含葫芦脲和(1)。
在本发明的方法中，在连续第一相内产生第二相的分散体。在一种实施方式中，第一和第二相中的一种是水相而另一相则是水不混溶相。
在一种实施方式中，第二相是水相。第一相是水不混溶相，例如油相。
在一种实施方式中，第一相是水相。第二相是水不混溶相，例如油相。
在一种实施方式中，所述方法进一步包括步骤(ii)：由通道收集流出物，从而获得小滴，其内是胶囊。
在一种实施方式中，所述方法包括以上步骤(ii)和可选地干燥在步骤(ii)中获得的胶囊的步骤(iii)。干燥步骤是指小滴和胶囊的去溶剂化。在第二相是水相的情况下，干燥步骤是脱水。
在一种实施方式中，第二(分散)相的流是通过结合多个子流所产生的流，其中每个子流包含用于制备外壳的试剂。因此，一个子流可以包含葫芦脲(如在(a)的情况下)或多个共价连接的葫芦脲(如在(b)的情况下)。另外的子流可以包含第一结构单元和第二结构单元(如连同组合物(1)一起)。第一结构单元和第二结构单元可以包含在相同或不同子流内。在一种实施方式中，在分开的子流中，提供葫芦脲和一种或多种结构单元。
在一种实施方式中，为用于制备外壳的每种试剂提供子流。在这种实施方式中，可以独立地改变每个子流的流率，从而独立地改变在所形成的离散区域中特定试剂的最终浓度。独立地改变流率并且因而试剂浓度的能力将允许控制所形成外壳的结构。因此，通过适当改变子流速率，可以控制外壳的孔径和厚度。
可以在接触第一相的流以前使子流接触。在这种安排中，可以同时接触或可以按序地接触多个子流。可替换地，可以在基本上第二相接触第一相的流的同时使这些子流接触。
为了最小化在第二相内非结构化聚集（包括例如水凝胶）的形成，在第二相接触第一相的流以前立即地或在基本上第二相接触第一相的流的同时，使葫芦脲或多个共价连接的葫芦脲接触结构单元。
在一种实施方式中，使第二相的流接触第一相的流（基本上垂直于第一相）。在这种实施方式中，通道结构可以是T型连接几何形状。通道的路径可以按照第一相的流的路径，在这种情况下，第二流将基本上垂直于在通道中得到的组合流。可替换地，通道的路径可以按照第二相的流的路径，在这种情况下，第一相流将基本上垂直于在通道中得到的组合流。
利用T型连接几何形状的方法可以在两相系统内提供离散区域，通常为水相在油相中的小滴（作为诱导剪切力的结果）。
在一种实施方式中，提供了第一相的另外流。使第一相流与通道中的第二相流的每个侧面接触，然后使这些相的流穿过减少了横截面的通道区域(孔口)，从而在通道中产生第二相的离散区域，优选小滴。这样的方法，其具有内部第二相的流和两个外部第一相的流，称为流聚焦构型。
使用流聚焦技术的方法可以提供第二相在第一相中的离散区域，通常为小滴，作为外部第一相对内部第二相施加压力和粘性应力的结果，从而产生所述相的窄流。这种窄流然后在孔口处或在组合流已穿过孔口以后不久分离成离散区域，通常为小滴。
在一种实施方式中，离散区域是小滴。
在一种实施方式中，离散区域是团块。
在通道中形成离散区域以后，可以沿着通道将离散区域运送到收集区。并未特别限制离散区域在通道中的停留时间。在一种实施方式中，停留时间足以允许形成外壳。
当离散区域沿着通道被传送时，它可以经受混合阶段，借此离散区域的组分被更均匀地分布在所述离散区域的周围。在一种实施方式中，通道包括卷绕区。卷绕区可以具有离散区域通过其传送的基本上S形路径的形式。
在一种实施方式中，第二相进一步包含用于封装的组分，以及步骤(i)提供用于封装组分的胶囊。
可以在简单的T型连接处使第一相和第二相接触。第二相可以由葫芦脲和(1)、(2)或(3)（在适当情况下）的单独流的组合形成。在存在两种以上组分的情况下，可以同时或依次地使这些组分接触。
可以在接触第一相以前，使这些流接触。可替换地，可以在接触第一相的同时使它们接触。
当不混溶的第一相剪断第二相时，在通道中产生第二相的离散区域。剪切频率取决于两个相的流率比。
在一种实施方式中，选择流率以提供固定数量的小滴/单位时间(小滴/秒)。
能够以至多10,000、至多5,000、至多1,000或至多500Hz的速率来制备小滴。
能够以至少1、至少10、至少50、至少100、或至少200Hz的速率来制备小滴。
在一种实施方式中，能够以一定范围的速率来制备小滴，其中最小和最大速率选自上述的实施方式。例如，速率为100至500Hz。
在一种实施方式中，所述方法包括干燥胶囊的步骤(iii)。此干燥步骤至少从胶囊部分地除去溶剂(其可以是水或有机溶剂)，并且可以称为去溶剂化。
对于干燥胶囊的方法，并没有特别限制。在一种实施方式中，可以简单地允许在环境条件下静置以获得胶囊，并允许蒸发溶剂。
在一种实施方式中，所述方法包括步骤(ii)和(iii)以及可选地步骤(iv)，该步骤是洗涤步骤，从而，用溶剂洗涤获得的胶囊。洗涤步骤的目的可以是除去表面活性剂(在使用的情况下)或在外壳形成步骤中使用的任何其他组分。步骤(iv)可以执行为在步骤(ii)和(iii)之间的中间步骤。
在一种实施方式中，所述方法包括干燥胶囊的步骤(iii)和随后再溶剂化胶囊的步骤(v)。可以在完成步骤(iii)以后数分钟、数小时、数天、数周或数月，进行再溶剂化步骤。
在一种实施方式中，提及小滴的尺寸也是直接提及胶囊的尺寸。所述小滴是在流体装置的通道中形成的小滴或从所述装置的通道中收集的小滴。所述尺寸是指还未经受去溶剂化步骤的小滴。
胶囊可以被去溶剂化，用于存储，以及随后被再溶剂化，供使用。在再溶剂化步骤中，使胶囊接触溶剂，从而再溶剂化胶囊。
在制备以后直接形成的胶囊基本上是球形的。胶囊的去溶剂化可以导致胶囊的坍塌，这是由于球形边缘的变形。外壳材料似乎以随机方式折叠。
在本文描述的制备方法中，小滴被形成以及在小滴的界面处形成胶囊的外壳。形成的小滴可以经受去溶剂化步骤，从而导致胶囊外壳的收缩。在一种实施方式中，胶囊的尺寸是指已经经受脱水步骤的胶囊尺寸。
胶囊的外壳可以具有孔。这样的孔可以具有适合于允许封装的分子通过外壳的尺寸，从而从胶囊中释放。
可以改变第一相和/或第二相的流率以允许制备具有所期望尺寸的小滴，因而允许制备具有所期望尺寸的胶囊。当相对于第二相增加第一相的流率时，小滴的平均尺寸会减小，并且形成的胶囊尺寸也会减小。
通常，第一相的流率比第二相的流率大至少1.5、2、3、4、5或10倍。
在一种实施方式中，选择第一和第二相的流率以提供具有所期望的平均直径的小滴。
利用简单的显微技术，可以从收集自流动通道的小滴样品的测量结果来确定平均颗粒尺寸。
在一种实施方式中，每个小滴是微滴。
在一种实施方式中，每个小滴是纳米滴。
在一种实施方式中，小滴的平均尺寸（直径）是至少1、5、10、20、30、或40μm。
在一种实施方式中，小滴的平均尺寸（直径）是至多400、200、100、75或50μm。
在一种实施方式中，小滴的平均尺寸是在一定范围内，其中最小值和最大值选自所述的实施方式。例如，平均尺寸为1至100μm。
由流体制备形成的小滴具有较窄的尺寸分布。这可以通过观测收集小滴的填装通过经验来估计。收集小滴的六边形紧密堆积排列指示较低的单分散性数值(参见，例如，L.J.De Cock et al.Angew.Chem.Int.Ed.2010,49,6954)。
在一种实施方式中，小滴具有至多1.5%、至多2%、至多4%、至多5%、至多7%、或至多10%的相对标准偏差(RSD)。
可以改变在第二相中的一种或多种组分的浓度。浓度的变化可以改变随后形成的外壳材料的物理和化学性能。
在一种实施方式中，可以改变葫芦脲的浓度以改变在形成的网络中的连接和/或交联度。连接或交联的增加与材料中孔径的减小相关。
在一种实施方式中，可以改变在第二相中存在的葫芦脲和结构单元的浓度，以改变外壳的厚度。
在一种实施方式中，在第二相中葫芦脲的浓度是至少0.05、至少0.1、至少0.2、至少0.3、至少0.5、至少1.0、至少5.0或至少10μM。
在一种实施方式中，在第二相中葫芦脲的浓度是至多500、至多200、至多100、至多75、至多50μM。
在一种实施方式中，在第二相中葫芦脲的浓度是在一定范围内，其中最小值和最大值选自所述的实施方式。例如，在第二相中葫芦脲的浓度为0.1至100μM。
在一种实施方式中，在第二相中结构单元的浓度是至少0.05、至少0.1、至少0.2、至少0.3、至少0.5、至少1.0、至少5.0或至少10μM。
在一种实施方式中，在第二相中结构单元的浓度是至多500、至多200、至多100、至多75、至多50μM。
在一种实施方式中，在第二相中结构单元的浓度是在一定范围内，其中最小值和最大值选自所述的实施方式。例如，在第二相中结构单元的浓度为0.1至100μM。
提及结构单元可以是指第一结构单元或第二结构单元（如本文所描述的）。
在一种实施方式中，在第二相中葫芦脲浓度与结构单元浓度的比率选自由以下组成的组中：1:1、1:2、2:3、1:3、15:85、7.5:92.5和5:95。
在存在两种或更多种结构单元的情况下，结构单元的浓度可以是指所有存在的结构单元的合并浓度。
在一种实施方式中，葫芦脲和结构单元的浓度是指在任何子流（当存在时）已经汇聚以后，在第二相中的浓度。
可替换地，葫芦脲和结构单元的浓度是指，在汇集子流以形成第二相以前，在子流内的浓度。在这种实施方式中，可以理解的是，在第二相中特定试剂的最终浓度将小于在子流中所述试剂的浓度。在最终合并第二相中特定试剂的最终浓度由相对于与其合并的一个或多个子流的流率的子流流率来确定。因而，流率比将影响试剂的最终浓度。
在一种实施方式中，在第二相中组分的浓度可以是在子流中所述组分浓度的5%、7.5%、10%、15%、20%、25%、30%、33%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、66%、70%、75%、80%、85%、90%、或95%。
在一种实施方式中，由三个独立的子流的组合产生第二相。这些流各自独立地包含葫芦脲、第一结构单元和第二结构单元。在流率相等的情况下，可以理解的是，在合并水相中葫芦脲、第一结构单元和第二结构单元各自的浓度将是在相应子流中各种试剂的浓度的三分之一。
在一种实施方式中，葫芦脲、第一结构单元和第二结构单元子流的流率的比率选自由1:1:1、2:2:1、1:1:2、15:15:70、7.5:7.5:85、和5:5:90组成的组。
在这种实施方式中，第一结构单元可以包含聚合物分子而第二结构单元可以包含颗粒。
在一种实施方式中，在环境温度下实施本发明的方法。
在一种实施方式中，在约5、10、15、20、25、或高于25℃下实施本发明的方法。
仪器
本发明的方法需要在通道中汇聚第二相的流和第一相的流（其不混溶于第二相），从而产生第二相在第一相中的分散体。用于产生第一相和第二相的流的方法是本领域中众所周知的。在一种实施方式中，每个流(流或子流)可以由注射器（在可编程注射泵的控制下）产生。每个注射器加载有适当的水溶液或水不混溶相。
在本发明的方法中，仅当这些流处于所需要的流率时，才可以收集小滴。
并不特别限制其中使第二相流和第一相流接触的通道。
在一种实施方式中，通道是微流体通道。
在一种实施方式中，通道具有至多1,000、至多500、至多200、至多100或至多50μm的最大横截面。
在一种实施方式中，通道具有至少0.1、至少1、至少10或至少20μm的最大横截面。
通道可以提供在适当的基质中。所述基质是这样的基质，其将不与可络合组合物的组分反应。
基质可以是基于PDMS的基质。
用于流体流技术的基质的制备是本领域技术人员众所周知的。本领域中的实施例包括由Yang等人描述的制备(Yang et al.Lab Chip2009,9,961)，其结合于本文。
第二相
第二相不混溶于第一相。第二相可以称为分散相，尤其是在它已接触第一相并分离成离散区域如小滴以后。
在一种实施方式中，第一或第二相中的一种是水相。因此，第一或第二相中的另一种是水不混溶的。
然而，不必要的是，这些相之一是水相，并且熟悉流体技术的那些人将认识到，可以使用不混溶相的其他组合。例如，已描述使用氯仿有机相以及聚乙烯醇相(参见Yang et al.Lab Chip2009,9,961)。
通常，第二相是这样的相，其适用于保持，例如溶解，一种或多种葫芦脲和结构单元、以及封装剂（当存在时）。
在一种实施方式中，第二相的选择是针对它溶解葫芦脲的能力。
葫芦脲化合物的差别在于它们的水溶性。制备方法可以适合于考虑到这种溶解性。如本文所描述的，本发明的方法需要使用包含葫芦脲的第二相。第二相可选作适合溶解葫芦脲的相。在葫芦脲化合物是水溶性的情况下，第二相可以是水相。在葫芦脲化合物具有较低或无水溶解度的情况下，第二相可以是水不混溶相，如油相或有机相。
在一种实施方式中，第二相的流率是至多1,000、至多500、至多250、或至多100μL/分钟。
