CN113316441A - 通过微生物的选择性代谢功能来动态控制环境的方法和产品 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了用于维持包括至少一种生物体的环境的目标pH范围的方法和产品。一种方法可以包括将碳源释放到所述环境中。一种方法还可以包括允许所述碳源被所述至少一种生物体代谢并降低所述环境的pH。所述方法还可以包括将氮源释放到所述环境中。所述方法可以另外包括允许所述氮源被所述至少一种生物体代谢并升高所述环境的pH。将所述碳源释放到所述环境中和将所述氮源释放到所述环境中可以被选择性地定时，以将所述环境的pH控制到所述环境的目标pH范围。

Description

通过微生物的选择性代谢功能来动态控制环境的方法和产品
背景技术
人类在胃肠道中、皮肤上以及其他上皮生态位和组织生态位(诸如鼻腔、阴道腔、外阴、膀胱、会阴和肛周)中定植有微生物。在健康人体中，单一的局部或组织类型可能居住着数百种不同种类的细菌。
人类微生物组群落结构的主要生物物理影响因素之一是pH。例如，皮肤的pH可以通过角质层功能以及微生物区系代谢功能而改变。除此之外，阴道腔、膀胱、外阴和鼻腔的pH随微生物和宿主两者而变化。在所有身体部位维持健康pH的能力是皮肤和粘膜健康的关键因素。维持健康的pH还可以导致人类微生物组群落中的平衡的微生物丛。健康的微生物丛为宿主提供了多重有益效果，包括对广谱病原体定植的抗性、生物合成与吸收必需的营养物质，以及免疫刺激。
因此，需要允许人类微生物区系动态地增强受试者环境的pH平衡的方法和产品。
发明内容
在一个实施方案中，提供了用于维持包括至少一种生物体的环境的目标pH范围的方法。该方法可以包括将碳源释放到环境中。该方法还可以包括允许碳源被所述至少一种生物体代谢并降低环境的pH。该方法还可以包括将氮源释放到环境中。该方法可以另外包括允许氮源被所述至少一种生物体代谢并升高环境的pH。将碳源释放到环境中和将氮源释放到环境中可以被选择性地定时，以将环境的pH控制到环境的目标pH范围。
在另一个实施方案中，产品可以包括第一层，该第一层包含碳源和氮源中的一者。该产品可以包括第二层，该第二层包含碳源和氮源中的另一者。第一层和第二层可以被构造成选择性地可用于环境中的生物体。
附图说明
图1展示了被构造成胶囊的产品的示例性实施方案的平面图，该胶囊包括在两层中的碳源和氮源。
图2展示了mTSB中的枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)样品的pH对时间曲线图。
图3展示了mTSB中的胶囊包封葡萄糖和mTSB中的胶囊包封硝酸钾的各样品的pH对时间曲线图。
图4展示了枯草芽孢杆菌中的胶囊包封葡萄糖和枯草芽孢杆菌中的胶囊包封硝酸钾的各样品的pH对时间曲线图。
图5展示了与枯草芽孢杆菌一起和不与枯草芽孢杆菌一起温育的胶囊包封葡萄糖和硝酸钾的各样品的pH对时间曲线图。
图6展示了被构造成胶囊的产品的另一个实施方案的平面图，该胶囊包括在四层中的碳源和氮源。
图7展示了被构造成包括沉积在基底上的多个层的膜的产品的又一个实施方案的横截面视图。
定义
如本文所用，术语“抑制”通常意味着减少可测量的量、或完全防止。
如本文所用，名称“wt/vol％”或“wt/vol”是指将物质的重量(以克计)除以溶液的体积(以毫升计)再乘以100所得到的值。
具体实施方式
本发明涉及将允许环境中的微生物区系通过微生物区系的选择性代谢功能来动态地增强环境的pH平衡的方法和产品。本文所述的方法和产品可以用于维持多种环境的pH，所述环境诸如人类微生物组群落，包括但不限于：皮肤、胃肠道、鼻腔、阴道腔、外阴、膀胱、会阴和肛周。本文所述的产品能够以多种形式使用，如本文进一步描述的。例如，这些产品能够以胶囊形式提供，所述胶囊形式能够经口摄取或者局部施加或放置于目标环境中。此外，这些产品可以作为膜和/或作为基底的一部分提供，并且施加或放置于目标环境中。
