JP6914192B2 - 乳剤形成のための組成および方法 - Google Patents
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Description
本出願は、米国特許法§119(e)の下で、2014年10月31日に出願された同時係属中の米国仮出願特許第62/073,896号からの優先権を主張し、あらゆる目的のために、その全体が本明細書において参考として援用される。
本発明は、一般的に乳剤および乳剤を形成するための方法に関連する。
乳化は、連続した液相の中に非混和性の成分を混合し、そして分散させるための、古くからの効果的な技術である。その結果として、乳剤は薬物、食品、および機能性材料の中心的な成分である。薬学および医学診断、食品のための微小滴および被膜の製作、化学的な分離、化粧品、ならびに動的な光学において、複数の乳剤およびヤヌス液滴を含む複合乳剤の重要性が増している。複合乳剤の性質および機能は液滴の形状および組成に関連しているため、液滴の物理的および化学的な特徴の精密な制御を可能にする急速および簡易な製作法の開発が重要である。複合乳剤の製作における重要な利点は、組成の不均質性をもたらす、高せん断力混合および膜を用いた大スケールの精度の低い技術から、小容量のマイクロ流体法にまで及ぶ、多数の手順によって達成される。しかし、改善された材料および方法が必要とされている。
本発明は乳剤および乳剤を形成するための方法を提供する。
本明細書に記載される実施形態は、乳剤(例えば、複合乳剤)の形成に有用であり得る。方法は、多相(例えば、3相や4相)の乳剤(例えば、複合乳剤)の1工程での作製を可能にし、数ある用途の中で食品製造、ドラッグデリバリー、医学診断、機能性材料、化粧品、MRI、および超音波造影剤、人工血液を含む多くの用途に対して有用であり得る。さらに、本明細書に記載される方法および乳剤は、制御された再構築可能な形態を有する乳剤を形成することを可能にし得る。本明細書に記載される乳剤および方法によって提供される他の利点となる特徴は、追加の成分(例えば、磁性のナノ粒子、生体材料、ポリマー、金属など)を様々な応用に容易に組み込む能力である。乳剤(例えば、複合乳剤)もまた提供される。
少なくとも1つは炭化水素を含む。適切な炭化水素の例として、アルカン(例えば、ヘキサン、ヘプタン、デカン、ドデカン、ヘキサデカン)、アルケン、アルキン、芳香族(例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、ベンジルベンゾエート、ジエチルフタレート)、オイル(例えば、天然油、ならびに野菜油、鉱物油、およびオリーブオイルを含む混合油)、液体モノマーおよび/またはポリマー(例えば、ヘキサンジオールジアクリレート、ブタンジオールジアクリレート、ポリエチレングリコール、トリメチロールプロパンエトキシレートトリアクリレート)、アルコール(例えば、ブタノール、オクタノール、ペンタノール、エタノール、イソプロパノール)、エーテル(例えば、ジエチルエーテル、ジエチレングリコール、ジメチルエーテル)、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ニトロメタン、ハロゲン化液体(例えば、クロロホルム、ジクロロベンゼン、塩化メチレン、四塩化炭素)、ブロモ化液体、ヨウ素化液体、乳酸(例えば、乳酸エチル)、酸(例えば、クエン酸、酢酸)、液晶(4−シアノ−4’−ペンチルビフェニル)、トリメチルアミン、液晶炭化水素(例えば、5−シアノビフェニル)、それらの組み合わせ、および必要に応じて置換されたそれらの誘導体などが挙げられるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、炭化水素はハロゲン基、硫黄、窒素、(phosphorous)、酸素などを含む。他の炭化水素も可能である。
下記の実施例は、本発明の特定の局面の実施形態を例示する。本明細書に記載される方法および/または材料は、当業者に周知であるように、改変され、そして/もしくは図られ得ることと理解されるべきである。
下記の実施例は、一般的な乳剤の形成を記載する。例えば、炭化水素およびフッ化炭素の液体を、混和性になるまで加熱し、そして乳化させた。必要とされる温度は、溶液に応じて変化した。溶液を、振とうまたは同軸のガラスキャピラリーマイクロフルイディクスによってバルク中で乳化させ、そして冷却することで相分離を誘発させた。ヘキサン−パーフルオロヘキサン乳剤に関して、撮像する前に乳剤を氷で冷却し、20℃未満の温度を保つために低温水浴に浸しながら、しばしば撮像した。マイクロフルイディクスに関して、マイクロピペットプラー(Sutter Instrument Company)を用いて先端30μmへ引っ張られた、外側のスクエアキャピラリーおよび内側の円筒形キャピラリーから作製されるガラス製キャピラリーのマイクロ流体デバイスを用いて、シリンジポンプを用いて外相および内相を注入した。加熱ランプを用いて、マイクロ流体装置を、内相溶液のTcよりも高い温度に加熱した。その後、乳剤をTcよりも低い温度に冷却し、相分離を誘発させた。用いられた期間中(例えば、注文日に(on the order days))、乳剤が安定しているのを観察した。