在一种实施方式中，第二相的流率是至少0.05、至少0.1、至少0.5、至少1、至少5、至少10、或至少50μL/分钟。
在一种实施方式中，第二相的流率是在一定范围内，其中最小值和最大值选自所述的实施方式。例如，第二相的流率为0.1至100μL/分钟。
第二相的流率是指，在该相接触第一相以前，该相的流率。
在第二流是进行接触的两个或更多子流的组合的情况下，第二相的流率是指每个子流的流率的数值总和。流率是指当它们进行接触时子流的合并流率，其可以是在所述流接触第一相以前，或在基本上在所述流接触第一相同时。
第一相
第一相包含不混溶于第二相的组分。第一相可以称为连续或载体相。
在一种实施方式中，第一相的流率是至多1,000、至多500、或至多250μL/分钟。
在一种实施方式中，第一相的流率是至少10、至少50、或至少100μL/分钟。
在一种实施方式中，第一相的流率是在一定范围内，其中最小值和最大值选自所述的实施方式。例如，第一相的流率为100至250μL/分钟。
第一相的流率是指在该相接触第二相以前该相的流率。
在使用流聚焦技术来发展第二相的离散区域的情况下，两个第一相的流率可以是相同的。
第一相可以另外包含表面活性剂。在第一相中提供表面活性剂以稳定用流体制备方法形成的粗乳状液。形成离散区域(如小滴)的步骤可能需要存在表面活性剂。此外，表面活性剂的存在可用于限制或阻止收集的小滴发生聚结。
表面活性剂的选择并不受到特别限制，并且涵盖任何表面活性剂，其能够促进和/或稳定第二相在第一相中的离散区域如小滴的形成。
用于本发明的适合的表面活性剂包括由Holtze等人Lab Chip2008,8,1632描述的那些。通常，这种表面活性剂包含连接于聚乙二醇的低聚物全氟聚醚(PFPE)。这种表面活性剂尤其可用于稳定氟碳油包水乳液。
相对于总相，表面活性剂的存在量是至多0.1%、至多0.2%、至多0.5%、至多0.75%、至多1%、至多2%、至多5%w/w。
相对于总相，表面活性剂的存在量是至少0.05%或至少0.07%w/w。
在第一相是水相的情况下，表面活性剂可以是聚乙烯醇。
在一种实施方式中，在第二相中，第一相具有至多50、至多20、至多10、或至多5ppmw的溶解度。
在一种实施方式中，在第一相中，第二相具有至多50、至多20、至多10、或至多5ppmw的溶解度。
水相
在本发明的方法中，本发明需要使用水相作为连续或分散相。用于制备包含适当组分的适宜水溶液的方法对于本领域技术人员而言将是显而易见的。
水不混溶相
本发明需要使用不混溶于水的相。该相可以是基于油的相(油相)或基于有机溶剂的相(有机相)、或两者的组合。
在一种实施方式中，水不混溶相是液相。
在另一种实施方式中，水不混溶相是气相。通常，在水不混溶相是第一相的情况下，此实施方式是合适的。
油相具有油作为主要组分。在环境温度下，所述油是液体。
所述油是惰性的。即，它并不与葫芦脲反应来形成络合物、或任何其他产物。所述油并不与任何存在的结构单元反应。所述油并不与外壳反应。
在一种实施方式中，油是基于碳氢化合物的油。
在一种实施方式中，油是矿物油。
在一种实施方式中，油是氟化碳氢化合物油。
在一种实施方式中，油是全氟化油。用于本发明的全氟化油的一个实例是FC-40(Fluoroinert，如可获自3M)。
在一种实施方式中，油是硅油。
在一种实施方式中，水不混溶相具有有机溶剂作为主要组分。例如，有机溶剂选自氯仿和辛烷。
具有封装剂的胶囊
本发明的方法适合于将材料加入胶囊中。因此产生的胶囊包含封装材料(封装剂)。
在本发明的进一步方面，提供了用于制备具有外壳的胶囊的方法，其中胶囊封装组分，该方法包括以下步骤：
(i)在通道中使第一相的流和第二相的流接触，从而在通道中产生第二相的离散区域，优选小滴，其中第二相包含(a)葫芦脲、一种组分和(1)或(2)；或(b)多种共价连接的葫芦脲、一种组分和(1)、(2)或(3)，从而在离散区域内形成胶囊外壳，其中胶囊封装所述组分并且第一相和第二相是不混溶的。
本发明的方法是特别有吸引力的，这是因为它允许将存在于第二相流中的所有组分封装在胶囊外壳内。在与第一相的界面处，在小滴的边界处，发生胶囊外壳的形成。因此，所有组分被封装在形成的外壳内。因此，本方法提供了用于将组分加入胶囊中的有效方法。
在一种实施方式中，在子流中，提供待封装的组分。使此子流与一个或多个其他子流接触，所述一个或多个其他子流包含用于制备外壳的试剂，例如葫芦脲和一种或多种结构单元。可以在与第一相的流接触以前，使包含待封装组分的子流接触另一子流。可替换地，可以在基本上第一相与第二相的流接触的同时，使包含待封装组分的子流与另一子流接触。
提供用于待封装组分的子流，其由包含用于胶囊外壳的材料的子流分离，使得可以在所形成的离散区域(如小滴)中控制组分的浓度，并且同样地控制外壳内存在的封装剂的最终量。
在一种实施方式中，所述方法是用于制备封装多种组分的胶囊的方法。在这种实施方式中，水相至少包含待封装的第一组分和待封装的第二组分。可以在与第一相接触以前或在基本上第二相与第一相的流接触的同时，将多种组分提供在所接触的单独的子流中。
在一种实施方式中，在第二相中待封装组分的浓度是至少0.01、至少0.02、至少0.05、至少0.1、至少0.2、至少0.3、至少0.5、至少1.0、或至少5.0μM。
在一种实施方式中，在第二相中待封装组分的浓度是至多500、至多200、至多100、至多75、至多50、或至多10μM。
在一种实施方式中，在第二相中待封装组分的浓度是在一定范围内，其中最小值和最大值选自所述的实施方式。例如，在第二相中待封装组分的浓度为0.02至50μM。
在一种实施方式中，待封装组分的浓度是指，在任何子流（当存在时）已经汇聚以后，第二相中的浓度。
可替换地，在含水流是待接触的两个或更多子流的组合的情况下，待封装组分的浓度是指在汇集子流以形成第二相以前在子流内的浓度。在这种实施方式中，可以理解的是，在第二相中封装剂的最终浓度将小于试剂在子流中的浓度。在最终合并第二相中封装剂的最终浓度通过相对于与其合并的一个或多个子流的流率的子流流率来确定。因此流率的比率将影响试剂的最终浓度。
在一种实施方式中，在水相中组分的浓度可以是所述组分在子流中的浓度的5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%、55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%、或95%。
在提供另外的封装剂子流以及每种葫芦脲和一个或多个结构单元流的子流的情况下，每种葫芦脲和一种或多种结构单元的流率可以被改变以考虑到为封装剂提供另外子流的稀释效应。
本发明提供了胶囊，其获自或可获自本文描述的任何方法。胶囊可以包含封装组分，其还可以利用本文描述的方法加以制备。
胶囊的分析
在上面的章节中，描述了外壳材料、外壳形状、外壳尺寸的分析。例如，可以通过简单的明场显微术来分析胶囊以确定胶囊外壳的形状。获得的图像还可以用来确定胶囊外壳的横截面，通常为直径。
还可以利用扫描电子显微术和透射电子显微术来分析胶囊外壳的形状、横截面和它的厚度。透射电子显微术特别适合用于研究外壳网络的组成。例如，在网络包含聚合物化合物结构单元和纳米颗粒结构单元的情况下，纳米颗粒可以被观察为分散在整个聚合物材料中。这种分散体是纳米颗粒和聚合物分子与葫芦脲的络合作用和互连的结果。
本发明的发明者已有用地将可检测标记加入外壳材料中和加入封装剂中，从而允许定位和限定每一种。在标记是荧光标记的情况下，它可以通过例如激光扫描荧光显微术加以检测。
本发明的发明者还已经产生这样的胶囊，其具有能够提供表面增强共振效应的结构单元。具体地，通过用作结构单元的颗粒，如金属纳米颗粒，来提供这种效应。
在外壳内能够提供表面增强共振效应的结构单元的存在可以有利地用来分析外壳本身、或其中封装的材料。可以选择结构单元以最大地提供适当有用的增强。例如，较大的纳米颗粒结构单元，例如5nm直径纳米颗粒，可以提供比2nm直径纳米颗粒更大的增强。
在一种实施方式中，表面增强光谱法是表面增强拉曼光谱法(SERS)。
在一种实施方式中，表面增强光谱法是相干反斯托克斯拉曼光谱(CARS)。
在一种实施方式中，表面增强光谱法是光致发光光谱。
在一种实施方式中，表面增强光谱法是红外光谱法。
本发明的发明者已表明，表面增强共振光谱法可以用来证实在胶囊内封装剂的存在。例如，SERS可以用来确定生物分子如葡聚糖的存在（通过在拉曼光谱中确定葡聚糖的特征信号）。
峰的强度可以用来量化胶囊内存在的封装剂的量。
表面增强光谱技术是本领域技术人员众所周知的，并且本文详细描述了适合的技术。
胶囊的应用
本文描述的胶囊适用于作为用于材料的封装剂。这种材料可以储存在胶囊内并根据需要由胶囊释放。
在一种实施方式中，提供了包含封装组分的本发明的胶囊。
在一个方面，本发明提供了用于递送组分至某个位置的方法，该方法包括以下步骤：
(i)提供本发明的胶囊，其包含封装组分；
(ii)递送胶囊到某一位置；以及
(iii)允许从胶囊并在所述位置释放封装组分。
在一种实施方式中，位置是在体内。
在一种实施方式中，位置是在体外。
在一种实施方式中，封装组分的释放是响应于外部刺激。
在一种实施方式中，外部刺激选自由竞争剂客体化合物、光、氧化剂、和还原剂组成的组。
在一种实施方式中，封装组分的释放是响应于局部条件的变化。
在一种实施方式中，局部条件的变化可以是pH的变化、温度的变化、氧化水平的变化、浓度的变化、或反应性化学实体的出现。
在一种实施方式中，通过破坏在葫芦脲和一种或多种客体分子之间形成的络合物来实现封装剂的释放。在一种实施方式中，在释放位置处提供共价连接于竞争剂客体分子的化合物。竞争剂客体分子替换结构单元的客体分子，从而破坏形成胶囊外壳的网络。这种破坏可能引起在外壳中出现孔，由此封装的化合物可以通过并被释放。在一种实施方式中，竞争剂客体分子引起胶囊外壳的广泛破坏。
在一种实施方式中，通过破坏络合物（利用光，例如入射激光）来实现封装剂的释放。在它们的用来确定本发明的胶囊(例如包含颗粒的那些胶囊)的表面增强光谱性能的实验中，本发明的发明者已发现，胶囊暴露于激光导致胶囊的完整性的至少部分丧失。本发明人已经发现，仍然可以对本发明的胶囊进行SERS分析。当增加入射激光的功率和/或增加胶囊对激光的暴露时间时，会看到胶囊降解。这种降解效果可以受到外壳组分的影响，例如结构单元的特性。例如，已知，小型金纳米颗粒(例如5nm直径)吸收而不是散射入射激光。这种吸收光可以辐射为热量，其可以具有破坏络合物的局域网络的效应。
在一种实施方式中，胶囊封装两种或更多种组分。在存在两种或更多种组分的情况下，可以在后期同时或依次地释放组分。
在一种实施方式中，首先释放第一组分。在第一组分以后释放第二组分。
在一种实施方式中，本发明的胶囊适用于连接至表面。例如，胶囊可以提供有官能团，其适合于与表面形成键，如共价键。这种官能团可以包含在结构单元内，所述结构单元是外壳的组分。胶囊可以排列在表面上以提供阵列。
替代的客体-主体超分子络合物
本文描述的是这样的胶囊，该胶囊具有外壳，所述外壳可获自葫芦脲与共价连接于适当的葫芦脲客体分子的结构单元的超分子络合作用。
在本发明的又一个一般性方面，本发明提供了胶囊，该胶囊具有外壳，所述外壳可获自主体与共价连接于适当主体客体分子的结构单元的超分子络合作用。
如上所述，主体可以是葫芦脲而客体可以是葫芦脲客体分子。替代葫芦脲客体-主体络合物或除葫芦脲客体-主体络合物以外，可以使用其他客体-主体络合物。
因此，本发明涵盖使用客体，其能够非共价地结合一个或两个客体，从而交联客体共价结合至其上的结构单元。
葫芦脲的使用是优选的，这是由于高结合常数，其是可获得的并可以通过其易于组装络合物和胶囊。
因此，在本申请中提及葫芦脲可以视为提及替代的主体。因此，提及葫芦脲客体分子可以视为提及替代的主体客体分子。在与胶囊、络合物、结构单元、制备方法、和胶囊的应用相关的部分中阐述的偏好适用于本文描述的另外和替代的客体和主体（在必要时，适当改变这些特点）。因而，本发明人认为，本文描述的方法和技术总体上适用于其他客体主体系统。
替代的主体可以能够形成三元络合物。在络合物在客体的空腔内包含两个客体的情况下，所述络合物的结合常数，Ka，是至少103M-2、至少104M-2、至少105M-2、至少106M-2、至少107M-2、至少108M-2、至少109M-2、至少1010M-2、至少1011M-2、或至少1012M-2。在这种实施方式中，外壳是具有多种络合物的网络，其中每种络合物包含结合第一客体分子和第二客体分子的主体。第一客体分子和第二客体分子共价连接于第一结构单元，或共价连接于第一结构单元和第二结构单元。