在图1中，示出了用于动态地控制环境的pH的产品10。产品10被构造成胶囊，并且包括第一层12和第二层14。第一层12可以被构造成胶囊的外层，并且第二层14可以被构造成胶囊的内层。第一层12可以包含碳源16或氮源18。第二层14可以包含碳源16或氮源18，并且优选地，包含与第一层12中所包含的源相对的源16、18。例如，第一层12可以包含碳源16，并且第二层14可以包含氮源18。
第一层12和第二层14被构造成选择性地可用于待控制的环境中的生物体。在图1所展示的实施方案中，第一层12覆盖第二层14，因此，第一层12可以在至少初始时间段内抑制第二层14的组分释放到环境或生物体中以及/或者进入环境或生物体。在一些实施方案中，第一层12可以抑制第二层的组分释放到环境或生物体中以及/或者进入环境或生物体，直到第一层12的组分基本上被环境中的生物体代谢掉或释放到环境中为止。如图1所展示，产品10可以包括在一个或多个层12、14中的刺孔20(为了清楚起见，在图1中仅标记了一个)，以有助于层12、14的组分释放以及/或者环境中的生物体触及层12、14。图1的胶囊包括在第一层12的顶部部分22上的刺孔20。应当理解，刺孔20可以被包括在第一层12和/或其他层14上的替代位置或附加位置中。
碳源16可以是能够将碳提供给环境以供其中的生物体使用的多种化合物中的一种或多种。碳源可以是可发酵碳源，其可以包括但不限于：寡糖、二糖和单糖，诸如葡萄糖、果糖、麦芽糖、异麦芽糖、蔗糖、乳糖、麦芽三糖和半乳糖、海藻糖、淀粉、糊精、低聚果糖和半乳寡糖。
氮源18可以是能够将氮提供给环境以供其中的生物体使用的多种化合物中的一种或多种。示例性氮源18可以包括但不限于：硝酸钾、尿素、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵和氨基酸。
对于环境pH的动态控制的实验，准备了示例性产物10和细菌培养物。制备了类似于图1所展示产品10的示例性胶囊，其中第二层14中的氮源18与第一层12中的碳源16的目标摩尔比为10:1。氮源18为KNO3(分子量101.1g/mol)，并且碳源16为葡萄糖(分子量181.1g/mol)。葡萄糖(CAS#50-99-7)和硝酸钾(CAS#7757791)均购自Acros Organics。在以氮源18与碳源16的10:1摩尔比为目标时，示例性实施方案包括50mg葡萄糖和225mg KNO3，实现了分别为0.1％葡萄糖和0.5％KNO3的最终浓度。将3号
Figure BDA0003164395200000031
Plus羟丙甲纤维素胶囊(购自Lonza Company)填充50mg葡萄糖，并且在胶囊的顶部部分16处穿刺七次，其中围绕顶部部分22的侧面设置六个刺孔20，并且在顶部部分22的冠部上设置一个刺孔20。用26 3/8G针穿刺出刺孔20。将1号
Figure BDA0003164395200000032
普鲁兰多糖胶囊(购自Lonza Company)填充225mg KNO3，并且将其放置在包含葡萄糖的3号
Figure BDA0003164395200000033
Plus胶囊的内部。没有对形成第二层14并且包含KNO3的胶囊进行穿刺。该产品10用于下文所述的实验中。
本文的实验中所使用的细菌是枯草芽孢杆菌。枯草芽孢杆菌6051购自ATCC。胰蛋白酶大豆肉汤(TSB)购自Fisher Scientific，用于培养的平板也是如此。TSB按照如表1所示的成分和量进行改良，以提供经改良的TSB基础培养基(mTSB)。将表1的成分添加到1L水中并且将pH调节至6.5，然后对培养基进行高压灭菌。使用购自Fisher Scientific的Thermo Orion Versa Star测量pH。