下記の実施例は、乳剤の形成を記載する。実施例1に記載される方法による。
下記の実施例は、ヤヌス液滴を含む乳剤の形成を記載する。
3相の乳剤で観察され、実施例1に記載される液滴の変形の同一の原理を4相の系へと拡大し、それによって、再構築可能なより高次の複合性の液滴を生成した。シリコーン油(Si)、炭化水素油(H、鉱物油、およびオクタデカン)、およびフッ素化油(F、エチルノナフルオロブチルエーテル)を含む系を、液体が加熱によって混合し、室温で3相に分割されるように設計した(図5)。20wt%のオクタデカン(他の液体との混合物におけるTCを減少させるために用いられる)を有する軽鉱物油、シリコーン油、およびエチルノナフルオロブチルエーテルを、体積比6:7:13で内相として用いた。鉱物油とエチルノナフルオロブチルエーテルの両方がシリコーン油に分配され、その結果、相分離の際にシリコーン油がいくらかの量の他の2相で強化された。様々な比率の1%Zonylと1%SDSとの水性混合物を外相として用い、そして振とうによりバルク中で乳剤を形成した。
一実施形態において、例えば、以下の項目が提供される。
(項目1)
外相と、該外相の中に分散された複数の液滴とを含む乳剤であって、該複数の液滴の少なくとも一部が2つまたは それよりも多くの成分を含み、該2つまたはそれよりも多くの成分が第1の温度で実質的に混和性であり、該2つまたはそれよりも多くの成分が第2の温度で実質的に非混和性である乳剤。
(項目2)
項目1に記載の乳剤であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分が前記第1温度および前記第2温度で前記外相と混和しない乳剤。
(項目3)
項目1に記載の乳剤であって、前記液滴の一部が、第1成分を含む第1相と、第2成分を含む第2相とを含む乳剤。
(項目4)
項目3に記載の乳剤であって、前記第2温度で、前記第2相が前記第1相の中に封入される乳剤。
(項目5)
項目3に記載の乳剤であって、前記第2温度で、前記第2相が前記第1相の中に部分的に封入される乳剤。
(項目6)
項目1に記載の乳剤であって、前記第1温度が前記第2温度よりも高い乳剤。
(項目7)
項目6に記載の乳剤であって、前記第1温度が、前記2つまたはそれよりも多くの成分の上限共溶温度よりも高い乳剤。
(項目8)
項目6に記載の乳剤であって、前記第2温度が、前記2つまたはそれよりも多くの成分の上限共溶温度よりも低い乳剤。
(項目9)
項目1に記載の乳剤であって、前記第1温度が前記第2温度よりも低い乳剤。
(項目10)
項目9に記載の乳剤であって、前記第1温度が、前記2つまたはそれよりも多くの成分の下限共溶温度よりも低い乳剤。
(項目11)
項目9に記載の乳剤であって、前記第2温度が、前記2つまたはそれよりも多くの成分の下限共溶温度よりも高い乳剤。
(項目12)
項目1に記載の乳剤であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分がヤヌス液滴を形成する乳剤。
(項目13)
項目1に記載の乳剤であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも1つが炭化水素、フッ化炭素、シリコーン、サーモトロピック液晶、イオン性液体、それらの組み合わせ、またはそれらの誘導体を含む乳剤。
(項目14)
項目1に記載の乳剤であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも1つがポリマーを含む乳剤。
(項目15)
項目1に記載の乳剤であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも1つがサーモトロピック液晶を含む乳剤。
(項目16)
項目1に記載の乳剤であって、前記外相が水相である乳剤。
(項目17)
項目1に記載の乳剤であって、前記外相が非水相である乳剤。
(項目18)
項目17に記載の乳剤であって、前記非水相が炭化水素、フッ化炭素、シリコーン、それらの組み合わせ、またはそれらの誘導体を含む乳剤。
(項目19)
項目1に記載の乳剤であって、両親媒性化合物を含む乳剤。
(項目20)