替代的主体可以能够形成二元络合物。在络合物在客体的空腔内包含一个客体的情况下，所述络合物的结合常数，Ka，是至少103M-1、至少104M-1、至少105M-1、至少106M-1、至少107M-1、至少108M-1、至少109M-1、至少1010M-1、至少1011M-1、或至少1012M-1。在这种实施方式中，外壳是具有多种络合物的网络，其中每种络合物包含结合一个客体分子的主体，以及每个主体共价连接于至少另一个主体。客体分子共价连接于第一结构单元，或共价连接于第一结构单元和第二结构单元。
在一种实施方式中，主体选自环糊精、杯[n]芳烃、冠醚和葫芦脲，以及一种或多种结构单元具有分别针对环糊精、杯[n]芳烃、冠醚或葫芦脲主体的适合的主体客体官能团。
在一种实施方式中，主体选自环糊精、杯[n]芳烃、和冠醚，而一种或多种结构单元具有分别针对环糊精、杯[n]芳烃、或冠醚的适合的主体客体官能团。
在一种实施方式中，主体是环糊精而一种或多种结构单元具有适合的环糊精客体官能团。
主体可以与客体形成二元络合物。在这种情况下，主体将共价连接于一种或多种其他客体分子以允许在结构单元之间形成交联。
在一种实施方式中，主体是环糊精。环糊精化合物容易获自商业来源。连同环糊精一起使用的许多客体化合物也是已知的。
环糊精是D-吡喃葡糖的非对称桶形环状低聚物。通常，环糊精能够结合疏水性不带电荷客体。例如，客体包括具有烃官能团和芳族官能团的那些分子如金刚烷、偶氮苯、和芪衍生物。用于的环糊精其他客体分子包括生物分子如木糖、色氨酸、雌三醇、雌激素和雌二醇。
在一种实施方式中，环糊精是α-、β-或γ-环糊精。在一种实施方式中，环糊精是β-或γ-环糊精。通常，连同γ-环糊精一起使用较大的客体。
环糊精具有环形几何形状，其中D-吡喃葡糖的仲羟基位于较大开口处，而伯羟基位于较小开口处。一个或多个羟基，其可以是仲羟基或伯羟基，可以被官能化。通常，伯羟基被官能化。在一种实施方式中，提及环糊精化合物是提及其衍生物。例如，借助于包含烷基胺的取代基来官能化环糊精的一个或两个伯羟基。在另一个实施例中，在每个D-吡喃葡糖单元内的一个、两个或三个羟基被烷基醚基团（例如甲氧基）替代。借助于羟基，可以连接多个共价连接的环糊精。
未官能化和官能化环糊精的实例阐述于Rekharsky等人的图表1中(Chem.Rev.1998,98,1875)，而用作客体的化合物的实例阐述于表1至3以及图表2。Rekharsky等人的发现以引用方式结合于本文。
在制备方法中，环糊精可以存在于第二相中，例如存在于水相中（如本文所描述的）。
在一种实施方式中，主体是杯[n]芳烃。杯[n]芳烃化合物容易获自商业来源，或可以通过苯酚、间苯二酚和连苯三酚醛（例如甲醛）的缩合加以制备。
连同杯[n]芳烃一起使用的许多客体化合物是已知的。通常，杯[n]芳烃能够结合含氨基的分子。基于哌啶的化合物和氨基官能化环己基化合物可以用作客体。客体的另外实例包括阿托品、穴状配体（crytand）、酚蓝、和蒽酚蓝等。
未官能化和官能化环糊精的实例阐述于Danil de Namor等人的图表1(Chem.Rev.1998,98,2495-2525)，其以引用方式于本文。用作客体的化合物的实例阐述于Danil de Namor等人的表2、3、5以及10。
在一种实施方式中，杯[n]芳烃是杯[4]芳烃、杯[5]芳烃或杯[6]芳烃。在一种实施方式中，杯[n]芳烃是杯[4]芳烃。
可以通过使用适当官能化羟基芳基醛来制备适当地官能化的杯[n]芳烃。例如，可以用包含烷基醚的基团或包含乙二醇的基团来替代羟基。可以借助于羟基来连接多个共价连接的杯[n]芳烃。
在制备方法中，杯[n]芳烃可以存在于第二相中，例如存在于水相或水不混溶相中（如本文所描述的）。
在一种实施方式中，主体是冠醚。冠醚化合物容易获自商业来源或可以容易地制备。
连同冠醚一起使用的许多客体化合物也是已知的。例如，阳离子客体如氧基-和吡啶鎓-官能化的分子，可以是适合的客体分子。
未官能化和官能化环糊精的实例阐述于整个Gokel等人.(Chem.Rev.2004,104,2723-2750)，其以引用方式于本文。在全文中描述了用作客体的化合物实例。
在一种实施方式中，冠醚选自由18-冠-6、二苯并-18-冠-6、二氮杂-18-冠-6和21-冠-7组成的组。在本发明中，较大冠醚是优选的。较小冠醚可以仅能够结合小金属离子。较大冠醚能够结合官能团和分子。
在一些实施方式中，主体是具有冠醚和杯[n]芳烃官能团的客体。这样的主体称为杯冠[n]化合物。
在制备方法中，冠醚可以存在于第二相中，例如存在于水不混溶相中（如本文所描述的）。
可以使用其他客体-主体关系，如对于本领域技术人员而言将是显而易见的。用于本发明的其他客体-主体络合物包括由Dsouza等人启发的那些(Chem.Rev.2011,111,7941-7980)，其以引用方式结合于本文，以及尤其是在方案6和7中阐述的那些主体，其包括葫芦脲、环糊精、和杯芳烃以及环芳AVCyc、杯吡啶C4P和方酰胺（squarimide）SQAM。
环糊精的使用优于冠醚和杯[n]芳烃主体。
其他偏好
本文明确披露了所述实施方式的每个和所有相容的组合，就像每个和所有组合单独地并且明确地说明一样。
鉴于本公开，对于本领域的技术人员而言，本发明的各种进一步的方面和实施方式将是显而易见的。
如在本文中所使用的，“和/或”应当视为具体披露两种指定特征或组分中的每种（具有或不具有另一种）。例如“A和/或B”应视为具体披露(i)A、(ii)B以及(iii)A和B的每一种，就像本文中单独阐述每一种一样。
除非上下文另有规定，上文阐述的特点的描述和定义并不限于本发明的任何具体方面或实施方式，并且同样适用于所描述的所有方面和实施方式。
现将通过举例的方式并参照上述附图来说明本发明的某些方面和实施方式。
实验和成果
利用Bruker Avance QNP400来记录IH NMR(400MHz)谱。在CDCl3中记录化学位移，以ppm(δ)为单位，其中内部参比设定为d7.26ppm，或在MeOD中，其中内部参比设定为d3.31ppm。在CDCl3中记录化学位移，以ppm(δ)为单位，其中内部参比分别设定为d77.16ppm和d49.00ppm。利用装备有通用ATR采样附件的Perkin-Elmer Spectrum100系列FT-IR光谱仪，来进行ATR FT-IR光谱法。用Varian Cary4000UV-Vis分光光度计进行紫外-可见光研究。用Bruker BioASpex II4.7e FT-ICR质谱仪液相色谱法-质谱分析Waters ZQ来记录高分辨质谱。所有原始材料购自Alfa Aesar和Sigma Aldrich并按原样使用（除非另有说明）。如先前由Kim记录的来制备CB[8](参见Kim et al.J.Am.Chem.Soc.2000,122,540)。按照文献方法来合成MV2+-AuNP(5nm)和Np-pol(参见Coulston et al.Chem.Commun.2011,47,164)，以及如先前报道的来制备MV2+-pol(参见Appel et al.J.Am.Chem.Soc.2010,132,14251)。将所有水相溶解于去离子水，上述去离子水用Milli-QTM试剂系统加以处理以确保>15MΩcm-1的电阻率。
用于形成胶囊的一般策略
以下描述用于制备胶囊的一般策略。在后续部分中提供了详细的实验详情。
在典型的微胶囊制备过程中，利用简单的T型连接几何形状，首先产生微滴(参见Xu et al.AIChE Journal2006,52,3005和Thorsen et al.Phys.Rev.Lett.2001,86,4163)，如示意性地表示于图1a中的。在此实验中，第一相是包含表面活性剂的油相，而第二相是水相。将油载体相引导进入垂直于水分散相的装置，其包括针对CB[8]的溶液1、MV2+-AuNP的溶液2、以及Np-pol的溶液3的三个入口。当不混溶的油相以取决于两相的流率比的频率剪断水相时产生小滴。紧接着在生成以后，小滴通过盘绕通道，其被设计成用于在线充分混合三种试剂，如图1b中所示。借助于2:1的油:水流率比(其中，水相的流率是指三个子流的合并流率))，小滴以300Hz的频率产生并且当收集在显微镜载物片上时表现出高水平的单分散性，如通过它的较窄的粒度分布和1.3%的较低变化系数所指示的(图1c)。
在微滴脱水以后，观测到微胶囊形成。过程示于图2a，其中在小滴收缩的最后阶段中，当小滴的球形变形时，可以看到微胶囊形成。它似乎是在边缘处以随机方式折叠，看似坍塌。当在诱导再水化的渗透力的机制以后看到展开的胶囊时，进一步证实了这种胶囊样结构的特性(图2b)。还获得扫描电子显微术(SEM)图像(图2c)，示出高度皱缩、随意折叠的结构，类似于中空胶囊，由于缺少内部支撑其已坍塌。胶囊外壳由MV2+-AuNP和聚合物的网络组成，如透射电子显微术(TEM)图像(图2d)所示，由此，经由推测的Np-聚合物的网格，互相连接单个MV2+-AuNP。可能的是，胶囊外壳由多层组成，这是因为MV2+-AuNP似乎是彼此叠加。这种超分子微胶囊形成的过程示意性地示于图2e。虽然最初，CB[8]、MV2+-AuNP、和Np-pol的含水混合物被限于小滴中，但在油-水界面处交联超分子复合物的沉积被认为是不仅受助于来自水蒸发的驱动力，而且受助于通过胶体纳米颗粒的界面能稳定作用(参见Patra et al.Chemistry-An Asian journal2010,5,2442)。在形成以后，这些微胶囊是高度耐热(100℃)和耐减压的，大概是由于CB[8]1:1:1三元络合物的高度稳定的主链。当用CB[7]（其不能形成三元络合物）替代CB[8]时，或当AuNP没有被MV2+配体官能化时，没有观测到微胶囊形成(见下文)。
通过将荧光团加入聚合物，使得在胶囊的形成期间可以可视化聚合物的分布，来进一步研究界面模板效应。如图3a所示，经由RAFT聚合(Supplementary Information)，将罗丹明-6G官能团加入包含PEG和NP官能团(NP-RD-pol4)的聚合物。然后，连同上述微胶囊的其他两种组分的水溶液一起，将水溶液NP-RD-pol注入小滴生成装置。将小滴引导进入安装在载玻片上的PDMS容器并由其加以收集，然后利用激光扫描共聚焦显微镜(LSCM)并借助于63x油浸物镜，记录含水小滴在油中的荧光图像。图3b示出限于小滴的水-油界面的罗丹明荧光的明确界定层，其指示在微胶囊的形成过程中聚合物的分布。这种观测结果是由于在氟油和聚合物之间的疏水性相互作用，并且与先前报道的聚合物微胶囊的界面模板合成相一致(参见Abraham et al.Advanced Materials2008,20,2177和Yang et al.LabChip2009,9,961)。
借助于微滴辅助封装可以容易地制造中空胶囊的事实进而导致这样的观念：能够以100％的效率，将水溶性运载物加载进入这些微胶囊，这是因为加载并不依赖于微胶囊合成后的被动扩散(参见Peyratout et al.Angew.Chem.Int.Ed.2004,43,3762;Abraham et al.Advanced Materials2008,20,2177;An et al.Biomacromolecules2006,7,580)。通过将异硫氰酸荧光素标记的葡聚糖(FITC-葡聚糖)加载进入胶囊来测试所述假设。葡聚糖，由于高生物相容性和通用性，已广泛用于药物、蛋白质和成像剂的递送(参见Mehvar Journal of Controlled Release2000,69,1)。利用目前的微流体系统，通过简单地将FITC-葡聚糖溶液加入水溶液入口之一来加载FITC-葡聚糖。以这种方式产生的微滴除CB[8]、MV2+-AuNP、和Np-RD-pol的混合物以外还包含25%v/v FITC-葡聚糖。
如前所述，记录和分析LSCM图像，并示于图3c。直径为46μm的最初的小滴表现出在水-油界面处罗丹明荧光的限定层，而胶囊的中心则均匀充满来自FITC-葡聚糖的FITC荧光。检查荧光强度曲线，可以清楚地看到，罗丹明-外部分布在FITC-内部的外缘上，这表明"外壳"确实形成在"运载物"的外侧。当随着时间的推移小滴脱水时，材料变得更加浓缩，因此荧光强度增加。直径为23μm的相同小滴，连同它的LSCM图像和记录的荧光强度曲线(图3d)，表明在FITC内部和罗丹明外部之间不太清楚的边界。事实上，FITC-内部似乎已开始变成外壳壁的一部分，最有可能通过胶囊外壳的间隙位点。此观测结果为这种材料的SERS分析提供了基础，这将在下文详细说明。总的来说，这些LSCM结果明确表明这种超分子微胶囊的中空特性，其中所述超分子微胶囊表现出定量的加载效率，其中超分子构造胶囊外壳容易受到各种官能团攻击。
