JP2014516928A - ナノコンテナの表面誘発分解 - Google Patents
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Abstract
本発明は、ゲスト分子の部位特異的送達のための、酸化導電性ポリマーおよびミセル集合体の組成物を開示する。この送達は、分解を引き起こすミセル集合体とポリマーの非局在電荷との多価相互作用によって達成される。本発明は、ゲスト分子の部位特異的送達のための、酸化導電性ポリマーおよびミセル集合体の組成物を調製する方法をさらに開示する。
Description
本発明は、荷電表面によるナノコンテナ（nano container）の刺激誘発分解（disassembly）を開示する。特に、本発明は、ゲスト分子の部位特異的送達のための分解を引き起こす、界面活性剤集合体（assembly）と不溶性ポリマーの非局在電荷との多価相互作用によるナノコンテナの刺激誘発分解を提供する。
ポリマーおよび両親媒性自己集合系に基づくナノ材料が、文献に報告されている。両親媒性分子は、それら自身を界面で配列させて、溶液中で凝集体を構築する、外部親水性端部及び疎水性内部を有する分子と定義される。さらに、両親媒性物質は表面活性分子であり；これは表面張力を低下させ、それにより、系のエネルギーを低下させる。
両親媒性分子のナノ集合体は、ペイロード封入および所望の位置における送達のための有望な候補である。ペイロードの送達は、刺激、例えば、温度、ｐＨ、磁場、超音波、酸化還元、タンパク質および酵素に応答したナノ集合体の分解によって開始される。
ポリマー−ミセル複合体は、コアおよびシェル成分を調整する標準的な能力を有し、このような複合体は薬剤送達に特に有用である。これは、集合体のコアが様々な治療薬のためのリザーバーとして役立ち得ると同時に、親水性シェルが水性集合体に溶解性および安定性を付与するためである。
ポリマー−ミセルは、様々な薬剤（例えば、生体分子、色素、薬剤、タンパク質、酵素およびＤＮＡ／ＲＮＡ治療薬）の大きなペイロードを送達するそれらの能力、他のコロイド状担体（例えば、リポソーム）と比較してそれらの改善されたインビボ安定性、ならびに血管透過性滞留性亢進（ＥＰＲ）効果による、罹患組織、例えば、固形腫瘍における受動的蓄積を可能にするそれらのナノスケールサイズのために、不可欠である。ポリマー−ミセル複合体は、罹患細胞を積極的に標的にし、細胞侵入を助け、改善された細胞特異的送達をもたらし得る。
米国特許出願公開第２００９００８１４５７号には、エレクトロスピニングによる繊維、特にナノ繊維の調製の助けとしての使用に適したポリマー−ミセル複合体が開示されており、ここで、ポリマーは、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）；ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）；ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）；ポリアミド（ＰＡ）；ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）；ポリアニリン（ＰＡＮＩ）−ＰＥＯ；ＰＡＮＩ／ポリスチレン（ＰＳ）からなる群から選択され；この材料は、それ自体ミセル内に含まれていてもよく、これは、材料が、薬剤、酵素、またはその活性を制御することが望まれる他の材料である場合に望ましい可能性があり、界面活性剤は、溶媒の種類およびポリマーの種類に依存してイオン性界面活性剤および非イオン性界面活性剤を含んでもよい。
ＵＳ７６３８５５８は、三元ブロックコポリマーを含む薬剤負荷ミセルであって、前記ミセルは、薬剤負荷内部コア、架橋外部コア、および親水性シェルを有し、多元ブロックコポリマーは、ポリマー親水性ブロック、架橋ポリ（アミノ酸ブロック）、およびポリ（アミノ酸ブロック）を含み、前記ミセルが内部コア、架橋外部コア、および親水性シェルを有することを特徴とする薬剤負荷ミセルに関する。
分解性と非分解性のポリマーの両方が、異なる構造を有するエレクトロスパン繊維材料を用いることによって、抗生物質および抗癌剤の局所送達のための薬剤担体として開発される、薬剤送達におけるエレクトロスパン繊維の適用は、Ｗｅｎｇｕｏ ＣｕｉらによるＳｃｉ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ａｄｖ．Ｍａｔｅｒ １１（２０１０）０１４１０８（１１ｐｐ）に開示されている。