成分 量(g/L)
酪蛋白胨(胰腺) 17
氯化钠 5
大豆蛋白胨 3
表1：经改良的TSB基础培养基
在37℃下，使枯草芽孢杆菌在5mL TSB肉汤中生长24小时。将一毫升的每种培养物用mTSB(表1)洗涤两次并且重悬。将100μL经洗涤的细菌添加到100mL的mTSB中，其中添加和不添加产品10胶囊。在每个烧瓶中使用了两个产品10胶囊。
用100μL经洗涤的枯草芽孢杆菌(大约106个CFU)接种100mL的mTSB。将烧瓶在37℃下温育24小时，同时连续测量pH，每5分钟测量一次。
在该实验的第一方面，使枯草芽孢杆菌在mTSB中生长，其中没有任何产品胶囊10。如图2所展示，在20小时之内，枯草芽孢杆菌的生长导致pH出现为约0.5的略微下降。
转到图3，示出了来自对照实验的结果。100mg葡萄糖碳源16和550mg硝酸钾氮源18(包括葡萄糖和硝酸钾)被包含在如上所述的它们的特定胶囊中，但各自在没有任何枯草芽孢杆菌的mTSB中分开温育。如图3所描绘，在mTSB中，胶囊包封的葡萄糖和胶囊包封的硝酸钾在20.0小时的过程中对pH几乎没有影响。
图4描绘了在一种培养物中提供mTSB中的100mg胶囊包封葡萄糖和枯草芽孢杆菌的结果以及在分开的培养物中提供550mg胶囊包封硝酸钾的结果。如图4所证实，在存在枯草芽孢杆菌的情况下将胶囊包封葡萄糖添加到mTSB导致在20.0小时的温育过程中pH下降超过1.0。枯草芽孢杆菌具有代谢葡萄糖并且产生酸性产物的能力，从而降低培养物的pH。相比之下，在培养物的pH略微下降之后，添加胶囊包封硝酸钾使pH升高超过0.5。
图5中描绘了对上述多层胶囊，即在mTSB和枯草芽孢杆菌中温育的两个产品10胶囊的培养，该多层胶囊包含以下两者：在第一层12中的100mg葡萄糖碳源16和在第二层14中的500mg硝酸钾氮源18。作为对照，还将两个产品10胶囊在没有任何枯草芽孢杆菌的mTSB中进行温育。如图5所展示，不包含任何枯草芽孢杆菌的培养物在温育的整个20小时之内保持几乎恒定的pH。然而，在mTSB中包含两个产品10胶囊和枯草芽孢杆菌的培养物在从约6.0小时至约12.0小时的时间内提供了pH从约7.2至约6.4的显著下降。pH值的这种下降可以归因于第一层12中的葡萄糖碳源16释放到枯草芽孢杆菌中，使得碳源16可以被枯草芽孢杆菌代谢，从而由该代谢提供酸性产物。还如图5所描绘，在mTSB中包含两个产品10胶囊和枯草芽孢杆菌的培养物在从约12.0小时至约18.0小时的时间内提供了pH从约6.4至约7.0的显著上升。pH值的这种上升可以归因于第二层14中的硝酸钾氮源18释放到枯草芽孢杆菌中，使得氮源16可以被枯草芽孢杆菌代谢，从而由该代谢提供碱性产物。因此，本文所述的示例性产品10的分层结构具有对将碳源16释放到环境中或提供环境对碳源的触及和将氮源18释放到环境中或提供环境对氮源的触及进行选择性地定时以便将环境的pH控制到环境的目标pH范围的能力。在图5所展示的示例中，环境的目标pH范围被控制在介于约6.0与7.5之间，并且更具体地，介于约6.4与约7.3之间。
可以通过具有这种分层的碳源16和氮源18来实现将环境pH这样控制在目标范围内，使得碳源16和氮源18中的至少一者先于碳源16和氮源18中的另一者释放。例如，在上述实施方案中，第一层12中的葡萄糖碳源16先于第二层14中的硝酸钾氮源18释放到培养物内的环境中。当然，应当理解，在另一个实施方案中，氮源18可以被包含在第一层12中，并且碳源16可以被包含在第二层14中。这种替代性实施方案可以首先通过氮源18的代谢来升高pH，稍后通过碳源16的代谢来降低pH。被包含在第一层12中的是碳源16还是氮源18可以取决于目标潜在环境和该环境的pH。