用于形成包含封装剂的胶囊的一般策略
通常利用各种分子量的市售FITC-葡聚糖作为模型运载物，这是由于其化学组成的简单性和形状的均匀性，来研究聚合物微胶囊的可渗透性(参见An et al.Biomacromolecules2006,7,580;Hermanson et al.PhysicalChemistry Chemical Physics2007,9,6442)。通过封装FITC-葡聚糖的水溶液，接着完全脱水，然后再水化胶囊，同时利用荧光显微镜来监测FITC的分布，来研究本微胶囊的可渗透性。如图4a所示，包含FITC-葡聚糖的干燥微胶囊呈现明亮的荧光（尽管起皱的表面）。通过在水中再分散胶囊，来引发荧光运载物的渗透。当将包含10kDa FITC-葡聚糖的微胶囊水化时，胶囊壁膨胀以恢复初始球形轮廓，而先前限定的FITC荧光已渗漏到外部水相(图4a)。相反地，当将500kDa FITC-葡聚糖封装在胶囊中时，在再水化以后，荧光严格局限在胶囊内部而没有任何渗透(图4b)。这样的结果揭示了微胶囊外壳的多孔特性，其对于特定尺寸运载物具有某一阈值。这符合许多先前报道的聚合物微胶囊和聚电解质微胶囊(参见An et al.Biomacromolecules2006,7,580;Cavalieri et al.ACS Nano2009,3,234;Ameloot et al.Nat.Chem.2011,3,382)。尽管胶囊壁在一定程度上的溶胀和膨胀，但这些胶囊在水中稳定至少48小时。
除所述FITC-葡聚糖以外，还测试了其他分子量荧光探针，以进一步阐明微胶囊的可渗透性。结果总结于表la，其中"0"可渗透性表示微胶囊外壳完全封闭葡聚糖，而"100%"是指胶囊是完全可渗透。在20个以上的胶囊中观测到每个结果。对于由一定比率的组分制备的这种特定微胶囊，分子量为70kDa和以下的任何葡聚糖能够容易地扩散出胶囊，而分子量为150kDa和以上的任何葡聚糖则被胶囊外壳完全截留。考虑到葡聚糖链构象可以被看作是在溶液中的小球状颗粒，所以FITC-葡聚糖的回转半径(RE)可以给出孔径的良好的评估(参见Andrieux et al.Analytical Chemistry2002,74,5217)。分子量为70kDa的FITC-葡聚糖具有大约8nm的回转半径，而它的150kDa对应物则具有11nm的半径(参见Granath Journal of ColloidScience1958,13,308)。鉴于作为FITC-葡聚糖的分子量的函数的可渗透性变化，这表明，对于尺寸小于11nm的大分子，微胶囊是可渗透的。
表1示出作为荧光探针的分子量(MW)的函数，以下各项的定性可渗透性变化的数据：(a)包含MV2+-AuNP、CB[8]和Np-pol的微胶囊，其中MV2+:CB[8]:Np的摩尔比率为2:1:2；以及(b)包含MV2+-AuNP、CB[8]和Np-pol的微胶囊，其中MV2+:CB[8]:Np的摩尔比率为1:1:1。
表1A–对于FITC-葡聚糖的可渗透性
荧光探针 可渗透性
FITC-葡聚糖,MW500000 0
FITC-葡聚糖,MW250000 0
FITC-葡聚糖,MW150000 0
FITC-葡聚糖,MW70000 100
FITC-葡聚糖,MW40000 100
FITC-葡聚糖,MW10000 100
FITC,MW376 100
表1B–对于FITC-葡聚糖的可渗透性
荧光探针 可渗透性
FITC-葡聚糖,MW150000 0
FITC-葡聚糖,MW70000 0
FITC-葡聚糖,MW40000 100
还研究了在胶囊外壳的可渗透性的程度和通过CB[8]在MV2+-AuNP和Np-pol之间的交联程度之间的关系。为此目的，制备了包含两倍CB[8]量的不同的微胶囊（简单地通过变化试剂的流率，因而改变组分的百分比）。因此这被认为会提高交联度，这是因为在所有结合位点被饱和以前提供了更多交联剂。然后，通过在水中封装和扩散具有各种分子量的FITC-葡聚糖来进行可渗透性研究。结果总结于表1b，其表明，这些胶囊对于分子量为40kDa的FITC-葡聚糖是完全可渗透的，而对于分子量为70kDa和以上那些则是不可渗透的。相比于它的对应物的可渗透性截止值（CB[8]在混合物中仅为50%），这些胶囊对于尺寸小于8nm的大分子是可渗透的。这表明，通过改变胶囊外壳组分的比率，可以容易调节这些超分子微胶囊的孔径，从而为定制孔径提供有前途的潜力，这取决于待释放的运载物的性能。
对用于形成包含封装剂的胶囊的一般策略的附加说明
本发明的发明者还已证实，本发明的方法可以用来制备封装微生物（以及尤其是细胞）的胶囊。在所述用于制备包含葡聚糖的胶囊的实施例中，调整包含葡聚糖的相使得细菌细胞悬液用来代替葡聚糖。在这种情况下，使用表达绿色荧光蛋白(GFP)的大肠杆菌悬液。获得包含大肠杆菌的胶囊并通过LSCM加以分析。LCSM图像和强度曲线示于图10。
用于确定胶囊表面增强共振效应的一般方法
还研究了利用这些包含AuNP的微胶囊作为用于表面增强拉曼光谱法的新型等离子体材料的潜力。鉴于在胶囊形成期间当进行脱水时，少量的封装材料似乎定位于外壳的孔中，这些胶囊将具有以下潜力：不仅增强来自胶囊外壳材料本身的拉曼信号而且可能增强已由微胶囊封装的任何材料的拉曼信号。通过制备包含5nm和20nm MV2+-AuNP并具有多价甲基紫精官能化聚合物(MV2+-pol5)的不同的微胶囊来研究此假设(图6a)。在包含AuNP的胶囊的两个实施例中，当利用633nm激光线来激发样品时，获得CB[8]和MV的特征SERS信号：CB[8](830cm-1)的C-N-C形变和CH2摇动，MV2+(1630cm-1)的C-C环延伸，MV2+(1560cm-1)的C-N环延伸，以及MV2+(1308cm-1峰)的C-C环间延伸(参见Forster et al.Journal ofRaman Spectroscopy1982,12,36)(图6b)。然而，相比于包含20nmMV2+-AuNP的胶囊的信号强度，包含5nm MV2+-AuNP的胶囊的信号强度几乎是可以忽略不计。这符合以下事实：SERS场增强取决于在NP之间的距离，因而取决于NP尺寸(参见Anema et al.Annual Review of AnalyticalChemistry2011)。微胶囊的SERS图谱表明，SERS信号仅均匀地定位于胶囊的区域(图6c)。利用我们的微胶囊制造方法的真实指示，通过用多价MV2+-聚合物5替代MV2+-AuNP，还合成了阴性对照微胶囊，以产生聚合物-聚合物主体-客体微胶囊。对于此系统，没有记录SERS信号(图6c)。这些结果表明，这些超分子微胶囊可以用作有效的等离子体材料，对于在AuNP之间的化合物，其会产生强SERS信号。
为了研究检测封装材料的可行性，将FITC-葡聚糖加载到包含MV2+-AuNP的胶囊中。除来自CB[8]和MV：1186、1232和1400cm-1的拉曼增强以外，还观测到来自FITC的显著拉曼增强（图6d)。观测到增强程度对AuNP尺寸的类似依赖性，其中对于包含20nm MV2+-AuNP的胶囊测到强信号，对于包含5nm MV2+-AuNP的胶囊测到可忽略不计的增强，而当在外壳中没有加入AuNP时则没有记录到信号。这还可以归因于更小尺寸MV2+-AuNP的高度吸收特性(参见Link et al.The Journal of PhysicalChemistry B1999,103,4212)，其中光被更有效地转化为热量，因而产生较差的SERS信号。相反地，直径为20nm的AuNP具有更强的等离子共振(参见Kelly et al.Journal of Physical Chemistry B2002,107,668)，因而产生强SERS信号。此结果无可争议地表明，超分子微胶囊的多孔外壳可以用作用于检测封装材料的SERS基质。
30nm MV-AuNP的合成
通过修改的文献方法来合成AuNP(参见Martin et al.Langmuir2010,26,7410)。简单地说，向氯化金(III)三水合物(24mg,0.06mmol)的水溶液(200mL)添加处于50%(v/v)乙醇水溶液(5mL)中的硼氢化钠(3.4mg,0.09mmol)，然后在冰浴中立即冷却得到的溶液持续30秒。溶液变成红色并储存在冰箱(约4℃)中直到进一步使用(注意：在制备的2-3天内使用AuNP)。在水(5mL)中制备针对每种硫醇EG3S1(4.72mg,1.98x10-2mmol)和MV2+S2(8.5mg,1.98x10-2mmol)的贮备溶液(5mL)。合并等分部分的贮备溶液(MV2+S2:0.45mL,MV2+20%，大约1170MV配体/AuNP;EG3S1:1.8mL)并快速加入所合成的AuNP的旋转溶液(10mL)。然后温育混合物48小时。利用离心机(120秒，12,100g)来纯化MV2+-AuNP，然后用Milli-Q水洗涤。在最终洗涤以后，将AuNP浓缩至1mL并直接用来制备微胶囊。
平均直径：32nm±5nm，(TEM)，λmax529nm。
Figure BDA0000482650160000791
50nm MV-AuNP的合成
遵循标准的文献方法来合成柠檬酸盐稳定的AuNP(参见G.FrensNature Phys.Sci.1973,241,20)。将柠檬酸盐稳定的AuNP(10mL)逐滴加入CTAB(3.6mg,9.8μmol)的水溶液(10mL)。然后利用离心机(120秒，12,100g)和Milli-Q水洗涤AuNP以除去任何过量配体。在水(5mL)中制备针对每种硫醇EG3S1(4.72mg,1.98x10-2mmol)和MV2+S2(8.5mg,1.98x10-2mmol)的贮备溶液(5mL)。合并等分部分的贮备溶液(MV2+S2:0.45mL,MV20%，约7340MV配体/AuNP;EG3S1:1.8mL)，然后快速加入CTAB稳定的AuNP的旋转溶液(10mL)。然后将混合物放置在150rpm的振动器上48小时。然后利用离心机(1x60s,12,100g和1x45s,12,100g)和Milli-Q水洗涤两次将50mm MV2+-AuNP与过量配体分离。在最终洗涤以后，将AuNP浓缩至1mL并直接用来制备微胶囊。平均直径：52nm±7nm(TEM)，λmax547nm。
Figure BDA0000482650160000801
Np和罗丹明功能聚合物的一般合成
基于RAFT聚合(参见Chiefari et al.Macromolecules1998,31,5559)，将S1(6.3mg,0.026mmol)、S2(0.50g,1.05mmol)、S3(0.18g,0.52mmol)、54(34.0mg,0.052mmol)、4,4-偶氮二(4氰基戊酸(ACPA,1.4mg,0.0052mmol)、和二氧杂环已烷(1.0mL)加入Schlenk管并利用三个冷冻-泵送-融化循环将混合物充分脱气。随后将混合物浸入恒温至70℃的油浴中10小时。利用液氮来骤冷聚合反应，接着在溶液逐滴加入乙醚以前用THF稀释。将聚合物溶解于水，然后放入透析管(NMWCO截止值2,000Da)，并相对于水透析48小时以上，更换3x水。然后冷冻干燥水溶液以产生聚合物5，为粉色油(0.46g,68%)。1H-NMR谱(D2O,500MHz,298.5K)δ=7.41,7.18,6.98,4.11,3.60,3.31,0.91,0.35ppm。FT-IR(ATR)ν=2867.61,1730.65,1629.16,1600.63,1511.08,1452.77,1390.05,1349.85,1257.03,1218.03,1099.26,1038.26,947.86,844.85,751.49cm-1。GPC(DMF)：Mn=25.7kDa(PDI)=1.18。荧光光谱：λex max(H2O)=566nm,λem max(H2O)=580nm。
Figure BDA0000482650160000802
分离的Np-RD-pol的激发谱示于图8。
微流体装置
用于母板（master）制造的软光刻术的详细程序是如由Duffy报道的(参见Duffy,et al.Anal.Chem.1998,70,4974)。通过用聚二甲基硅氧烷(PDMS)和它的固化剂(10%wIw)(Sylgard(RTM)184,Dow Coring)的充分搅拌混合物覆盖母版来制造微流体装置。在将其剥离以前，允许在70℃下固化PDMS过夜，同时利用活检穿孔器(Kai Medical,ID1.0mm)产生入口和出口。在暴露于氧等离子体(Femto,40kHz,100W,Diener Electronic)后，通过将模制的PDMS复制品连接在显微镜载物片(Thermo Scientific)上来形成封闭的微流体通道。在用Flourinert FC-40(3M)洗涤以前，用Aquapel(DuxbackTM)快速冲洗密封装置的微通道。