薬剤を酵素分解から保護し、外部刺激、例えば、熱およびｐＨ変化に感受性であり、化学療法薬の放出を制御するナノコンテナ、例えば、タバコモザイクウイルス、ゼオライト、生物学的小胞、ポリマーナノゲル、固体脂質ナノ粒子、または自己集合ペプチドは、論文「Ｍａｇｎｅｔｉｃ Ｎａｎｏｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ ｆｏｒ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ Ｈｙｐｅｒｔｈｅｒｍｉａ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ Ｄｒｕｇ Ｒｅｌｅａｓｅ Ｐｒｏｊｅｃｔ」に開示されている。
米国特許出願公開第２０１１０２２９５６５号には、刺激後に放出され得る薬剤誘導またはプロドラッグ誘導ゲル化剤を含む薬剤送達組成物が開示されており、ここで、刺激は、超音波、温度、ｐＨ、金属イオン、光、電気刺激、電磁刺激、およびそれらの組合せであり得る。それには、インビトロおよびインビボ分析において、色素封入自己集合ナノ繊維も開示されている。
技術レポート、Ｗｕ，Ｔｚｏｎｇ−ＭｉｎｇらによるＰｏｌｙｍｅｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ａｎｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ、０４、２００８；（４８）（４０）には、様々な濃度のドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）ミセル溶液を用いるインサイチュー化学的酸化重合による、そのエメラルジン塩型のドープポリアニリン（ＰＡＮＩ−ＥＳ）の調製が開示されており、他の導電性ポリマー（ＩＣＰ）を上回る、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）導電性ポリマーの合成、処理および適用が、Ｓａｍｂｈｕ Ｂｈａｄｒａａらによる「Ｐｒｏｇｒｅｓｓ ｉｎ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ」３４（８）、０８−２００９（７８３〜８１０）に報告されている。
ドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）ミセルのサイズおよび形状に対するポリアニリンの効果は、Ｌａｎｇｍｕｉｒ、２００４、２０（１２）（４８７４〜４８８０）およびＣｈｅｍｉｓｔｒｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ 第３７巻（８）８５８；２００８に開示されている。さらに、酵素、タンパク質によって引き起こされるデンドリマー系両親媒性ナノコンテナの分解が、ＡｚａｇａｒｓａｍｙによるＪ．Ａｍ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ、２００９、１３１（４０）（１４１８４〜１４１８５）に報告されている。
さらに、Ｐｈｙｓ．Ｃｈｅｍ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ、２０１１、（１３）、４７８２〜４８０１においてＹａｊｕｙ ｎ Ｗａｎｇにより、多様な分野における適用のための特異的な性質および機能、例えば、生体材料、薬剤送達、触媒、感知、光学的諸特性および腐食を有する材料を生成させるために界面で形成されたナノ構造ポリマー集合体が開示されている。
上記を考慮すると、適切な時点および適切な場所での有効濃度の薬剤の送達が、全身性有害反応を最小化し、薬剤投与量を減少させ、結局は費用を低下させ、かつ治療結果および患者コンプライアンスを改善し得ることは明らかである。これを達成する手段としての刺激応答性ポリマーへの研究は、着実に勢いを増しており、より新規なポリマーが、部位特異的および自己調整薬剤送達を目的とした革新的送達系に組み込むために合成されている。これらの刺激応答性ポリマーは、工業的用途のみならず基礎的生命科学研究のためのタンパク質および他の生体粒子のバイオ分離などの用途においても大きな価値がある。
これらの手法すべてにおいて、集合体を形成する分子は、刺激に応答するように適切に設計および合成されるが、しかしながら、部位特異的送達を教えることには失敗している。さらに、既存の方法の多くは、ドープされた導電性ポリマー集合体またはゲル化剤の形態のものに関するものであり、ここにおける溶液の粘度は、界面活性剤の濃度の増加とともに低下する。
上記を考慮すると、ゲスト分子の部位特異的送達のためのますます高度なシステムに対する業界の要求に直面して、既存の送達系を上回る向上した性能を有する新たな組成物を見出す必要性が依然としてある。刺激応答性系における現在の研究傾向は、その領域に特異的な刺激にだけ依存するゲスト分子の部位特異的送達を達成するために、スマートポリマー、例えば、電荷導電性ポリマーの利用に集中している。したがって、本発明の目的は、ペイロード封入および所望の位置における送達のための有望な候補として、両親媒性分子の荷電表面分解によって得られる刺激誘発ナノコンテナを提供することである。
したがって、本発明は、部位特異的送達に有用なナノコンテナの刺激誘発分解のための組成物であって、不溶性カチオン性酸化導電性ポリマー、ミセル集合体およびゲスト分子を含み、ミセル集合体とポリマーの非局在電荷との、前記分解を引き起こす多価相互作用によって、ゲスト分子の部位特異的送達が達成される組成物に関する。
本発明の或る態様において、カチオン性酸化導電性ポリマーは、組成物の１〜５０重量％の範囲内のポリチオフェン（ＰＴｓ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、およびポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）から選択される。
本発明の別の態様において、カチオン性酸化導電性ポリマーは、バルク、ナノ、フィルム、パッチまたはデバイスの形態であってもよい。
本発明のさらに別の態様において、カチオン性酸化導電性ポリマーは、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）であってもよい。
本発明のさらに別の態様において、カチオン性酸化導電性ポリマーは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）である。
本発明のさらなる態様において、ミセル集合体は、そのＣＭＣでイオン性ミセルを含む。
本発明のもう一つの態様において、ゲスト分子は、組成物の１重量％以下の疎水性分子である。
本発明の別の態様において、ゲスト分子は、薬剤、色素、小分子、生体分子、タンパク質およびそれらと同様のものから選択されてもよい。
本発明のさらに別の態様において、前記組成物は再生利用可能である。
したがって、本発明は、ナノコンテナの刺激誘発分解の準備のための方法であって、
ａ）イオン性ミセルをそのＣＭＣで溶媒に溶解させて、ミセル集合体を形成すること、
ｂ）ステップ（ａ）の溶液にゲスト分子を添加すること、および
ｃ）酸化導電性ポリマーの添加により、ミセルを分解し、ゲスト分子を同時放出させること
を含む方法を提供する。
ａ）イオン性ミセルをそのＣＭＣで溶媒に溶解させて、ミセル集合体を形成すること、
ｂ）ステップ（ａ）の溶液にゲスト分子を添加すること、および
ｃ）酸化導電性ポリマーの添加により、ミセルを分解し、ゲスト分子を同時放出させること
を含む方法を提供する。
本発明の特徴の一つは、前記方法が再生利用可能であることである。
本発明は、不溶性カチオン性酸化導電性ポリマー；ミセル集合体およびゲスト分子を含む、部位特異的送達に有用なナノコンテナの刺激誘発分解に関し；ここで、ゲスト分子の部位特異的送達は、分解を引き起こすミセル集合体とポリマーの非局在電荷との多価相互作用によって達成される。
ある側面において、本発明は、短時間の部位特異的送達のための、カチオン性酸化導電性ポリマー、および疎水性ゲスト分子（例えば、薬剤、色素、小生体分子およびタンパク質）を封入されたアニオン性ミセルから構成される組成物を提供する。
別の側面において、本発明は、ナノコンテナの刺激誘発分解の準備のための方法であって、
ａ）イオン性ミセルをそのＣＭＣで溶媒に溶解させて、ミセル集合体を形成するステップ；
ｂ）ステップ（ａ）の溶液にゲスト分子を添加するステップ、および
ｃ）酸化導電性ポリマーの添加によって、ミセルを分解し、ゲスト分子を同時放出させるステップ
を含む方法を提供する。
ａ）イオン性ミセルをそのＣＭＣで溶媒に溶解させて、ミセル集合体を形成するステップ；
ｂ）ステップ（ａ）の溶液にゲスト分子を添加するステップ、および
ｃ）酸化導電性ポリマーの添加によって、ミセルを分解し、ゲスト分子を同時放出させるステップ
を含む方法を提供する。
略語：
ＤＬＳ：動的光散乱
ＳＤＳ：ドデシル硫酸ナトリウム
ＴＥＭ：透過型電子顕微鏡検査
ＰＡＮＩ：ポリアニリン
（ＯｘＣＰ）：酸化導電性ポリマー
（ＲｅｄＣＰ）：還元導電性ポリマー
（ＮｅｕＣＰ）：中性導電性ポリマー
（ＣＴＡＢ）：セチル−トリメチルアンモニウムブロミド
ＤＬＳ：動的光散乱
ＳＤＳ：ドデシル硫酸ナトリウム
ＴＥＭ：透過型電子顕微鏡検査
ＰＡＮＩ：ポリアニリン
（ＯｘＣＰ）：酸化導電性ポリマー
（ＲｅｄＣＰ）：還元導電性ポリマー
（ＮｅｕＣＰ）：中性導電性ポリマー
（ＣＴＡＢ）：セチル−トリメチルアンモニウムブロミド
本発明は、荷電ポリマー表面を用いることによるナノ構造の刺激（例えば、温度、ｐＨ、超音波など）誘発分解を記載し、ここで、疎水性ゲスト分子を封入したナノ構造または封入材は、短時間で所望の位置で放出される。封入材の標的送達のためのナノ構造は、脂質系リポソームおよびミセル、タンパク質系デンドリマーおよびポリマー系ナノベクター（例えば、ナノ粒子、ナノスフェアおよびナノコンテナ）から選択される。
ある態様において、本発明は、部位特異的送達に有用なナノコンテナの刺激誘発分解のための組成物であって、不溶性カチオン性酸化導電性ポリマー、ミセル集合体およびゲスト分子を含み、ミセル集合体とポリマーの非局在電荷との、前記分解を引き起こす多価相互作用によって、ゲスト分子の部位特異的送達が達成される組成物を提供する。本発明の不溶性カチオン性酸化導電性ポリマーは、ミセル溶液に不溶性である。
したがって、本発明者らは、ＤＬＳを用いて、不溶性カチオン性酸化導電性ポリマー（ＯｘＣＰ）とイオン性ミセルとの相互作用を評価したが、ここで、ミセル集合体サイズは、多価相互作用のために６ｎｍから１ｎｍに減少し、他方で、アニオン性ミセル分解は、図１に示されるとおりの中性導電性ポリマー（ＮｅｕＣＰ）の存在下でまったく認められない。
ある態様において、不溶性カチオン性酸化導電性ポリマーは、ポリチオフェン（ＰＴｓ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、およびポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（スチレンスルホネート）ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）からなる群から選択され、それらのうちで、ポリアニリンは、あまり高価でなく、異なる色の３つの明確な酸化状態を有し、かつ良好な酸／塩基ドーピング応答性を有するので、特に魅力的である。ポリマーは、本発明の組成物中で組成物の１〜５０重量％の範囲内で用いられる。
ナノ集合体は、既知の臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）および界面活性剤凝集数を有する、カチオン性界面活性剤、例えば、セチル−トリメチルアンモニウムブロミド（ＣＴＡＢ）およびドデシルトリメチルアンモニウムブロミド（ＤＴＡＢ）、ならびにアニオン性界面活性剤、例えば、ドデシルベンゼンスルホネート（ＤＢＳ）およびドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を含むイオン性ミセル、好ましくはアニオン性ミセルのドデシル硫酸ナトリウム（ＳＤＳ）を含む。イオン性ミセルは、そのＣＭＣで用いられる。
さらに別の態様において、ゲスト分子は、薬剤、色素、小分子、生体分子、タンパク質およびそれらと同様のものから選択される疎水性物質である。さらに、疎水性化学療法薬は、抗癌剤、抗ヒスタミン剤、抗菌剤、抗真菌剤、ＣＮＳ薬、心血管作動薬、抗生物質製剤、ＮＳＡＩＤ薬および抗炎症薬から選択される。ゲスト分子は、組成物の１重量％以下で本発明のナノコンテナ中で用いられる。
さらに別の態様において、両親媒性分子の荷電表面分解により得られる刺激誘発ナノコンテナが、所望の位置におけるペイロード封入および送達のための候補として用いられる本発明の方法は、溶媒に曝露された外部および疎水性内部にアニオン性電荷を有するナノスケールコンテナの分解を誘発する表面として正の電荷を保有する酸化ポリマーを含み、ここで、ナノスケールコンテナは、隔離された疎水性ゲスト分子を有する。
別の局面において、本発明は、ナノコンテナの刺激誘発分解の準備のための方法であって、
ａ）イオン性ミセルをそのＣＭＣで溶媒に溶解させて、ミセル集合体を形成するステップ；
ｂ）ステップ（ａ）の溶液にゲスト分子を組成物の１重量％以下の濃度で添加するステップ；および
ｃ）ポリマー組成物の１〜５０重量％の酸化導電性ポリマーの添加によって、ミセルを分解し、ゲスト分子を同時放出させるステップ
を含む方法を提供する。
ａ）イオン性ミセルをそのＣＭＣで溶媒に溶解させて、ミセル集合体を形成するステップ；
ｂ）ステップ（ａ）の溶液にゲスト分子を組成物の１重量％以下の濃度で添加するステップ；および
ｃ）ポリマー組成物の１〜５０重量％の酸化導電性ポリマーの添加によって、ミセルを分解し、ゲスト分子を同時放出させるステップ
を含む方法を提供する。
自己集合方法とも称される、ソフトテンプレート合成は、導電性ポリマーの重合を低次元ナノ材料中に閉じ込めるために界面活性剤によって形成されたミセルを用いる。
さらに別の態様において、本発明の導電性ポリマーは、バルク形態、ナノ形態、フィルム、パッチ、デバイスおよびそれらと同様のものから選択される形態であり、ここで、組成物からの候補の放出または送達は、組成物の形態に無関係である。
この態様によれば、酸化導電性ポリマーナノ繊維、特にＰＡＮＩのナノ繊維は、直径で２０〜２００ｎｍの範囲であり（図６）、一方でアニオン性ミセルのナノ集合のサイズは、直径で０．１から５ナノメートルの範囲である。本発明で用いられるアニオン性ミセルは、２〜２０ｎｍの範囲の直径を有する。
さらに、本組成物は、医薬品、生物学的用途およびナノ技術などの様々な用途を見出す。本発明の組成物は、経口的に、非経口的に、吸入噴霧によって、鼻エアロゾルまたは吸入によって、局所的に、坐薬の形態で直腸に、鼻腔内に、頬側に、経膣的にまたは埋め込みリザーバーによって投与されてもよく、ここで、非経口投与には、皮下、静脈内、筋内、関節内、滑膜内、胸骨内、随腔内、肝内、病変内および頭蓋内の注入または輸液技術が含まれる。
薬学的に許容される本発明の組成物は、任意の経口的に許容される剤形、例えば、顆粒剤、ペレット剤、ビーズ剤、シード剤、カプセル剤、錠剤、経口水性懸濁剤、溶液剤、乾燥シロップ剤、経口液剤などで経口投与されてもよく、これらは、即時もしくは持続もしくは制御もしくは遅延放出剤形またはそれらの組合せで製剤化され得る。
別の態様において、導電性ポリマー表面は、電位を逆にすることによって中性にすることができ、したがって、ゲスト分子の放出のために基質を再使用することができる。このようにして、本発明の組成物は再生利用可能である。好ましい態様において、図８を参照して、例１のナノ集合ベース組成物は、最高で６〜１０回まで再生利用され、ゲスト分子の放出は、５０％を超える。
ナノサイズ封入デバイスの利点は多数である。例えば、単一の分子薬または診断薬と比較する場合、「ナノコンテナ」は、はるかに大量のこのような作用剤を輸送し得る。ナノスケール薬剤送達系は、一般に生物学的障壁をより回避する傾向があり、封入治療薬の失活または排泄低下をもたらす。多機能性は、ナノベクターの一般的な特徴であり、それにより、多剤、診断薬、および標的群を単一系に一括することができる。ナノスケール薬剤送達系のボトムアップ設計には、しばしば、複合多機能デバイスを作製するために単一分子またはポリマー単位の正確な自己集合が含まれる。さらに、導電性ポリマーは、対応するモノマーを用いて電極に小電位を印加することによって容易に合成することができ、ここで、ポリマーは、電位を逆にすることによって中性にすることもできる。したがって、ゲスト分子の放出のための基質を再使用することができ、特に電極は、５から７日間にわたって再使用することができる。
ポリマーミセルは、実行可能な代替案を提示し、これは、ミセルサイズおよび表面機能性のかなりの調整を与える。本発明者らは、ミセルを形成したアニオン性界面活性剤が、「ゲスト分子の部位特異的送達」に用いることができる酸化導電性ポリマーの表面を修飾したことを実証した。
以下の例は、例証として示され、本発明の範囲と解釈すべきものではない。
実験
動的光散乱試験（ＤＬＳ）：
ＤＬＳは、タンパク質、ポリマー、ミセル、炭水化物、およびナノ粒子を含む、様々な粒子のサイズを特徴づけるために使用し、その測定は、媒体中の粒子コアのサイズ、表面構造のサイズ、粒子濃度、およびイオンの種類に依存する。ナノコンテナの刺激誘発分解は、ＤＬＳを用いて試験し、ここで、６ｍＭのドデシル硫酸ナトリウム溶液を評価し、これは、２〜２０ｎｍの範囲、特に６ｎｍである（図３）。しかしながら、酸化導電性ポリマー、すなわち、ポリアニリンの接近後、ＳＤＳ集合体サイズにおける変化は、０．１〜５ｎｍの範囲、特に１ｎｍであると決定され、基本的に溶液中のナノスケール集合体の不存在を示す（図４）。
動的光散乱試験（ＤＬＳ）：
ＤＬＳは、タンパク質、ポリマー、ミセル、炭水化物、およびナノ粒子を含む、様々な粒子のサイズを特徴づけるために使用し、その測定は、媒体中の粒子コアのサイズ、表面構造のサイズ、粒子濃度、およびイオンの種類に依存する。ナノコンテナの刺激誘発分解は、ＤＬＳを用いて試験し、ここで、６ｍＭのドデシル硫酸ナトリウム溶液を評価し、これは、２〜２０ｎｍの範囲、特に６ｎｍである（図３）。しかしながら、酸化導電性ポリマー、すなわち、ポリアニリンの接近後、ＳＤＳ集合体サイズにおける変化は、０．１〜５ｎｍの範囲、特に１ｎｍであると決定され、基本的に溶液中のナノスケール集合体の不存在を示す（図４）。
図５は、目下のＯｘＰＡＮＩと一緒のＳＤＳミセルと、還元および酸化ポリアニリンと一緒のカチオン性ミセル（すなわち、ＣＴＡＢ）との比較集合体サイズを示す。本発明者らは、還元および酸化ポリアニリンと一緒のＣＴＡＢなどのカチオン性ミセルが、不十分な多価相互作用を示し、集合体サイズは、５〜８ｎｍの範囲であることを正当な実験から推測した。しかしながら、水中ＳＤＳは、臨界ミセル濃度で２〜６ｎｍの凝集体サイズを示す。
ＵＶ−Ｖｉｓ分光法試験（ＵＶ−ｖｉｓ）：
ＵＶ−ｖｉｓ分光法を用いて、導電性ポリマーと相互作用後のＳＤＳミセルの分解から放出されるゲスト分子の量を定量する。分解および隔離ゲスト分子の同時放出は、時間の関数として評価し、これは、多重発光ピーク、および３７２ｎｍでのピーク強度（Ｉ372）対３９３ｎｍでのピーク強度（Ｉ393）の比を示す。ＳＤＳ集合体中のゲスト分子は、疎水性環境に対応し、これは、集合体へのＯｘＣＰの添加後に、封入材に親水性環境を与えることが認められる。この環境における変化は、ＳＤＳミセルの分解および隔離分子または封入材の水中への同時放出による。
ＵＶ−ｖｉｓ分光法を用いて、導電性ポリマーと相互作用後のＳＤＳミセルの分解から放出されるゲスト分子の量を定量する。分解および隔離ゲスト分子の同時放出は、時間の関数として評価し、これは、多重発光ピーク、および３７２ｎｍでのピーク強度（Ｉ372）対３９３ｎｍでのピーク強度（Ｉ393）の比を示す。ＳＤＳ集合体中のゲスト分子は、疎水性環境に対応し、これは、集合体へのＯｘＣＰの添加後に、封入材に親水性環境を与えることが認められる。この環境における変化は、ＳＤＳミセルの分解および隔離分子または封入材の水中への同時放出による。
本発明者らは、種々の形態のＯｘＣＰと一緒のＳＤＳミセルの分解および同時放出速度を試験した（図３）が、ここで、ＯｘＣＰナノ繊維上のＳＤＳ集合体は、ゲスト分子の放出を１５分で開始し、これは、バルクＯｘＣＰ放出と比較して、約２倍だけ速く、一方で、ＮｅｕＣＰナノ繊維の存在下で、それは微量の放出を示す。したがって、ＣＴＡＢミセルとＯｘＣＰおよびＮｅｕＣＰナノサイズ繊維との相互作用を試験し、これは、分解も、その後の封入ゲスト分子の放出もまったく示さない。
本発明は、これから例の助けとともに説明される。上述の態様および以下に述べる例は、説明の目的のためのものであり、本発明の範囲を限定することは意味されない。上述の態様および以下に述べる例の様々な変更形態は、当業者に容易に明らかである。このような変更形態はすべて、添付の特許請求の範囲で定義されるとおりの本発明の範囲および限定内に入ると解釈され得る。
例１
カチオン性酸化導電性ポリマー（ＯｘＣＰ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）と相互作用させるイオン性ミセルとして、ドデシルスルホン酸ナトリウム（ＳＤＳ）を選択した。表面誘発不均一分解過程は、動的光散乱（ＤＬＳ）を用いて試験した。６ｍＭのＳＤＳ溶液の凝集体サイズは、６ｎｍであることがわかった（図３）。水中５ｍｌのＳＤＳ溶液に、１００ｍｇの乾燥ＯｘＣＰ（ＰＡＮＩ）粉末を添加し、これらの分量を今度の実験のすべてで維持した。酸化ポリアニリンの接近後、ＳＤＳ集合体サイズの変化は、１ｎｍであると決定され、基本的に溶液中のナノスケール集合体の不存在を示した（図４）。
カチオン性酸化導電性ポリマー（ＯｘＣＰ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）と相互作用させるイオン性ミセルとして、ドデシルスルホン酸ナトリウム（ＳＤＳ）を選択した。表面誘発不均一分解過程は、動的光散乱（ＤＬＳ）を用いて試験した。６ｍＭのＳＤＳ溶液の凝集体サイズは、６ｎｍであることがわかった（図３）。水中５ｍｌのＳＤＳ溶液に、１００ｍｇの乾燥ＯｘＣＰ（ＰＡＮＩ）粉末を添加し、これらの分量を今度の実験のすべてで維持した。酸化ポリアニリンの接近後、ＳＤＳ集合体サイズの変化は、１ｎｍであると決定され、基本的に溶液中のナノスケール集合体の不存在を示した（図４）。
例２
この例は、分解が、ＯｘＣＰの正電荷とＳＤＳの負電荷との間の引力相互作用によるかどうかを決定するために作成した。そうであるならば、集合体は、中性導電性ポリマー（ＮｅｕＣＰ）の存在下で壊離（break apart）しないはずである。ＮｅｕＣＰをＳＤＳミセル溶液に添加し、集合体サイズをＤＬＳにより決定した。集合体のサイズは、６ｎｍであることがわかり、モニタリングの期間にわたって一定のままであった。図３参照。
この例は、分解が、ＯｘＣＰの正電荷とＳＤＳの負電荷との間の引力相互作用によるかどうかを決定するために作成した。そうであるならば、集合体は、中性導電性ポリマー（ＮｅｕＣＰ）の存在下で壊離（break apart）しないはずである。ＮｅｕＣＰをＳＤＳミセル溶液に添加し、集合体サイズをＤＬＳにより決定した。集合体のサイズは、６ｎｍであることがわかり、モニタリングの期間にわたって一定のままであった。図３参照。
例３
ピレンを用いた分子の送達
分解および隔離ゲスト分子の同時放出を、ピレンを用いて時間の関数として調査し、これは、多重発光ピーク、および３７２ｎｍでのピーク強度（Ｉ372）対３９３ｎｍでのピーク強度（Ｉ393）の比を示す。水中ピレンの１マイクロモルの溶液を、ＳＤＳ集合体中に取り込み、Ｉ372／Ｉ393が０．８７であると決定されたが、これは、疎水性環境におけるピレンの存在に対応する。ピレン隔離ＳＤＳ集合体へのＯｘＣＰの添加後、Ｉ372／Ｉ393は、０．８７から増加を開始し、６０分間で１．０９の値に達し、これは、ピレンに直面する新たな環境が親水性であることを示した。このピレンの環境における変化は、ＳＤＳミセルの分解および隔離ピレンの水中への同時放出のためである。ＮｅｕＣＰを用いて同じ実験を行い、ピレンのＩ372／Ｉ393の変化は認められなかったが、これは、集合体が、ＮｅｕＣＰの存在下で無傷であることを裏付ける。
ピレンを用いた分子の送達
分解および隔離ゲスト分子の同時放出を、ピレンを用いて時間の関数として調査し、これは、多重発光ピーク、および３７２ｎｍでのピーク強度（Ｉ372）対３９３ｎｍでのピーク強度（Ｉ393）の比を示す。水中ピレンの１マイクロモルの溶液を、ＳＤＳ集合体中に取り込み、Ｉ372／Ｉ393が０．８７であると決定されたが、これは、疎水性環境におけるピレンの存在に対応する。ピレン隔離ＳＤＳ集合体へのＯｘＣＰの添加後、Ｉ372／Ｉ393は、０．８７から増加を開始し、６０分間で１．０９の値に達し、これは、ピレンに直面する新たな環境が親水性であることを示した。このピレンの環境における変化は、ＳＤＳミセルの分解および隔離ピレンの水中への同時放出のためである。ＮｅｕＣＰを用いて同じ実験を行い、ピレンのＩ372／Ｉ393の変化は認められなかったが、これは、集合体が、ＮｅｕＣＰの存在下で無傷であることを裏付ける。
例４
ＵＶ−ｖｉｓ分光法を用いて、ＯｘＣＰ原料粉末との相互作用後のＳＤＳミセルの分解から放出されたピレンの量を定量した。ナノスケールコンテナの分解後にピレンの約９６％が放出され、放出プロファイルは、図７に示す。ピレンの無変化ＵＶ−ｖｉｓスペクトルの特徴は、ＳＤＳミセルが、ＮｅｕＣＰの存在下で分解せず、ゲスト分子を放出しなかったことを示す。
ＵＶ−ｖｉｓ分光法を用いて、ＯｘＣＰ原料粉末との相互作用後のＳＤＳミセルの分解から放出されたピレンの量を定量した。ナノスケールコンテナの分解後にピレンの約９６％が放出され、放出プロファイルは、図７に示す。ピレンの無変化ＵＶ−ｖｉｓスペクトルの特徴は、ＳＤＳミセルが、ＮｅｕＣＰの存在下で分解せず、ゲスト分子を放出しなかったことを示す。
例５
ＯｘＣＰ表面形態に応じた放出反応速度の変動
ＯｘＣＰナノ繊維は、界面重合によって合成し、直径約５０ｎｍを有した（図６）。次いで、１００ｍｇのナノ繊維をＳＤＳミセル溶液に添加し、集合体の寸法を決定した。６ｎｍの集合体を１ｎｍに分解し、これは、おおよそモノマーのサイズである。放出の速度を調査するために、これらのナノサイズ繊維を、ピレン封入ＳＤＳミセルに添加し、ピレンのＩ372／Ｉ393を時間の関数としてモニターした。本発明者らは、分解および同時放出が１５分で開始し、これは、バルクＯｘＣＰ放出と比較して約２倍だけ速いことに気付いた。対照実験を、ＮｅｕＣＰナノ繊維を用いて行い、これは、微量の放出を示した。本発明者らはまた、ＣＴＡＢミセルと、ＯｘＣＰおよびＮｅｕＣＰナノサイズ繊維との相互作用を試験し、これは、分解も、その後の封入ゲスト分子の放出もまったく示さなかった。図７参照。
ＯｘＣＰ表面形態に応じた放出反応速度の変動
ＯｘＣＰナノ繊維は、界面重合によって合成し、直径約５０ｎｍを有した（図６）。次いで、１００ｍｇのナノ繊維をＳＤＳミセル溶液に添加し、集合体の寸法を決定した。６ｎｍの集合体を１ｎｍに分解し、これは、おおよそモノマーのサイズである。放出の速度を調査するために、これらのナノサイズ繊維を、ピレン封入ＳＤＳミセルに添加し、ピレンのＩ372／Ｉ393を時間の関数としてモニターした。本発明者らは、分解および同時放出が１５分で開始し、これは、バルクＯｘＣＰ放出と比較して約２倍だけ速いことに気付いた。対照実験を、ＮｅｕＣＰナノ繊維を用いて行い、これは、微量の放出を示した。本発明者らはまた、ＣＴＡＢミセルと、ＯｘＣＰおよびＮｅｕＣＰナノサイズ繊維との相互作用を試験し、これは、分解も、その後の封入ゲスト分子の放出もまったく示さなかった。図７参照。
述べた例は、単に説明的なものであり、特許請求の範囲の定義および特許明細書の内容によって明らかに定義される本発明の範囲に限定するものでは決してない。
例６
分解および隔離ゲスト分子の同時放出を、ナイルレッドを用いて時間の関数として調査した。水中ＳＤＳの６ｍＭ溶液に、水中ナイルレッドの１マイクロモル溶液を添加し、続いて、１００ｍｇのポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）の原料粉末を添加した。ナイルレッドの放出を、６７０ｎｍでの強度をモニターすることによって、ポリマーの添加後に時間の関数として試験し、結果を図９に示す。時間の関数としての発光強度の低下は、ゲスト分子の放出を示す。
分解および隔離ゲスト分子の同時放出を、ナイルレッドを用いて時間の関数として調査した。水中ＳＤＳの６ｍＭ溶液に、水中ナイルレッドの１マイクロモル溶液を添加し、続いて、１００ｍｇのポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）の原料粉末を添加した。ナイルレッドの放出を、６７０ｎｍでの強度をモニターすることによって、ポリマーの添加後に時間の関数として試験し、結果を図９に示す。時間の関数としての発光強度の低下は、ゲスト分子の放出を示す。
例７
分解および隔離ゲスト分子の同時放出を、ナイルレッドを用いて時間の関数として調査した。水中ＳＤＳの６ｍＭ溶液に、水中ナイルレッドの１マイクロモル溶液を添加し、続いて、１００ｍｇのポリアニリンの原料粉末を添加した。ナイルレッドの放出を、６７０ｎｍでの強度をモニターすることによって、ポリマーの添加後に時間の関数として試験し、結果を図１０に示す。時間の関数としての発光強度の低下は、ゲスト分子の放出を示す。
分解および隔離ゲスト分子の同時放出を、ナイルレッドを用いて時間の関数として調査した。水中ＳＤＳの６ｍＭ溶液に、水中ナイルレッドの１マイクロモル溶液を添加し、続いて、１００ｍｇのポリアニリンの原料粉末を添加した。ナイルレッドの放出を、６７０ｎｍでの強度をモニターすることによって、ポリマーの添加後に時間の関数として試験し、結果を図１０に示す。時間の関数としての発光強度の低下は、ゲスト分子の放出を示す。
例８
分解および隔離ゲスト分子の同時放出を、ナイルレッドを用いて時間の関数として調査した。水中ＤＢＳの２ｍＭ溶液に、水中ナイルレッドの１マイクロモル溶液を添加し、続いて、１００ｍｇのポリアニリンの原料粉末を添加した。ナイルレッドの放出を、６７０ｎｍでの強度をモニターすることによって、ポリマーの添加後に時間の関数として試験し、結果を図１１に示す。時間の関数としての発光強度の低下は、ゲスト分子の放出を示す。
分解および隔離ゲスト分子の同時放出を、ナイルレッドを用いて時間の関数として調査した。水中ＤＢＳの２ｍＭ溶液に、水中ナイルレッドの１マイクロモル溶液を添加し、続いて、１００ｍｇのポリアニリンの原料粉末を添加した。ナイルレッドの放出を、６７０ｎｍでの強度をモニターすることによって、ポリマーの添加後に時間の関数として試験し、結果を図１１に示す。時間の関数としての発光強度の低下は、ゲスト分子の放出を示す。
Claims (10)
- 部位特異的送達に有用なナノコンテナの刺激誘発分解のための組成物であって、不溶性カチオン性酸化導電性ポリマー、ミセル集合体およびゲスト分子を含み、ミセル集合体とポリマーの非局在電荷との、前記分解を引き起こす多価相互作用によって、ゲスト分子の部位特異的送達が達成される組成物。
- 請求項１に記載の組成物であって、前記カチオン性酸化導電性ポリマーが、組成物の１〜５０重量％の範囲内のポリチオフェン（ＰＴｓ）、ポリピロール（ＰＰｙ）、およびポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）ポリ（スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）、ポリスチレン（ＰＳ）から選択される組成物。
- 請求項１に記載の組成物であって、前記カチオン性酸化導電性ポリマーが、バルク、ナノ、フィルム、パッチまたはデバイスの形態である組成物。
- 請求項２に記載の組成物であって、前記カチオン性酸化導電性ポリマーが、ポリアニリン（ＰＡＮＩ）である組成物。
- 請求項２に記載の組成物であって、前記カチオン性酸化導電性ポリマーが、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）である組成物。
- 請求項１に記載の組成物であって、前記ミセル集合体が、そのＣＭＣでイオン性ミセルを含む組成物。
- 請求項５に記載の組成物であって、前記ゲスト分子が、組成物の１重量％以下の疎水性分子である組成物。
- 請求項１に記載の組成物であって、前記ゲスト分子が、薬剤、色素、小分子、生体分子、タンパク質およびそれらと同様のものから選択される組成物。
- 請求項１に記載の組成物であって、前記組成物が再生利用可能である組成物。
- ナノコンテナの刺激誘発分解の準備のための方法であって、
ａ）イオン性ミセルをそのＣＭＣで溶媒に溶解させて、ミセル集合体を形成すること、
ｂ）ステップ（ａ）の溶液にゲスト分子を添加すること、および
ｃ）酸化導電性ポリマーの添加により、ミセルを分解し、ゲスト分子を同時放出させること
を含む方法。
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