除此之外，应当理解，可以采用除了上述实验中所例示的之外的有关碳源16和氮源18的不同的比率和量，来在不同的目标pH范围内提供不同的pH控制。
为了在更长的时间段内提供对目标环境的pH的控制，并且/或者还可以实现提供较小的降低/升高或升高/降低pH的步骤功能。可以提供该功能的一个这样的实施方案可以是将产品110提供为具有各自超过一层的碳源16和氮源18。一个这样的示例在图6的产品110中描绘，该产品被构造成具有第一层112、第二层114、第三层132和第四层134的胶囊。第一层112和第三层132可以被构造成包含碳源16。第二层114和第四层134可以被构造成包含氮源18。在这种构造中，产品110可以将碳源16以及氮源18各自不止一次地并且以交替的方式释放到环境中。当然，设想了交替的层112、114、132、134可以被构造成使得第一层112和第三层132各自包含氮源18，并且第二层114和第四层134各自包含碳源16。
在一些实施方案中，第一层112可以被构造成与第三层132基本上相同。在一些实施方案中，第二层114可以被构造成与第四层134基本上相同。例如，第一层112和第三层132可以被构造成包含基本上相同量的碳源16。在一些实施方案中，第二层114和第四层134可以被构造成包含基本上相同量的氮源18。在一些实施方案中，第一层112和第三层132可以被构造成使得它们各自包含相同的碳源16。在一些实施方案中，第二层114和第四层134可以被构造成使得它们各自包含相同的氮源18。
另一种替代性产品210构造在图7中描绘。图7描绘了产品210可以被构造成膜。在产品210的这种构造中，膜可以独立于任何其他的材料或基底，或如图7所示，膜可以被施加到基底240或形成该基底的一部分。在一些实施方案中，基底240可以形成吸收制品或擦拭物的一部分。产品210膜可以包括第一层212、第二层214、第三层232，以及第四层234。图7的产品210膜可以被构造成具有与上文关于以上描述并且在图6中描绘的四层胶囊产品110所述的类似的选项。
应当注意，除非另外指明，否则本文中对产品10的任何论述也可以应用于产品110、210的示例性构造。
还可以利用聚合物的阳离子/阴离子比率和溶解性(pKa依赖性)来实现用于将碳源16和氮源18释放到环境中的替代性方法。例如，pH响应性聚合物可以用作碳源和/或氮源到被构造成液体培养基的目标环境的媒介物。各种官能团可以共价添加到聚合物主链，以基于官能团的pKa值控制溶解度。表2列出了潜在示例性官能团的pKa值，并且证实对于可以添加到聚合物主链的各种分子存在广泛范围的pKa值。
分子 pKa(在水中)
羧酸(R-COOH) 4.76
甲醇(MeOH) 15.5
氨(NH<sub>3</sub>) 38
铵(NH<sub>4</sub><sup>+</sup>) 9.24
三乙胺(Et<sub>3</sub>-N<sup>+</sup>-H) 10.6
乙酰胺(CH<sub>3</sub>-(CO)NH<sub>2</sub>) 15.1
表2：示例性的官能团和pKa值
pH依赖性阳离子聚合物和阴离子(例如，乙酸)聚合物的组合可以用于共沉淀碳化合物和/或氮化合物，所述碳化合物和/或氮化合物可以静电结合到聚合物，从而以负载膜的构造产生产品10或作为多层包覆颗粒(芯-壳构造)产生产品。示例性聚合物结构1描绘了由聚丙烯酸酯主链与胺部分组成的阳离子聚合物，其中R1和R2为H或任何脂族链，诸如CH3、CH2CH3，以及它们的组合。R可以为由碳原子诸如CH2、C2H4、C3H6以及它们的组合与末端季胺组成的间隔单元，其可以提供可调的部分以实现在液体培养基中的溶解性。可以调节末端季胺与聚丙烯酸酯主链的距离。还可以调节叔胺与聚丙烯酸酯主链的距离，以具有变化的碳长度。x:y的比率可以表示阳离子单元与间隔单元/溶解性单元之间的比率。在一些优选的实施方案中，x:y的比率可以在从1:5至5:1的范围内。通过改变x:y的比率，可以调节聚合物的溶解度以获得化合物的最佳阳离子特性或阴离子特性，这将导致不同的pH依赖性。聚合物结构1可以在酸性条件下质子化并且成为阳离子(叔胺)。然后可以将阴离子运载物分子(诸如硝酸盐)添加到聚合物中，该聚合物将静电结合到阳离子。当环境的pH升高(变得更为碱性)时，将发生去质子化，从而产生整体中性聚合物。由于是中性的，该聚合物将沉淀，同时从阴离子化合物解离，从而将其释放到溶液中并且提供对运载物分子(诸如硝酸盐)的触及，该运载物分子可以为环境提供氮源18。当环境中的生物体代谢氮源18时，环境的pH可以升高。
Figure BDA0003164395200000061
示例性聚合物结构1
另一种示例性聚合物结构被示出为示例性聚合物结构2。该聚合物结构包括具有乙酸部分的聚丙烯酸酯主链(乙酸部分与聚丙烯酸酯主链的距离可以调节)和间隔单元R。间隔单元R可以是H或用于调节聚合物的pH或溶解度的另一乙酸部分。类似于示例性聚合物结构1，可以修饰x和y以调节阴离子单元与间隔单元/溶解性单元之间的比率。在一些实施方案中，x:y的比率可以在从1:5至5:1的范围内。示例性聚合物结构2可以通过修饰该结构以溶解并且然后在液体培养基内解离来加以修饰，以释放碳源16或氮源18，从而提供碳源16或氮源18对环境中的生物体的触及。当环境中的生物体代谢碳源16或氮源18时，环境的pH可以如前所论述的那样进行调节。
Figure BDA0003164395200000071
示例性聚合物结构2
示例性聚合物结构3描绘了由具有叔胺部分的聚丙烯酸酯主链、间隔单元(例如CH2、C2H4、C3H6等)和季胺组成的阳离子聚合物，并且在反应的左侧示出。季胺可以提供溶解性，并且叔胺部分提供pH依赖性响应。随着pH降低和氮源诸如硝酸盐(例如硝酸钾)的引入，叔胺部分变得质子化，并且亚硝酸盐分子可以通过静电结合到季胺而变得与季胺缔合。当聚合物在液体培养基中溶解时，阴离子运载物将以一定的解离速率(可以是瞬时的或较慢的)从聚合物解离。另一种示例性聚合物结构可以添加阳离子运载物，并且这两种聚合物结构一起将它们的运载物(可以包括碳源16和氮源18)提供给环境，这些运载物将被生物体代谢并且使液体培养基的pH波动，这进而影响聚合物的溶解度。
因此，碳源16和氮源18的沉淀可以导致将目标环境的pH控制到目标pH范围。
Figure BDA0003164395200000072
反应中的示例性聚合物结构3
碳源16和氮源18可以经由静电相互作用与聚合物缔合，之后共沉淀，从而以负载膜的构造产生产品10，或者根据溶解度进行喷雾和干燥过程以产生芯-壳型结构，其类似于上文所论述的胶囊结构。在后一种情况下，可以将溶解的聚合物喷射在干燥的碳源和/或氮源上以产生涂层。一旦干燥，就可以通过将现在溶解的碳源和/或氮源喷射在干燥聚合物上来重复该过程。
本公开的产品10能够以多种形式应用于使用者的目标环境。如上文所论述，产品10可以呈例如胶囊构造或膜构造的形式。取决于使用者上的目标环境，产品10可以被摄取或局部施加于目标环境。
在一些实施方案中，产品10可以被施加于基底或形成基底的一部分，该基底进而可以用于将产品10施加到环境中。合适的基底可以包括纤维网，诸如湿法成网薄纸网或气流成网纤维网、纱布、棉拭子、透皮贴片、容器或保持器。特别优选的施用装置包括纤维网，包括可冲洗和不可冲洗的纤维素网以及合成纤维材料的非织造纤维网。可用的纤维网可以是湿法成网纤维网、气流成网纤维网、熔喷纤维网或纺粘纤维网。合适的合成纤维材料包括熔喷聚乙烯、聚丙烯、聚乙烯和聚丙烯的共聚物、包含聚乙烯或聚丙烯的双组分纤维，等等。可用的非织造纤维网可以是熔喷纤维网、棵纺纤维网、纺粘纤维网、气流成网纤维网、水刺缠结非织造纤维网、水刺纤维网、粘合梳理纤维网。在一些实施方案中，基底可以是吸收性制品(例如，尿布、训练裤、棉条、女性护垫、成人护理服和/或成人护理裤，等等)、擦拭物、薄纸或毛巾的组分或组分的一部分。
包含根据本公开制得的产品10的纤维网可以结合到多层片产品中。例如，在一个方面，根据本公开制得的纤维网可以附接到一个或多个其他纤维网，以形成具有期望特征的擦拭产品。层合至本公开的纤维网的其他纤维网可以是例如湿法起绉纤维网、压延纤维网、压印纤维网、通风干燥纤维网、起绉的通风干燥纤维网、未起绉的通风干燥纤维网、气流成网纤维网，等等。
在其他实施方案中，该组合物可以被摄取或者直接施加于皮肤或其他环境，以动态地增强受试者的环境的pH平衡。
实施方案
鉴于前述描述和示例，本公开提供以下实施方案。
实施方案1：一种用于维持包括至少一种生物体的环境的目标pH范围的方法；该方法包括：将碳源释放到环境中；允许碳源被所述至少一种生物体代谢并降低环境的pH；将氮源释放到环境中；以及允许氮源被所述至少一种生物体代谢并升高环境的pH；其中将碳源释放到环境中和将氮源释放到环境中被选择性地定时，以将环境的pH控制到环境的目标pH范围。
实施方案2：实施方案1的方法，其中将碳源释放到环境中和将氮源释放到环境中通过下述方式来选择性地定时：将碳源和氮源分层，使得碳源和氮源中的至少一者先于碳源和氮源中的另一者释放。
实施方案3：实施方案1或2的方法，其中碳源释放到环境中发生不止一次，并且氮源的释放发生不止一次，并且碳源的释放和氮源的释放以交替方式提供。
实施方案4：前述实施方案中任一项的方法，其中碳源和氮源被构造在产品中，该产品包括第一层和第二层，第一层包含碳源和氮源中的一者，第二层包含碳源和氮源中的另一者。
实施方案5：实施方案4的方法，其中该产品被构造成胶囊。
实施方案6：实施方案4的方法，其中该产品被构造成膜。
实施方案7：前述实施方案中任一项的方法，其中将碳源释放到环境中和将氮源释放到环境中通过将碳源和氮源结合在至少一种pH响应性聚合物中来选择性地定时。
实施方案8：实施方案7的方法，其中至少一种pH响应性聚合物包括阳离子聚合物，该阳离子聚合物包含具有质子化胺部分的聚丙烯酸酯主链、间隔单元和季胺。
实施方案9：实施方案1至6中任一项的方法，其中将碳源释放到环境中和将氮源释放到环境中通过将碳源和氮源结合在至少一种pH依赖性阳离子聚合物和至少一种pH依赖性阴离子聚合物的组合中来选择性地定时。
实施方案10：实施方案9的方法，其中至少一种pH依赖性阳离子聚合物包含具有至少两个胺部分的聚丙烯酸酯主链，第一胺部分包括具有任何脂族链的仲氮或叔氮，并且第二胺部分包括末端季胺。
实施方案11：实施方案9或10的方法，其中至少一种pH依赖性阴离子聚合物包含聚丙烯酸酯主链和至少一个乙酸部分，所述至少一个乙酸部分通过间隔单元与聚丙烯酸酯主链分离。
实施方案12：前述实施方案中任一项的方法，其中环境包括选自由以下项组成的组的人类微生物组群落：皮肤、胃肠道、鼻腔、阴道腔、外阴、膀胱、会阴和肛周。
实施方案13：一种产品，包括：第一层，其包含碳源和氮源中的一者；第二层，其包含碳源和氮源中的另一者；其中第一层和第二层被构造成选择性地可用于环境中的生物体。
实施方案14：实施方案13的产品，其中该产品被构造成胶囊。
实施方案15：实施方案14的产品，其中第一层提供胶囊的外层，并且第二层提供胶囊的内层。
实施方案16：实施方案14的产品，其中第一层提供碳源，并且第二层提供氮源。
实施方案17：实施方案14至16中任一项的产品，其中该产品还包括：与第一层基本上相同的第三层；以及与第二层基本上相同的第四层。
实施方案18：实施方案14至17中任一项的产品，其中胶囊包括刺孔。
实施方案19：实施方案13的产品，其中该产品是膜。
实施方案20：实施方案19的产品，其中该膜被施加到基底或形成基底的一部分。

Claims (20)

1.一种用于维持包括至少一种生物体的环境的目标pH范围的方法，所述方法包括：
将碳源释放到所述环境中；
允许所述碳源被所述至少一种生物体代谢并降低所述环境的pH；
将氮源释放到所述环境中；以及
允许所述氮源被所述至少一种生物体代谢并升高所述环境的pH；
其中将所述碳源释放到所述环境中和将所述氮源释放到所述环境中被选择性地定时，以将所述环境的pH控制到所述环境的所述目标pH范围。
2.如权利要求1所述的方法，其中将所述碳源释放到所述环境中和将所述氮源释放到所述环境中通过下述方式来选择性地定时：将所述碳源和所述氮源分层，使得所述碳源和所述氮源中的至少一者先于所述碳源和所述氮源中的另一者释放。
3.如权利要求1所述的方法，其中所述碳源释放到所述环境中发生不止一次，并且所述氮源的释放发生不止一次，并且所述碳源的释放和所述氮源的释放以交替方式提供。
4.如权利要求1所述的方法，其中所述碳源和所述氮源被构造在产品中，所述产品包括第一层和第二层，所述第一层包含所述碳源和所述氮源中的一者，所述第二层包含所述碳源和所述氮源中的另一者。
5.如权利要求4所述的方法，其中所述产品被构造成胶囊。
6.如权利要求4所述的方法，其中所述产品被构造成膜。
7.如权利要求1所述的方法，其中将所述碳源释放到所述环境中和将所述氮源释放到所述环境中通过将所述碳源和所述氮源结合在至少一种pH响应性聚合物中来选择性地定时。
8.如权利要求7所述的方法，其中所述至少一种pH响应性聚合物包括阳离子聚合物，所述阳离子聚合物包含具有质子化胺部分的聚丙烯酸酯主链、间隔单元和季胺。
9.如权利要求1所述的方法，其中将所述碳源释放到所述环境中和将所述氮源释放到所述环境中通过将所述碳源和所述氮源结合在至少一种pH依赖性阳离子聚合物和至少一种pH依赖性阴离子聚合物的组合中来选择性地定时。
10.如权利要求9所述的方法，其中所述至少一种pH依赖性阳离子聚合物包含具有至少两个胺部分的聚丙烯酸酯主链，第一胺部分包括具有任何脂族链的仲氮或叔氮，并且第二胺部分包括末端季胺。
11.如权利要求9所述的方法，其中所述至少一种pH依赖性阴离子聚合物包含聚丙烯酸酯主链和至少一个乙酸部分，所述至少一个乙酸部分通过间隔单元与所述聚丙烯酸酯主链分离。
12.如权利要求1所述的方法，其中所述环境包括选自由以下项组成的组的人类微生物组群落：皮肤、胃肠道、鼻腔、阴道腔、外阴、膀胱、会阴和肛周。
13.一种产品，包括：
第一层，所述第一层包含碳源和氮源中的一者；
第二层，所述第二层包含所述碳源和所述氮源中的另一者；
其中所述第一层和所述第二层被构造成选择性地可用于环境中的生物体。
14.如权利要求13所述的产品，其中所述产品被构造成胶囊。
15.如权利要求14所述的产品，其中所述第一层提供所述胶囊的外层，并且所述第二层提供所述胶囊的内层。
16.如权利要求14所述的产品，其中所述第一层提供所述碳源，并且所述第二层提供所述氮源。
17.如权利要求14所述的产品，其中所述产品还包括：
第三层，所述第三层与所述第一层基本上相同；以及
第四层，所述第四层与所述第二层基本上相同。
18.如权利要求14所述的产品，其中所述胶囊包括刺孔。
19.如权利要求13所述的产品，其中所述产品是膜。
20.如权利要求19所述的产品，其中所述膜被施加到基底或形成基底的一部分。
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