微胶囊的制备和表征
将氟油相和适当的分散相溶液加载到安装上针头(Becton Dickinson,PrecisionGlide(RTM))的注射器(Hamilton,Gasligh(RTM))中。针头配有聚乙烯管(Portex(RTM)Fine Bore,0.38mm ID,1.09mm00)。将注射器安装在注射泵(Harvard PHD2000Infusion)上，同时将管的另一端插入PDMS装置的适当的进口中。利用连接于Phantom快速相机(V72,Vision Research)的倒置显微镜(IX71,Olympus)来实时成像装置。记录静止图像和视频并利用Phantom软件加分析。当首先以200μL/h将油泵入装置以填充适当通道时，引发小滴形成。然后以10-90μL/h，将含水分散相泵入装置，这取决于单个实验。将Fluorus表面活性剂(1%wlv)溶解于FC-40油并用作载体相。在典型的实验中，试剂的贮备溶液的浓度是0.3至80μM，从而进一步稀释在小滴中某试剂的最终浓度Cn（基于它的初始浓度(C0)、它的流率Qn，以及在封装在小滴中以后所有含水流的总流率(QT)）：
C n = C 0 &times; Q n Q T
在形成以后，将小滴收集在下游的PDMS容器中或转移到显微镜载物片上(76x26mm,1.2mm,Menzel-Glaser)。在收集以后，允许随着时间的推移将小滴脱水，以完全形成微胶囊。
胶囊的示例性详细制备
在标准的胶囊制造实验中，以200μL/h的恒定流率，将油相引入所述微流体装置的通道中。以100μL/h的总流率，将水相引入通道中，其中单个流率是CB[8]1的50μL/h(40μM)、MV2+-AuNP2的25μL/h(0.4μM)、以及Np-pol3的25μL/h(2.3μM)。在40μm(横截面)的T型连接几何形状处，流率的所述组合产生在油中的分散的含水小滴，直径为大约60μm。在干燥以后，产生的稳定的单个胶囊保留大约25μm的直径。收集利用以上参数产生的微胶囊的样品并测量小滴的尺寸(直径)。
小滴编号 直径/μm
1 59.02
2 59.67
3 59.90
4 57.69
5 59.16
6 60.50
7 60.45
8 59.53
9 59.53
10 58.93
11 59.76
12 58.78
13 59.39
14 58.64
15 60.59
16 59.63
17 60.09
18 60.36
19 58.55
20 58.22
小滴的尺寸，以及因而胶囊的尺寸，根据T型连接的几何形状，以及连续相的流率和分散相的总流率的比率而变化(参见，例如，Garstecki etal.)。研究了这些因素的影响并汇总于图8。
然而，改变单个含水流的流率将并不改变所产生的小滴尺寸，只要含水流的总流率保持与油相的总流率相同的比率。下图示出，虽然总小滴尺寸取决于油流率与合并含水流率的比率，但单个含水流的流率的比率变化并不导致所产生的小滴尺寸分布的任何显著变化。原始数据汇总于下表。
Figure BDA0000482650160000831
激光扫描共聚焦显微术实验与分析
样品制备涉及在安装在显微镜盖玻片(22x50mm,0.17mm,MenzelGlaser)上的PDMS容器中在FC40油中起初收集含水小滴。在不同的时间间隔，在容器中，将样品成像，以捕获在脱水的不同阶段的胶囊。利用Leica TCS SP5共焦显微镜并利用63x物镜(NA=1.4,Leica HCX PLAPO Lambda blue)进行LSCM测量，使用其中水或油(Leica Type FImmersion Fluid,n23=1.518)用作浸渍介质（根据实验）。用488nm或544nm激光线照射样品，用于分别激发FITC-葡聚糖和包含罗丹明的聚合物。分别相对于550-540nm和560-650nm的发射带通，收集FITC-葡聚糖的发射，其在520nm处达到峰值(产物数据表)，以及Np-RD-pol的发射，其在582nm处达到峰值(示于图7)。分析荧光图像并利用Leica软件LAS AF2.3.6获得强度曲线。
电子显微术
对于扫描电子显微术(SEM)，在将它们转移到小瓶以前，通过在容器中将胶囊来脱水来制备样品，然后通过离心作用用新鲜FC-40油洗涤两次。将干燥胶囊的油悬浮液沉积在硅晶片上，接着温和地吹氮气，以除去过量油。进行测量并利用Leo1530可变压力SEM和InLens检测器来记录图像。对于透射电子显微术(TEM)，通过在碳覆盖的铜TEM样品网格(400目)上施加数滴的干燥胶囊的油悬浮液，进行类似的样品制备。通过首先在室温下，然后在烘箱(100℃)中干燥，来除去过量油。在200kV的加速电压下，利用JEOL2000FX TEM来获得测量结果和图像。
Andor相机设置和荧光可渗透性分析
利用EM-CCO相机(Xion+,Andor Technologies型号A247，来自Pixelinkand)，其连接于以落射荧光模式操作的倒置显微镜(IX71,Olympus)，并安装有自动显微镜载物台(ProScan II,Prior Scientific)，来记录微胶囊的荧光图像。安装汞灯(U-LH100HG,Olympus)，以获得广谱照明，其具有适合于分离荧光激发和发射光的FITC滤光器和二向色滤光镜(
Figure BDA0000482650160000842
,Semrock)。将计算机控制快门加入激发路径以减少激发样品期间的时间，从而将光致褪色降至最低。相机、载物台和快门的控制是通过客户编写软件(LabVIEW8.2,National Instruments)，其用来记录和分析明场和荧光图像。
通过封装各种分子量的FITC-葡聚糖来分析微胶囊的可渗透性。通过在线引入FITC-葡聚糖(1-10μM)水溶液的单独的流，通过在装置中添加分开的入口通道，或通过结合FITC-葡聚糖溶液和现有的水溶液，来产生封装。因此调节流率，以在获得用于最佳成像质量的浓度以前，在微胶囊中产生各种浓度的FITC-葡聚糖。然后允许在载玻片上将小滴完全脱水（如先前所描述的）并获得它们的明场和荧光图像。通过用水滴和显微镜盖玻片覆盖样品，将干燥胶囊再分散于H2O中。在再水化以后，立即获取另一组明场和荧光图像，同时通过FITC荧光相对于胶囊位置的分布来判断胶囊的可渗透性。
为了说明FITC-葡聚糖的主动和还原响应释放，制备了包含FITC-葡聚糖(500kDa)的胶囊并在载玻片上干燥（如先前所描述的）。将样品放置在用封口膜密封的清晰室中。将氮气引导进入室以产生无氧环境。然后将该室安装在Andor显微镜上，并利用注射器将几滴过量连二亚硫酸钠(Na2S2O4)的水溶液施加于干燥胶囊上。每30分钟获取胶囊的荧光图像，持续10小时。
SERS测量
用Renishaw InVia Raman共聚焦显微镜，并借助于100x(NA=0.85)物镜（背散射几何形状），进行所有SERS实验。通过在载玻片上收集和干燥小滴来制备用于SERS的微胶囊样品。利用633nm或785nm激光线，其通常分别具有0.015mW和0.20mW的入射功率，来获得SERS谱，其中采集时间为1至20秒。利用扫描来收集SERS图像图谱并花费2-20min，这取决于样品特定的SERS增强和采集条件(包括区域)，其中典型的像素停留时间为1-20秒。在室温下进行所有测量。
参考文献
在本说明书中提及的所有文献的全部内容以引用方式结合于本文。
Abraham et al.Advanced Materials2008，20，2177
Ameloot et al.Nat.Chem.2011，3，382
An et al.Biomacromolecules2006，7，580
Andrieux et al.Analytical Chemistry2002，74，5317
Anema et al.Annual Review of Analytical Chemistry2011
Appel et al.J.Am.Chem.Soc.2010，132，14251
Bush，M.E.et al.J.Am.Chem.Soc.2005，127，14511
Caruso et al.Science1998，282，1111
Cavalieri et al.ACSNano2009，3，234
Chiefari et al.Macromolecules1998，31，5559
Comiskey et al.Nature1998，394，253
Couiston et al.Chem，Commun.2011，47，164
Cui et al.Adv.Funct.Mater.2010，20，1625
De Cock et ak.Angew.Chem.lnt.Ed.2010，49，6954
Donath et al.Angew.Chem.Int.Ed.1998，37，2201
Duffy,et al.Anal.Chem.1998，70，4974
Forster et al.Journal of Raman Spectroscopy1982，12，36
Frens Nature Phys.Sci.1973，241，20
Garstecki et al.Lab Chip2006，6，437
Granath Journal of Colloid Science1958，13，308
Gunther et al.Lab Chip2006，6，1487
Hermanson et al.Physical Chemistry Chemical Physics2007，9，6442
Huebner et al.Lab Chip2008，8，1244
Holtze et al.Lab Chip2008，8，1632
Jiao et al.J.Am.Chem.Soc.2010，132，15734
Jiao et al.Org.Lett.2011，13，3044
Kelly et al.Journal of Physical Chemistry B2002，107，668
Kim etal.J.Am.Chem.Soc.2000，122，540
lagona et al.Angew.Chem.Int.Ed.2005,44，4844
Link et al.The Journal of Physical Chemistry B1999，103，4212
Martin et al.Langmuir2010，26，7410
Mehvar Journal of Con trolled Release2000，69，1
Moghaddam et al.J.Am.Chem.Soc.2011，133，3570
Patra et al.，Langmuir2009，25，13852
Patra et al.Chemistry-An Asian journal2010，5，2442
Peyratout et al.Angew.Chem.Int.Ed.2004，43，3762
Priest et al.Lab Chip2008，8，2182
Rauwald et al.J.Phys.Chem.2010，114，8606
Thebergr et al.Angew.Chem.Int.Ed.2010，49，5846
Thorsen et al.Phys.Rev.Lett.2001，86，4163
Utada et al.Science2005，308，537
Wang et al.，Chemistry of Materials2008，20，419
WO2009/071899.
Xuelal.AlChE Journal2006，52，3005
Yang et al.Lab Chip2009，9，961
Yang et al.Angew.Chem.2011，123，497
Zhou et al.Electroph oresis2009，31，2
另外
Coulston et al Chem.Commun.2011，47，164
Danil de Namor et al.，Chem.Rev.1998，98，2495-2525
Dsouza et al.Chem.Rev，2011，111，7941-7980
Frens Nature Phys.Sci.1973，241，20
Gokel et al.,Chem.Rev.2004，104，2723-2750
Martin et al.Langmuir2010，26，7410
Rekharsky et al.Chem.Rev.1998，98，1875
o

