CN106999893A - 用于将活性物质包封于液滴和其它隔室内的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明整体涉及微粒，尤其涉及用于在微粒内包封的体系和方法。在一个方面，本发明整体涉及其中包含实体的微粒，其中所述实体包含可通过例如扩散从微粒释放的试剂。在一些情况下，可在不破坏微粒的情况下将试剂从微粒释放。所述实体可为例如聚合物颗粒、水凝胶颗粒、流体液滴等。所述实体可被包含在流体内，所述流体继而被包封在微粒内。所述试剂可从实体释放到流体中，然后从流体通过微粒释放。以此类方式，可在例如相对长的时间尺度上控制试剂从微粒的释放。本发明的其它实施方案整体涉及制备此类微粒的方法，使用此类微粒的方法，用于制备此类微粒的微流体装置等。

Description

用于将活性物质包封于液滴和其它隔室内的方法
技术领域
本发明整体涉及微粒，尤其涉及用于在微粒内包封的体系和方法。
背景技术
微粒如微胶囊在领域中具有很大的应用潜力，所述应用涉及试剂的包封、递送、和释放，所述领域如农业、健康护理、化妆品和洗涤剂、建筑化学品、以及食品和饮料。多种物理和化学方法，包括喷雾干燥、共挤出、界面聚合、和复合凝聚，已用于高通量的微粒制备。例如，使用各种微流体技术，已将多种试剂包封于乳液中，然后通过例如界面缩聚、冷冻或聚合，将其固化形成固体微粒或其它类型的颗粒。然而，仍需要改善颗粒技术。
在包含高含量表面活性剂以及具有油基有效载荷的微粒的配制产品中，表面活性剂的存在趋于增加有效载荷从微粒迁移出的可能性，并且降低产品的可用储存寿命。需要当设置于具有高浓度表面活性剂的环境中时具有较高有效载荷稳定性的微粒。
发明内容
本发明整体涉及微粒，尤其涉及用于在微粒内包封的体系和方法。本发明的主题在某些情况下涉及相关产品，特定问题的替代解决方案，和/或一个或多个体系和/或制品的多种不同用途。
在一个方面，本发明整体涉及方法。在一些情况下，所述方法是从颗粒如微粒释放试剂的方法。在一组实施方案中，所述方法包括将多个包含壳体和壳体内流体的微粒暴露于环境的动作，所述流体包含多个含有试剂的实体，并且引起至少约50重量％的试剂从多个微胶囊释放，而不破坏壳体。
在另一方面，本发明整体涉及组合物。在一组实施方案中，所述组合物包含多个包含壳体和壳体内流体的微粒，所述流体包含多个含有试剂的实体，其中至少50重量％的试剂从所述微粒释放，而不破坏壳体。根据另一组实施方案，所述组合物包含多个包含壳体和壳体内流体的微粒，所述流体包含多个含有试剂的实体，其中所述壳体内的多个实体具有占所述壳体体积至少50％的体积。
在一个方面，组合物包含多个微粒。每个微粒包括包含具有分散相和连续相的液体乳液的单个芯；和包围所述单个芯的壳体。所述壳体具有介于约0.1μm至约10μm之间的平均壁厚。
在一个方面，组合物包含多个微粒。每个微粒包括包含具有分散相和连续相的液体乳液的单个芯；和包围所述单个芯的壳体。所述壳体具有介于约0.1μm至约10μm之间的平均壁厚。所述芯包含水相、油相和表面活性剂。
在另一方面，本发明涵盖制备本文所述一个或多个实施方案的方法，例如微流体液滴包封实体。
在一个方面，所述方法涉及微粒的制备，并且包括以下步骤：向微流体装置体系提供第一液体，将所述第一液体流引入第二液体流中，引入包围所述第二液体的第三液体流，以及在所述第三液体内形成液滴。当所述第一液体被引入第二液体中时，它包括具有分散相和连续相的乳液。所述第一液体的连续相在所述第二液体中基本上不可混溶。所述液滴包括包含第一液体的芯和由第二液体构成的壳体。
在一个方面，用于制备微粒的装置包括：包含第一液体的第一贮存器，包含第二液体的第二贮存器，和包含第三液体的第三贮存器。所述第一液体包括乳液。所述乳液包含分散相和连续相。所述乳液的连续相在所述第二流体中基本上不可混溶。第一贮存器与多个微流体装置的第一导管流体连通。第一导管具有出口。所述第二贮存器与所述第二导管流体连通。所述第二导管至少部分地包围所述第一导管。所述第三贮存器与所述第二导管流体连通。所述装置还包括至少部分地设置在第二导管内的、位于第一导管出口下游的第三导管。
在另一方面，本发明涵盖使用本文所述一个或多个实施方案的方法，例如微流体液滴包封实体。
当结合附图考虑时，从下面对本发明各种非限制性实施方案的详细描述中，本发明的其它优点和新颖特征将变得显而易见。如果本说明书和通过引用并入的文献包括冲突和/或不一致的内容，应以本说明书为准。如果两个或更多个通过引用并入的文献包括彼此冲突和/或不一致的内容，则应以具有更晚有效日期的文献为准。
附图说明
本发明的非限制性实施方案将通过参考附图来示例说明，附图是示意的，并且不旨在按比例绘制。在附图中，所示的相同或几乎相同的各组分通常通过单一数字表示。为清楚起见，未将每个组分标示于每张图中，也未示出本发明各实施方案的各组分，其中图示不是允许本领域普通技术人员理解本发明所必需的。在附图中：
图1A-1D示出了根据本发明的一个实施方案的可用于形成微粒的方法；
图2示出本发明另一个实施方案中颗粒悬浮液的制备；
图3示出本发明另一个实施方案中的微粒结构；并且
图4示出本发明另一个实施方案中用于制备颗粒悬浮液的装置。
图5示出与具有水凝胶连续相的微胶囊和具有连续水相的对照微胶囊的相对稳定性相关的数据。
图6提供了根据本发明一个实施方案的装置的示意图。
具体实施方式
本发明整体涉及微粒，尤其涉及用于在微粒内包封的体系和方法。在一个方面，本发明整体涉及其中包含实体的微粒，其中所述实体包含可通过例如扩散从微粒释放的试剂。在一些情况下，可在不破坏微粒的情况下将试剂从微粒释放。所述实体可为例如聚合物颗粒、水凝胶颗粒、流体液滴等。所述实体可被包含在流体内，所述流体继而被包封在微粒内。所述试剂可从实体释放到流体中，然后从流体通过微粒释放。以此类方式，可在例如相对长的时间尺度上控制试剂从微粒的释放。本发明的其它实施方案整体涉及制备此类微粒的方法，使用此类微粒的方法，用于制备此类微粒的微流体装置等。
现在参考图3，描述本发明的一个方面。在该示例图中，微粒10包括包围流体20的壳体15。多个实体25在流体20内。所述实体可为例如聚合物颗粒、水凝胶颗粒、不可混溶流体的液滴等。所述实体还可包含从微粒10释放的试剂30。为释放，试剂30必须从实体25通过流体20和壳体15行进。在一些情况下，壳体15可在试剂30的释放期间保持完整或未损坏。因此，在从微粒10释放之前，试剂30可通过流体20，并且通过壳体15，扩散出实体25。因此，在某些实施方案中，微粒可提供试剂30的受控释放速率。
在一个实施方案中，流体20包括包含连续相和分散相的乳液。所述实体可构成乳液的分散相。在此类实施方案中，连续相可构成水相，并且分散相可构成油相。所述流体还可包含表面活性剂。在一个实施方案中，第一流体可包括悬浮乳液，所述悬浮乳液包含连续相，和悬浮在连续相中的颗粒。
可通过在机械搅拌下将油相材料分散在水相中，产生示例性乳液。机械搅拌的示例性形式包括：振动、混合、搅拌器、超声处理、胶体磨、转子、转子-定子、静态混合器、流通静态混合器、匀化器、高剪切微流体碰撞处理器、涡旋混合器、高速搅拌器和高剪切匀化器。示例性乳液包括0.1-0.4重量％Permulen TR-2表面活性剂在香料油中的乳液，和α-蒎烯在2.5％(v/v)PVA和2％(w/w)Tween 80的溶液中的乳液。
用于第一液体的示例性连续相材料包括：水、甘油、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、聚乙二醇、丙二醇和氟化油。
在一些情况下，释放曲线可能较慢，例如具有数小时或数天的特征释放时间。此外，在某些实施方案中，试剂从微粒释放的速率可能不一定受微粒内所含试剂的量的控制；例如，试剂通过流体的扩散可以是速率限制的，并且实体可在通过流体扩散之前充当贮存器以包含试剂。相比之下，在载有试剂的其它颗粒中，从颗粒释放的试剂的量和速率通常是颗粒内所含试剂的量的函数。
在一些情况下，微粒可暴露于待释放试剂的环境。可通过各种技术，致使试剂从微粒释放。可通过例如损坏从其中释放试剂的微粒的壳体，在不破坏微粒的情况下发生试剂的释放。在一组实施方案中，可通过搅拌微粒释放试剂。在另一组实施方案中，所述微粒可暴露于流体如油(例如烃油、原油、石油等)或水。在一些情况下，如果例如微粒被包含在流体如油或水中，则所述试剂可通过微粒扩散，以在微粒表面处释放到周围环境中。
所述微粒可通过各种技术制备。例如，图4描述了一种用于制备此类微粒的非限制性体系。在该图中，包含悬浮于其中的实体25的流体20流动通过第一通道30。如下所述，流体20被包封在微粒内。此外，第一通道30具有被包含在通道40内的出口34。还被包含在通道40中的是将被用于制备微粒壳体的流体45，以及将包含微粒的流体50。在该图中，流体45围绕通道30流向通道30的出口34，其中它包围流出出口的流体20。继而流体45被流体50包围。在某些实施方案中，流体45和50可基本上不可混溶。在出口34处，可形成包含流体20的多个乳液液滴，所述流体20被流体45液滴包围，所述流体45液滴被包含在连续流体50内。流体45还可硬化或反应，以通过例如将形成的液滴暴露于适当的电磁辐射，形成包围流体20的壳体。其它示例还可参见国际专利申请公布WO 2006/096571或WO 2013/006661，将每篇文献全文以引用方式并入本文。
上文论述示出了本发明某些实施方案的非限制性示例，其通常涉及包封在微粒内的流体。然而，其它实施方案也是可行的。因此，更一般地，本发明的各个方面涉及用于在微粒内包封的各种体系和方法。
例如，在一个方面，所述微粒可包括其中包含一种或多种试剂的多个实体。可使用能够包含试剂并且当被包含在流体中时作为单独实体保留的任何适宜实体。在一些实施方案中，所述实体可以是固体的或流体的。
在一组实施方案中，例如，所述实体可为在微粒内的流体内基本上不可混溶的第二流体。然而，可使用表面活性剂或其它适宜的技术，基本上防止实体合并或聚结在一起。因此，所述实体能够作为离散或单独实体保留在流体内。因此，例如，如果微粒内的流体是水性的(例如“水”相)，则形成实体的流体可为水性流体中基本上不可混溶的非水性流体(例如“油”相)，反之亦然。
在一个实施方案中，所述实体可包含微粒壳体中基本上可混溶的流体。
应当理解，“水”相不仅限于纯水，而且可以是在水中可混溶的任何流体，和/或所述流体可为水，但包含溶解或悬浮在其中的其它物质等。类似地，“油”相无需是烃油，而是可在水中基本上不可混溶的任何流体。因此，为方便起见，如本领域普通技术人员通常表达的，使用术语“油”和“水”。
被包含在微粒内的实体不需要是流体。在另一组实施方案中，所述实体可为颗粒，例如聚合物颗粒或水凝胶颗粒等。可使用多种颗粒中的任何一种，其可例如被包含或悬浮于待被包封在微粒内的流体中。例如，所述实体可包括水凝胶如琼脂糖、聚丙烯酰胺、聚(N-异丙基丙烯酰胺)等，或聚合物如聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚己内酯、聚异戊二烯、聚(乳酸)、聚己内酯、聚(乳酸)、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、和/或这些和/或其它聚合物的混合物和/或共聚物。可使用本领域普通技术人员已知的微流体技术，或使用未必是微流体的其它技术，形成聚合物颗粒。在一些情况下，所述颗粒是具有例如小于1微米平均直径的纳米颗粒。
任何适宜量的实体可被包含在微粒内。然而，在一些实施方案中，可存在被包含在微粒内的较大量的实体，例如，如果相对于微粒的尺寸，所述实体较小。在一些情况下，如本文所论述的，可通过从具有此类实体较高装填密度的流体开始，获得具有较高装填密度的实体。
在一些实施方案中，所述实体可较小。例如，所述实体可具有小于约1微米，小于约500nm，小于约300nm，小于约200nm，小于约100nm，小于约50nm，小于约30nm，小于约20nm，或小于约10nm等的平均直径。所述实体可为球形的或非球形的。非球形实体的平均直径可取为具有与非球形实体相同体积的完美球体的直径。
在另一组实施方案中，所述实体可具有的平均直径小于约30％，小于约20％，小于约15％，小于约10％，小于约5％，小约3％，小于约2％，小于约1％，小于约0.5％，小于约0.3％，小于约0.2％，小于约0.1％，或小于约0.05％的包含实体的微粒的平均直径。所述实体的直径或体积可直接确定，例如使用光学或电子显微镜，和/或例如基于被包含在微粒内的实体的总体积来估计。
在一组实施方案中，所述微粒可在其中各自包含平均至少约100个，至少约200个，至少约300个，至少约500个，至少约1000个，至少约2000个，至少约3000个，至少约5000个，至少约10,000个，至少约20,000个，至少约300,000，或至少约500,000个实体。在一些情况下，所述微粒也可表现出每个微粒相对均匀的实体分布。