項目19に記載の乳剤であって、前記両親媒性化合物が、イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤、ポリマー、タンパク質、DNA、RNA、酸、炭水化物、糖類、酵素、クロモフォア、脂質、酸化グラフェン、それらの組み合わせ、およびそれらの誘導体からなる群から選択される乳剤。
(項目21)
項目19に記載の乳剤であって、前記両親媒性化合物が過フッ素化セグメントまたはエチレングリコールセグメントを含む乳剤。
(項目22)
項目19に記載の乳剤であって、前記両親媒性化合物が金属錯体を含む乳剤。
(項目23)
項目19に記載の乳剤であって、前記両親媒性化合物は、前記外相中で、前記2つまたはそれよりも多くの成分中での混和性よりも良い混和性を有する乳剤。
(項目24)
項目19に記載の乳剤であって、前記両親媒性化合物は、前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも1つにおいて、前記外相中での前記両親媒性化合物の混和性よりも良い混和性を有する乳剤。
(項目25)
項目19に記載の乳剤であって、前記外相と前記複数の液滴との間の境界が前記両親媒性化合物を含む乳剤。
(項目26)
項目19に記載の乳剤であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分の第1成分と、前記2つまたはそれよりも多くの成分の第2成分との間の境界が前記両親媒性化合物を含む乳剤。
(項目27)
乳剤を形成する方法であって、
流体の温度を第1温度に調節する工程であって、該流体が、該第1温度において、第1相と、該第1相に実質的に混和しない第2相とを含み、該第2相が実質的に互いに混和性の2つまたはそれよりも多くの成分を含む工程、
該流体を乳化する工程、および
該2つまたはそれよりも多くの成分が実質的に混和しなくなるように、該流体の温度を、第2温度に調節する工程
を含む方法。
(項目28)
項目27に記載の方法であって、前記流体の温度を、前記2つまたはそれよりも多くの成分が、第1成分と該第1成分の中に封入される第2成分とを含むように、前記第2温度に調節する工程を含む方法。
(項目29)
項目28に記載の方法であって、前記第2温度で、前記第2成分が前記第1成分の中に部分的に封入される方法。
(項目30)
項目27に記載の方法であって、前記第1温度が前記第2温度よりも高い方法。
(項目31)
項目30に記載の方法であって、前記第1温度が前記2つまたはそれよりも多くの成分の上限共溶温度よりも高い方法。
(項目32)
項目30に記載の方法であって、前記第2温度が前記2つまたはそれよりも多くの成分の上限共溶温度よりも低い方法。
(項目33)
項目27に記載の方法であって、前記第1温度が前記第2温度よりも低い方法。
(項目34)
項目33に記載の方法であって、前記第1温度が前記2つまたはそれよりも多くの成分の下限共溶温度よりも低い方法。
(項目35)
項目33に記載の方法であって、前記第2温度が前記2つまたはそれよりも多くの成分の下限共溶温度よりも高い方法。
(項目36)
項目27に記載の方法であって、前記流体の温度を前記2つまたはそれよりも多くの成分がヤヌス粒子を形成するような前記第2温度に調節することを含む方法。
(項目37)
項目27に記載の方法であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも1つが炭化水素、フッ化炭素、シリコーン、サーモトロピック液晶、水、イオン性液体、それらの組み合わせ、またはそれらの誘導体を含む方法。
(項目38)
項目27に記載の方法であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも1つがポリマーを含む方法。
(項目39)
項目27に記載の方法であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも1つがサーモトロピック液晶を含む方法。
(項目40)
項目27に記載の方法であって、前記第1相が水相である方法。
(項目41)
項目27に記載の方法であって、前記第1相が非水相である方法。
(項目42)
項目41に記載の乳剤であって、前記非水相が、炭化水素、フッ化炭素、シリコーン、それらの組み合わせ、またはそれらの誘導体を含む乳剤。
(項目43)
項目27に記載の方法であって、前記流体を乳化する工程が、超音波処理、高せん断力混合(sheer)、振とう、前記流体を膜を通過させること、または小径のチャネルを通して前記2つまたはそれよりも多くの成分を前記外相へと注入することを含む方法。
(項目44)
項目27に記載の方法であって、前記流体が両親媒性化合物を含む方法。
(項目45)
項目27に記載の方法であって、両親媒性化合物が前記第1相と前記第2相との間に配置されるように、前記流体に該両親媒性化合物を添加する工程をさらに含む方法。
(項目46)
項目27に記載の方法であって、両親媒性化合物が前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも2つの間に配置されるように、前記流体に該両親媒性化合物を添加する工程をさらに含む方法。
Claims (24)
- 外相と、該外相の中に分散された複数の液滴とを含む乳剤であって、該複数の液滴の少なくとも一部が2つまたはそれよりも多くの成分を含み、該2つまたはそれよりも多くの成分が第1の温度で実質的に混和性であり、該2つまたはそれよりも多くの成分が第2の温度で実質的に非混和性である乳剤。
- 請求項1に記載の乳剤であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分が前記第1温度および前記第2温度で前記外相と混和しない乳剤。
- 請求項1に記載の乳剤であって、前記液滴の一部が、第1成分を含む第1相と、第2成分を含む第2相とを含む乳剤。
- 請求項3に記載の乳剤であって、前記第2温度で、前記第2相が前記第1相の中に封入される乳剤。
- 請求項3に記載の乳剤であって、前記第2温度で、前記第2相が前記第1相の中に部分的に封入される乳剤。
- 請求項1に記載の乳剤であって、前記第1温度が前記第2温度よりも高い乳剤。
- 請求項6に記載の乳剤であって、前記第1温度が、前記2つまたはそれよりも多くの成分の上限共溶温度よりも高い乳剤。
- 請求項6に記載の乳剤であって、前記第2温度が、前記2つまたはそれよりも多くの成分の上限共溶温度よりも低い乳剤。
- 請求項1に記載の乳剤であって、前記第1温度が前記第2温度よりも低い乳剤。
- 請求項9に記載の乳剤であって、前記第1温度が、前記2つまたはそれよりも多くの成分の下限共溶温度よりも低い乳剤。
- 請求項9に記載の乳剤であって、前記第2温度が、前記2つまたはそれよりも多くの成分の下限共溶温度よりも高い乳剤。
- 請求項1に記載の乳剤であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分がヤヌス液滴を形成する乳剤。
- 請求項1に記載の乳剤であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも1つが炭化水素、フッ化炭素、シリコーン、サーモトロピック液晶、イオン性液体、それらの組み合わせ、またはそれらの誘導体を含む乳剤。
- 乳剤を形成する方法であって、
流体の温度を第1温度に調節する工程であって、該流体が、該第1温度において、第1相と、該第1相に実質的に混和しない第2相とを含み、該第2相が実質的に互いに混和性の2つまたはそれよりも多くの成分を含む工程、
該流体を乳化する工程、および
該2つまたはそれよりも多くの成分が実質的に混和しなくなるように、該流体の温度を、第2温度に調節する工程
を含む方法。 - 請求項14に記載の方法であって、前記流体の温度を、前記2つまたはそれよりも多くの成分が、第1成分と、該第1成分の中に封入される第2成分とを含むように、前記第2温度に調節する工程を含む方法。
- 請求項15に記載の方法であって、前記第2温度で、前記第2成分が前記第1成分の中に部分的に封入される方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記第1温度が前記第2温度よりも高い方法。
- 請求項17に記載の方法であって、前記第1温度が前記2つまたはそれよりも多くの成分の上限共溶温度よりも高い方法。
- 請求項17に記載の方法であって、前記第2温度が前記2つまたはそれよりも多くの成分の上限共溶温度よりも低い方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記第1温度が前記第2温度よりも低い方法。
- 請求項20に記載の方法であって、前記第1温度が前記2つまたはそれよりも多くの成分の下限共溶温度よりも低い方法。
- 請求項20に記載の方法であって、前記第2温度が前記2つまたはそれよりも多くの成分の下限共溶温度よりも高い方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記流体の温度を前記2つまたはそれよりも多くの成分がヤヌス粒子を形成するような前記第2温度に調節することを含む方法。
- 請求項14に記載の方法であって、前記2つまたはそれよりも多くの成分の少なくとも1つが炭化水素、フッ化炭素、シリコーン、サーモトロピック液晶、水、イオン性液体、それらの組み合わせ、またはそれらの誘導体を含む方法。
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