Claims (36)

1.一种胶囊，具有外壳，所述外壳可由包含主体的组合物和具有适合的主体客体官能团的一个或多个结构单元的络合作用获得，从而形成超分子交联网络。
2.根据权利要求1所述的胶囊，其中，所述主体选自葫芦脲、环糊精、杯[n]芳烃、和冠醚，而所述一个或多个结构单元具有适合于所述葫芦脲、环糊精、杯[n]芳烃或冠醚主体的主体客体官能团。
3.根据权利要求2所述的胶囊，其中，所述主体是葫芦脲且所述一个或多个结构单元具有适合的葫芦脲客体官能团。
4.根据权利要求3所述的胶囊，其中，所述外壳可由(a)包含葫芦脲的组合物和(1)或(2)；或(b)包含多个共价连接的葫芦脲的组合物和(1)、(2)或(3)的络合作用获得，其中：
(1)包含共价连接于多个第一葫芦脲客体分子的第一结构单元和共价连接于多个第二葫芦脲客体分子的第二结构单元，其中第一客体分子和第二客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物；
(2)包含共价连接于多个第一葫芦脲客体分子和多个第二葫芦脲客体分子的第一结构单元，其中第一和第二客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，且可选地所述组合物进一步包含共价连接于一个或多个第三葫芦脲客体分子、一个或多个第四葫芦脲客体分子或两者的第二结构单元，其中第三和第四分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，和/或所述第一和第四分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，和/或所述第二和第三分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物；以及
(3)包含共价连接于多个第一葫芦脲客体分子的第一结构单元，其中所述第一客体分子连同所述葫芦脲一起适合于形成二元客体-主体络合物，可选地，所述组合物进一步包含共价连接于一个或多个第二葫芦脲客体分子的第二结构单元，其中所述第二客体分子连同所述葫芦脲一起适合于形成二元客体-主体络合物。
5.根据权利要求4所述的胶囊，其中，所述外壳可由包含葫芦脲的组合物和(1)或(2)的络合作用获得。
6.根据权利要求5所述的胶囊，其中，所述外壳可由包含葫芦脲的组合物和(1)的络合作用获得。
7.根据权利要求3至6中任一项所述的胶囊，其中，所述葫芦脲选自CB[8]及其变体和衍生物。
8.根据权利要求7所述的胶囊，其中，所述葫芦脲是CB[8]。
9.根据权利要求7或权利要求8所述的胶囊，其中，所述葫芦脲与第一客体分子和第二客体分子形成三元络合物，并且所述第一和第二客体分子选自以下的对：
紫精和萘酚；
紫精和二羟基苯；
紫精和四硫富瓦烯；
紫精和吲哚；
甲基紫精和萘酚；
甲基紫精和二羟基苯；
甲基紫精和四硫富瓦烯；
甲基紫精和吲哚；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和萘酚；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和二羟基苯；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和四硫富瓦烯；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和吲哚；
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和萘酚；
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和二羟基苯；
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和四硫富瓦烯；以及
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和吲哚。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的胶囊，其中，所述第一结构单元是聚合物分子。
11.根据权利要求10所述的胶囊，其中，所述聚合物分子是或包含聚(甲基)丙烯酸酯聚合物、聚苯乙烯聚合物和/或聚(甲基)丙烯酰胺聚合物。
12.根据权利要求10或权利要求11所述的胶囊，其中，所述聚合物分子包含可检测标记。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的胶囊，其中，所述第二结构单元如果存在的话是颗粒。
14.根据权利要求13所述的胶囊，其中，所述颗粒是或包含金或银或它们的混合物。
15.根据权利要求1至14中任一项所述的胶囊，其中，所述胶囊尺寸是直径在10至100μm的范围内。
16.根据权利要求1至15中任一项所述的胶囊，其中，所述胶囊直径具有至多10%的相对标准偏差(RSD)。
17.根据权利要求1至16中任一项所述的胶囊，其中，所述外壳孔径在1至20nm的范围内。
18.根据权利要求1至17中任一项所述的胶囊，其中，所述胶囊封装组分。
19.根据权利要求18所述的胶囊，其中，所述组分是生物分子。
20.一种用于制备具有外壳的胶囊的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)在通道中使第一相的流和第二相的流接触，从而在所述通道中产生处于所述第一相中的所述第二相的离散区域的分散体，优选小滴，其中所述第二相包含葫芦脲和具有适合于形成超分子交联网络的适合的葫芦脲客体官能团的一个或多个结构单元，从而在所述离散区域内形成胶囊外壳，其中所述第一和第二相是不混溶的。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述第二相是(a)葫芦脲和(1)或(2)；或(b)多个共价连接的葫芦脲和(1)、(2)或(3)，其中：
(1)包含共价连接于多个第一葫芦脲客体分子的第一结构单元和共价连接于多个第二葫芦脲客体分子的第二结构单元，其中第一客体分子和第二客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物；
(2)包含共价连接于多个第一葫芦脲客体分子和多个第二葫芦脲客体分子的第一结构单元，其中第一和第二客体分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，并且可选地所述组合物进一步包含共价连接于一个或多个第三葫芦脲客体分子、一个或多个第四葫芦脲客体分子或两者的第二结构单元，其中第三和第四分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，和/或所述第一和第四分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物，和/或所述第二和第三个分子连同葫芦脲一起适合于形成三元客体-主体络合物；以及
(3)包含共价连接于多个第一葫芦脲客体分子的第一结构单元，其中所述第一客体分子连同所述葫芦脲一起适合于形成二元客体-主体络合物。可选地，所述组合物进一步包含共价连接于一个或多个第二葫芦脲客体分子的第二结构单元，其中所述第二客体分子连同所述葫芦脲一起适合于形成二元客体-主体络合物。
22.根据权利要求21所述的方法，其中，所述第二相包含葫芦脲和(1)或(2)。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第二相包含葫芦脲和(1)。
24.根据权利要求20至23中任一项所述的方法，其中，所述葫芦脲选自CB[8]及其变体和衍生物。
25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述葫芦脲是CB[8]。
26.根据权利要求24或25所述的方法，其中，所述葫芦脲与第一客体分子和第二客体分子形成三元络合物，并且所述第一和第二客体分子选自以下的对：
紫精和萘酚；
紫精和二羟基苯；
紫精和四硫富瓦烯；
紫精和吲哚；
甲基紫精和萘酚；
甲基紫精和二羟基苯；
甲基紫精和四硫富瓦烯；
甲基紫精和吲哚；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和萘酚；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和二羟基苯；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和四硫富瓦烯；
N,N’-二甲基二吡啶鎓基乙烯和吲哚；
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和萘酚；
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和二羟基苯；
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和四硫富瓦烯；以及
2,7-二甲基二氮杂芘鎓和吲哚。
27.根据权利要求20至26中任一项所述的方法，其中，所述第一结构单元是聚合物分子。
28.根据权利要求7所述的方法，其中，所述聚合物分子是或包含聚(甲基)丙烯酸酯聚合物、聚苯乙烯聚合物和/或聚(甲基)丙烯酰胺聚合物。
29.根据权利要求27或权利要求28所述的方法，其中，所述聚合物分子包含可检测标记。
30.根据权利要求20至29中任一项所述的方法，其中，所述第二结构单元如果存在的话是颗粒。
31.根据权利要求30所述的方法，其中，所述颗粒是或包含金或银或它们的混合物。
32.根据权利要求20至31中任一项所述的方法，其中，所述第二相是水相而所述第一相是水不混溶相。
33.根据权利要求20至32中任一项所述的方法，其中，所述第二相进一步包含用于封装的组分，且步骤(i)提供具有封装所述组分的外壳的胶囊。
34.根据权利要求20至33中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括步骤(ii)：收集来自所述通道的流出物，从而获得小滴，所述小滴包含胶囊。
35.根据权利要求34所述的方法，进一步包括以下步骤：干燥在步骤(ii)中获得的胶囊。
36.一种用于将组分递送到位置的方法，所述方法包括以下步骤：
(i)提供如在权利要求18或权利要求19中所限定的具有封装组分的外壳的胶囊；
(ii)将所述胶囊递送到目标位置；
(iii)从所述外壳释放所述组分。
CN201280047030.7A 2011-07-26 2012-07-25 超分子胶囊 Active CN103827178B (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB1112893.1 2011-07-26
GBGB1112893.1A GB201112893D0 (en) 2011-07-26 2011-07-26 Supramolecular Capsules
GBGB1202127.5A GB201202127D0 (en) 2012-02-08 2012-02-08 Supramolecular capsules
GB1202127.5 2012-02-08
PCT/GB2012/051787 WO2013014452A1 (en) 2011-07-26 2012-07-25 Supramolecular capsules