在一些情况下，所述实体可在微粒内表现出芯荷载，使得实体占微粒内部体积(即不包括壳体体积)的至少约1％，至少约50％，至少约60％，至少约70％，至少约75％，至少约80％至少约85％，至少约90％，至少约95％，至少约97％，至少约98％，至少约99％，至少约99.5％，或至少约99.7％。此类较高的实体荷载是惊人的，并且在许多微流体现有领域技术中不是常规可实现的。在一个实施方案中，所述微粒的芯包含约20％的连续相和约80％的分散相。在一个实施方案中，分散相的芯荷载可在颗粒内部体积的约1％至约80％之间。在一个实施方案中，分散相的芯荷载可在颗粒内部体积的约50％至约70％之间。
在某些情况下，所述实体可为相对单分散性的。例如，微粒内的实体可具有总体平均直径和直径分布，使得不超过约5％，不超过约2％，或不超过约1％的颗粒或液滴具有的直径小于约90％(或小于约95％，或小于约99％)和/或大于约110％(或大于约105％，或大于约101％)的多个实体总平均直径。然而，在其它情况下，所述实体可未必是相对单分散性的。
所述实体可以任何适宜分布包含一种或多于一种试剂。例如，微粒可包含含有第一试剂的第一实体和含有第二试剂的第二实体，或含有第一和第二试剂两者的实体等。如果存在多于一种微粒，则微粒可以相同或不同的浓度等独立地包含相同或不同的试剂。
任何适宜浓度的试剂可存在于实体内。例如，试剂可以至少约0.001M，至少约0.003M，至少约0.005M，至少约0.01M，至少约0.03M，至少约0.05M，至少约0.1M，至少约0.3M，至少约0.5M，至少约1M等的浓度存在于实体内。所用试剂的类型或浓度可取决于例如特定应用。
因此，本文所述的体系和方法可用于多个应用中。例如，其中本文描述的微粒可能有用的领域包括但不限于食品、饮料、健康和美容助剂、油漆和涂料、化学分离、农业应用、以及药物和药物递送。例如，精确量的流体、药物、药剂或其它试剂可被包含在实体中。非限制性示例包括生化物质例如核酸如siRNA、RNAi和DNA，蛋白质，肽或酶。可使用的其它试剂包括但不限于胶体颗粒、磁性颗粒、纳米颗粒、量子点、芳香剂、香料、蛋白质、指示剂、染料、荧光物质、化学品、生物杀灭剂等。
示例性的香料材料可包括选自以下的材料：3-环己基丙酸丙-2-烯基酯、(4aR,5R,7aS,9R)-八氢-2,2,5,8,8,9a-六甲基-4h-4a,9-亚甲基薁并(5,6-d)-1,3-二氧杂环戊烯、(3aR,5aS,9aS,9bR)-3a,6,6,9a-四甲基-2,4,5,5a,7,8,9,9b-八氢-1H-苯并[e][1]苯并呋喃、4-甲氧基苯甲醛、2-羟基苯甲酸苄酯、2-甲氧基萘、3-(4-叔丁基苯基)丙醛、3a,6,6,9a-四甲基-2,4,5,5a,7,8,9,9b-八氢-1H-苯并[e][1]苯并呋喃、3,7-二甲基辛-6-烯-1-醇、3,7-二甲基辛-6-烯腈、3-(4-叔丁基苯基)丁醛、3-(4-丙-2-基苯基)丁醛、(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮、癸醛、(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-3-烯基)丁-2-烯-1-酮、(5E)-3-甲基环十五-5-烯-1-酮、2,6-二甲基辛-7-烯-2-醇、2-甲基戊酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、1,3,3-三甲基-2-氧杂双环[2,2,2]辛烷、2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚、乙酸3a,4,5,6,7,7a-六氢-4,7-亚甲基-1H-茚酯、3-(3-丙-2-基苯基)丁醛、丙酸a,4,5,6,7,7a-六氢-1H-4,7-亚甲基茚-1-基酯、(2E)-3,7-二甲基辛-2,6-二烯-1-醇、(12E)-1-氧杂环十六-12-烯-2-酮、丙酸[2-[1-(3,3-二甲基环己基)乙氧基]-2-甲基丙基]酯、乙酸己酯、2-(苯基亚甲基)辛醛、2-羟基苯甲酸己酯、(E)-4-(2,6,6-三甲基-1-环己-2-烯基)丁-3-烯-2-酮、(E)-4-(2,6,6-三甲基-1-环己烯基)丁-3-烯-2-酮、(E)-3-甲基-4-(2,6,6-三甲基-1-环己-2-烯基)丁-3-烯-2-酮、1-(2,3,8,8-四甲基-1,3,4,5,6,7-六氢萘-2-基)乙酮、2-甲基丁酸丙-2-基酯、(1R,2S,5R)-5-甲基-2-丙-2-基环己-1-醇、(E)-2-乙基-4-(2,2,3-三甲基-1-环戊-3-烯基)丁-2-烯-1-醇、2,4-二甲基环己-3-烯-1-甲醛、3,7-二甲基辛-1,6-二烯-3-醇、乙酸3,7-二甲基辛-1,6-二烯-3-基酯、1-((3R,3aS,7R,8aS)-2,3,4,7,8,8a-六氢-3,6,8,8-四甲基-1H-3a,7-亚甲基薁-5-基)-乙酮、3-氧代-2-戊基环戊乙酸甲酯、2-甲基十一醛、2-[2-(4-甲基-1-环己-3-烯基)丙基]环戊-1-酮、1-(5,5-二甲基-1-环己烯基)戊-4-烯-1-酮、2-亚环己基-2-苯基乙腈、2-苯基乙醇、3,7-二甲基辛-3-醇、5-庚基氧杂环戊-2-酮、乙酸(2-叔丁基环己基)酯、(E)-4-甲基癸-3-烯-5-醇、乙酸(4-叔丁基环己基)酯、十氢-2,2,6,6,7,8,8-七甲基-2H-茚并(4,5-b)呋喃、17-氧杂环十七-6-烯-1-酮、2-羟基苯甲酸戊酯、乙酸苄酯、4-苯基丁-2-酮、2-甲氧基萘、1,7,7-三甲基双环[2.2.1]庚-2-酮、1,1,2,3,3-五甲基-2,5,6,7-四氢-茚-4-酮、八氢-6-甲氧基-3,6,8,8-四甲基-1H-3a,7-亚甲基薁、乙酸[(Z)-己-3-烯基]酯、2-羟基苯甲酸[(Z)-己-3-烯基]酯、(9Z)-环十七-9-烯-1-酮、色烯-2-酮、2-羟基苯甲酸环己酯、3-甲基-3-苯基环氧乙烷-2-甲酸乙酯、3-乙氧基-4-羟基苯甲醛、1,4-二氧杂环十七烷-5,17-二酮、16-氧杂环十六烷-1-酮、环己-1,4-二甲酸二乙酯、1-(5,5-二甲基-1-环己烯基)戊-4-烯-1-酮、乙酸[(2E)-3,7-二甲基辛-2,6-二烯基]酯、3-(1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-2-甲基丙醛、1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-甲醛、6-(戊-3-烯-1-基)四氢-2H-吡喃-2-酮、[(1R,2S)-1-甲基-2-[[(1R,3S,5S)-1,2,2-三甲基-3-双环[3.1.0]己基]甲基]环丙基]甲醇、(Z)-3,4,5,6,6-五甲基-庚-3-烯-2-酮、十二醛、3,7-二甲基壬-2,6-二烯腈、(2S)-2-氨基戊二酸、2,4-二羟基-3,6-二甲基苯甲酸甲酯、2,6-二甲基辛-7-烯-2-醇、4-(4-羟基-4-甲基戊基)环己-3-烯-1-甲醛、1-萘-2-基乙酮、4-甲基-2-(2-甲基丙-1-烯基)环氧乙烷、2,3-二氢-1,1-二甲基-(9CI)-1H-茚-ar-丙醛、壬醛、辛醛、2-苯基乙酸2-苯基乙酯、3-甲基-5-苯基戊-1-醇、4-甲基-2-(2-甲基丙基)四氢吡喃-4-醇、1-氧杂环十七烷-2-酮、1-(螺[4.5]癸-7-烯-7-基)戊-4-烯-1-酮、2-(4-甲基-1-环己-3-烯基)丙-2-醇、1-甲基-4-丙-2-亚基环己烯、乙酸(4-甲基-1-丙-2-基-1-环己-2-烯基)酯、1,2-二甲基环己-3-烯-1-甲醛、十一-10-烯醛、碳酸[(4Z)-1-环辛-4-烯基]甲酯、8-甲基-1,5-苯并二氧麻黄-3-酮、壬-2,6-二烯醛、(5Z)-环十六-5-烯-1-酮、2,6,10-三甲基十一-9-烯醛、己酸丙-2-烯基酯、(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-2-烯基)丁-2-烯-1-酮、3-苯基丙-2-烯-1-醇、3,7-二甲基辛-2,6-二烯醛、乙酸3,7-二甲基辛-6-烯基酯、乙酸[2-(2-甲基丁-2-基)环己基]酯、2-甲基丙酸3a,4,5,6,7,7a-六氢-4,7-亚甲基-1H-茚-5-基酯、2-戊基环戊-1-醇、(E)-癸-4-烯醛、2-戊基环戊-1-酮、2-甲氧基-4-丙基苯酚、2-己基-3-氧代环戊-1-甲酸甲酯、苯氧基苯、3-苯基丙-2-烯酸乙酯、(E)-2-乙基-4-(2,2,3-三甲基-1-环戊-3-烯基)丁-2-烯-1-醇、3-(4-乙基苯基)-2,2-二甲基-丙醛、4-甲基-2-(2-甲基丙基)四氢吡喃-4-醇、2-甲基癸腈、5-己基氧杂环戊-2-酮、5-(二乙氧基甲基)-1,3-苯并二氧杂环戊烯、7-羟基-3,7-二甲基辛醛、(E)-4-(2,5,6,6-四甲基-1-环己-2-烯基)丁-3-烯-2-酮、乙酸[(1R,4S,6R)-1,7,7-三甲基-6-双环[2.2.1]庚基]酯、6-丁-2-基喹啉、2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚、(NE)-N-[(6E)-2,4,4,7-四甲基壬-6,8-二烯-3-亚基]羟胺、(4-丙-2-基环己基)-甲醇、2,6-二甲基庚-5-烯醛、(1R,2S,5R)-5-甲基-2-丙-2-基环己-1-醇、2-(2-甲基-1,3-二氧杂环戊-2-基)乙酸乙酯、乙酸1-苯基乙酯、1-(3,5,5,6,8,8-六甲基-6,7-二氢萘-2-基)乙酮、6-丁基四氢吡喃-2-酮、2,4-二甲基-2-(5,6,7,8-四氢-5,5,8,8-四甲基-2-萘基)-1,3-二氧戊环、(2R,4S)-2-甲基-4-丙基-1,3-噻噁烷、4-(4-羟基苯基)丁-2-酮、3-甲基-5-苯基戊-1-醇、4-((1R,5S)-6,6-二甲基双环[3.1.1]庚-2-烯-2-基)-3,3-二甲基丁-2-酮、乙酸3-甲基丁-2-烯基酯、癸-9-烯-1-醇、5-(3-甲基苯基)戊-1-醇、3,7-二甲基辛-3-醇、1-甲氧基-4-[(E)-丙-1-烯基]苯、4-羟基-3-甲氧基苯甲醛、9-乙酰基-2,6,6,8-四甲基三环(5.0.3.1.01,5)十一-8-烯、2,5-二氧杂环十六烷-1,6-二酮、以及它们的混合物；
在一个实施方案中，所述试剂可包含选自以下的材料：小分子染料、聚合染料、染料粘土缀合物、颜料、或它们的混合物；
在一个实施方案中，所述试剂可包含硅氧烷。所述硅氧烷可包括选自以下的材料：非官能化硅氧烷聚合物、官能化硅氧烷聚合物、硅氧烷树脂、硅氧烷溶剂、环状硅氧烷、以及它们的混合物。
在此类实施方案中，所述官能化硅氧烷聚合物可包括氨基硅氧烷、酰胺基硅氧烷、硅氧烷聚醚、硅氧烷-氨基甲酸酯聚合物、季ABn硅氧烷、氨基ABn硅氧烷、以及它们的混合物。
在此类实施方案中，所述非官能化硅氧烷聚合物可包括聚二甲基硅氧烷、二甲聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷醇、聚二甲基硅氧烷交联聚合物、苯基聚三甲基硅氧烷、烷基聚二甲基硅氧烷、月桂基聚二甲基硅氧烷、硬脂基聚二甲基硅氧烷、苯基聚二甲基硅氧烷、苯丙基取代的聚二甲基硅氧烷、以及它们的混合物。
在一个实施方案中，所述硅氧烷可包含Si--O部分，并且可选自(a)非官能化硅氧烷聚合物，(b)官能化硅氧烷聚合物、以及它们的组合。有机硅氧烷的分子量通常通过参考材料的粘度来表示。在一个方面，所述有机硅氧烷可在25℃下具有约1cPs至约2,000,000cPs，或约5cPs至约800,000cPs，或甚至约10cPs至300,000cPs，或甚至约50cPs至约50,000cPs的粘度。在一个方面，适宜的有机硅氧烷或其混合物可在25℃下具有约10cPs至约10,000cPs，或约50cPs至约1,000cPs，或甚至约80cPs至约600cPs的粘度。
尤其是硅氧烷物质和硅氧烷树脂可依照本领域普通技术人员已知的称为“MDTQ”命名的速记命名体系而方便地被确认。在该体系下，根据存在的构成硅氧烷的各种硅氧烷单体单元来描述硅氧烷。简而言之，符号M代表一官能单元(CH3)3SiO0.5；D代表二官能单元(CH3)2SiO；T代表三官能单元(CH3)SiO1.5；并且Q代表季或四官能单元SiO2。带上标的单元符号(例如M’、D’、T’和Q’)代表不是甲基的取代基，并且必须在每次出现时具体地定义。
适宜的有机硅氧烷可为直链、支链或交联的。在一方面，所述有机硅氧烷可包括硅氧烷树脂。硅氧烷树脂是高度交联的聚合硅氧烷体系。交联是在制造硅氧烷树脂的过程中通过将三官能的和四官能的硅烷与一官能的或二官能的或两者(一官能和二官能)的硅烷结合而引入。如本文所用，命名SiO“n”/2代表氧原子和硅原子的比率。例如，SiO1/2是指两个Si原子之间共享一个氧。同样，SiO2/2是指两个Si原子之间共享两个氧原子，并且SiO312是指两个Si原子之间共享三个氧原子。
在一个方面中，有机硅氧烷可包括聚二甲基硅氧烷、二甲聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷醇、聚二甲基硅氧烷交联聚合物、苯基聚三甲基硅氧烷、烷基聚二甲基硅氧烷、月桂基聚二甲基硅氧烷、硬脂基聚二甲基硅氧烷、苯基聚二甲基硅氧烷、苯丙基取代的聚二甲基硅氧烷以及它们的混合物。
在一个方面中，所述有机硅氧烷可包括环状硅氧烷。所述环状硅氧烷可包括式[(CH3)2SiO]n的环聚二甲基硅氧烷，其中n为约3至约7，或约5至约6范围内的整数。
在一个方面中，所述有机硅氧烷可包括官能化硅氧烷聚合物。官能化硅氧烷聚合物可包含一个或多个官能团部分，所述官能团部分选自氨基、酰胺基、烷氧基、羟基、聚醚、羧基、氢离子、巯基、硫酸根、磷酸根、和/或季铵部分。这些部分可通过二价亚烷基基团直接连接到硅氧烷主链(即“侧基”)，或可为主链的一部分。适宜的官能化硅氧烷聚合物包括选自以下的物质：氨基硅氧烷、酰胺基硅氧烷、硅氧烷聚醚、硅氧烷-氨基甲酸酯聚合物、季ABn硅氧烷、氨基ABn硅氧烷以及它们的混合物。
适宜硅氧烷的非限制性示例为得自Dow Corning的Pulpaid(注册商标)3500、Pulpaid(注册商标)3600、Xiameter(注册商标)ACP-0001、Xiameter(注册商标)PMX-0245和Xiameter(注册商标)PMX-0246、Dow Corning(注册商标)FS1266；得自Wacker Corp.的Silfoam(注册商标)SD 860、Silfoam(注册商标)SD 168、Silfoam(注册商标)SD 850、Silfoam(注册商标)SD 650、Silfoam(注册商标)SE 36、Silfoam(注册商标)SE 39、Silfoam(注册商标)SC 1092、Silfoam(注册商标)SC1132、Silfoam(注册商标)SC 129、Silfoam(注册商标)SC 132、Silfoam(注册商标)SE 47、Silfoam(注册商标)SRE和Silfoam(注册商标)SE 90；得自Goldschmidt的Tego 3062；得自Tri-Chem Industries的AF-140TG和Tri-Lube-60-PR；以及得自Basildon Chemicals的Antifoam 2226。
在一个实施方案中，所述试剂可选自矿物油、大豆油、凡士林和羊毛脂。在一个实施方案中，所述试剂可包括感觉剂。示例性的感觉剂包括薄荷醇和乳酸薄荷酯的组合物。
附加的示例性有益剂描述于2014年11月20日公布的专利申请公布2014/0342972“Encapsulate”中，并且全文以引用的方式并入本文中。
在某些方面，所述实体可被包含在微粒内的流体中。所述流体可为可包含实体(例如悬浮在流体内)的任何适宜流体。在一些情况下，所述流体可与形成实体的流体不可混溶，例如，其中所述实体包含流体。适宜流体的非限制性示例包括水或其它水性流体(例如细胞或生物介质、盐溶液、醇等)或疏水性流体。疏水性液体的示例包括但不限于油诸如烃、硅油、矿物油、氟碳油、有机溶剂等。
在某些实施方案中，所述流体可为其中实体内的试剂不易溶解或以其它方式通过的流体，例如到达微粒的壳体。如果试剂在流体内具有较低的溶解度，则相对于流体，较大量或浓度的试剂可被包含在实体内。因此，例如，如果假设微粒只填充有流体，即使存在可被包含在流体中的较低浓度的试剂，则微粒可表现出其中令人惊奇的大量试剂。此外，在一些情况下，用于从微粒释放试剂的速率限制步骤可通过流体内试剂的溶解速率来控制，而不是通过流体内试剂的最大浓度来控制，因为大部分试剂可储存在实体内，而不是在流体本身内。
如本文所用，在制备乳液的温度和条件下，当两种流体中的一种不以至少10重量％的水平溶于另一种时，所述两种流体彼此不可混溶或不是可混溶的。例如，可选择在形成流体液滴的时间范围内不可混溶的两种流体。
在某些方面，所述微粒还可包含包围流体和实体的壳体。在一些实施方案中，壳体可包含聚合物。示例包括但不限于乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)、聚苯乙烯、聚己内酯、聚异戊二烯、聚(乳酸)、聚苯乙烯(PS)、聚己内酯(PCL)、聚异戊二烯(PIP)、聚(乳酸)、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈、聚酰亚胺、聚酰胺、聚(丙烯酸正丁酯)-聚(丙烯酸)、和/或这些和/或其它聚合物的混合物和/或共聚物。
在一个实施方案中，所述壳体材料可包括聚(乙烯醇)、聚(乙酸乙烯酯)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(乙酸邻苯二甲酸乙烯酯)、乙酸乙烯酯新癸酸共聚物、乙酸乙烯酯乙烯共聚物、乙酸乙烯酯巴豆酸新癸酸酯共聚物、乙酸乙烯酯巴豆酸共聚物、乙酸乙烯酯马来酸丁酯共聚物、醋酸纤维素、醋酸邻苯二甲酸纤维素、乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素邻苯二甲酸酯、醋酸丁酸纤维素、乙烯基吡咯烷酮乙酸乙烯酯共聚物、聚(苯乙烯-共聚-马来酸)异丁酯、聚(苯乙烯-共聚-丁二烯)、聚(苯乙烯-共聚-丙烯酸)、以及它们的混合物。
壳体材料的其它非限制性示例可包括得自Vinavil S.p.A.，Italy的VIN、6915、03V、Vinavil04和CR50；得自BASF，Germany的CAN、CA66和VA 37E；得自Colorcon，U.S.A.的和Ethocel，Et；得自Sigma-Aldrich的等级；得自ISP Chemicals的V-220F和WP-660，或它们的混合物。[0052]在一个方面，所述芯和/或所述壳体可包含粘度调节剂。[0053]在一个方面，所述粘度调节剂可包括水溶性溶剂、水不溶性溶剂、硅氧烷、香料原料和/或它们的混合物。
本文所述的微粒可具有任何适宜的平均横截面直径。本领域普通技术人员将能够使用例如激光散射、显微镜检查或其它已知技术，确定单个和/或多个颗粒的平均横截面直径。在非球形颗粒中，单个颗粒的平均横截面直径是具有与非球形颗粒相同体积的完美球体的直径。在一些情况下，颗粒(和/或多个或一系列颗粒或液滴)的平均横截面直径可例如小于约1mm，小于约500微米，小于约200微米，小于约100微米，小于约75微米，小于约50微米，小于约25微米，小于约10微米，或小于约5微米，或介于约50微米和约1mm之间，介于约10微米和约500微米之间，或介于约50微米和约100微米之间。在一些情况下，平均横截面直径也可为至少约1微米，至少约2微米，至少约3微米，至少约5微米，至少约10微米，至少约15微米，或至少约20微米。在一些实施方案中，多个颗粒或液滴内至少约50％，至少约75％，至少约90％，至少约95％，或至少约99％的颗粒或液滴具有该段概述的任何范围内的平均横截面直径。
某些应用可使用多个颗粒，其中至少一些颗粒包含流体和实体，诸如本文所述的那些。本发明的一些实施方案有利地使用具有相对一致性质的微粒。例如，在一些实施方案中，提供多个颗粒，其中多个颗粒中最外层的厚度分布相对均匀。在一些实施方案中，提供多个颗粒，所述颗粒具有以多个颗粒中每个的平均厚度的平均值测得的总体厚度。在一些情况下，平均厚度的分布可使得不超过约5％，不超过约2％，或不超过约1％的颗粒或液滴具有平均厚度比总平均厚度的90％更薄(或比95％更薄，或比99％更薄)和/或比最外层总平均厚度的110％更厚(或比105％更厚，或比约101％更厚)的最外层。
在一个实施方案中，所述微粒可包括较厚的壳体。此类实施方案的示例性壳体厚度包括介于约0.1μm至约10μm之间范围的厚度。在此类实施方案中，颗粒群的壳壁厚度可具有介于约wtmmμm至约wthmMμm之间的平均值。
在一组实施方案中，所述微粒可包括较薄的外壳。用于形成较薄外壳的技术包括2014年4月16日提交的名称为“Systems and Methods for Producing Droplet Emulsionswith Relatively Thin Shells”的美国临时申请序列号61/980,541；或2014年8月7日公开的名称为“Multiple Emulsions and Techniques for the Formation of MultipleEmulsions”的美国专利申请公布2014-0220350中所论述的那些，将每篇文献全文以引用方式并入本文。
因此，在一些实施方案中，所述壳体可具有小于约1微米，小于约500nm，小于约300nm，小于约200nm，小于约100nm，小于约50nm，小于约30nm，小于约20nm，或小于约10nm的平均厚度(即介于第一流体和第二流体之间)。厚度可光学或视觉确定，或在一些情况下，基于进入或离开导管的流体的体积和/或流速来估计。如果液滴是非球形的，则可使用具有与一个或多个非球形液滴相同体积的完美球体的直径来确定平均厚度或直径。
可使用任何适宜的技术如视觉上或光学上的技术，确定或估计液滴中流体层的体积或厚度(例如在畸变之前和/或之后)。在一些情况下，可通过例如确定存在于微粒中的流体的量，统计估计流体层的体积或厚度。
此外，在一些实施方案中，厚度可以载流内整个液滴的直径百分比形式确定。例如，所述微粒壳体的厚度可小于整个液滴直径的约20％，小于约15％，小于约10％，小于约5％，小于约3％，小于约1％，小于约0.5％，小于约0.3％，或小于约0.1％。
此外，在一些实施方案中，壳体可具有较小的总体微粒体积百分比。例如，所述壳体可占整个液滴的小于约20％，小于约15％，小于约10％，小于约5％，小于约3％，小于约1％，小于约0.5％，小于约0.3％，或小于约0.1％。在另一组实施方案中，所述壳体可具有一定的厚度，使得壳体平均直径与壳体内部(包括流体和其中的任何实体)平均直径之间的差异小于整个液滴平均直径的约20％，并且在一些情况下小于整个微粒平均直径的约15％，小于约10％，小于约5％，小于约3％，小于约1％，小于约0.5％，小于约0.3％，或小于约0.1％。
在一些实施方案中，所述壳体可具有小于所述微粒平均横截面直径约0.05倍，小于约0.01倍，小于约0.005倍，或小于约0.001倍，或介于所述微粒平均横截面直径约0.0005和约0.05倍之间，介于约0.0005和约0.01倍之间，介于约0.0005和约0.005倍之间，或介于约0.0005和约0.001倍之间的平均厚度。在一些实施方案中，所述壳体可具有小于约1微米，小于约500nm，或小于约100nm，或介于约50nm和约1微米之间，介于约50nm和约500nm之间，或介于约50nm和约100nm之间的平均厚度。本领域的普通技术人员能够通过例如检查微粒的扫描电镜(SEM)图像，确定所述壳体的平均厚度。
还应当理解，在一些情况下，壳体的内部(包括流体和其中的任何实体)较大，例如，微粒大部分体积百分比被内部所占据，这可导致壳体具有较薄的厚度。因此，例如，以体积计，所述内部可占据微粒体积的至少约80％，并且在一些情况下占据微粒体积的至少约85％，至少约90％，至少约95％，至少约97％，至少约98％，至少约99％，至少约99.5％，或至少约99.7％。在一些情况下，内部直径可为微粒直径的至少约80％，并且在一些情况下，可为微粒直径的至少约85％，至少约90％，至少约95％，至少约97％，至少约98％，至少约99％，至少约99.5％，或至少约99.7％。
在一组实施方案中，内部占微粒体积的至少约50％，并且在一些情况下，占微粒体积的至少约60％，至少约70％，至少约75％，至少约80％，或至少约85％。在一些情况下，内部体积也可不超过微粒体积的约90％，不超过约85％，不超过约80％，不超过约75％，不超过约70％，不超过约65％，不超过约60％，或不超过约55％。任何这些的组合也是可能的，例如，内部可占微粒体积的约50％和约80％之间。
在某些实施方案中，微粒可具有相对均匀的横截面直径。使用具有相对均匀横截面直径的颗粒可允许控制粘度、递送至目标的物质的量和/或从颗粒递送流体和/或物质的其它参数。在一些实施方案中，所述颗粒是相对单分散性的，或多个颗粒具有总平均直径和直径分布，使得不超过约5％，不超过约2％，或不超过约1％颗粒或液滴的直径小于多个颗粒总平均直径的约90％(或小于约95％，或小于约99％)和/或大于约110％(或大于约105％，或大于约101％)。
在一些实施方案中，所述微粒具有总平均直径和直径分布，使得颗粒或液滴横截面直径的变异系数小于约10％，小于约5％，小于约2％，介于约1％至约10％之间，介于约1％和约5％之间，或介于约1％和约2％之间。变异系数可由本领域普通技术人员确定，并且可定义为：
其中σ为标准偏差，并且μ为平均值。
在一些方面，所述微粒可暴露于待释放试剂的环境。环境可为任何适宜的环境，并且可为例如液体或气体。在一些实施方案中，试剂可从微粒释放，而不显著损坏或破坏微粒，例如通过损坏微粒的壳体以引起试剂释放。因此，例如，试剂可跨微粒的外壳扩散，以在微粒的外部释放。
所述试剂可被动地离开微粒，或者微粒可以某种方式处理，以引起试剂的释放。例如，在一组实施方案中，可通过例如间歇或连续搅拌微粒来释放试剂。在另一组实施方案中，微粒可暴露于流体，例如油或水。例如，试剂在油或水中可溶，使得当到达微粒表面时，试剂可易于进入流体。
在一些实施方案中，较高量的试剂可从微粒释放到周围环境中，例如不损坏微粒。例如，至少约30重量％，至少约50重量％，至少约60重量％，至少约70重量％，至少约75重量％，至少约80重量％，至少约85重量％，至少约90重量％，或至少约95重量％的试剂可在暴露于适宜的周围环境后从微粒释放。
如所述，根据某些实施方案，可基于例如试剂离开被包含在微粒内的实体并且通过微粒的内部流体和壳体的能力，控制试剂从微粒的释放速率。因此，如本文所述，微粒内实体的荷载量以及试剂从微粒释放的速率可能未必彼此关联。因此，例如，包围实体的流体可用作速率限制步骤(例如，如果试剂在流体中不完全溶解)，并且实体可因此用作从微粒释放之前包含试剂的“贮存器”。
本发明的一些方面通常涉及用于形成此类微粒的体系和方法。在一组实施方案中，例如，可定位各种微流体导管，以产生例如串联的多个乳液液滴。在一些情况下，通过例如控制通过导管的流体流，可产生令人惊奇得薄的内层流体。
在一组实施方案中，第一导管可用于将第一流体注入到与第一流体不可混溶的第二流体中。第一流体可包含其中的实体，例如悬浮于其中的实体。第一流体可包括具有连续相和分散相的乳液。分散相在连续相中可为不可混溶的，但是在第二流体或可由第二流体形成的聚合物中是基本上可混溶的。在一些情况下，实体还可包含随后从微粒释放的试剂。所述实体可以任何适宜的量或浓度被包含在第一流体内，包括与微粒内最终量或浓度相关的上述那些。
第一导管可终止于出口处。第一导管可逐渐或骤然达到出口直径。在一组实施方案中，可使用渐缩区域。渐缩区域的长度可为如通道内平均流体流动方向确定的任何适宜的长度；例如，所述长度可小于约1mm，小于约500微米，小于约300微米，小于约100微米，小于约50微米，小于约30微米，小于约10微米等。
在一些实施方案中，第一导管可具有小于约1mm，小于约500微米，小于约200微米，小于约100微米，小于约75微米，小于约50微米，或如本文所述其它尺寸的横截面尺寸。在一些情况下，第一导管的横截面积可变化。在一些情况下，第一导管在第一导管向第二导管中敞开的点处，基本上小于第二导管。例如，第一导管可具有不超过该位置处第二导管横截面积约75％，不超过约50％，不超过约45％，不超过约40％，不超过约35％，不超过约30％，不超过约25％，不超过约20％，不超过约15％，不超过约10％，或不超过约5％的出口横截面积。
在离开第一导管的出口时，第一流体(包含例如如上所述的实体)可遇到被包含在第二导管内的第二流体和第三流体。在一些情况下，第二流体可与第一流体和/或第三流体不可混溶。因此，可致使第二流体形成包围第一流体(和实体)的、被包含在第三流体内的液滴。第二流体和第三流体可以彼此基本上相反的方向被引入第二导管中。液滴可在进入第三导管之前或当流体的组合通过第三导管时形成。
在一些实施方案中，第二导管可具有小于约1mm，小于约500微米，小于约200微米，小于约100微米，小于约75微米，小于约50微米，或如本文所述其它尺寸的横截面尺寸。第二导管的横截面积可基本上恒定，或可变化。例如，所述第二导管可为渐缩的。
然后，液滴可通过第三导管的入口离开第二导管，例如待聚合，或用于随后的使用等。因此，例如，可如下所述硬化一种或多种流体以形成颗粒。在硬化之前，颗粒可具有与液滴相同的尺寸。
在一些实施方案中，第三导管可具有小于约1mm，小于约500微米，小于约200微米，小于约100微米，小于约75微米，小于约50微米，或如本文所述其它尺寸的横截面尺寸。第三导管的横截面积可基本上恒定，或可变化。例如，所述第三导管可为渐缩的。在一些情况下，第三导管在第三导管的入口处，基本上小于第二导管。例如，第三导管可具有不超过该位置处第三导管横截面积约75％，不超过约50％，不超过约45％，不超过约40％，不超过约35％，不超过约30％，不超过约25％，不超过约20％，不超过约15％，不超过约10％，或不超过约5％的出口横截面积。在一些情况下，第三导管可具有远离入口移动改变的直径，然而在其它情况下，第三导管的直径可基本上恒定。
一些有益剂和/或壳体材料溶液在溶解或分散后可具有高粘度，因此可将作为粘度调节剂的某些添加剂加入到芯和/或壳体中，作为加工助剂以促进此类有益剂和/或壳体材料流动通过导管。此类粘度调节剂可包括水溶性溶剂、水不溶性溶剂、香料原料、硅氧烷和/或它们的混合物。非限制性示例包括乙醇、丙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇、丙二醇、1,3-丙二醇、乙二醇、二甘醇、双丙二醇、1,2,3-丙三醇、碳酸丙二醇酯、苯乙醇、2-甲基1,3-丙二醇、己二醇、甘油、山梨醇、聚乙二醇、1,2-己二醇、1,2-戊二醇、1,2-丁二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇、频哪醇、1,5-己二醇、1,6-己二醇、2,4-二甲基-2,4-戊二醇、2,2,4-三甲基-1,3-戊二醇(和乙氧基化物)、2-乙基-1,3-己二醇、苯氧基乙醇(和乙氧基化物)、二醇醚如丁基卡必醇和双丙二醇正丁基醚、酯溶剂如己二酸、戊二酸和琥珀酸的二甲酯、烃如癸烷和十二烷、十甲基环戊硅氧烷、环己硅氧烷、2-甲基丁酸乙酯(ethyl-2-methylbutanoate)、2-甲基丁酸乙酯、肉豆蔻酸异丙酯、2-甲基戊酸乙酯、乙酸己酯、己酸烯丙酯、以及它们的混合物。
在一组实施方案中，包围液滴的外部第二流体可被硬化以形成微粒，例如包含第一流体和实体的微粒。例如，在一组实施方案中，可使用光如紫外光，促进聚合物的聚合。在另一组实施方案中，第三流体可包含可与第二流体(例如在其表面处)反应以使第二流体硬化的化学品。在另一组实施方案中，可使用某些变化如温度变化，引起第二流体的硬化以形成微粒。
例如，在一些实施方案中，可将流体干燥、胶凝和/或聚合，和/或以其它方式固化，形成例如固体或至少半固体。在一些实施方案中，形成的固体可为刚性的，然而在其它情况下，固体可为弹性的、橡胶状的、可变形的等。在一些情况下，例如，流体最外层可固化以形成至少部分地包含含有流体和/或物质的内部的固体壳体。可使用能够固化至少一部分流体液滴的任何技术。例如，在一些实施方案中，可移除流体液滴内的流体，以留下能够形成固体壳体的材料(例如聚合物)。在其它实施方案中，流体液滴可被冷却至低于流体液滴内流体的熔点或玻璃化转变温度的温度，可引起化学反应，导致流体液滴的至少一部分固化(例如，聚合反应，产生固体产物的两种流体之间的反应等)等。其它示例包括pH响应或分子可识别的聚合物，例如在暴露于某pH或某些物质时胶凝的材料。在一些实施方案中，流体液滴通过提高流体液滴的温度而固化。例如，温度的升高可从流体液滴(例如，在多个乳液液滴的最外层内)排出材料，并且留下形成固体的另一种材料。因此，在一些情况下，多个乳液液滴的最外层可固化以形成包封流体内所含实体的固体壳体。
在一个实施方案中，对于可光固化的壁材料如丙烯酸酯和丙烯酰胺基单体/低聚物，光引发剂可包括苄基酮、单体羟基酮、聚合羟基酮、α-氨基酮、酰基氧化膦、茂金属、二苯甲酮、二苯甲酮衍生物、以及如(US 20140261508 A1)中所述的许多其它物质。
示例性光引发剂包括：安息香乙醚、2-羟基-2-甲基苯丙酮、Irgacure 369、Irgacure LEX 201、Irgacure 819、Darocur 4265、Irgacure 184、Irgacure 2959、和可见光引发剂：Irgacure 784、樟脑醌(GENOCURE*CQ)。
丙烯酸酯和丙烯酰胺也可通过加入热引发剂热固化，如专利公布：WO 2011084141A2(Appleton)中所述。引发剂是能量活化的，是指当引发剂经受热或其它能量输入时产生自由基。
示例性引发剂包括过氧引发剂、偶氮引发剂、过氧化物和化合物如2,2’-偶氮二甲基丁腈、过氧化二苯甲酰。更具体但非限制地，自由基引发剂可选自包含偶氮或过氧引发剂的引发剂，例如过氧化物、二烷基过氧化物、烷基过氧化物、过氧化酯、过碳酸盐、过氧酮和过氧化二碳酸酯、2,2’-偶氮双(异丁腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双(2-甲基丙腈)、2,2’-偶氮双(甲基丁腈)、1,1’-偶氮双(环己烷甲腈)、1,1’-偶氮双(氰基环己烷)、过氧化苯甲酰、过氧化癸酰；过氧化月桂酰；过氧化苯甲酰、过氧化二碳酸二(正丙)酯、过氧化二碳酸二(仲丁)酯、过氧化二碳酸二(2-乙基己)酯、过氧化新癸酸-1,1-二甲基-3-羟基丁酯、过氧化新庚酸-a-异丙苯酯、过氧化新癸酸叔戊酯、过氧化新癸酸叔丁酯、过氧化新戊酸叔戊酯、过氧化新戊酸叔丁酯、2,5-二甲基2,5-二(2-乙基己酰过氧)己烷、过氧-2-乙基己酸叔戊酯、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、过氧乙酸叔丁酯、过氧乙酸二叔戊基酯、叔丁基过氧化物、二叔戊基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁过氧基)己炔-3、异丙基苯氢过氧化物、1,1-二(叔丁过氧基)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔丁过氧基)环己烷、1,1-二(叔戊基过氧)环己烷、3,3-二(叔丁过氧基)丁酸乙酯、过苯甲酸叔戊酯、过苯甲酸叔丁酯、3,3-二(叔戊基过氧)丁酸乙酯等。还可使用引发剂的共混物。
可商购获得的引发剂如Vazo引发剂通常指示引发剂的分解温度。在一个实施方案中，选择引发剂以具有约50℃或更高的分解点。可使用多种引发剂，作为在油相中的共混物，或在油相或水相中。在一个实施方案中，选择引发剂以交错在各个步骤，预聚合、壁形成以及胶囊壁材料硬化或聚合的分解温度。例如，油相中的第一引发剂可在55℃分解以促进预聚物的形成；第二引发剂可在60℃分解以有助于形成壁材料。任选地，第三引发剂可在65℃下分解以有利于胶囊壁材料的聚合。引发剂的总量可通常低达0.1重量％或高达10重量％。
在本发明的某些方面，如所述，微粒在微流体体系中制备。如本文所用，“微流体”是指包括至少一个流体通道的设备、装置或体系，所述流体通道具有小于约1毫米(mm)的横截面尺寸，并且在一些情况下具有至少3:1的长度与最大横截面尺寸的比率。所述体系的一个或多个通道可为毛细管。在一些情况下，提供多个通道，并且在一些实施方案中，至少一些是嵌套的，如本文所述。所述通道可在微流体尺寸范围内，并且可具有例如小于约1毫米，小于约300微米，小于约100微米，小于约30微米，小于约10微米，小于约3微米，或小于约1微米的平均内径，或具有上述内径的部分，从而提供具有相当平均直径的液滴。一个或多个通道的横截面可具有与相同点处宽度基本上相同的高度。在横截面中，所述通道可为矩形或基本上非矩形的，例如圆形或椭圆形。
如本文所用，术语“流体”通常是指趋于流动并且适形于其容器轮廓的物质，即液体、气体、粘弹性流体等。在一个实施方案中，所述流体为液体。通常，流体是不能承受静态剪切应力的材料，并且当施加剪切应力时，所述流体经历持续且持久的变形。所述流体可具有允许流动的任何适宜粘度。如果存在两种或更多种流体，则可通过考虑流体之间的关系，本领域普通技术人员可从基本任何流体(液体、气体等)中独立地选择每种流体。
根据本发明的某些方面，可使用各种材料和方法以形成制品或部件诸如本文所述的那些，例如通道如微流体通道、腔室等。例如，各种制品或部件可由固体材料形成，其中可通过显微机械加工、膜沉积工艺如旋涂和化学气相沉积、激光制造、光刻技术、包括湿化学或等离子体处理的蚀刻方法、3D印刷等，形成通道。参见例如Scientific American，248:44-55，1983(Angell等人)。
在一组实施方案中，本文所述制品的各种结构或部件可由玻璃或聚合物形成，例如弹性体聚合物如聚二甲基硅氧烷(“PDMS”)、聚四氟乙烯(“PTFE”或)、环氧树脂、诺兰光学粘合剂等。例如，根据一个实施方案，微流体通道可由玻璃管或毛细管形成。另外，在一些情况下，可通过使用PDMS或其它软光刻技术分别制造流体体系，实现微流体通道(适用于该实施方案的软光刻技术的详情论述于Younan Xia和George M.Whitesides在1998年Annual Review of Material Science第28卷第153-184页公布的名称为“SoftLithography”以及George M.Whitesides、Emanuele Ostuni、Shuichi Takayama、XingyuJiang和Donald E.Ingber在2001年Annual Review of Biomedical Engineering第3卷第335-373页公布的名称为“Soft Lithography in Biology and Biochemistry”的文献中；这些文献中的每一篇以引用方式并入本文)。此外，在一些实施方案中，本文所述制品的各种结构或部件可由金属如不锈钢形成。
可能适宜的聚合物的其它示例包括但不限于聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚苯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、环烯烃共聚物(COC)、聚四氟乙烯、氟化聚合物、硅氧烷如聚二甲基硅氧烷、聚偏二氯乙烯、双苯并环丁烯(“BCB”)、聚酰亚胺、聚酰亚胺的氟化衍生物等。也可设想涉及聚合物的组合、共聚物或共混物，所述聚合物包括上述那些。所述装置也可由复合材料形成，例如聚合物和半导体材料的复合材料。
在一些实施方案中，制品的各种结构或部件由聚合和/或柔性和/或弹性体材料制成，并且可方便地由可硬化流体形成，有利于通过模塑(例如复制成型、注塑、浇铸成型等)制造。可硬化流体基本上可为任何可被诱导固化或者自发固化成固体的流体，所述固体能够包含和/或运送设想用于流体网络中以及与之一起使用的流体。在一个实施方案中，可硬化流体包含聚合物液体或液体聚合物前体(即“预聚物”)。适宜的聚合物液体可包括例如热塑性聚合物、热固性聚合物、蜡、或它们的在它们熔点以上加热的混合物或复合材料。又如，适宜的聚合物液体可包括一种或多种聚合物在适宜溶剂中的溶液，所述溶液通过例如蒸发除去溶剂后，形成固体聚合物材料。可从例如熔融态固化或通过溶剂蒸发固化的此类聚合物材料是本领域普通技术人员所熟知的。对于其中模具主体之一或两者由弹性体材料构成的实施方案，其中许多为弹性体的各种聚合物材料是适宜的，并且也适用于形成模具或模具主体。此类聚合物示例的非限制性列表包括一般类型硅氧烷聚合物、环氧聚合物和丙烯酸酯聚合物的聚合物。环氧聚合物的特征在于存在通常称为环氧基、1,2-环氧化物或环氧乙烷的三元环醚基团。例如，除了基于芳胺、三嗪和脂环族主链的化合物之外，还可使用双酚A的二缩水甘油醚。另一个示例包括熟知的酚醛清漆聚合物。适于根据本发明使用的硅氧烷弹性体的非限制性示例包括由前体形成的那些，所述前体包括氯硅烷如甲基氯硅烷、乙基氯硅烷、苯基氯硅烷、十二烷基三氯硅烷等。
在某些实施方案中使用硅氧烷聚合物，例如硅氧烷弹性体聚二甲基硅氧烷。PDMS聚合物的非限制性示例包括由Dow Chemical Co.(Midland，MI)以商标Sylgard出售的那些，特别是Sylgard 182、Sylgard 184和Sylgard 186。包括PDMS的硅氧烷聚合物具有简化本发明各种结构制造的若干有益特性。例如，此类材料便宜，容易获得，并且可通过热固化，由预聚物液体固化。例如，PDMS通常可通过将预聚物液体暴露于例如约65℃至约75℃的温度进行固化，暴露时间为例如约1小时，约3小时，约12小时等。而且，硅氧烷聚合物如PDMS可是弹性的，因此可用于形成具有较高纵横比的非常小的特征，这在本发明的某些实施方案中是必需的。在该方面，柔性(例如弹性体)模具或主体可能是有利的。
由硅氧烷聚合物如PDMS形成结构如微流体结构或通道的一个优点是此类聚合物通过例如暴露于含氧等离子体如空气等离子体被氧化的能力，使得氧化结构在它们的表面处包含化学基团，所述化学基团能够交联至其它氧化的硅氧烷聚合物表面，或交联至各种其它聚合和非聚合材料的氧化表面。因此，可制造结构，然后将其氧化，并且基本上不可逆地密封至其它硅氧烷聚合物表面，或密封至与氧化的硅氧烷聚合物表面反应的其它基材的表面，而无需单独的粘合剂或其它密封装置。在大多数情况下，可简单地通过将氧化的硅氧烷表面接触另一表面来完成密封，而无需施加辅助压力来形成密封。即，预氧化硅氧烷表面用作紧贴适宜配对表面的接触粘合剂。具体地说，除了不可逆地密封或结合至其本身之外，氧化的硅氧烷如氧化的PDMS也可不可逆地密封至除自身之外的多种氧化材料，包括例如玻璃、硅、氧化硅、石英、氮化硅、聚乙烯、聚苯乙烯、玻璃碳和环氧聚合物，其已经以与PDMS表面相似的方式(通过例如暴露于含氧等离子体)被氧化。在本领域中，例如在名称为“RapidPrototyping of Microfluidic Systems and Polydimethylsiloxane”，Anal.Chem.，70:474-480，1998(Duffy等人)的文章中，描述了可用于本发明上下文的氧化和密封方法以及整体模塑技术，将所述文献以引用方式并入本文。
不同的部件可由不同的材料制成。例如，包括底壁和侧壁的基部部分可由不透明材料如硅或PDMS制成，并且顶部部分可由透明或至少部分透明的材料如玻璃或透明聚合物制成，用于观察和/或控制流体处理。部件可被涂覆以使所需的化学官能团暴露于接触内部通道壁的流体，其中基部支撑材料不具有确切的期望官能团。例如，可如所示制造部件，具有用如本文所述的另一种材料涂覆的内部通道壁。用于制造本发明体系和装置的各种部件的材料，例如用于涂覆流体通道内壁的材料，可有利地选自不会不利影响流动通过所述流体体系的流体或受所述流体影响的那些材料，例如在待用于所述装置中的流体的存在下是化学惰性的一种或多种材料。此类涂料的非限制性示例论述于下文中；其它示例公开于Weitz等人在2009年2月11日提交的2009年10月1日作为WO 2009/120254公布的名称为“Surfaces,Including Microfluidic Channels,With Controlled Wetting Properties”的国际专利申请序列号PCT/US2009/000850中，将所述文献以引用方式并入本文。
在一些实施方案中，本发明的某些微流体结构(或内部，流体接触表面)可由某些氧化的硅氧烷聚合物形成。此类表面可比弹性体聚合物的表面更亲水。因此，此类亲水性表面可更易于用水性溶液填充和润湿。
在一些实施方案中，本发明微流体装置的底壁由与一个或多个侧壁或顶壁或其它部件不同的材料形成。例如，在一些实施方案中，底壁内表面包括硅晶片或微芯片或其它基底的表面。如上所述，其它部件可被密封到此类替代基底。在期望将包含硅氧烷聚合物(例如PDMS)的部件密封至不同材料基底(底壁)的情况下，所述基底可选自氧化的硅氧烷聚合物能够不可逆地密封的材料(例如，玻璃、硅、氧化硅、石英、氮化硅、聚乙烯、聚苯乙烯、环氧聚合物和已被氧化的玻璃碳表面)。另选地，如本领域普通技术人员将是显而易见的，可使用其它密封技术，包括但不限于使用单独的粘合剂、粘结、溶剂粘结、超声波焊接等。
因此，在某些实施方案中，制品的设计和/或制造可相对简单，例如通过使用相对熟知的软光刻术和其它技术，诸如本文所述的那些。此外，在一些实施方案中，制品的快速和/或定制设计是可能的，例如在几何形状方面。在一组实施方案中，所述制品可被制造为一次性的，例如在其中制品与放射性、毒性、有毒，反应性、生物危险的物质等一起使用的实施方案中，和/或在其中物质特征(例如毒理学特征、放射性特征等)是未知的实施方案中。由氧化的硅氧烷聚合物形成通道或其它结构(或内部，流体接触表面)的另一个优点是，这些表面可比典型弹性体聚合物(其中期望亲水性内表面)的表面更亲水。因此，此类亲水性通道表面可比由典型的未氧化弹性体聚合物或其它疏水性材料构成的结构更容易用水性溶液填充和润湿。
在一组实施方案中，装置内的一个或多个通道可以是相对疏水的或相对亲水的，例如，固有地和/或通过处理通道的一个或多个表面或壁以使它们更疏水或亲水。一般来讲，至少在形成液滴的时标上，在装置中形成液滴的流体是基本上不可混溶的，并且所述流体通常具有不同程度的疏水性或亲水性。因此，例如，第一流体可相对于第二流体更亲水(或更疏水)，并且第一和第二流体可以是基本上不可混溶的。因此，第一流体可来自第二流体内的离散液滴，例如第一流体和第二流体不显著混合(尽管在一些条件下却可能发生某种程度的混合)。类似地，第二流体可相对于第三流体(其可与第一流体相同或不同)更亲水(或更疏水)，并且第二和第三流体可以是基本上不可混溶的。
因此，在一些情况下，根据通道内包含的流体，通道的表面可相对疏水或亲水。在一组实施方案中，通道的表面相对于装置内的其它表面是疏水的或亲水的。此外，在一些实施方案中，相对疏水的表面可表现出大于约90°的水接触角，和/或相对亲水的表面可表现出小于约90°的水接触角。
在一些情况下，可使用相对疏水和/或亲水的表面来促进通道内流体的流动，例如以特定顺序维持多种流体在通道内的嵌套。
在一些方面，如前所述，可通过控制用于形成乳液的通道的亲水性和/或疏水性，来制备乳液，如本文所述的那些。在一组实施方案中，通道的亲水性和/或疏水性可通过将溶胶-凝胶涂覆至通道的至少一部分上来控制。例如，在一个实施方案中，相对亲水和相对疏水的部分可通过将溶胶-凝胶施加到通道表面的一部分而形成，这使得那些部分相对疏水。所述溶胶-凝胶可包含引发剂如光引发剂。通过用包含亲水部分(例如丙烯酸)的溶液填充通道，使部分(例如通道和/或通道的一部分)变得相对亲水，并且将所述部分暴露于引发剂的适宜触发剂(例如，在光引发剂的情况下为光或紫外线)。例如，可通过使用掩模掩蔽其中不期望反应的部分，通过将聚焦的光束或热量引导到其中期望反应的部分上等，使所述部分曝光。在暴露部分中，引发剂可引起亲水部分与溶胶-凝胶反应(例如聚合)，从而使那些部分相对亲水(例如，通过使聚(丙烯酸)接枝到上述示例中的溶胶-凝胶涂层表面上)。
如本领域普通技术人员已知的，溶胶-凝胶是可为溶胶或凝胶状态的材料，并且通常包括聚合物。凝胶状态通常包含含有液相的聚合物网络，并且可通过例如干燥或加热技术，通过从溶胶中除去溶剂，由溶胶状态制备。在一些情况下，溶胶可通过例如在溶胶内导致发生一些聚合反应，在使用前进行预处理。
在一些实施方案中，可选择溶胶-凝胶涂层，以具有某些特性，例如具有一定的疏水性。可通过控制溶胶-凝胶的组成(例如，通过在溶胶-凝胶内使用某些材料或聚合物)，和/或通过改变涂层来控制涂层的性质，例如通过将涂层暴露于聚合反应以使聚合物与溶胶-凝胶涂层反应，如下所述。
例如，溶胶-凝胶涂层可通过在溶胶-凝胶中掺入疏水性聚合物而变得更疏水。例如，溶胶-凝胶可包含一种或多种硅烷如氟硅烷(即包含至少一个氟原子的硅烷)例如十七氟代硅烷，或其它硅烷如甲基三乙氧基硅烷(MTES)，或包含一个或多个脂链的硅烷如十八烷基硅烷或其它CH3(CH2)n-硅烷，其中n可为任何适宜的整数。例如，n可以大于1、5或10，并且小于约20、25或30。所述硅烷还可任选包含其它基团如烷氧基基团，例如十八烷基三甲氧基硅烷。一般来讲，大多数硅烷可用于溶胶-凝胶中，其中基于所需的性质如疏水性来选择特定的硅烷。在本发明的其它实施方案中，也可根据因素如所需的相对疏水性或亲水性，选择其它硅烷(例如，具有较短或较长链长)。在一些情况下，所述硅烷可包含其它基团，例如基团如胺，这将使溶胶-凝胶更亲水。非限制性示例包括二胺硅烷、三胺硅烷、或N-[3-(三甲氧基甲硅烷基)丙基]乙二胺硅烷。可使硅烷反应以在溶胶-凝胶内形成低聚物或聚合物，并且可通过控制反应条件，例如通过控制温度、存在的酸的量等，来控制聚合度(例如低聚物或聚合物的长度)。在一些情况下，溶胶-凝胶中可存在多于一种的硅烷。例如，溶胶-凝胶可包括致使所得溶胶-凝胶表现出更大疏水性的氟硅烷，以及有利于聚合物制备的其它硅烷(或其它化合物)。在一些情况下，可存在能够制备SiO2化合物以促进聚合的材料，例如TEOS(原硅酸四乙酯)。
应当理解，溶胶-凝胶不限于仅含有硅烷，并且除了硅烷之外或代替硅烷，可存在其它材料。例如，涂层可包括一种或多种金属氧化物，例如SiO2、氧化钒(V2O5)、二氧化钛(TiO2)和/或氧化铝(Al2O3)。
在一些情况下，微流体通道以适于接收溶胶-凝胶的材料存在，例如玻璃、金属氧化物、或聚合物如聚二甲基硅氧烷(PDMS)和其它硅氧烷聚合物。例如，在一些情况下，微流体通道可为包含硅原子的通道，并且在某些情况下，可选择微流体通道，使它包含硅醇(Si-OH)基团，或者可被修饰以具有硅醇基团。例如，微流体通道可暴露于氧等离子体、氧化剂或强酸，以在微流体通道上形成硅醇基团。
溶胶-凝胶可作为微流体通道上的涂层存在，并且涂层可具有任何适宜的厚度。例如，所述涂层可具有不超过约100微米，不超过约30微米，不超过约10微米，不超过约3微米，或不超过约1微米的厚度。在一些情况下，例如在需要更高耐化学性的应用中，较厚的涂层可能是可取的。然而，在其它应用中，例如在较小的微流体通道内，可能期望更薄的涂层。
在一组实施方案中，可控制溶胶-凝胶涂层的疏水性，例如使得溶胶-凝胶涂层的第一部分相对疏水，并且溶胶-凝胶涂层的第二部分是相对亲水。可使用本领域普通技术人员已知的技术，例如使用接触角测量，如本文所论述的那些，来确定涂层的疏水性。例如，在一些情况下，微流体通道的第一部分可具有有利于有机溶剂而不是水的疏水性，而第二部分可具有有利于水而不是有机溶剂的疏水性。在一些情况下，亲水性表面是具有小于约90°的水接触角的表面，而疏水性表面是具有大于约90°的水接触角的表面。
例如，可通过将至少一部分溶胶-凝胶涂层暴露于聚合反应，以使聚合物与溶胶-凝胶涂层反应，改变溶胶-凝胶涂层的疏水性。与溶胶-凝胶涂层反应的聚合物可为任何适宜的聚合物，并且可被选择以具有一定的疏水性。例如，可选择比微流体通道和/或溶胶-凝胶涂层更疏水或更亲水的聚合物。例如，可用的亲水性聚合物为聚(丙烯酸)。
可通过将单体(或低聚)形式的聚合物供应到溶胶-凝胶涂层中(例如溶液中)，并且在聚合物和溶胶-凝胶之间引起聚合反应发生，将聚合物加入到溶胶-凝胶涂层中。例如，可使用自由基聚合来引发聚合物与溶胶-凝胶涂层的结合。在一些实施方案中，任选在曝光后能够产生自由基的光引发剂存在下(例如通过分子裂解)，通过将反应物暴露于热和/或光如紫外(UV)光，可引发反应诸如自由基聚合。本领域的普通技术人员将知道许多此类光引发剂，其中许多是可商购获得的，如Irgacur 2959(Ciba Specialty Chemicals)或2-羟基-4-(3-三乙氧基甲硅烷基丙氧基)-二苯基酮(SIH6200.0，ABCR GmbH&Co.KG)。
光引发剂可与加入到溶胶-凝胶涂层中的聚合物一起被包含，或者在一些情况下，所述光引发剂可存在于溶胶-凝胶涂层内。例如，光引发剂可被包含在溶胶-凝胶涂层内，并且在曝光时被活化。光引发剂也可与溶胶-凝胶涂层的组分(例如与硅烷)缀合或结合。例如，可将光引发剂如Irgacur2959经由氨基甲酸酯键与硅烷-异氰酸酯缀合，其中光引发剂上的伯醇可参与和异氰酸酯基团的亲核加成，这可产生氨基甲酸酯键。
应当注意，在本发明的一些实施方案中，仅一部分溶胶-凝胶涂层可与聚合物反应。例如，单体和/或光引发剂可仅暴露于微流体通道的一部分，或者聚合反应可仅在微流体通道的一部分中引发。作为一个具体示例，微流体通道的一部分可暴露于光，而其它部分通过例如使用掩模或滤光器，或通过使用聚焦光束，来防止暴露于光。因此，微流体通道的不同部分可表现出不同的疏水性，因为聚合没有发生在微流体通道上的任何地方。又如，可通过将曝光图案的缩图投影到微流体通道上，使微流体通道暴露于UV光。在一些情况下，通过投影技术可达到小分辨率(例如1微米或更小)。
此类涂层和其它体系的其它详情可见于Weitz等人在2009年2月11日提交的2009年10月1日作为WO 2009/120254公布的名称为“Surfaces,Including MicrofluidicChannels,With Controlled Wetting Properties”的国际专利申请序列号PCT/US2009/000850以及Abate等人在2009年2月11日提交的名称为“Surfaces,IncludingMicrofluidic Channels,With Controlled Wetting Properties”的国际专利申请序列号PCT/US2009/000850，将每篇所述文献以引用方式并入本文。
在一个实施方案中，可期望通过扩散过程来减缓活性剂的释放。在此类实施方案中，可通过微粒的机械破裂，通过壳体和水凝胶的热分解，或通过溶解微粒的壳体和芯的水凝胶，促进活性剂的释放。
虽然具有第一液体预乳液的微粒使得疏水性有效载荷能够具有高包封效率，但有效载荷与第一液体含水连续相之间的密度失配可导致分散的有效载荷上升，并且直接接触聚合物壳体的内表面。该接触可使有效载荷能够移动到疏水性聚合物中，导致快速泄漏，从而限制有效载荷的长期储存。为实现有效载荷的长期储存，可通过加入水凝胶前体和光引发剂来改性第一液体的连续相，以使微粒内的连续相能够转化为水凝胶，使其能够作为物理屏障，并且防止最内分散相有效载荷与聚合物壳体直接接触。例如，第一液体的连续相可由15％聚乙二醇二丙烯酸酯(PEG-DA，Mn＝700)与光引发剂的水性溶液构成。在电磁辐射的存在下，PEG-DA前体溶液可快速聚合和/或交联，转化成水凝胶。
本发明的某些方面整体涉及使装置如本文论述的那些按比例增加或“数量上升”的技术。例如，在一些情况下，可并联使用较大量的装置，例如至少约10个装置，至少约30个装置，至少约50个装置，至少约75个装置，至少约100个装置，至少约200个装置，至少约300个装置，至少约500个装置，至少约750个装置，或至少约1,000个装置或更多个装置可并联操作。在一些情况下，可通过水平和/或垂直地堆叠装置，形成此类装置阵列。根据应用，所述装置可为共同控制的或单独控制的，并且可具有各种流体的共同或单独来源。
本领域的普通技术人员将意识到可用于使装置或制品如本文所述那些按比例增加或数量上升的其它技术。例如，在一些实施方案中，流体分配器可用于在例如一个以上的装置中，将流体从一个或多个输入分配至多个输出。例如，多个制品可以三维方式连接。在某些情况下，选择通道的尺寸，以允许显著降低并联装置中的压力变化。适宜技术的其它示例包括但不限于Romanowsky等人在2010年3月12日提交的2010年11月16日作为WO 2010/104597公布的名称为“Scale-up of Microfluidic Devices”的国际专利申请PCT/US2010/000753中论述的那些，将所述文献全文以引用方式并入本文。
出于各种目的，将以下文献全文以引用方式并入本文中：国际专利申请序列号：PCT/US2015/025921，提交于：04/15/15，标题：Systems and methods for producingdroplet emulsions with relatively thin shells；发明人：David Weitz、EstherAmstad、Laura R.Arriaga；Link等人在2004年4月9日提交的名称为“Formation andControl of Fluidic Species”的国际专利公布号WO 2004/091763；Stone等人在2003年6月3日提交的名称为“Method and Apparatus for Fluid Dispersion”的国际专利公布号WO 2004/002627；Weitz等人在2006年3月3日提交的名称为“Method and Apparatus forForming Multiple Emulsions”的国际专利公布号WO 2006/096571；Link等人在2004年8月27日提交的名称为“Electronic Control of Fluidic Species”的国际专利公布号WO2005/021151；Chu等人在2008年3月28日提交的名称为“Emulsions and Techniques forFormation”的国际专利公布号WO 2008/121342；Weitz等人在2010年3月12日提交的名称为“Method for the Controlled Creation of Emulsions,Including MultipleEmulsions”的国际专利公布号WO 2010/104604；Weitz等人在2010年9月1日提交的名称为“Multiple Emulsions Created Using Junctions”的国际专利公布号WO 2011/028760；Weitz等人在2010年9月1日提交的名称为“Multiple Emulsions Created Using Jettingand Other Techniques”的国际专利公布号WO 2011/028764；Shum等人在2009年6月4日提交的名称为“Polymersomes,Phospholipids,and Other Species Associated withDroplets”的国际专利公布号WO 2009/148598；Shum等人在2011年3月16日提交的名称为“Melt Emulsification”的国际专利公布号WO 2011/116154；Shum等人在2009年6月4日提交的名称为“Polymersomes,Colloidosomes,Liposomes,and other Species Associatedwith Fluidic Droplets”的国际专利公布号WO 2009/148598；Rotem等人在2012年5月22日提交的名称为“Control of Emulsions,Including Multiple Emulsions”的国际专利公布号WO 2012/162296；Kim等人在2012年7月5日提交的名称为“Multiple Emulsions andTechniques for the Formation of Multiple Emulsions”的国际专利公布号WO 2013/006661；以及Weitz等人在2012年8月15日提交的名称为“Systems and Methods for ShellEncapsulation”的国际专利公布号WO 2013/032709。
在一个实施方案中，如图6中所示，用于制备微胶囊的装置1000可包括：包含第一液体的第一贮存器100，其中所述第一液体可包含乳液，所述乳液继而包含分散相和连续相。可将所述第一贮存器设置成与多个形成多个微流体装置600的一部分的第一导管流体连通，第一导管中的每个具有出口。所述装置还包括包含第二液体的第二贮存器200，可将所述第二贮存器设置成与多个形成多个微流体装置600的一部分的第二导管流体连通。第二导管中的每个至少部分地包围第一导管中的一个。第一流体和第二流体基本上不可混溶。所述装置还包括包含第三液体的第三贮存器300，将所述第三贮存器设置成与第二导管流体连通。所述第二流体和第三流体基本上不可混溶。所述装置还包括多个第三导管，所述第三导管至少部分地设置在第二导管内、位于所述第一导管的出口下游，作为多个微流体装置的一部分，将所述第三导管定位成接收离开所述第一导管的所述第一液体、第二液体和第三液体。
根据期望制备的产品的体积，贮存器的体积可从小至约2mL变化到大至约6,000L。
在此类实施方案中，可将第一贮存器设置成与第一导管可切换地流体连通，并且所述装置还可包括含有第四液体的第四贮存器400，其中第四液体是包含分散相和连续相的乳液，将第四贮存器400设置成通过启动阀500与第一导管可切换地流体连通。
在一个实施方案中，第一液体的分散相与第二液体基本上可混溶，并且第四液体的分散相与第二液体基本上不可混溶。
测试方法
应当理解，如本文此发明所述并且受权利要求书保护的，本申请测试方法部分中所公开的测试方法应该用于测定申请人的发明的相应参数值。此外，对本领域的技术人员显而易见的是需要在使用以下方法之前将胶囊包封的有益剂与产品分离开，并且分离不仅依赖于产品的类型和形式，还依赖于胶囊包封的有益剂壳体性质。例如，液体产品中包含的胶囊包封的有益剂可通过离心来分离并将其再分散于用于胶囊包封的有益剂壳体的非溶剂中，而对于固体产品中包含的胶囊包封的有益剂，可使用用于粘合剂的溶剂和用于胶囊包封的有益剂壳体的非溶剂。
(1)胶囊包封的有益剂的群体的平均直径：胶囊包封的有益剂群体的特征在于平均直径其使用扫描电镜得到，并且采用ImageJ软件程序1.46r版(Rasband，W.S.，ImageJ，U.S.National Institutes of Health，Bethesda，Maryland，USA，http://imagej.nih.gov/ij/，1997-2012)进行计算机化图像分析。
i.使约30mg的胶囊包封的有益剂群体样品附着至生物粘附轴端(例如12.5mm直径Aluminium Pin Stub G301，其安装有12mm直径的Leit Adhesive Carbon tab，如购自英国Essex的Agar Scientific)，避免凝聚以在轴端上获得胶囊包封的有益剂的单一均匀的层。
ii.采用约100倍的放大率，使用Hitachi TM-1000Table Top扫描电镜(HitachiHigh-Technologies Europe GmbH，Germay)，对每个轴端拍摄约10个图像，以获得约500个随机选择的胶囊包封有益剂的图像。
iii.从所拍摄的10个图像中选择至少3个图像进行ImageJ分析，同时确保选择足够的图像以示出至少共计300个胶囊包封的有益剂的单层。
iv.在ImageJ中打开3个或更多个图像中的每一个。对图像进行校准并且使用的刻度为微米(μm)。将每个图像转换为8比特的灰度级像素深度，然后通过软件的自动阈值按钮自动阈值化来建立二进制图象，由此代表胶囊包封的有益剂的像素变成与背景像素分离的前景对象和目标区域。接着，采用ImageJ通过选择“Set Measurement”菜单上的“Area”并在“Area”内选择“Exclude Edge Particles”和“circularity”，测量代表胶囊包封的有益剂的各目标对象区域的面积(以sq.μm计)。然后，在“Analyze Particles”菜单上，所输入“circularity”值的范围为约0.4至约1。
v.记录所得面积(A，以sq.μm计)，并且根据下式使用其来计算胶囊包封的有益剂的直径：
di＝√(4Ai/π)
其中，对于给定的胶囊包封有益剂，di是以微米计的直径，并且Ai是获自ImageJ的面积。
vi.然后，直径(di)以最大到最小尺寸的次序排列，并且使用下式获得胶囊包封的有益剂平均尺寸：
其中是以微米计的胶囊包封的有益剂平均直径，di是以微米计的如上所计算的胶囊包封的有益剂的单个直径，n是分析的胶囊包封的有益剂的总数目，使用最少300个胶囊包封的有益剂来获得该值。此外，还计算这些直径数据点的第5个、50个和95个百分位值。
(2)胶囊包封的有益剂的群体直径的变化系数：胶囊包封的有益剂的群体的特征在于：对应于所述胶囊包封的有益剂群体的直径分布(即标准偏差)与胶囊包封的有益剂平均直径之间的比率的直径变化系数(CoV)。如下获得CoV：
i.首先，使用下式获得胶囊包封的有益剂平均直径的标准偏差(STD)：
其中，STD是以微米计的直径标准偏差，是以微米计的胶囊包封的有益剂平均直径，di是以微米计的如上所计算的胶囊包封的有益剂的单个直径，并且n是所分析的胶囊包封的有益剂的总数目，使用最少300个胶囊包封的有益剂来获得该STD。
ii.最后，使用下式来获得胶囊包封的有益剂的群体的直径变化系数(CoV)：
其中，CoV是以％计的胶囊包封的有益剂的群体的直径变化系数，STD和分别是如上所计算的标准偏差和以微米计的平均直径。
(3)平均壳体厚度：通过制备目标胶囊包封的有益剂的横截面并在扫描电子显微镜(诸如JSM-6400型号，购自于日本Tokyo的JEOLLtd)下测量壳体厚度来测定平均壳体厚度。将约200mg胶囊包封的有益剂样品(如干粉末)与约1mL最佳切割温度溶液(OCT)混合。就非水溶性壳体材料而言，所述OCT溶液可由10.24％聚乙烯醇、4.26％聚乙二醇和85.5％非反应性成分构成。然而，对于水溶性壳体材料，OCT溶液可由聚丙二醇、聚乙二醇、甘油、植物油和/或矿物油构成。使用液氮(-196℃)，将包含悬浮于其中的胶囊包封有益剂的该OCT溶液立即冷冻，并且将其放置在冷却至-20℃的恒冷箱切片机内。所述恒冷箱切片机用于将经冷冻悬浮液的样品截面切片为约10μm的厚度。将切片固定在室温的显微镜玻璃载玻片上，其中其将瞬间融化并粘附。在室温下将切片风干后，通过溅射涂覆将其涂覆上金，并使用扫描电子显微镜(SEM)(诸如JEOL SEM型JSM-6400,购自日本Tokyo的JEOL Ltd)观察并拍照。从所得横截面的显微照片中，通过选择10个胶囊包封的有益剂(每个有3种不同直径尺寸级分)测量30个胶囊包封的有益剂的壳体厚度。通过由直径数据点计算的第5个、第50个和第95个百分位值(如通过以上方法(1)测量)来测定3种不同的直径尺寸级分。3种直径尺寸级分被定义为(以微米计)：第5个百分位值+/-其值的10％；第50个百分位值+/-其值的10％；并且第95个百分位值+/-其值的10％。对于30个所选胶囊包封有益剂中的每一个，在围绕每个壳体圆周间隔相等的至少4个不同位置处，即在0°、90°、180°和270°处，测量壳体厚度，得到共计120个厚度测量值。使用相应胶囊的至少4个壳体厚度测量，计算每个胶囊的平均壳体厚度
(4)微胶囊稳定性：
在密封系统中收集、冲洗并且以不同时间间隔监控包封α-蒎烯的原位聚合的微胶囊，在将其转移到石英比色池后，将5个微胶囊分散在3mL的DI水中。在渗漏研究期间，将比色池密封。使用UV-VIS光谱仪，监控受控环境中各体系的泄漏曲线，用于比较目的。选择代表性体系，并且将所制备和处理的微胶囊转移至乙醇，以定量测定每次测试条件后剩余的α-蒎烯的量。根据5天时段后的稳定性测试，测定分散相保留率。保留率是由测试指示保留在微胶囊中的α-蒎烯的％w/w。
以下实施例旨在说明本发明的某些实施方案，但不是举例说明本发明的全部范围。
实施例1
该实施例示出嵌入次级隔室内以实现释放特征控制的活性物质的包封。在该实施例中，将香料作为例示性实施例包封。香料通常是极性和非极性组分的混合物(例如芳香剂精油或芳香化合物)。因此，将香料包封在分散于水相内的聚合物壳体中可能是具有挑战性的，因为它们在宽范围的溶剂中，甚至在大多数壳体材料(单体)中，具有显著的溶解度。
该实施例示出了将预乳化香料包封在疏水性聚合物壳体中的方法，达到高负载效率，例如超过50％。在该具体实施例中，为了首先形成双重乳液(水包油包水)，将三相注入到微毛细管装置中：水相中10％PVA(聚乙烯醇)作为连续相，具有光引发剂(1％)的乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(ETPTA)作为中间相，和预乳化香料作为内相。参见图1A。
通过简单混合香料和表面活性剂溶液，制备预乳化香料。为确保预乳化香料的长期稳定性，使用具有不同亲水亲脂平衡(HLB)的两种表面活性剂，Tween 80(15.2)和聚乙烯醇(PVA)。例如，在一些实验中，用作内相的预乳化香料包含50％香料、2.5％PVA、1％Tween20和46.5％水(所有百分比均按重量计)。
图1B示出，双重乳液在喷射条件下均匀形成，并且将这些液滴收集在小瓶中。将双重乳液暴露于UV光，形成包含预乳化香料的聚合物壳体(图1C和1D)。为了展示内部香料成功包封，将香料用作为示踪剂的尼罗红染色。总的来说，通过包封预乳化香料，获得聚合物壳体中高负载效率(例如大于约50％)的香料。
实施例2
在该实施例中，将抗氧化剂包封，作为另一个例示性实施例。参见图2。
制备THBQ的单体溶液。将抗氧化剂(叔丁基对苯二酚，TBHQ，600mg)溶于玻璃小瓶内的EtOH(1mL)中。向包含疏水性单体(三丙烯酸季戊四醇酯，PETA，3g)和光引发剂(2-羟基-2-甲基苯丙酮，HMP，30mg)的小瓶中，加入TBHQ的EtOH溶液。使溶液(2g)在真空下放置6小时以除去EtOH，并且形成TBHQ溶解于其中的单体的透明粘稠流体。
制备油包水乳液。向所得溶液中加入8mL PVA水溶液(10重量％)，然后将所得混合物在涡旋上放置1分钟。初始混合后，将混浊乳液在冰浴下经历聚焦超声处理15分钟(40％功率，5秒超声处理，2秒间隔)。
在水中合成次生颗粒分散体。超声处理后，将乳液转移到注射器(5mL)中，然后通过塑料管以1mL/min泵出至收集瓶。将UV光施加到管的出口(管上方1cm)，结果，将来自乳液的液滴光照，并且在油相中引发PETA的聚合。
洗涤次生颗粒。在光聚合之后，使用三个离心/再分散循环，除去颗粒分散体中的杂质。使用缓冲磷酸盐溶液，将包含颗粒的分散体(1mL)的pH调节至5，并且采用14000rpm离心2分钟。小心除去上清液后，加入1mL缓冲溶液，并且将所得分散体超声处理10分钟，使颗粒再分散于溶剂中。将该过程重复3次。
制备次生颗粒包封的液滴。向次生颗粒的含水分散体(1mL)中，加入包含单体(聚乙二醇二丙烯酸酯，PEGDA Mw 575，40重量％)、交联剂(乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，ETPTA，MW 912，5重量％)、和光引发剂(HMP，1重量％)的聚合物溶液(9mL)。采用涡旋将所得溶液混合5分钟，然后经历微流体体系作为分散相(参见图1A)。使用包含5重量％表面活性剂(EM90，Evonik)的十二烷溶液作为连续相。
实施例3在微胶囊中制备具有和不具有水凝胶网络连续相的α-蒎烯包封的ETPTA微胶囊。将这些微胶囊用DI水冲洗，除去携带微胶囊的连续水相。移除周围的水后，随着时间的推移观察到微胶囊形态的巨大差异。对于对照微胶囊，随着水蒸发，芳香剂乳液的水相被空气所替代。对于PEG水凝胶微胶囊，没有观察到明显的差异。在破裂时，观察到PEG水凝胶微胶囊中的均匀水凝胶网络。如图5中所示，对照微胶囊在5天后具有小于约40％w/w的分散相保留率，而水凝胶连续相微胶囊具有约50％w/w的分散相保留率。
上述各种实施方案可用作一系列消费产品制剂的一部分。此类消费产品包括但不限于用于处理毛发(人、狗和/或猫)的产品，包括漂白剂、着色剂、染色剂、调理剂、洗发剂、定型剂；除臭剂和止汗剂；个人清洁；化妆品；皮肤护理，包括施用霜膏、洗剂和其它的供消费者使用的局部施用的产品，包括精制的芳香剂；以及剃刮产品，处理织物、硬质表面以及织物和居家护理区域中的任何其它表面的产品，包括：空气护理品(包括空气清新剂和香味递送体系)、护车用品、餐具洗涤剂、织物调理剂(包括软化和/或焕新)，衣物洗涤剂、衣物洗涤和漂洗添加剂和/或护理剂、硬质表面清洁和/或处理剂(包括地板和抽水马桶清洁剂以及清洁工具)、颗粒或粉末形式的多功能或“重垢型”洗涤剂，尤其是清洁洗涤剂；液体、凝胶或糊剂形式的多功能洗涤剂，尤其是所谓的重垢型液体类型；液体精细织物洗涤剂；手洗餐具洗涤剂或轻垢型餐具洗涤剂，尤其是高起泡类型的那些；机洗餐具洗涤剂，包括各种供家庭和机构使用的片剂、颗粒、液体和漂洗助剂类型；液体清洁和消毒剂，包括抗菌手洗型、清洁条皂、漱口水、义齿清洁剂、牙粉、汽车或地毯洗涤剂、浴室清洁剂，包括抽水马桶清洁剂；毛发洗涤剂和毛发冲洗剂；沐浴凝胶、精制的芳香剂和泡沫沐浴剂和金属清洁剂；以及清洁辅剂，如漂白添加剂和“去污棒”或预处理类型、负载基底的产品，如加入干燥剂的片、干燥和润湿的擦拭物和垫、非织造基底和海绵；以及喷剂和薄雾，均为消费者或/和机构使用；和/或涉及口腔护理的方法，包括牙膏、牙胶、漱口液、义齿粘合剂、和牙齿美白剂。
虽然已在本文中描述和说明了本发明的一些实施方案，但是本领域的技术人员将易于设想各种其它方式和/或结构来实现本文所述的功能和/或获得本文所述的结果和/或一个或多个优点，并且此类变型和/或修改中的每一个均被视为在本发明的范围之内。更一般地，本领域技术人员将易于认识到，本文所述的所有参数、尺寸、材料和构形均旨在是示例性的，并且实际参数、尺寸、材料和/或构形将取决于釆用本发明教导内容的一种或多种具体应用。使用不超过常规的实验，本领域的技术人员将认识到或能够判明本文所述的本发明具体实施方案的许多等价物。因此应该理解，上述实施方案仅以举例的方式示出，并且在所附权利要求书及其等同项的范围内，可以具体描述和受权利要求书保护以外的方式实施本发明。本发明涉及本文所描述的各单独特征、体系、制品、材料、套件和/或方法。此外，如果此类特征、体系、制品、材料、套件和/或方法并非相互不一致，则将两种或更多种此类特征、体系、制品、材料、套件和/或方法的任何组合包括在本发明的范围内。
如本文定义和使用的，所有定义应当理解为支配字典定义、通过引用并入文献中的定义、和/或所定义术语的普通含义。
除非清楚地相反说明，如本文在说明书和权利要求中所用，不定冠词“一个”和“一种”应被理解为是指“至少一个”。
如本文在说明书和权利要求中所用，短语“和/或”应当理解是指所结合要素的“任一者或两者”，即在一些情况下要素结合存在，而在其它情况下要素分离存在)。用“和/或”列出的多个要素应以相同的方式解释，即如此结合的要素中的“一个或多个”。除了通过“和/或”子句具体确定的要素之外，可任选存在其它要素，无论与具体确定的那些要素相关与否。因此，作为非限制性实施例，当与开放式表述如“包括”联合使用时，表述“A和/或B”在一个实施方案中可表示仅A(任选包括不是B的要素)；在另一个实施方案中，可表示仅B(任选包括不是A的要素)；在又一个实施方案中，可表示A和B二者(任选包括其它要素)；等等。
如本文在说明书和权利要求书中所用的，“或”应当被理解为具有与如上定义的“和/或”相同的含义。例如，当在列表中分列项时，“或”或“和/或”应当解释为是包括性的，即，包括数个要素或要素列表中的至少一个，而且包括一个以上，并且任选包括其它未列出项。只有明确指示相反的术语如“仅一个”或“正好一个”，或当在权利要求书中使用时的术语“由…组成”，将是指包括数个要素或要素列表中的正好一个要素。一般来讲，如本文所用，在前面具有排他性术语诸如“任一个”、“一个”、“仅一个”或“刚好一个”时，术语“或”应当仅仅解释为指示排他性替代选择(即“一个或另外一个，但并非二者”)。在权利要求书中使用时，“基本上由…组成”应当具有如专利法领域中所用的其常用含义。
如本文在说明书和权利要求书中所用，与一个或多个要素列表相关的短语“至少一个”应当理解为是指从要素列表中的任何一个或多个要素中选择的至少一个要素，但是不一定包括要素列表内具体列出的各个要素中的至少一个，并且不排除要素列表中要素的任何组合。该定义还允许，可任选存在不是短语“至少一个”所指代要素列表内具体标示的要素的要素，无论与具体标示的那些要素有关还是无关。因此，作为非限制性示例，“A和B中的至少一个”(或等效地，“A或B中的至少一个”，或等效地，“A和/或B中的至少一个”)在一个实施方案中可指代至少一个(任选包括一个以上)A，但不存在B(并且任选包括不是B的要素)；在另一个实施方案中可指代至少一个(任选包括一个以上)B，但不存在A(并且任选包括不是A的要素)；在又一个实施方案中可指代至少一个(任选包括一个以上)A，以及至少一个(任选包括一个以上)B(并且任选包括其它要素)；等等。
当本文使用与数字相关的字词“约”时，应当理解，本发明的另一个实施方案包括不因字词“约”存在而修饰的数字。
还应当理解，除非明确地指出相反，在本文受权利要求书保护的包括多于一个步骤或动作的任何方法中，所述方法的步骤或动作的顺序未必限于其中引用所述方法的步骤或动作的顺序。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或换句话讲有所限制，将本文引用的每篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或权益的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。任何文献的引用不是对其作为与本发明任何公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何其它参考文献或多个参考文献的组合提出、建议或公开了此发明任何方面的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方式，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明实质和范围的情况下可作出多个其他改变和变型。因此，本文旨在所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类改变和修改。

Claims (15)

1.一种用于制备微粒的方法，所述方法的特征在于包括以下步骤：
向微流体装置体系中提供包含乳液的第一液体，所述乳液包含分散相和连续相；
将所述第一液体流引入第二液体流中，其中所述第一液体的所述连续相在所述第二液体中基本上不可混溶；
引入包围所述第二液体流的第三液体流；以及
在所述第三液体内形成液滴，其中所述液滴中的每个包括包含所述第一液体的芯和包含所述第二液体的壳体。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述分散相与所述第二液体基本上可混溶。
3.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括固化所述液滴的所述壳体以形成微粒。
4.根据权利要求3所述的方法，其中所述微粒具有约0.1μm至约10μm的平均壳壁厚度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述分散相包含选自以下的材料：3-环己基丙酸丙-2-烯基酯、(4aR,5R,7aS,9R)-八氢-2,2,5,8,8,9a-六甲基-4h-4a,9-亚甲基薁并(5,6-d)-1,3-二氧杂环戊烯、(3aR,5aS,9aS,9bR)-3a,6,6,9a-四甲基-2,4,5,5a,7,8,9,9b-八氢-1H-苯并[e][1]苯并呋喃、4-甲氧基苯甲醛、2-羟基苯甲酸苄酯、2-甲氧基萘、3-(4-叔丁基苯基)丙醛、3a,6,6,9a-四甲基-2,4,5,5a,7,8,9,9b-八氢-1H-苯并[e][1]苯并呋喃、3,7-二甲基辛-6-烯-1-醇、3,7-二甲基辛-6-烯腈、3-(4-叔丁基苯基)丁醛、3-(4-丙-2-基苯基)丁醛、(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-1,3-二烯基)丁-2-烯-1-酮、癸醛、(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-3-烯基)丁-2-烯-1-酮、(5E)-3-甲基环十五-5-烯-1-酮、2,6-二甲基辛-7-烯-2-醇、2-甲基戊酸乙酯、2-甲基丁酸乙酯、1,3,3-三甲基-2-氧杂双环[2,2,2]辛烷、2-甲氧基-4-丙-2-烯基苯酚、乙酸3a,4,5,6,7,7a-六氢-4,7-亚甲基-1H-茚酯、3-(3-丙-2-基苯基)丁醛、丙酸a,4,5,6,7,7a-六氢-1H-4,7-亚甲基茚-1-基酯、(2E)-3,7-二甲基辛-2,6-二烯-1-醇、(12E)-1-氧杂环十六-12-烯-2-酮、丙酸[2-[1-(3,3-二甲基环己基)乙氧基]-2-甲基丙基]酯、乙酸己酯、2-(苯基亚甲基)辛醛、2-羟基苯甲酸己酯、(E)-4-(2,6,6-三甲基-1-环己-2-烯基)丁-3-烯-2-酮、(E)-4-(2,6,6-三甲基-1-环己烯基)丁-3-烯-2-酮、(E)-3-甲基-4-(2,6,6-三甲基-1-环己-2-烯基)丁-3-烯-2-酮、1-(2,3,8,8-四甲基-1,3,4,5,6,7-六氢萘-2-基)乙酮、2-甲基丁酸丙-2-基酯、(1R,2S,5R)-5-甲基-2-丙-2-基环己-1-醇、(E)-2-乙基-4-(2,2,3-三甲基-1-环戊-3-烯基)丁-2-烯-1-醇、2,4-二甲基环己-3-烯-1-甲醛、3,7-二甲基辛-1,6-二烯-3-醇、乙酸3,7-二甲基辛-1,6-二烯-3-基酯、1-((3R,3aS,7R,8aS)-2,3,4,7,8,8a-六氢-3,6,8,8-四甲基-1H-3a,7-亚甲基薁-5-基)-乙酮、3-氧代-2-戊基环戊乙酸甲酯、2-甲基十一醛、2-[2-(4-甲基-1-环己-3-烯基)丙基]环戊-1-酮、1-(5,5-二甲基-1-环己烯基)戊-4-烯-1-酮、2-亚环己基-2-苯基乙腈、2-苯基乙醇、3,7-二甲基辛-3-醇、5-庚基氧杂环戊-2-酮、乙酸(2-叔丁基环己基)酯、(E)-4-甲基癸-3-烯-5-醇、乙酸(4-叔丁基环己基)酯、十氢-2,2,6,6,7,8,8-七甲基-2H-茚并(4,5-b)呋喃、17-氧杂环十七-6-烯-1-酮、2-羟基苯甲酸戊酯、乙酸苄酯、4-苯基丁-2-酮、2-甲氧基萘、1,7,7-三甲基双环[2.2.1]庚-2-酮、1,1,2,3,3-五甲基-2,5,6,7-四氢-茚-4-酮、八氢-6-甲氧基-3,6,8,8-四甲基-1H-3a,7-亚甲基薁、乙酸[(Z)-己-3-烯基]酯、2-羟基苯甲酸[(Z)-己-3-烯基]酯、(9Z)-环十七-9-烯-1-酮、色烯-2-酮、2-羟基苯甲酸环己酯、3-甲基-3-苯基环氧乙烷-2-甲酸乙酯、3-乙氧基-4-羟基苯甲醛、1,4-二氧杂环十七烷-5,17-二酮、16-氧杂环十六烷-1-酮、环己-1,4-二甲酸二乙酯、1-(5,5-二甲基-1-环己烯基)戊-4-烯-1-酮、乙酸[(2E)-3,7-二甲基辛-2,6-二烯基]酯、3-(1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-基)-2-甲基丙醛、1,3-苯并二氧杂环戊烯-5-甲醛、6-(戊-3-烯-1-基)四氢-2H-吡喃-2-酮、[(1R,2S)-1-甲基-2-[[(1R,3S,5S)-1,2,2-三甲基-3-双环[3.1.0]己基]甲基]环丙基]甲醇、(Z)-3,4,5,6,6-五甲基-庚-3-烯-2-酮、十二醛、3,7-二甲基壬-2,6-二烯腈、(2S)-2-氨基戊二酸、2,4-二羟基-3,6-二甲基苯甲酸甲酯、2,6-二甲基辛-7-烯-2-醇、4-(4-羟基-4-甲基戊基)环己-3-烯-1-甲醛、1-萘-2-基乙酮、4-甲基-2-(2-甲基丙-1-烯基)环氧乙烷、2,3-二氢-1,1-二甲基-(9CI)-1H-茚-ar-丙醛、壬醛、辛醛、2-苯基乙酸2-苯基乙酯、3-甲基-5-苯基戊-1-醇、4-甲基-2-(2-甲基丙基)四氢吡喃-4-醇、1-氧杂环十七烷-2-酮、1-(螺[4.5]癸-7-烯-7-基)戊-4-烯-1-酮、2-(4-甲基-1-环己-3-烯基)丙-2-醇、1-甲基-4-丙-2-亚基环己烯、乙酸(4-甲基-1-丙-2-基-1-环己-2-烯基)酯、1,2-二甲基环己-3-烯-1-甲醛、十一-10-烯醛、碳酸[(4Z)-1-环辛-4-烯基]甲酯、8-甲基-1,5-苯并二氧麻黄-3-酮、壬-2,6-二烯醛、(5Z)-环十六-5-烯-1-酮、2,6,10-三甲基十一-9-烯醛、己酸丙-2-烯基酯、(E)-1-(2,6,6-三甲基-1-环己-2-烯基)丁-2-烯-1-酮、3-苯基丙-2-烯-1-醇、3,7-二甲基辛-2,6-二烯醛、乙酸3,7-二甲基辛-6-烯基酯、乙酸[2-(2-甲基丁-2-基)环己基]酯、2-甲基丙酸3a,4,5,6,7,7a-六氢-4,7-亚甲基-1H-茚-5-基酯、2-戊基环戊-1-醇、(E)-癸-4-烯醛、2-戊基环戊-1-酮、2-甲氧基-4-丙基苯酚、2-己基-3-氧代环戊-1-甲酸甲酯、苯氧基苯、3-苯基丙-2-烯酸乙酯、(E)-2-乙基-4-(2,2,3-三甲基-1-环戊-3-烯基)丁-2-烯-1-醇、3-(4-乙基苯基)-2,2-二甲基-丙醛、4-甲基-2-(2-甲基丙基)四氢吡喃-4-醇、2-甲基癸腈、5-己基氧杂环戊-2-酮、5-(二乙氧基甲基)-1,3-苯并二氧杂环戊烯、7-羟基-3,7-二甲基辛醛、(E)-4-(2,5,6,6-四甲基-1-环己-2-烯基)丁-3-烯-2-酮、乙酸[(1R,4S,6R)-1,7,7-三甲基-6-双环[2.2.1]庚基]酯、6-丁-2-基喹啉、2-甲氧基-4-丙-1-烯-2-基苯酚、(NE)-N-[(6E)-2,4,4,7-四甲基壬-6,8-二烯-3-亚基]羟胺、(4-丙-2-基环己基)-甲醇、2,6-二甲基庚-5-烯醛、(1R,2S,5R)-5-甲基-2-丙-2-基环己-1-醇、2-(2-甲基-1,3-二氧杂环戊-2-基)乙酸乙酯、乙酸1-苯基乙酯、1-(3,5,5,6,8,8-六甲基-6,7-二氢萘-2-基)乙酮、6-丁基四氢吡喃-2-酮、2,4-二甲基-2-(5,6,7,8-四氢-5,5,8,8-四甲基-2-萘基)-1,3-二氧戊环、(2R,4S)-2-甲基-4-丙基-1,3-噻噁烷、4-(4-羟基苯基)丁-2-酮、3-甲基-5-苯基戊-1-醇、4-((1R,5S)-6,6-二甲基双环[3.1.1]庚-2-烯-2-基)-3,3-二甲基丁-2-酮、乙酸3-甲基丁-2-烯基酯、癸-9-烯-1-醇、5-(3-甲基苯基)戊-1-醇、3,7-二甲基辛-3-醇、1-甲氧基-4-[(E)-丙-1-烯基]苯,4-羟基-3-甲氧基苯甲醛、9-乙酰基-2,6,6,8-四甲基三环(5.0.3.1.01,5)十一-8-烯、2,5-二氧杂环十六烷-1,6-二酮、以及它们的组合，并且所述第一液体连续相包含选自以下的材料：水、甘油、甲酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、聚乙二醇、丙二醇、氟化油、以及它们的组合。
6.根据权利要求1所述的方法，其中将所述第一液体流引入第一导管中，并且将所述第二液体流引入至少部分地包围所述第一导管的第二导管中。
7.根据权利要求8所述的方法，其中将所述第一液体流从所述第一导管的出口引入所述第二液体中。
8.根据权利要求9所述的方法，其中以与所述第一液体流和所述第二液体流的流动方向相反的流动方向，将所述第三液体流引入所述第二导管中。
9.根据权利要求10所述的方法，所述方法还包括第三导管，所述第三导管至少部分地设置在所述第二导管内、位于所述第一导管的所述出口下游，并且其中所述第三液体流包围所述第三导管的外部。
10.根据权利要求1所述的方法，其中所述第二液体包含单体，并且所述液滴的所述壳体通过使用电磁辐射而固化。
11.根据权利要求1所述的方法，其中所述第三液体包含水，所述第二液体包含单体和/或低聚物，所述第一液体的所述连续相包含水，并且所述第一液体的所述分散相包含油。
12.根据权利要求1所述的方法，其中所述油为芳香油。
13.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一液体还包含一种或多种表面活性剂。
14.根据权利要求1所述的方法，其中提供包含乳液的第一液体的所述步骤包括提供乳液，所述乳液包含分散相和连续相，其中所述连续相包含水凝胶前体。
15.根据权利要求20所述的方法，所述方法还包括将所述液滴暴露于电磁辐射的所述步骤。
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