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103827178A true CN103827178A (zh) 2014-05-28
CN103827178B CN103827178B (zh) 2016-10-05

Family

ID=46881082

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201280047030.7A Active CN103827178B (zh) 2011-07-26 2012-07-25 超分子胶囊

Country Status (7)

Country Link
US (2) US9439868B2 (zh)
EP (1) EP2736962B1 (zh)
CN (1) CN103827178B (zh)
BR (1) BR112014001868B1 (zh)
ES (1) ES2755782T3 (zh)
WO (1) WO2013014452A1 (zh)
ZA (1) ZA201400901B (zh)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107743502A (zh) * 2015-05-18 2018-02-27 爱客多有限公司 固化组合物
CN108548768A (zh) * 2018-05-10 2018-09-18 华南理工大学 一种基于图像处理技术的微纳米颗粒悬浮液的动态表征方法
CN109580567A (zh) * 2018-12-04 2019-04-05 贵州大学 一种检测水中bf4-、h2po4-和hso4-的方法
CN110325218A (zh) * 2016-10-14 2019-10-11 奥伦·谢尔曼 基于葫芦脲的水凝胶
CN110651786A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 澳门大学 一种太阳光敏感型除草剂纳米囊及其制备方法和应用
CN114835634A (zh) * 2022-05-20 2022-08-02 贵州大学 一种可检测水中邻硝基苯酚的超分子荧光探针的制备及应用

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013014452A1 (en) 2011-07-26 2013-01-31 Cambridge Enterprise Limited Supramolecular capsules
ES2759112T3 (es) 2012-02-20 2020-05-07 Cambridge Entpr Ltd Hidrogeles a base de cucurbiturilo
GB201301648D0 (en) * 2013-01-30 2013-03-13 Cambridge Entpr Ltd Nested supramolecular capsules
CN103408766B (zh) * 2013-08-08 2015-09-09 中国科学院理化技术研究所 具有氧化诱导调控释放功能的纳米球及其制备方法和应用
GB201412955D0 (en) * 2014-07-22 2014-09-03 Aqdot Ltd Supramolecular capsules
GB201415681D0 (en) * 2014-09-04 2014-10-22 Cambridge Entpr Ltd And President And Fellows Of Harvard College Protien Capsules
JP2018502950A (ja) 2014-12-23 2018-02-01 ザ リージェンツ オブ ザ ユニバーシティ オブ カリフォルニア メソゲンリガンドで機能化されたナノ粒子の三次元構造、及びこれを作製して使用する方法
CN105061775B (zh) * 2015-08-09 2017-08-01 大连理工大学 一种通过葫芦脲阴离子组装制备新型有机固体荧光材料的方法
EP3199993B1 (en) * 2016-01-27 2020-07-15 Centre National de la Recherche Scientifique (C.N.R.S.) Optical plasmonic conductors comprising one or more fibrillar organic supramolecular species
JP7330894B2 (ja) 2017-03-27 2023-08-22 ハイドロ－ケベック 電解質組成物中でまたは電極の添加剤として使用される塩
US11331019B2 (en) 2017-08-07 2022-05-17 The Research Foundation For The State University Of New York Nanoparticle sensor having a nanofibrous membrane scaffold
CN111961213B (zh) * 2019-05-20 2022-06-24 香港科技大学深圳研究院 一种序列可控的超分子聚合物及其制备方法和应用
CN112014364B (zh) * 2019-05-28 2022-07-12 北京态创生物科技有限公司 一种利用超分子荧光微流控技术筛选微生物的方法
KR20200144198A (ko) * 2019-06-17 2020-12-29 삼성디스플레이 주식회사 잉크 액적 부피 측정장치와, 그것을 이용한 잉크 액적 부피 측정방법과, 그 잉크 액적 부피 측정장치를 활용하는 박막층 형성장치 및, 상기 박막층 형성장치를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법
CN114829368B (zh) 2019-12-18 2024-06-04 豪夫迈·罗氏有限公司 通过使用连续标记方案的合成进行测序的方法
CN115651098B (zh) * 2022-11-15 2023-07-25 吉林大学 一种葫芦脲[7]/二硫代氨基甲酸酯超分子结合的raft链转移试剂及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050250881A1 (en) * 2002-07-11 2005-11-10 Ruxandra Gref Aqueous dispersions of nanometric or micrometric particles for encapsulating chemical compounds
US20050250551A1 (en) * 2004-05-10 2005-11-10 Nokia Corporation Notification about an event
CN1736367A (zh) * 2004-08-20 2006-02-22 中国科学院化学研究所 水溶性超分子胶囊及其制备方法和用途
WO2009071899A2 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Cambridge Enterprise Limited Supramolecular handcuffs in polymeric architecture
US20100254890A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-07 Nanyang Technological University Method of forming a particulate porous metal oxide or metalloid oxide

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US132142A (en) * 1872-10-15 Improvement in the construction of blinds
DE1471625A1 (de) 1964-05-19 1968-12-05 Keller Fa Otto Venturi-Gaswaescher
GB1202127A (en) 1968-05-31 1970-08-12 Monsanto Chemicals Production of foamed resins
DE19825486C2 (de) 1998-06-08 2000-07-06 Stockhausen Chem Fab Gmbh Wasserabsorbierende Polymere mit supramolekularen Hohlraummolekülen, Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung
US6365734B1 (en) 1999-10-21 2002-04-02 Pohang University Of Science And Technology Foundation Cucurbituril derivatives, their preparation methods and uses
US7060498B1 (en) 2001-11-28 2006-06-13 Genta Salus Llc Polycationic water soluble copolymer and method for transferring polyanionic macromolecules across biological barriers
US7727969B2 (en) 2003-06-06 2010-06-01 Massachusetts Institute Of Technology Controlled release nanoparticle having bound oligonucleotide for targeted delivery
KR100499278B1 (ko) 2003-07-05 2005-07-01 학교법인 포항공과대학교 로텍산 화합물이 공유결합된 고체 기판 및 이를 이용한바이오칩
CA2537736A1 (en) 2003-09-04 2005-03-17 Technion Research And Development Foundation Ltd. Synthetic binding pairs comprising cucurbituril derivatives and polyammonium compounds and uses thereof
KR20050102295A (ko) 2004-04-21 2005-10-26 학교법인 포항공과대학교 리포좀 및 그 제조방법
EP1951723B1 (en) 2005-10-20 2017-08-30 Postech Academy-Industry Foundation The application using non-covalent bond between a cucurbituril derivative and a ligand
JP2007211060A (ja) 2006-02-07 2007-08-23 Japan Advanced Institute Of Science & Technology Hokuriku 超分子ポリマー及びその合成方法
WO2007106144A1 (en) 2006-02-28 2007-09-20 University Of Maryland NOR-SECO-, BIS-NOR-SECO, TRIS-NOR-SECO- AND HIGHER NOR-SECO- CUCURBIT[n]URIL COMPOUNDS
US8715635B2 (en) 2007-02-06 2014-05-06 Technion Research & Development Foundation Limited Frictionless molecular rotary motors
GB0922623D0 (en) 2009-12-23 2010-02-10 Cambridge Entpr Ltd Methods for the purification of cucurbituril
WO2013014452A1 (en) 2011-07-26 2013-01-31 Cambridge Enterprise Limited Supramolecular capsules

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050250881A1 (en) * 2002-07-11 2005-11-10 Ruxandra Gref Aqueous dispersions of nanometric or micrometric particles for encapsulating chemical compounds
US20050250551A1 (en) * 2004-05-10 2005-11-10 Nokia Corporation Notification about an event
CN1736367A (zh) * 2004-08-20 2006-02-22 中国科学院化学研究所 水溶性超分子胶囊及其制备方法和用途
WO2009071899A2 (en) * 2007-12-04 2009-06-11 Cambridge Enterprise Limited Supramolecular handcuffs in polymeric architecture
US20100254890A1 (en) * 2009-04-06 2010-10-07 Nanyang Technological University Method of forming a particulate porous metal oxide or metalloid oxide

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107743502A (zh) * 2015-05-18 2018-02-27 爱客多有限公司 固化组合物
CN107743502B (zh) * 2015-05-18 2020-08-28 爱客多有限公司 固化组合物
CN110325218A (zh) * 2016-10-14 2019-10-11 奥伦·谢尔曼 基于葫芦脲的水凝胶
CN110325218B (zh) * 2016-10-14 2023-05-16 奥伦·谢尔曼 基于葫芦脲的水凝胶
CN108548768A (zh) * 2018-05-10 2018-09-18 华南理工大学 一种基于图像处理技术的微纳米颗粒悬浮液的动态表征方法
CN110651786A (zh) * 2018-06-29 2020-01-07 澳门大学 一种太阳光敏感型除草剂纳米囊及其制备方法和应用
CN110651786B (zh) * 2018-06-29 2021-09-03 澳门大学 一种太阳光敏感型除草剂纳米囊及其制备方法和应用
CN109580567A (zh) * 2018-12-04 2019-04-05 贵州大学 一种检测水中bf4-、h2po4-和hso4-的方法
CN109580567B (zh) * 2018-12-04 2021-05-14 贵州大学 一种检测水中bf4-、h2po4-和hso4-的方法
CN114835634A (zh) * 2022-05-20 2022-08-02 贵州大学 一种可检测水中邻硝基苯酚的超分子荧光探针的制备及应用

Also Published As

Publication number Publication date
ES2755782T3 (es) 2020-04-23
EP2736962B1 (en) 2019-09-04
CN103827178B (zh) 2016-10-05
BR112014001868A2 (pt) 2017-02-21
EP2736962A1 (en) 2014-06-04
US20170028374A1 (en) 2017-02-02
BR112014001868B1 (pt) 2022-01-11
US9439868B2 (en) 2016-09-13
WO2013014452A1 (en) 2013-01-31
ZA201400901B (en) 2019-08-28
US20140170214A1 (en) 2014-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103827178A (zh) 超分子胶囊
CN104968712B (zh) 嵌套超分子胶囊
Li et al. Tailored synthesis of hollow MOF/polydopamine Janus nanoparticles for synergistic multi-drug chemo-photothermal therapy
Plamper et al. Functional microgels and microgel systems
Gao Development of star polymers as unimolecular containers for nanomaterials
Wang et al. Multifunctional and high affinity polymer ligand that provides bio-orthogonal coating of quantum dots
Wu et al. Chitosan-based responsive hybrid nanogels for integration of optical pH-sensing, tumor cell imaging and controlled drug delivery
Yang et al. Theranostic unimolecular micelles of highly fluorescent conjugated polymer bottlebrushes for far red/near infrared bioimaging and efficient anticancer drug delivery
Zhan et al. Bio-orthogonal coupling as a means of quantifying the ligand density on hydrophilic quantum dots
Leick et al. Alginate/poly-l-lysine capsules: mechanical properties and drug release characteristics
Wang et al. Compact,“Clickable” Quantum Dots Photoligated with Multifunctional Zwitterionic Polymers for Immunofluorescence and In Vivo Imaging
Reimhult et al. Design principles for thermoresponsive core–shell nanoparticles: controlling thermal transitions by brush morphology
De Cock et al. Mucosal irritation potential of polyelectrolyte multilayer capsules
Kedracki et al. Polymer–Aptamer hybrid emulsion templating yields bioresponsive nanocapsules
Jana et al. Morphology tuning of self-assembled perylene monoimide from nanoparticles to colloidosomes with enhanced excimeric NIR emission for bioimaging
Feng et al. CO2-breathing and piercing polymersomes as tunable and reversible nanocarriers
Sun et al. Biopebble Containers: DNA‐Directed Surface Assembly of Mesoporous Silica Nanoparticles for Cell Studies
Nifontova et al. Controlling charge transfer from quantum dots to polyelectrolyte layers extends prospective applications of magneto-optical microcapsules
Shaw et al. Non‐Covalent Assembly Method that Simultaneously Endows a Liposome Surface with Targeting Ligands, Protective PEG Chains, and Deep‐Red Fluorescence Reporter Groups
Rose et al. Shape anisotropy enhances nanoparticle dynamics in nearly homogeneous hydrogels
Zhang et al. Thermoresponsive dendronized microgels through in situ cross-linking polymerization to exhibit enhanced confinement for solvatochromic dyes
Kim et al. The design of polymer‐based nanocarriers for effective transdermal delivery
Iyisan et al. Polymeric nanocarriers
Ahmad Biocompatible SiO2 in the Fabrication of Stimuli‐Responsive Hybrid Composites and Their Application Potential
Nasri et al. Synthesis, characterization and energy transfer studies of fluorescent dye-labeled metal-chelating polymers anchoring pendant thiol groups for surface modification of quantum dots and investigation on their application for pH-responsive controlled release of doxorubicin

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant