MX2007009780A - Nanoparticulas estratificadas. - Google Patents

Abstract

La invencion proporciona un proceso para formar una nanoparticula estratificada, que comprende proporcionar una suspension que comprende una particula de nucleo en un primer liquido, adicionar un segundo liquido a la suspension, y adicionar un reactivo, o un precursor para el reactivo, a la suspension. El segundo liquido es inmiscible con el primer liquido. Si el reactivo se adiciona a la suspension, el reactivo reacciona para formar una capa en la particula del nucleo para formar la nanoparticula estratificada. Si se adiciona un precursor para el reactivo a la suspension, el precursor se convierte al reactivo, y el reactivo reacciona para formar una capa en la particula de nucleo para formar una nanoparticula estratificada.

Description

NANOPARTICULAS ESTRATIFICADAS Campo de la Invención La presente invención se refiere a nanoparticulas estratificadas, y a procesos para fabricarlas.

Antecedentes de la Invención En general, se cree que la distribución controlada de fármacos es capaz de mejorar la seguridad y eficiencia clínica de los fármacos quimioterapéuticos de cáncer, que producen típicamente efectos secundarios severos debido a toxicidad no especifica. Un planteamiento a este problema es distribuir de manera preferencial los fármacos citotóxicos al tumor. Se ha establecido por varios grupos de investigación que las partículas nanoesfericas en el intervalo de diámetros de 50-250 nm, que poseen las propiedades fisicoquímicas apropiadas, se pueden distribuir de forma selectiva en las masas tumorales de la circulación general, durante un periodo de uno a dos dias después de la inyección intravenosa. Esto se presenta en virtud de la estructura anormal de la microvasculatura dentro de muchos tumores. Se han usado experimentalmente varios tipos de sistemas de distribución de nanoparticulas pero la mayoria tienen limitaciones significativas que imposibilitan su uso final para aplicaciones médicas. REF. : 185379 Las principales limitaciones son como sigue: 1) su estabilidad física es demasiado pobre para proporcionar circulación sanguínea suficientemente prolongada para asegurar la acumulación en el tumor (por ejemplo, liposomas) , 2) la velocidad de liberación de la mayoría de los tipos de nanopartículas es demasiado rápida para proporcionar una dosis concentrada al tumor, 3) las nanopartículas estables desarrolladas a la fecha tienen muy baja carga de fármaco y muy lenta velocidad de liberación que son insuficientes para distribuir la dosis terapéutica apropiada. 4) muchos tipos de sistemas de nanopartículas se detectan rápidamente por el sistema inmunitario (es decir, sistema retículo-endotelial) y se elimina de la corriente sanguínea, dando por resultado una proporción pequeña del fármaco que alcanza el tumor. La mayoría de los materiales usados como vehículo de distribución de fármacos son de naturaleza orgánica: polímeros, liposomas, dendrímeros, etc. En contraste, los materiales cerámicos proporcionan muchas ventajas con respecto a las matrices orgánicas de distribución. Por ejemplo, las partículas de sílice son biológicamente inertes y tienen superficies hidrófilas. También son no tóxicas, altamente biocompatibles y se pueden sintetizar a baja temperatura a fin de conservar la estructura molecular del fármaco. Adicionalmente, su tamaño y porosidad se mantiene estable dentro de un amplio intervalo de ambientes químicos. La tecnología de solución coloidal-gel, una técnica de polimerización inorgánica a temperatura ambiente (ver Figura 1), se ha usado para encapsular exitosamente moléculas orgánicas dentro de matrices de óxido. Durante los últimos varios años, los presentes inventores han desarrollado una tecnología para producir partículas cerámicas para aplicaciones de liberación controlada (WO01/62332) . Esta tecnología permite que las moléculas activas se encapsulen en partículas cerámicas usando una combinación de química de solución coloidal-gel y síntesis en emulsión de agua en aceite (W/O) . El tamaño de la partícula se controla por el tamaño de las gotas de la emulsión y la cinética de liberación se controla por la química de solución coloidal-gel. Para producir nanopartículas monodispersas usando este método, se usan microemulsiones estables. En estos sistemas, el tamaño de gota de agua usualmente se restringe a unas pocas decenas de nanómetros limitando el tamaño final de partícula a menos de 100 nm aún en la presencia de importante maduración de Ostwald. Los más grandes tamaños de partícula se pueden obtener usando sistemas inestables de emulsión pero las partículas resultantes presentan una amplia distribución de tamaño que es indeseable en aplicaciones tal como por ejemplo la selección pasiva de objetivo de tumores donde es deseable un control preciso sobre el tamaño de partícula. Aunque este control preciso sobre el tamaño se puede lograr usando el proceso de Stóber (crecimiento sembrado en medio debido) , este tipo de proceso no proporciona la división en compartimientos logrado en emulsiones que es necesaria para asegurar encapsular de los materiales activos durante la formación en gel. De esta manera, el proceso de Stdber es inadecuado para la síntesis de partículas para aplicaciones de liberación controlada. Otra limitación de la tecnología resumida en la patente WO01/62332 es su incapacidad para producir partículas con secuencias de liberación retrazada, secuencial o de impulso. Una vez que las partículas cerámicas se introducen en un líquido, empiezan a liberarse inmediatamente. Esta desventaja puede ser superada al producir una estructura de núcleo-cubierta con la molécula activa localizada en el núcleo circundado por una cubierta vacía que actúa como una barrera de difusión e impide que se lixivie rápidamente el compuesto activo. Se ha realizado trabajo sustancial durante la última década para intentar lograr el patrón de liberación, complejo y hecho a la medida de moléculas activas de matrices específicas. La liberación retrazada, la liberación programada o la liberación secuencial de los fármacos de una variedad de vehículos de distribución se ha investigado. Para lograr estos patrones complejos de liberación, el sistema de distribución ya sea se basa en la modificación de las propiedades fisicoquímicas de los materiales de distribución o en la modificación de la morfología del sistema tal como al usar la estructura de múltiples capas. Todos estos sistemas usan una matriz orgánica en varias formas: un gel de polímero, liposoma, fibra, microcápsula, tableta, etc. No se han investigado partículas, y de manera más específica nanopartículas, para estas clases de aplicaciones . Los materiales coloidales de núcleo-cubierta con propiedades estructurales, ópticas y superficiales hechas a la medida, se han investigado intensivamente durante la última década. La investigación en esta área se impulsó por las aplicaciones potenciales de estos coloides en un intervalo amplio de campos. La mayoría del esfuerzo de investigación se ha concentrado en cambiar las propiedades superficiales de una partícula determinada por revestimiento o encapsulación de la misma dentro de una cubierta de un material diferente. El núcleo puede ser un óxido metálico, un semiconductor, un punto cuántico, una partícula magnética, una partícula cristalina, etc., en tanto que la cubierta cambia usualmente la carga, la funcionalidad, y la reactividad de la superficie de la partícula, y también puede mejorar la estabilidad y dispersibilidad del núcleo coloidal. En otras palabras, el material de núcleo es diferente de los materiales de cubierta, y la mayoría de las estructuras comúnmente reportadas de núcleo-cubierta son de núcleo cerámico con cubierta de polímero, o viceversa. Los núcleos cerámicos que contienen compuestos activos encapsulados y revestidos con una clase diferente de materiales cerámicos también se han reportado en la literatura. Se han reportado varios métodos en la literatura para hacer crecer partículas cerámicas usando síntesis de solución coloidal-gel mediante la microemulsión con W/O. Uno de estos métodos depende de la obtención de un mayor tamaño de partícula al ajustar los parámetros de la síntesis. Aunque se puede ajustar el tamaño de partícula al controlar los parámetros tal como la concentración del precursor, la concentración en agua, pH, temperatura, concentración iónica, tiempo de reacción, existe una limitación en el crecimiento de la partícula. Es difícil usar este método para producir partículas monodispersas mayores de 100 nm debido a las características y intrínsecas de las micelas inversas. Otro método reportado en la literatura consiste en la extracción de semillas de partículas, secarlas y luego redispersar estas semillas en una microemulsión fresca de W/O, seguido por la adición de más precursores de alcóxido para hacer crecer las partículas. Hay dos inconvenientes con respecto a este método. Primero, durante los pasos de extracción y secado, las partículas pueden agregarse de forma irreversible en aglomerados de un tamaño de micrones, y segundo, el procedimiento introduce un paso adicionar de separación para recuperar las partículas sólidas del líquido, lo que puede disminuir significativamente el rendimiento total . Aún otro proceso que se puede usar para incrementar el tamaño de partículas se describe en la Figura 2. Sin embargo, en este caso, las moléculas activas solo se pueden encapsular en el núcleo. Además, el crecimiento de las partículas se limita por el hecho que el precursor de alcóxido necesita consumir agua para la reacción. Puesto que la cantidad de agua se dicta por la formación de la microemulsión de W/O, solo esta disponible un suministro limitado de agua. En realidad, no toda el agua introducida en el sistema esta disponible para la reacción de solución coloidal-gel, puesto que algo del agua se une al agente tensioactivo. Conforme se esta adicionando más alcóxido, se esta consumiendo más agua y hay menos disponible para la hidrólisis y crecimiento adicional. Por lo tanto, existe la necesidad de una nanopartícula estratificada en la cual se localice un adulterante, y se restrinja a, el núcleo de la nanopartícula, y/o una o más de las capas que circundan el núcleo, y de un proceso para elaborar esta nanopartícula. También existe la necesidad de un proceso capaz de fabricar nanopartículas cerámicas de núcleo-cubierta con más de una especie molecular encapsulada (adulterante) o con el compuesto activo (adulterante) encapsulado en diferentes ubicaciones o capas discretas (es decir, cubierta) . Este proceso puede abrir una amplia variedad de nuevas aplicaciones potenciales tal como almacenamiento óptico, encriptación de datos o tinta de seguridad además de la liberación controlada de fármacos descrita anteriormente.

Objeto de la Invención Es un objeto de la presente invención superar o mejorar sustancialmente al menos una de las desventajas anteriores. Es un objeto adicional satisfacer al menos parcialmente al menos una de las necesidades anteriores.

Breve Descripción de la Invención En una forma amplia de la invención, se proporciona un proceso para formar una nanopartícula estratificada, que comprende exponer un catalizador a un reactivo en la presencia de una partícula de núcleo, por lo que el reactivo reacciona para formar una capa en una partícula de núcleo para formar la nanopartícula estratificada. El catalizador, reactivo de partícula de núcleo se pueden colocar en un fluido. El fluido puede ser un líquido. El catalizador se puede localizar en sobre y/o en y/o alrededor de la partícula de núcleo. El catalizador puede ser un catalizador para la reacción del reactivo. El catalizador se puede localizar sobre la superficie de la partícula. La reacción puede comprender una o más de hidrólisis, condensación, policondensación, reticulación, polimerización, precipitación y formación en gel. Puede haber un adulterante que circunde la partícula del núcleo, y la reacción del reactivo puede encapsular el adulterante en la capa. La partícula de núcleo puede formar el núcleo de la nanopartícula estratificada. De esta manera, la nanopartícula estratificada, una vez formada, puede comprender la partícula de núcleo al menos parcialmente circundada o encapsulada por la capa. La partícula de núcleo se puede circundar o encapsular completamente por la capa. La partícula de núcleo puede ser una partícula individual o un aglomerado de dos o más partículas . La partícula de núcleo puede comprender el mismo material como la capa o puede comprender un material diferente. En una forma, la presente invención proporciona un proceso para formar una nanopartícula estratificada, que comprende : proporcionar una suspensión que comprende una partícula de núcleo en un primer líquido; y exponer un catalizador a un reactivo en la presencia de la partícula de núcleo, por lo que el reactivo reacciona para formar una capa en la partícula de núcleo para formar la nanopartícula estratificada. El paso de proporcionar la partícula de núcleo en el líquido puede comprender formar la partícula de núcleo en el primer líquido. En una modalidad, la partícula no se separa del primer líquido antes del paso de exposición. El primer líquido puede ser no polar. El paso de exposición se puede repetir una o más veces, formando de este modo una pluralidad de capas. El paso de exposición puede comprender los pasos de: adicionar un segundo líquido a la suspensión, el segundo líquido que comprende el catalizador; y adicionar el reactivo, o un precursor para el reactivo, la suspensión; por lo que, si el reactivo se adiciona a la suspensión, el reactivo reacciona para formar una capa en la partícula de núcleo, y si se adiciona un precursor para el reactivo a la suspensión, el precursor se convierte al reactivo, y el reactivo reacciona para formar una capa en la partícula de núcleo. El catalizador se puede disolver en el segundo líquido. El segundo líquido puede ser inmisible con el primer líquido. El catalizador puede ser un catalizador para la conversión del precursor al reactivo y/o para la formación de la capa del reactivo . En otra forma, la presente invención proporciona un proceso para elaborar una nanopartícula estratificada, que comprende: proporcionar una suspensión que comprende una partícula de núcleo en un primer líquido; adicionar un segundo líquido a la suspensión, el segundo líquido que comprende un catalizador para la reacción de un reactivo; y adicionar el reactivo, o un precursor para el reactivo, la suspensión para hacer que el reactivo reaccione para formar una capa en la partícula de núcleo. En otra forma, la presente invención proporciona un proceso para formar una nanopartícula estratificada, que comprende : proporcionar una suspensión que comprende una partícula de núcleo en un primer líquido; adicionar un segundo líquido a la suspensión, el segundo líquido que es inmiscible con el primer líquido; y adicionar un reactivo, o un precursor para el reactivo, a la suspensión que comprende el segundo líquido; por lo que, si el reactivo se adiciona a la suspensión que comprende el segundo líquido, el reactivo reacciona para formar una capa de la partícula de núcleo, y si se adiciona un precursor para el reactivo a la suspensión que comprende el segundo líquido, el precursor se convierte al reactivo, y el reactivo formado de esta manera reacciona para formar una capa en la partícula de núcleo, para formar la nanopartícula estratificada. El segundo líquido puede comprender un catalizador. Si el segundo líquido no comprende un catalizador, el reactivo puede ser tal para ser capaz de formar la capa sin un catalizador, y/o el precursor puede ser capaz de formar al reactivo sin un catalizador. Por ejemplo, si el segundo líquido es acuoso, el precursor puede ser un silano que hidroliza en la ausencia de un catalizador. En otra forma, el proceso comprende: proporcionar una suspensión que comprende una partícula de núcleo en un primer líquido; adicionar un segundo líquido a la suspensión, el segundo líquido que comprende un catalizador para la reacción de un reactivo; y adicionar un precursor para el reactivo a la suspensión para hacer que el precursor se convierta al reactivo, y para hacer que el reactivo reaccione para formar una capa en la partícula de núcleo. El segundo líquido puede ser inmiscible con el primer líquido. El paso de adicionar el segundo líquido puede comprender depositar el segundo líquido en la partícula de núcleo, por ejemplo en la superficie de la partícula de núcleo. Si se adiciona un precursor a la suspensión, el precursor puede ser capaz de reaccionar con el segundo líquido para formar el reactivo, es decir, puede ser un precursor para el reactivo. El reactivo puede ser una especie condensable, una especie reticulable o una especie polimerizable. La reacción del reactivo puede formar una capa sólida o una capa de gel en la partícula de núcleo, y puede comprende condensación, reticulación y/o polimerización del reactivo. La partícula de núcleo puede ser una nanopartícula y puede estar entre aproximadamente 5 y 150 nm de diámetro, o puede ser una partícula de submicras, y puede ser menos de aproximadamente 500 nm de diámetro. La partícula de núcleo y/o la capa puede ser sólida, y puede ser porosa, por ejemplo, microporosa y/o mesoporosa. El segundo líquido puede comprender un adulterante, por lo que la formación de la capa encapsula el adulterante en la capa. El paso de adicionar el segundo líquido y adicionar el reactivo se puede repetir una o más veces, por lo que se forma una pluralidad de capas. La partícula de núcleo y cada capa independientemente puede tener o no un adulterante, y los adulterantes, que están presentes, pueden ser los mismos o diferentes. El o cada adulterante puede ser una sustancia liberable, y se puede liberar de la nanopartícula. El proceso puede generar una sustancia en nanopartículas que comprende una pluralidad de nanopartículas estratificadas, por lo que el paso de proporcionar una suspensión comprende proporcionar una suspensión que comprende una pluralidad de partículas de núcleo en el primer líquido. Las partículas de núcleo, e independientemente las nanopartículas estratificadas de la sustancia en nanopartículas, pueden ser de forma homogénea o pueden ser de forma heterogénea. Pueden estar monodispersas, o pueden tener una distribución estrecha de tamaño de partículas, o pueden tener una distribución amplia de tamaño de partículas. En un aspecto de la invención, se proporciona un proceso para elaborar una nanopartícula estratificada, que comprende : a) proporcionar una suspensión que comprende una partícula de núcleo, un primer agente tensioactivo y opcionalmente un primer co-agente tensioactivo en un primer líquido no polar; b) adicionar un líquido acuoso a la suspensión, el líquido acuoso que comprende un catalizador para la condensación de una especie condensable y opcionalmente que también comprende un adulterante o una combinación de adulterantes; c) adicionar un segundo líquido no polar, un segundo agente tensioactivo y opcionalmente un segundo coagente tensioactivo, el segundo líquido no polar que es miscible con el primer líquido no polar; y d) proporcionar la especie condensable (el reactivo) a la suspensión tal que la especie condensable se condense en la presencia del catalizador para formar una capa que circunda al menos parcialmente la partícula del núcleo para generar la nanopartícula estratificada. El segundo líquido no polar puede ser el mismo, o diferente a, el primer líquido no polar. El segundo agente tensioactivo puede ser el mismo como, o diferente a, el primer agente tensioactivo. El segundo co-agente tensioactivo puede ser el mismo como, o diferente a, el primer co-agente tensioactivo. El segundo líquido no polar, el segundo agente tensioactivo y el segundo co-agente tensioactivo se pueden adicionar tal que las relaciones del primer líquido no polar más el segundo líquido no polar al primer agente tensioactivo más el segundo agente tensioactivo y al primer co-agente tensioactivo más el segundo co-agente tensioactivo permanezcan constantes en una base de v/v, v/p, p/p, v/mol o p/mol. La suspensión se puede proporcionar a una temperatura de entre aproximadamente 1 y 70°C, o el proceso puede comprender llevar la solución a una temperatura entre aproximadamente 1 y 70°C, comúnmente entre aproximadamente 15 y 40°C, y más comúnmente entre 20 y 30°C, es decir, temperatura ambiente. Se pueden usar temperaturas menores con la condición que la temperatura sea tal que nada de la fase dispersa ni de la fase continua se congele. Se pueden usar a veces mayores temperaturas, dependiendo de la volatilidad y el punto de ebullición de las dos fases y de la temperatura de inversión del agente tensioactivo. El paso d) puede comprender proporcionar una especie hidrolizable a la suspensión para formar la nanopartícula estratificada, la especie hidrolizable que es capaz de hidrolizarse en el líquido acuoso para formar la especie condensable. El paso d) puede comprender los pasos de hidrolizar la especie hidrolizable en el líquido acuoso y de condensar la especie condensable en el líquido acuoso para formar la capa. El proceso puede comprender el paso de mantener la suspensión a una temperatura suficiente (por ejemplo, entre aproximadamente 1 y 70°C) durante un tiempo suficiente (por ejemplo, entre aproximadamente 6 y 96 horas) para hidrolizar la especie hidrolizable, y también opcionalmente para condensar la especie condensable. Los pasos b) a d) se pueden repetir al menos una vez, o se pueden repetir 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 o más de 10 veces. En cada repetición, el líquido acuoso puede comprender un adulterante o una combinación de adulterantes, o no puede comprender un adulterante, y el adulterante en cualquier repetición, si esta presente, puede ser el mismo como, o diferente a, el adulterante en cualquier otra repetición. Cada repetición puede formar una capa, y cada capa puede comprender un adulterante, o puede no comprender un adulterante. El o cada adulterante puede ser una sustancia liberable, o puede ser una sustancia no liberable. La partícula de núcleo puede estar entre aproximadamente 5 y 150 nm de diámetro o puede ser menos de 500 nm de diámetro. La o cada capa puede tener un espesor promedio entre aproximadamente 1 y 100 nm, o entre aproximadamente l y 50 nm, 5 y 75 nm y 5 y 30 mu. El proceso puede ser capaz de controlar el espesor de la o cada capa. La partícula de núcleo puede ser porosa, y puede ser microporosa y/o puede ser mesoporosa y puede tener un tamaño de partícula entre aproximadamente 0.5 y 20 nm. El tamaño de partícula puede comprender aproximadamente un adulterante, que puede ser el mismo como o diferente al adulterante en la capa, o cualquiera o todas las capas. La especie hidrolizable en cualquier repetición puede ser la misma, como o diferente a la especie hidrolizable en cualquier otra repetición. Una o ambas de la suspensión y el líquido acuoso puede comprender un agente tensioactivo. El proceso puede generar una sustancia en nanopartículas que comprende una pluralidad de nanopartículas estratificadas, por lo que el paso de proporcionar una suspensión comprende proporcionar una suspensión que comprende una pluralidad de partículas de núcleo en el primer líquido no polar. El proceso puede comprender adicionalmente uno o más de los siguientes pasos: e) separar al menos parcialmente la nanopartícula estratificada, o sustancia en nanopartículas, del primer líquido no polar; f) lavar la nanopartícula estratificada, o sustancia en nanopartículas, con un líquido acuoso; g) lavar la nanopartícula estratificada, o sustancia en nanopartículas, con un líquido orgánico; h) secar la nanopartícula estratificada, o sustancia en nanopartículas. El paso f) se puede llevar a cabo a temperatura ambiente, o se puede llevar a cabo a tan alto como 80°C (por ejemplo, aproximadamente 20, 30, 40, 50, 60, 70 ó 80°C) . El líquido orgánico del paso g) puede ser polar o no polar. Su polaridad se puede seleccionar dependiendo de la solubilidad de los adulterantes en líquido orgánico. El paso g) se puede llevar a cabo a temperatura ambiente, o se puede llevar a cabo tan alto como 70°C (por ejemplo, a aproximadamente 20, 30, 40, 50, 60 ó 70°C) , pero se debe llevar a cabo en o por abajo del punto de ebullición del líquido orgánico. Los pasos f y g se pueden llevar a cabo más de una vez, y se pueden llevar a cabo en cualquier orden, o uno o ambos se pueden omitir. Por ejemplo, el proceso puede comprender (en este orden) los pasos e y h, o los pasos e, f y h, o los pasos e, g y h, o los pasos e, f, g y h, o los pasos e, g, f y h, o los pasos e, g, f, g y h, o puede comprender algún otro orden de pasos. El paso h se puede llevar a cabo de una manera que impida o inhiba la agregación, por ejemplo, el paso h puede comprender secado por congelación como se describe en la WOl/62332 (Barbé y Bartlett, "Controlled Reléase Ceramic Particles, Compositions thereof, Processes of Preparation and Methods of Use"). El paso h se puede realizar directamente después del paso e. En este caso, la gran cantidad de agente tensioactivo presente en esta etapa puede impedir el contacto físico entre las partículas e inhibir de esta manera la agregación. En una modalidad, se proporciona un proceso para elaborar una nanopartícula estratificada que tiene un adulterante en la misma o sobre la misma, que comprende: a) proporcionar una suspensión estable que comprende una partícula de núcleo, un agente tensioactivo y opcionalmente un co-agente tensioactivo en un líquido no polar; b) adicionar un líquido acuoso a la suspensión, el líquido acuoso que comprende el adulterante y un catalizador para la condensación de una especie condensable; c) adicionar un segundo líquido no polar, un segundo agente tensioactivo y opcionalmente un segundo coagente tensioactivo; y d) adicionar una especie hidrolizable a la suspensión para formar la nanopartícula estratificada que tiene el adulterante en la misma o sobre la misma, la especie hidrolizable que es capaz de hidrolizarse en el líquido acuoso para formar la especie condensable. Uno o ambos de la suspensión y el líquido acuoso pueden comprender un agente tensioactivo. El agente tensioactivo se puede disolver en el líquido acuoso o en la suspensión o en ambos. En otra modalidad, el proceso comprende: a) proporcionar una emulsión que comprende gotas acuosas dispersadas en un líquido no polar, la emulsión que comprende adicionalmente un agente tensioactivo y opcionalmente un co-agente tensioactivo, en donde las gotas comprenden un catalizador para la condensación de una primera especie condensable en la hidrólisis; b) adicionar una primera especie hidrolizable a la emulsión, la primera especie hidrolizable que es capaz de hidrolizar en las gotas acuosas para formar la primera especie condensable, formando de este modo una suspensión de partículas de núcleo en el líquido no polar; c) adicionar un líquido acuoso a la suspensión, el líquido acuoso que comprende un catalizador para la condensación de una segunda especie condensable; d) adicionar una solución de un segundo agente tensioactivo, y opcionalmente un segundo co-agente tensioactivo, la suspensión; y e) adicionar una segunda especie hidrolizable a la suspensión, la segunda especie hidrolizable que es capaz de hidrolizarse en el líquido acuoso para formar la segunda especie condensable. La emulsión puede ser una emulsión de agua en aceite (W/O) . Después de la adición de la primera especie hidrolizable (paso b) o la segunda especie hidrolizable (paso e) , la especie hidrolizable se puede hidrolizar para formar la primera o segunda especie hidrolizable, respectivamente, que entonces puede condensarse debido a la acción de los catalizadores para formar una capa que circunda al menos parcialmente las partículas de núcleo. La primera especie hidrolizable y la segunda especie hidrolizable pueden ser las mismas o pueden ser diferentes. Los pasos c) a e) se pueden repetir al menos una vez, o se pueden repetir 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 ó más de 10 veces, por lo que cada repetición formó una capa que circunda al menos parcialmente las partículas de núcleo. En cada repetición, el líquido acuoso puede comprender un adulterante o puede no comprender un adulterante, y el adulterante en cualquier repetición puede ser el mismo como o diferente al adulterante en cualquier otra repetición. La emulsión y/o el líquido acuoso puede comprender un adulterante, y al menos un región seleccionada del grupo que consiste de las partículas de núcleo y las capas pueden comprender al menos un adulterante. En otra modalidad, se proporciona un proceso para elaborar nanopartículas estratificadas, que comprenden: a) proporcionar una solución de agente tensioactivo que comprende un agente tensioactivo y un líquido no polar, y opcionalmente un co-agente tensioactivo; b) adicionar a la solución de agente tensioactivo, una solución acuosa que comprende un catalizador para la condensación de una primera especie condensable, y opcionalmente, que comprende también un primer adulterante (adulterante de núcleo) ; c) formar una emulsión de la solución de agente tensioactivo y la solución acuosa; d) adicionar una primera especie hidrolizable a la emulsión, la primera especie hidrolizable que es capaz de hidrolizarse en la solución acuosa para formar la primera especie condensable; e) mantener la emulsión a una temperatura suficiente durante el tiempo suficiente para la formación de una suspensión de partículas de núcleo de la primera especie hidrolizable; f) adicionar un líquido acuoso a la suspensión, el líquido acuoso que comprende un catalizador para la condensación de una segunda especie condensable, y opcionalmente un segundo adulterante (adulterante de capa) ; g) adicionar una solución de un segundo agente tensioactivo, y opcionalmente un segundo co-agente tensioactivo, a la suspensión; y h) adicionar una segunda especie hidrolizable a la suspensión para formar las nanopartículas estratificadas, en donde la segunda especie hidrolizable es capaz de hidrolizarse en el líquido acuoso para formar la segunda especie condensable. Después de la adición de la primera especie hidrolizable o la segunda especie hidrolizable, la especie hidrolizable puede hidrolizarse para formar la primera o segunda especie condensable, respectivamente, que entonces puede condensarse debido a la acción de los catalizadores. La emulsión puede ser una microemulsión. En otra modalidad, se proporciona un proceso para elaborar nanopartículas estratificadas, que comprende: a) proporcionar una solución de agente tensioactivo que comprende un agente tensioactivo y un líquido no polar, y opcionalmente un co-agente tensioactivo; b) adicionar a la solución de agente tensioactivo una solución acuosa que comprende un catalizador para la condensación de una primera especie condensable, y opcionalmente, que también comprende un primer adulterante; c) formar una emulsión de la solución de agente tensioactivo y la solución acuosa; d) adicionar una primera especie hidrolizable en la emulsión, la primera especie hidrolizable que es capaz de hidrolizarse en la solución acuosa para formar la primera especie condensable; e) mantener la emulsión a una temperatura suficiente durante el tiempo suficiente para la formación de una suspensión de partículas de núcleo de la primera especie hidrolizable; f) adicionar un líquido acuoso a la suspensión, el líquido acuoso que comprende un catalizador para la condensación de una segunda especie condensable, y opcionalmente un segundo adulterante; g) adicionar una solución de un segundo agente tensioactivo, y opcionalmente un segundo co-agente tensioactivo, a la suspensión; h) adicionar una segunda especie hidrolizable a la suspensión para formar nanopartículas estratificadas, en donde la segunda especie hidrolizable es capaz de hidrolizarse en el líquido acuoso para formar la segunda especie condensable; i) separar al menos parcialmente las nanopartículas estratificadas del líquido no polar; j) lavar las nanopartículas estratificadas con un líquido orgánico; ) lavar las nanopartículas estratificadas con un líquido acuoso; 1) lavar las nanopartículas estratificadas con un líquido orgánico (que puede ser el mismo como o diferente al líquido orgánico del paso j ; y m) secar las nanopartículas estratificadas. En otro aspecto de la invención, se proporciona una nanopartícula estratificada que comprende una partícula de núcleo (es decir, el núcleo) y una o más capas que circundan al menos parcialmente la partícula de núcleo. La nanopartícula estratificada puede ser esférica. La partícula de núcleo puede ser un sólido, puede ser un sólido poroso, por ejemplo, un sólido microporoso o mesoporoso, y puede ser esférica o no esférica. El diámetro promedio de núcleo puede estar entre aproximadamente 5 y 500 nm. La o cada capa puede ser, independientemente, una capa sólida o una capa de gel . Al menos una región de la nanopartícula estratificada seleccionada del grupo que consiste del núcleo y la uno o más capas puede comprender un adulterante, o una pluralidad (por ejemplo 2, 3, 4, 5 o más de 5) adulterantes. De esta manera, puede haber un adulterante de núcleo y/o uno o más adulterantes de capa. El o cada adulterante puede estar sustancialmente distribuido de forma homogénea en la región que comprende el adulterante. De esta manera, por ejemplo, si la nanopartícula comprende un núcleo y una capa individual, y el núcleo comprende un adulterante de núcleo y la capa comprende un adulterante de capa, entonces el adulterante de núcleo puede estar sustancialmente distribuido de forma homogénea en el núcleo, y el adulterante de capa puede estar sustancialmente distribuido de forma homogénea en la capa. La nanopartícula estratificada puede ser una nanopartícula cerámica microporosa o mesoporosa. El núcleo y la una o más capas pueden cada una ser, independientemente, microporosas o mesoporosas. La o cada capa, y opcionalmente la partícula de núcleo, puede comprender, independientemente, un silano hidrolizado, por ejemplo, un alcoxisilano hidrolizado, y puede comprender sílice y/o un polisilsesquioxano. La o cada capa, y opcionalmente la partícula de núcleo, puede comprender, independientemente, un producto cerámico o un óxido, por ejemplo, un óxido metálico. Si más de uno del núcleo y la una o más capas comprenden un adulterante, entonces los adulterantes en cada uno de estos pueden ser los mismos o pueden ser diferentes. El o cada adulterante puede ser independientemente liberable o no liberable. La nanopartícula estratificada puede ser capaz de liberación secuencial y/o liberación retrasada de uno o más de los adulterantes liberables. La nanopartícula estratificada puede tener un diámetro promedio entre aproximadamente 10 y 500 nm. El núcleo y la o cada capa puede ser, independientemente, microporosa o mesoporosa, y puede tener poros de entre aproximadamente 0.5 y 10 nm. La o cada capa puede tener, independientemente, un espesor promedio entre aproximadamente 1 y 50 nm. El adulterante puede ser una sustancia inorgánica o una sustancia orgánica. Puede ser una sal, o un tinte, un catalizador, un material activo o sustancia activa, por ejemplo, una sustancia biológicamente activa (por ejemplo, una proteína, polisacárido, enzima, fármaco, péptido, etc.), una sustancia magnética, una especie radioactiva, un trazador radioactivo o algún otro tipo de adulterante. En una modalidad, se proporciona una nanopartícula estratificada que comprende una partícula de núcleo porosa que comprende un primer adulterante y una capa porosa que comprende un segundo adulterante que circunda al menos parcialmente la partícula de núcleo. Al menos uno del primero y segundo adulterantes pueden ser liberables de la nanopartícula estratificada. De esta manera, la nanopartícula puede comprender una partícula de núcleo porosa que comprende un primer adulterante liberable y una capa porosa que comprende un segundo adulterante liberable que circunda al menos parcialmente la partícula de núcleo. La nanopartícula puede ser capaz de liberar el segundo adulterante liberable y el primer adulterante liberación de forma secuencial . En otra modalidad, se proporciona una nanopartícula estratificada que comprende una partícula de núcleo porosa que comprende un primer adulterante liberable, una primera capa porosa que circunda la partícula de núcleo, la primera capa que comprende un adulterante no liberable, y una segunda capa porosa que comprende un segundo adulterante liberable que circunda al menos parcialmente la primera capa porosa. La nanopartícula puede ser capaz de liberar el segundo adulterante liberable y el primer adulterante liberable de forma secuencial, con un retraso entre la liberación del primero y segundo adulterantes. La duración del retraso puede ser dependiente del espesor y porosidad de la primera capa. En otra modalidad, se proporciona una nanopartícula estratificada que comprende una partícula de núcleo que comprende un adulterante no liberable y una capa porosa que comprende un adulterante liberable que circunda al menos parcialmente la partícula de núcleo. La partícula de núcleo puede comprender un adulterante no liberable, por ejemplo, un pigmento no liberable para colorear la nanopartícula. El núcleo puede ser poroso o no poroso. El núcleo puede comprender un material magnético, de modo que la nanopartícula estratificada sea magnética. En otra modalidad, se proporciona una nanopartícula estratificada que comprende una partícula de núcleo no porosa que comprende, opcionalmente que consiste de, un adulterante liberable y una capa porosa que comprende un adulterante no liberable, la capa porosa que circunda al menos parcialmente la partícula de núcleo. La nanopartícula puede ser capaz de liberar el adulterante después de un retraso. La duración del retraso puede ser dependiente del espesor y porosidad de la capa porosa. La capa puede tener un adulterante no liberable, por ejemplo un pigmento no liberable para colorear la nanopartícula. También se proporciona una sustancia en nanopartículas que comprende una pluralidad de nanopartículas estratificadas de acuerdo a la invención. La sustancia en nanopartícula puede estar monodispersa, o puede tener una distribución estrecha de tamaños de partícula. También se proporciona una nanopartícula estratificada cuando se hace por el proceso de la invención. También se proporciona una sustancia en nanopartículas que comprende una pluralidad de nanopartículas estratificada de acuerdo a la invención o cuando se hace por el proceso de la invención. En otro aspecto de la invención, se proporciona un método para distribuir una sustancia liberable a un fluido que comprende exponer una nanopartícula estratificada de acuerdo a la invención, o una pluralidad de nanopartículas estratificada de acuerdo a la invención, al fluido, en donde las nanopartículas estratificadas tienen, una sustancia liberable en la misma y/o sobre las mismas (por ejemplo, en al menos una de las capas o la partícula de núcleo) , y el fluido es capaz de liberar al menos parcialmente la sustancia liberable de las nanopartículas estratificadas. El fluido puede ser un fluido acuoso, por ejemplo un fluido biológico, o puede ser un fluido no acuoso, por ejemplo, un solvente orgánico. La exposición puede comprender agitación, bamboleo, remolino, tratamiento con ultrasonido o agitación de otro modo de las nanopartículas estratificadas con el fluido. El método puede comprender la liberación de la sustancia liberable en el fluido, y puede comprender liberar la sustancia liberable de una manera controlada. La liberación de la sustancia liberable puede ser liberación variable controlada, por lo que la velocidad de liberación de la sustancia liberable es variable con el tiempo de una manera controlada y/o predeterminada. En una modalidad, la sustancia liberable es un fármaco, y el fluido es un fluido corporal, por ejemplo, sangre en un paciente. Esta modalidad comprende un método para administrar el fármaco al paciente, el método que comprende distribuir al paciente, por ejemplo, a la sangre del paciente, una nanopartícula estratificada de acuerdo a la invención, o una pluralidad de nanopartículas estratificadas de acuerdo a la invención, las nanopartículas estratificadas que tienen el fármaco en las mismas y/o sobre las mismas. El fármaco puede ser por ejemplo un fármaco anticáncer. Las nanopartículas estratificadas pueden tener un diámetro entre aproximadamente 10 y 500 nm, o entre aproximadamente 50 y 300 nm. La distribución puede ser distribución intravenosa (IV) , y puede comprender la inyección en el paciente de una suspensión que comprende las nanopartículas . La suspensión puede comprender un fluido de suspensión. Los fluidos de suspensión adecuados para inyecciones son bien conocidos, y puede comprender solución salina, solución de Ringer, solución de glucosa, solución de fructosa, solución de dextrosa, solución de aminoácidos, hidrolizado de proteína, solución de lactato de sodio o algún otro líquido acuoso. También se proporciona el uso de una nanopartícula estratificada de acuerdo a la invención para administrar un fármaco a un paciente, la nanopartícula estratificada que tiene el fármaco en la misma y/o sobre la misma. En otro aspecto de la invención, se proporciona una nanopartícula estratificada de acuerdo a la invención, o una pluralidad de nanopartículas estratificadas de acuerdo a la invención, cuando se usan para distribuir una sustancia liberable a un fluido. La invención también proporciona el uso de una nanopartícula estratificada de acuerdo a la invención para la absorción selectiva de al menos un componente de una mezcla. La invención proporciona además una nanopartícula estratificada cuando se usa para la absorción selectiva de al menos un componente de una mezcla.

Breve Descripción de las Figuras Ahora se describirá, a manera de ejemplo, una forma preferida de la presente invención, con referencia a las figuras anexas, en donde: La Figura 1 muestra una secuencia de reacción de solución coloidal-gel en la presencia de base; La Figura 2 muestra un diagrama de flujo de un proceso para producir nanopartículas multiestratificadas con adulterantes contenidos sólo en el núcleo; La Figura 3 muestra un diagrama de flujo del proceso para producir nanopartículas multiestratificadas con múltiples adulterantes; La Figura 4 muestra micrografías de TEM de partículas producidas en un sistema de NP-9/1-pentanol/ciclohexano/NH4OH/TEOS (tamaño promedio 55 ± 5 nm) ; Las Figuras 5A-5D muestran imágenes de TEM de partículas uniformes de sílice con una estructura de núcleo-cubierta; La Figura 6 muestra una gráfica de la medición de TGA/DTA del residuo de agente tensioactivo en las partículas de sílice; Las Figuras 7a, 7b y 7c muestran micrografías de TEM de partículas de sílice producidas en el siguiente sistema de microemulsión: a) NP-5/ciclohexano/NHOH/TMOS, b) NP-9/l-pentanol/ciclohexano/NHOH/TMOS, y c) Tritón X-100/tolueno/NH4OH/TMOS; La Figura 8 muestra micrografías de TEM que ilustra el crecimiento de partículas por adición secuencial de TMOS: a) núcleo (22 nm) , b) primera adición de 1.2 mmol de TMOS (27 nm) , c) segunda adición (31 nm) , d) tercera adición (33 nm) , e) cuarta adición (36 nm) ; La Figura 9 muestra micrografías de TEM que ilustran el crecimiento de partículas por adición secuencial de TEOS: a) núcleo (50 nm) , b) primera adición de 1.2 mmol de TMOS (83-92 nm) , c) segunda adición (91-106 nm) , d) tercera adición (102-120 nm) , e) cuarta adición (108-129 nm) , f) quinta adición (128-146 nm) ; La Figura 10 muestra un diagrama esquemático que ilustra el principio del nuevo proceso de crecimiento; Las Figuras lia y llb muestran micrografías de TEM de la estructura de núcleo-cubierta; a) imagen de campo brilloso (áreas oscuras que indican elementos más pesados), b) imagen de campo oscura (áreas brillosas indican elementos más pesados ) ; Las Figuras 12a y 12b muestran micrografías de TEM de la estructura de núcleo-cubierta que muestra el daño del haz: a) imagen de campo brilloso, b) imagen de campo oscuro después del perfil de línea de EDX; La Figura 13 muestra micrografías que ilustran la influencia del método de adición en el tamaño de partícula de núcleo-cubierta. Las Figuras 14a y 14b muestran micrografías de TEM de partículas sintetizadas usando: a) 4 ciclos (núcleo + 4 cubiertas) , y b) 5 ciclos (núcleo + 5 cubiertas) ; Las Figuras 15a y 15b muestran micrografías de TEM de partículas hechas crecer usando diferentes relaciones de dilución, donde las velocidades de dilución (volumen de emulsión fresca/volumen de emulsión de siembra) fueron: A) 2, B) 3, C) 4, D) 5. a) muestra 1, cobre de núcleo de sílice adulterado, la fase acuosa extra-adicionada 1.333 mol/L de NH40H, con Cu 10.14 mg/mL en la forma de Cu(NH3)42+, b) muestra 2, cobre de núcleo de sílice adulterado, la fase acuosa extra-adicionada 1.333 mol/L NH4OH sin cobre; Las Figuras 16a-16f muestran micrografías de TEM de partículas preparadas usando diferentes métodos para mezclar la emulsión de siembra y la emulsión fresca; La Figura 17 muestra micrografías de TEM de núcleos de partícula formados usando TEOS, y las cubiertas usando TMOS (condiciones de síntesis idénticas a aquéllas usadas para la Figura 5) ; Las Figuras 18a-18f muestran micrografías de TEM de núcleo de sílice revestido con cubierta de Ormosil; La Figura 19 muestra micrografías de TEM de muestras con la composición listada en la Tabla 2; La Figura 20 muestra fotografías de muestras con composición listada en la Tabla 1 y suspendidas en acetona; La Figura 21 muestra micrografías de TEM de muestras con composición listada en la Tabla 3; La Figura 22 muestra fotografías de muestra con composición listada en la Tabla 3 y suspendidas en acetona; Las Figuras 23a y23b muestran fotografías de muestra con composición listada en la Tabla 4; a) secada por congelación (relación en peso de Si02/NaCl: 15 %) , b) suspendida en agua Milli-Q; La Figura 24 muestra fotomicrografías de nanocristales de ln203 en suspensión y revestidas con cubierta de sílice; La Figura 25 muestra espectros de UV-visible de CuPC (línea negra, ?max: 556 nm) y Rubpy (línea gris, ?max: 390 nm) en agua neutral; La Figura 26 muestra espectros de UV-visible de muestras LNK-822 (línea negra, ?max: 615 nm) y LNK-824 (línea gris, ?max: 450 nm) en SBF después de 32 días; Las Figuras 27a y 27b muestran una curva de velocidad de liberación de: a) muestra LNK-822 (1.022 g de polvo secado por congelación en 20 mL de SBF a 37°C, ?max = 615 nm, b) muestra LNK-824 (0.6055 g de polvo secado por congelación en 20 mL de SBF a 37°C, ?max = 450 nm) , en donde los polvos secados por congelación contienen 15 % en peso de Si02 y 85 % en peso de NaCl; Las figuras 28 a a 28f muestran representaciones esquemáticas de diferentes nanopartículas estratificadas de acuerdo a la presente invención; Las Figuras 29a y 29b muestran una curva de velocidad de liberación, medida usando absorción de UV/visible, de muestras (A) LNK-879 y (B) LNK-880. 2 g de polvo secado por congelación suspendido en 20 mL de SBF, a 37°C (en donde, los polvos secados por congelación contienen 15 % en peso de Si02 y 85 % en peso de NaCl) : A CuPC, ?max = 615 nm, M Rubpy, ?max = 450 nm; La Figura 30 muestra un diagrama de flujo de la síntesis de un tinte encapsulado en nanopartículas de sílice con superficie ORMOSIL al adicionar más componentes de emulsión; Las Figuras 31a-31f muestran imágenes de TEM de nanopartículas de sílice con superficie de ORMOSIL producidas al adicionar más componentes de emulsión: (a) sembradas por TEOS; (b) sembradas por precursores mezclados; (c) partículas de núcleo-cubierta por TEOS; (d) y (e) núcleo de sílice con cubierta de ORMOSIL, (f) núcleo de ORMOSIL y cubierta, como se detalla en la Tabla 6 ; Las Figuras 32a-32h muestran imágenes de TEM de partículas de sílice a varias concentraciones de agentes tensioactivo: (a, b) partículas de siembra hechas por 0.2 mol/L de NP-9 y 0.2 mol/L de 1-pentanol, 74-86 nm; (c) partículas de núcleo + 2 capas por 0.4 mol/L de NP-9 sin 1-pentanol, 109-123 nm; (d) partículas de núcleo + 3 capas por 0.4 mol/L de NP-9 sin 1-pentanol, 132-152 + 20 nm; (e) partículas de núcleo + 2 capas por 0.6 mol/L de NP-9 sin 1-pentanol, 106-126 nm; (f) partículas de núcleo + 3 capas por 0.6 mol/L de NP-9 sin 1-pentanol, 132-145 + 20 nm; (g) partículas de núcleo + 2 capas por 0.4 mol/L de NP-9, 0.4 mol/L de 1-pentanol, 100-132 nm; (h) partículas de núcleo + 3 capas por 0.4 mol/L de NP-9, 0.4 mol/L de 1-pentanol, 128-179 nm; La Figura 33 muestra un diagrama de flujo de producción de nanopartículas de sílice estratificadas al combinar dos técnicas de crecimiento de acuerdo a la presente invención; Las Figuras 34a- 34g muestran imágenes de TEM de partículas de sílice producidas al combinar dos técnicas de crecimiento a una relación en mol [H20] / [agente tensioactivo] = 6: (a) semilla: 50-60 nm, TEOS 1.2 mmol, H20 36 mmol, [H20] / [TEOS] = 30; (b) núcleo + 1 capa: 61-76 nm, TEOS 4.8 mmol, H20 36 mmol, [H20] / [TEOS] = 7.5; (c) núcleo + 2 capas: 95-113 nm, TEOS 9.6 mmol, H20 72 mmol, [H20] / [TEOS] = 7.5; (d) núcleo + 3 capas: 100-135 nm, TEOS 14.4 mmol, H20 72 mmol, [H20] / [TEOS] = 5; (e) núcleo + 4 capas: 136-166 nm, TEOS 24 mmol, H20 144 mmol, [H20] / [TEOS] = 6; (f) núcleo + 5 capas: 146-172 nm, TEOS 33.6 mmol, H20 144 mmol, [H20] / [TEOS] = 4.3; (g) núcleo + 7 capas: 200-240 nm, TEOS 52.8 mmol, H20 216 mmol, [H20] / [TEOS] = 4.1; Las Figuras 35a-35f muestran imágenes de TEM de partículas de sílice producidas al combinar dos técnicas de crecimiento a una relación en mol [H20] / [tensioactivo] = 9: (a) semilla: 50-61 nm, TEOS 1.2 mmol, H20 54 mmol, [H20]/[TEOS] = 45; (b) núcleo + 1 capa: 70-87 nm, TEOS 4.8 mmol, H20 54 mmol, [H20] / [TEOS] = 11.3; (c) núcleo + 2 capas: 95-117 nm, TEOS 9.6 mmol, H20 162 mmol, [H20] / [TEOS] = 16.9; (d) núcleo + 3 capas: 158-172 nm, TEOS 14.4 mmol, H20 162 mmol, [H20] / [TEOS] = 11.3; (e) núcleo + 4 capas: nanopartículas de dos tamaños, TEOS 24 mmol, H20 378 mmol, [H20] / [TEOS] = 15.8; (f) núcleo + 5 capas: nanopartículas de tamaño amplio, TEOS 33.6 mmol, H20 378 mmol, [H20] / [TEOS] = 11.3; Las Figuras 36a-36d muestran imágenes de TEM de nanopartículas de sílice sintetizadas a altas temperaturas con relación mol de [H20] / [agente tensioactivo] = 6: (a) 35-50 nm envejecimiento 20 horas a 35 ± 2°C; (b) 48-62 nm envejecimiento 48 horas a 35 ± 2°C; (c) 37-52 nm envejecimiento 20 horas a 50 ± 2°C; (d) 48-70 nm envejecimiento 48 horas a 50 ± 2°C; Las Figuras 37a-37g muestran imágenes de TEM de nanopartículas de sílice sintetizadas a altas temperaturas con relación molar de [H20] / [agente tensioactivo] = 8: (a) semilla: 35-68 nm a temperatura ambiente, 35 ± 2°C envejecimiento 48 horas: partículas de núcleo-cubierta; (b) 75-100 nm, envejecimiento 20 horas a 35 ± 2°C; (c) 81-113 nm, envejecimiento 28 horas a 35 ± 2°C; (d) 81-117 nm, envejecimiento 48 horas a 35 ± 2°C; (e) 78-105 nm, envejecimiento 20 horas a 50 ± 2°C; (f) 80-107 nm, envejecimiento 28 horas a 50 ± 2°C; (g) 86-120 nm, envejecimiento 48 horas a 50 ± 2°C; y Las Figuras 38a-38c muestran imágenes de TEM de partículas de sílice a diferentes etapas de incubación: (a) antes de incubación (76-88 nm) ; (b) incubación 1 horas a 55 ± 5°C antes de adicionar agua adicional (82-96 nm) ; (c) incubación 6 horas a 55 ± 5°C después de adicionar agua adicional (74-100 nm) .

Descripción Detallada de la Invención La presente invención se refiere a partículas de núcleo-cubierta, partículas inorgánicas/inorgánicas, y en algunas modalidades, a partículas constituidas de materiales cerámicos, con un núcleo cerámico y una o más capas cerámicas o cubiertas. La invención es aplicable a una variedad de cubiertas porosas de óxido metálico y núcleos no porosos o porosos (de óxido o de no óxido) , por ejemplo, sílice. Las partículas de núcleo-cubierta de sílice se pueden dividir en: - partículas de sílice con tintes incorporados, - agrupaciones metálicas revestidas de sílice, organosilicio de núcleo-cubierta con tintes incorporados. La primera y tercera categorías son de interés particular para la encapsulación y liberación de partículas de núcleo-cubierta. Las partículas de la presente invención difieren de la técnica anterior ya que se puede adicionar un adulterante en cualquiera de las capas. De esta manera, en muchas de sus modalidades, las partículas de la presente invención se pueden considerar como que son nanopartículas multi-estratificadas con al menos una de la cubierta y una capa que contienen uno o más adulterantes que están distribuidos homogéneamente a todo lo largo de la capa y son capaces de ser liberados. Para ser capaz de adaptar la composición de cada una de las capas individuales de las partículas multiestratificadas, es posible aprovechar la capacidad de cambiar las composiciones de mezcla de micelas. Esto se puede lograr, como se describe en la presente, por la adición secuencial del agente tensioactivo/agua y un precursor de reactivo. Puede ser importante mantener la composición de la emulsión (es decir, el mismo punto en el diagrama de fase ternario: agente tensioactivo-aceite-agua) que permite la producción de partículas homogéneas multiestratificadas con estructuras idénticas de núcleo-cubierta y no conduce a la generación de partículas con diferente composición. De esta manera, la presente invención proporciona una adición cíclica de emulsión y precursor que facilita la producción de partículas multi-estratificadas . La presente especificación describe un proceso de solución coloidal-gel para producir nanopartículas estratificadas mediante un sistema de microemulsión de agua en aceite (W/O) . Las nanopartículas pueden estar multiestratificadas . Las nanopartículas resultantes pueden contener una o más moléculas activas, encapsulantes y/o adulterantes, encapsulados en diferentes ubicaciones dentro de las nanopartículas, que se pueden liberar de una manera controlada. Las nanopartículas pueden ser nanopartículas cerámicas. Se pueden sintetizar al adicionar secuencialmente moléculas activas (adulterantes) (diferente) y precursores (diferentes) (o precursores orgánicamente modificados), así como emulsiones frescas de W/O. El tamaño total de partícula así como el diámetro de núcleo y el espesor de cada capa se puede ajustar al controlar la cantidad del precursor adicionado. El espesor de cada capa se puede controlar entre aproximadamente 1 y 50 nm. El precursor puede ser una especie hidrolizable, por ejemplo, un silano hidrolizable. Puede ser capaz de hidrolizarse para formar el reactivo. El precursor se puede variar desde alcóxido de silicio a otro alcóxido metálico o una mezcla de alcóxidos metálicos. Dependiendo de su ubicación de las partículas multi-estratificadas, las moléculas activas se pueden liberar secuencialmente o de una manera segmentada (por ejemplo, liberación-no liberación-liberación). De esta manera, por ejemplo, si se construye una nanopartícula que tiene una sustancia liberable en el núcleo y en una capa exterior, con una capa interior entre la capa exterior y el núcleo que no tiene sustancia liberable, entonces la liberación de la sustancia liberable proseguirá por pasos, con los pasos de liberación-no liberación-liberación que se presentan de forma secuencial . En el proceso de la presente invención, se pueden formar las partículas de núcleo in si tu o se pueden adicionar como partículas preformadas . Las partículas de núcleo pueden ser cualquier especie de polvo, por ejemplo partículas de sílice (tal como sílice ahumada, sílice coloidal o humo de sílice) , partículas de óxido metálico (tal como, óxido de indio) , partículas de óxido metálico mezclado (tal como partículas de sílice adulteradas con óxido de indio) , partículas de semiconductores, puntos cuánticos, partículas magnéticas, partículas cristalinas o algún otro tipo de partículas . Las partículas de núcleo pueden ser esféricas, o cúbicas, o pueden estar en la forma de un prisma triangular, un tetraedro y poliedro (por ejemplo con 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ó 20 o más de 20 caras), una hojuela o una forma irregular. Las partículas de núcleo pueden ser cristalinas o no cristalinas, o pueden ser parcialmente cristalinas. Pueden ser porosas o no porosas . Las partículas pueden estar entre aproximadamente 5 y 500 nm de diámetro, o entre aproximadamente 5 y 450, 5 y 400, 5 y 300, 5 y 200, 5 y 100, 5 y 50, 5 y 20, 10 y 500, 10 y 400, 10 y 200, 10 y 100, 50 y 500, 50 y 400, 50 y 200, 50 y 100, 100 y 500, 100 y 400, 100 y 200, 200 y 500 ó 300 y 500 nm, por ejemplo, aproximadamente 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 ó 500 nm de diámetro, o algún otro diámetro. El líquido no polar (o cada líquido no polar independientemente si se usan dos o más en diferentes pasos) puede ser un hidrocarburo, y puede tener entre 5 y 16 átomos de carbono, o entre 5 y 12, 5 y 8, 6 y 12 ó 6 y 10, y puede tener 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 ó 16 átomos de carbono. Puede ser de cadena recto, ramificado, cíclico y puede ser alifático o aromático. Puede ser una mezcla de hidrocarburos. De manera alternativa, puede ser algún otro líquido no polar, por ejemplo, un haloalcano o líquido haloaromático o un silicón de baja viscosidad, por ejemplo, un dimetilsilicón de baja viscosidad o un fluorosilicón de baja viscosidad. El silicón de baja viscosidad puede ser un silicón lineal o un silicón cíclico. La viscosidad del silicón puede estar por debajo de aproximadamente 100 cS, o por debajo de aproximadamente 50, 20, 10, 5, 2 ó 1 cS, y puede ser aproximadamente 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ó 100 cS. El silicón lineal puede ser un silicón terminado con trimetilsiloxi . El silicón cíclico puede ser un silicón cíclico de D3 , D4, D5, D6, D7 o D8 o puede ser una mezcla de cualquiera de dos o más de estos. Un hidrocarburo típico que se puede usar es ciciohexano. El líquido no polar puede ser reciclable. El catalizador puede ser un catalizador para el proceso de solución coloidal-gel. Puede ser un catalizador para condensación de la especie condensable, y puede ser por ejemplo un ácido fuerte (tal como ácido sulfúrico, ácido clorhídrico) , un ácido orgánico (tal como ácido acético, ácido trifluoroacético) , una base (por ejemplo un hidróxido tal como KOH, NaOH, amoniaco acuoso) , una amina (por ejemplo, ORMOSIL con grupos funcionales amina tal como APTES (aminopropiltrietoxisilano) ) , un fluoruro (por ejemplo HF, NaF, KF, NHF) o un alcóxido de metal de transición (por ejemplo, alcóxido de titanio, alcóxido de vanadio) . La concentración del catalizador en el líquido acuoso puede estar entre aproximadamente 0.1 y 5M y puede estar entre aproximadamente 0.1 y 2, 0.1 y 1, 0.1 y 0.5, 0.5 y 5, l y 5, 3 y 5, 0.5 y 2 ó l y 2M, y puede ser aproximadamente 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5 ó 5M. El pH del líquido acuoso puede estar entre aproximadamente 8 y 14, o entre aproximadamente 8 y 13, 8 y 12, 8 y 11, 8 y 10, 9 y 13, 10 y 13, 11 y 13, 9 y 12, 10 y 12 u 11 y 12, y puede ser aproximadamente 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 10.5, 11, 11.5, 12, 12.5, 13, 13.5 ó 14. La relación del líquido acuoso a la suspensión de las partículas de núcleo en una base de v/v puede estar entre aproximadamente 0.1 y 10 %, o entre aproximadamente 0.1 y 5, 0.1 y 2, 0.1 y 1, 0.5 y 10, 1 y 10, 5 y 10, 0.5 y 5, 0.5 y 2 ó 1 y 2 %, y puede ser aproximadamente 0.1, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, .5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5 ó 10 % . La relación de la especie hidrolizable al líquido acuoso puede estar entre aproximadamente 0.5 y 10 % en una base p/p, p/v, v/v o molar, y puede estar entre aproximadamente 0.5 y 5, 0.5, y 2, 0.5 y 1, 1 y 10, 5 y l0 ó 2 y 5 %, y puede ser aproximadamente 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5 ó 10 % en una base p/p, p/v, v/v o molar. La especie hidrolizable puede ser una especie metálica hidrolizable, por ejemplo, una especie de silicio, aluminio o titanio hidrolizable. La especie hidrolizable puede ser un alcóxido, tal como un alcóxido metálico (por ejemplo, alcóxido de silicio, alcóxido de titanio o alcóxido de aluminio) . El alcóxido puede ser un alcóxido de cadena ramificada o recta de Cl a C6 o puede ser una mezcla de estos alcóxidos. De manera alternativa, la especie hidralizable puede ser un arilóxido, por ejemplo fenóxido, un alcanoato de silicio, por ejemplo un propionato de silicio, y aminosilano, un amidosilano o algún otro silano hidrolizable. El metal puede tener entre 2 y 4 grupos hidrolizables por molécula en promedio, y puede tener aproximadamente 2, 2.5, 3, 3.5 ó 4 grupos hidrolizables por molécula en promedio. Las especies hidrolizables adecuadas incluyen, pero no se restringen a, tri- y tetra-alcoxisilanos tal como tetrametoxisilano (TMOS) , tetraetoxisilano (TEOS) , tetrabutoxisilano (TBOS) , tetrapropoxisilano (TPOS) , metiltrimetoxisilano (MTMS) , metiltrietoxisilano (MTES) , etiltrietoxisilano (ETES) , etiltrimetoxisilano (ETMS) , octiltrietoxisilano (OTES) , octiltrimetoxisilano (OTMS) , hexadeciltrimetoxisilano (HDTMS) , hexadeciltrietoxisilano (HDTES) , octadeciltrimetoxisilano (ODTMS) , octadeciltrietoxisilano (ODTES) , así como etil-polisilicato (MPS) , etil-polisilicato (EPS) , polidietoxisilano (PDES) , hexametil-disilicato, hexaetil-disilicato o trialcoxisilanos funcionales tal como metacriloiloxipropiltrimetoxisilano, feniltrietoxisilano (PTES) , feniltrimetoxisilano (PTMS) , glicidoxipropiltrimetoxisilano (GLYMO) , glicidoxipropiltrietoxisilano (GLYEO) , mercaptopropiltrietoxisilano (MPTES) , mercaptopropiltrimetoxisilano (MPTMS) , aminopropiltrimetoxisilano (APTMS) , aminopropiltrietoxisilano (APTES) , 3- (2-aminoetilamino)propiltrimetoxisilano (DATMS) , 3-[2-(2-aminoetilamino) etilamino]propiltrimetoxisilano (TATMS) , [2- (ciclohexenil) etil] trietoxisilano (CHEETES) , viniltrimetoxisilano (VTMS) , viniltrietoxisilano (VTES) y mezclas de estos. La especie hidrolizable puede ser capaz de hidrolizarse para producir una especie condensable. La especie condensable puede ser un hidrolizado parcial o completo de cualquiera de las especies hidrolizables anteriores. Puede ser una especie de silanol, y puede tener 1, 2, 3 ó 4 grupos silanol por molécula, o más de 4 grupos silanol por molécula. Puede ser un material al menos parcialmente condensado que tiene 1 o más grupos silanol por molécula. Puede ser una mezcla de especies de silanol. De esta manera, el núcleo y una o más capas pueden comprender, independientemente, sílice, polisilsesquioxano, alúmina, titania o algún otro óxido metálico. Si la especie hidrolizable es organofuncional, esto puede proporcionar una especie condensable que es similarmente organofuncional, y finalmente puede conducir a una nanopartícula que es similarmente organofuncional, opcionalmente organofuncional de forma selectiva en una o más del núcleo y las capas . Esto puede proporcionar afinidad selectiva para un adulterante u otra especie para el núcleo organofuncional y/o las capas. De manera alternativa, puede ser posible proporciona una partícula con núcleo que tiene un precursor a un compuesto deseado, y una o más capas que circundan el núcleo que tiene un catalizador y/o reactivos para convertir el precursor en el compuesto deseado. En el uso, el precursor se puede liberar del núcleo, y se convierte en el compuesto deseado por el catalizador y/o reactivos para la liberación de la partícula. Esto puede ser de uso particular si el compuesto deseado es de estabilidad limitada, y/o si el precursor es más estable que el compuesto deseado. La temperatura suficiente para hidrolizarse puede estar entre aproximadamente 1 y 70°C, o entre aproximadamente 1 y 50, 1 y 30, 1 y 20, 1 y 10, l y 5, lO y 50, 10 y 40, 10 y 30, 10 y 20, 15 y 40, 20 y 50, 50 y 70, 30 y 50, 20 y 40 ó 20 y 30°C, y puede ser aproximadamente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 ó 70°C. El tiempo suficiente puede estar entre aproximadamente 6 y 96 horas, o entre aproximadamente 6 y 72, 6 y 48, 6 y 24, 12 y 96, 24 y 96, 36 y 96, 48 y 96, 60 y 96, 12 y 72, 24 y 60, 36 y 60 ó 36 y 48 horas, y puede ser aproximadamente 6, 12, 18, 24, 36, 48, 60, 72, 84 ó 96 horas, o puede ser más de 96 horas. Las partículas de núcleo se pueden proporcionar a una temperatura. Entre aproximadamente 1 y 70°C, o se pueden llevar a una temperatura. Entre aproximadamente 1 y 70°C, o entre aproximadamente 10 y 70°C o entre aproximadamente 1 y 10°C o entre aproximadamente 1 y 50°C o entre aproximadamente 1 y 20°C o entre aproximadamente 10 y 50°C, o entre aproximadamente 10 y 40, 10 y 30, 10 y 20, 20 y 50, 50 y 70, 30 y 60, 30 y 50, 20 y 40 ó 20 y 30°C, y puede ser aproximadamente 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 ó 70°C. El adulterante puede ser una sal (por ejemplo, que comprende un ion complejo metálico tal como tetramina de cobre) , un tinte, un catalizador, una sustancia biológicamente activa (por ejemplo, una proteína, polisacárido, enzima, fármaco, péptido, etc.), una sustancia magnética, un trazador radioactivo u otra especie radioactiva, o algún otro tipo de adulterante. Puede haber diferentes adulterantes en diferentes ubicaciones dentro de las nanopartículas (por ejemplo, el núcleo y cada una de una o más capas pueden comprender diferentes adulterantes) . El mismo adulterante se puede localizar en diferentes ubicaciones dentro de las nanopartículas (por ejemplo, el núcleo y una de una o más capas pueden comprender el mismo adulterante) . El o cada adulterante puede ser liberable o no liberable. Si está presente más de un adulterante, al menos un adulterante puede ser liberable y al menos un adulterante puede ser no liberable, o todos los adulterantes pueden ser liberables o todos los adulterantes pueden ser no liberables. Un adulterante en el núcleo o en una capa se puede distribuir a través del núcleo o la capa, y se puede distribuir de manera uniforme o no uniforme a través del núcleo o la capa. Se entenderá que donde se hace referencia a un adulterante, éste puede incluir una pluralidad de adulterantes (por ejemplo, 2, 3, 4, 5 ó más de 5 adulterantes) . Si la partícula de núcleo o cualquiera de las capas comprende una pluralidad de adulterantes, pueden ser todos liberables, o al menos uno puede ser liberable y al menos uno no liberable, o pueden ser todos no liberables. Por ejemplo, una capa puede comprender una mezcla de adulterantes liberables que se van a liberar de forma simultánea, o pueden comprender una mezcla de adulterantes no liberables (por ejemplo, un tinte y un adulterante magnético) para impartir ya sea una pluralidad de propiedades a la capa o una propiedad compuesta (tal como por ejemplo si se incorporaron dos diferentes tintes en una capa individual) , o puede comprender un adulterante liberable para la liberación al ambiente que circunda la partícula, junto con un adulterante no liberable (por ejemplo, un tinte) . El adulterante en la partícula de núcleo, si está presente, puede estar distribuido de una manera sustancialmente homogénea a través de la partícula de núcleo. El adulterante en la capa, o en cualquiera de las capas (si está presente más de una capa) puede estar distribuido de una manera sustancialmente homogénea a través de esa capa . En un ejemplo, la nanopartícula estratificada puede comprender una partícula de núcleo que tiene un tinte no liberable (por ejemplo, rojo) , y la partícula de núcleo puede estar circundada por una capa porosa que comprende un tinte liberable de un color diferente (por ejemplo, verde) . De esta manera, la nanopartícula estratificada puede adoptar el color del tinte liberable (por ejemplo, verde) , o un color compuesto de los tintes liberables y no liberables (por ejemplo, café) . Cuando la nanopartícula estratificada adopta el color del tinte no liberable (por ejemplo, rojo) , entonces un usuario se puede alertar del hecho que el tinte liberable sea liberado. En un ejemplo particular, la capa porosa comprende un segundo adulterante liberable (por ejemplo, un reactivo para una reacción química) además del tinte liberable. Cuando la nanopartícula estratificada adopta el color del tinte no liberable, se puede alertar a un usuario del hecho que es necesario adicionar nanopartículas adicionales a fin de asegurar la liberación continua del adulterante liberable. La partícula de núcleo puede comprender, por ejemplo, un punto cuántico, que puede funcionar como un tinte no liberable. La partícula de núcleo puede ser cualquier partícula adecuada, por ejemplo una partícula porosa o no porosa. Puede ser una nanopartícula. El adulterante puede comprender un reactivo o catalizador inmovilizado. Por ejemplo, una nanopartícula puede comprender una partícula de núcleo y la capa que circunda la partícula de núcleo. La partícula de núcleo puede comprender un adulterante (por ejemplo, un profármaco) que es un precursor a un compuesto (por ejemplo, un fármaco) que se va a liberar en el ambiente de la nanopartícula, y la capa puede comprender un catalizador para convertir el adulterante en el compuesto. Cuando la nanopartícula se expone a un ambiente adecuado, el adulterante puede pasar desde la partícula de núcleo a través de la capa, donde se convertirá bajo la influencia del catalizador en el compuesto, que entonces se liberará de la nanopartícula. Esto puede ser útil en el caso de un compuesto que es de estabilidad limitada a largo plazo. Una capa puede comprender un modificador de velocidad de liberación, ya sea en la forma de un adulterante no liberable o en la forma del material de la capa misma. El modificador de velocidad de liberación puede ser capaz de modificar la velocidad de liberación de un adulterante liberable incorporado en la capa o en una capa más cerca de la partícula de núcleo o en la partícula de núcleo. El modificador de la velocidad de liberación puede ser capaz de acelerar o desacelerar la liberación de un adulterante liberable. Por ejemplo, el núcleo puede comprender un adulterante liberable que tiene grupos ácidos. Una capa que circunda el núcleo puede comprender grupos amina, que desacelerarán la liberación del adulterante liberable. El núcleo o una o más capas pueden comprender un absorbente, ya sea en la forma de un adulterante no liberable o en la forma del material de la capa misma. Por ejemplo, la partícula de núcleo o una capa puede comprender un adulterante de amina no liberable, o el material de la partícula de núcleo o capa puede comprender grupos amina (por ejemplo, derivados del aminopropiltrietoxisilano usado en la elaboración de la partícula de núcleo o de la capa) , para absorber especies acidas. Un ejemplo del uso de este material puede ser la absorción selectiva de ácidos de bajo peso molecular en la presencia de ácidos de alto peso molecular. De esta manera, una partícula de núcleo porosa que tiene grupos amina, por ejemplo derivados del aminopropiltrimetoxisilano, aminopropiltrietoxisilano o aminoetilaminopropiltrimetoxi- o trimetoxi-silano, puede tener una capa porosa neutral aplicada a la misma para formar una nanopartícula de acuerdo a la presente invención. En la exposición a un líquido que comprende ácidos de bajo y alto peso molecular, los ácidos de bajo peso molecular serán capaces de penetrar la capa para ser absorbidos en la partícula de núcleo, en tanto que los ácidos de alto peso molecular se les puede impedir que accedan a la partícula de núcleo. Los ácidos de alto peso molecular se protegerán de los grupos amina en la partícula de núcleo, impidiendo de esta manera el cuajado del líquido debido a una interacción entre las nanopartículas y los ácidos de mayor peso molecular. De esta manera, se pueden remover selectivamente los ácidos de bajo peso molecular de la mezcla sin cuajado de líquido. Otro ejemplo del uso de este material puede ser la absorción de materiales altamente tóxicos. De esta manera, por ejemplo, la nanopartícula que tiene una partícula de núcleo porosa con grupos amina circundada por una capa porosa neutral se puede usar para absorber de forma segura materiales ácidos altamente tóxicos. En la exposición a un líquido que comprende el material ácido tóxico, la nanopartícula puede absorber el material ácido tóxico del líquido en la partícula de núcleo, con grupos funcionales amino, dejando la capa porosa neutral esencialmente libre del material ácido tóxico. La nanopartícula resultante con el material ácido tóxico absorbido puede ser manejada de forma segura, puesto que la capa exterior de la nanopartícula estará libre del material ácido tóxico. De manera más general, la nanopartícula estratificada puede comprender (en el núcleo y/o en una o más capas) grupos quelantes y/o formadores de complejos que son capaces de interactuar específicamente con una especie química particular o una clase de especie química a fin de proporcionar absorción selectiva de esa especie química o clase de especie química. Los grupos quelantes y/o formadores de complejos pueden estar ya sea en la forma de un adulterante no liberable o en la forma del material de la capa misma, o en ambos. Estas nanopartículas estratificadas se pueden usar por ejemplo para la absorción de productos químicos tóxicos, tal como metales pesados. De esta manera, una nanopartícula estratificada que tiene un adulterante no liberable que comprende un grupo capaz de quelar el plomo (por ejemplo, un grupo de EDTA unido) se puede usar para remover plomo de una solución. La densidad aparente promedio de la nanopartícula puede estar en el intervalo de 0.075 g/cm3 a 2.2 g/cm3, o aproximadamente 0.15 a 1.5, 0.18 a 1.0, 0.5 a 1.0, 0.5 a 0.75 ó 0.25 a 0.5 g/cm3, y puede ser aproximadamente 0.075, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.35, 0.4, 0.45, 0.5, 0.55, 0.6, 0.65, 0.7, 0.75, 0.8, 0.85, 0.9, 0.95, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.1 ó 2.2 g/cm3. La sustancia en nanopartículas puede estar monodispersa, o puede tener una distribución estrecha de tamaños de partícula. La distribución de tamaño de partícula puede ser tal que más de 50 % de las partículas estén dentro de 10 % del tamaño promedio de partícula, o más de 45 %, 40 %, 35 %, 30 %, 25 %, 20 %, 15 % o 10 % y puede ser tal que aproximadamente 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 u 80 % de las partículas que estén dentro del 10 % del tamaño promedio de partícula. La sustancia en nanopartículas puede tener un diámetro promedio en partícula entre aproximadamente 10 y 500 nm, o entre aproximadamente 10 y 100, 50 y 500, 50 y 300, 50 y 100, 100 y 500, 250 y 500, 100 y 300 ó 200 y 300 nm, y puede tener un diámetro promedio de partícula de aproximadamente 10, 20, 30, 40, 50, 100, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 ó 500 nm, o puede tener un diámetro promedio de partícula más grande. Las partículas de la sustancia en nanopartículas pueden comprender un núcleo y entre 1 y 10 capas, o capas, que circundan al menos parcialmente el núcleo. Puede haber entre l y 8, l y 5, l y 3, 2 y 10, 5 y 10, 2 y 8 ó 2 y 5 capas, y puede haber 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 ó 10 capas, o puede haber más de 10 capas. El diámetro promedio del núcleo puede estar entre aproximadamente 5 y 500 nm, o estar entre aproximadamente 5 y 150, 100 y 500, 100 y 500, 100 y 400, 100 y 300, 100 y 200, 100 y 150, 5 y 125, 5 y 100, 5 y 80, 5 y 50, 5 y 30, 10 y 100, 30 y 100, 50 y 100, 100 y 150, 100 y 130, 130 y 150, 10 y 80, 20 y 70 ó 30 y 70 nm, y puede ser aproximadamente 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 200, 250, 300, 350, 400, 450 ó 500 nm. El espesor promedio de cada capa puede estar independientemente entre aproximadamente 1 y 50 nm, o entre aproximadamente 1 y 30, 1 y 20, 1 y 10, 5 y 30, 5 y 10, 10 y 50, 10 y 40, 10 y 30, 10 y 20, 20 y 50, 30 y 50, 40 y 50, 20 y 40 ó 20 y 30 nm, y puede ser aproximadamente 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45 ó 50 nm. Si está presente más de una capa o cubierta, puede haber diferentes espesores o el mismo espesor. El núcleo y/o las capas pueden ser porosos y pueden ser microporosos, o mesoporosos, y puede tener un tamaño promedio de poro de entre aproximadamente 0.5 y 20 nm, o entre aproximadamente 0.5 y 10, 0.5 y 5, 0.5 y 4, 0.5 y 3, 0.5 y 2, 0.5 y 1.7, 0.5 y 1, 1 y 5, 2 y 5, 3 y 5, 4 y 5, 5 y 10, 7 y 10, 10 y 20, 5 y 15, 5 y 7, 1 y 3 ó 1 y 2 nm y pueden tener un tamaño de poro de aproximadamente 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19 ó 20 nm. De esta manera, por ejemplo, tanto el núcleo como todas las capas pueden ser porosas, o el núcleo puede ser no poroso y las capas pueden ser porosas, o el núcleo y una capa interior puede ser no poroso, y una capa exterior puede ser porosa. La partícula de núcleo y la o cada capa puede tener, independientemente, una porosidad de entre aproximadamente 0 y 80 %, o entre aproximadamente 0 y 70, 0 y 60, 0 y 50, 0 y 40, 0 y 30, 0 y 20, 0 y 10, 2 y 80, 10 y 80, 30 y 80, 50 y 80, 10 y 50, 30 y 50, 20 y 60 ó 20 y 40 %, y puede tener una porosidad de aproximadamente 0, 10, 20, 30, 40, 50, 60, 70 u 80 % . El adulterante puede representar entre aproximadamente 0 y 100 % en peso del núcleo (es decir, el núcleo puede no tener adulterante o puede ser un material activo que puede ser también un adulterante en una o más capas: el núcleo puede comprender por ejemplo una partícula de fármaco micronizada o un marcador o punto cuántico, como en el ejemplo de los nanocristales de ln203) . El adulterante puede representar entre aproximadamente 0 y 50, 0 y 25, O y lO, 0 y 5, lO y 100, 50 y 100, 5 y 95, 10 y 50 ó 25 y 50 % en peso del núcleo, y puede representar aproximadamente 0, 1, 2, 3, 4, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 96, 97, 98, 99 ó 100 % en peso o el núcleo. El adulterante puede representar entre aproximadamente 0 y 25 % de cualquier capa particular que circunde el núcleo, o entre aproximadamente 0 y 20, 0 y 15, O y lO, 0 y 5, 5 y 25, 10 y 25, 15 y 25, 20 y 25, 5 y 20 ó 10 y 20 % en peso, y puede representar aproximadamente 0, 0.1, 0.5, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24 ó 25 % en peso de cualquier capa particular que circunde el núcleo. El paso de separar al menos parcialmente las nanopartículas estratificadas puede comprender filtrar, microfiltrar, centrifugar, ultracentrifugar, asentar, decantar o una combinación de estos. También puede comprender el paso de desestabilizar la suspensión, y la desestabilización se puede realizar antes de la filtración, microfiltración, centrifugación, ultracentrifugación o asentamiento. El paso de desestabilización puede comprender la adición a la suspensión de un líquido desestabilizante. El líquido desestabilizante puede ser polar, y puede ser miscible con el líquido no polar. El líquido desestabilizante puede ser miscible con agua. Puede ser por ejemplo acetona, etanol, metanol o algún otro líquido. El paso de desestabilización puede comprender cambiar la temperatura., por ejemplo a una temperatura en la cual no sea estable la suspensión. Dependiendo del diagrama de fase, el cambio puede ser calentamiento o puede ser enfriamiento. Los pasos de lavado pueden comprender poner en contacto las nanopartículas estratificadas con un líquido de lavado (ya sea acuoso u orgánico) y separar las nanopartículas estratificadas del líquido de lavado. Por ejemplo, cualquiera o todos los pasos de lavado pueden comprender suspender las nanopartículas estratificadas en el líquido de lavado, agitando opcionalmente el líquido de lavado combinado y las nanopartículas estratificadas, y separando las nanopartículas estratificadas del líquido de lavado, por ejemplo usando cualquiera de los métodos de separación descritos anteriormente. De manera alternativa, cualquiera o todos los pasos de lavado pueden comprender hacer pasar el líquido de lavado más allá y/o a través de las nanopartículas estratificadas, que se puede retener, por ejemplo, en un filtro. El lavado se puede realizar dentro de un embudo de decantación por separación de fase. El líquido acuoso de lavado puede ser agua o un líquido acuoso, por ejemplo una solución salina. El líquido orgánico de lavado puede ser un solvente, y puede ser un solvente polar o no polar, por ejemplo, metanol, etanol, isopropanol, acetona, diclorometano, cloroformo, acetato de etilo, tolueno o algún otro solvente, y puede ser una mezcla de solventes . El paso de lavado también puede comprender calentamiento o enfriamiento de la suspensión a entre aproximadamente 10 y 70°C, o entre aproximadamente 10 y 50, 10 y 30, 10 y 20, 20 y 70, 50 y 70, 20 y 50 ó 30 y 50°C, y puede comprender calentamiento o enfriamiento de la suspensión a aproximadamente 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 ó 70°C. El calentamiento o enfriamiento puede estar a una temperatura que impide que el sistema forme una fase estable individual al cambiar el diagrama de fase del sistema. El sistema también se le puede impedir que forme una fase estable individual al usar una mezcla de solventes para cambiar el diagrama de fase. El paso de secado puede comprender calentar las nanopartículas estratificadas. El calentamiento puede ser a una temperatura por debajo de la temperatura a la cual se descompone o deteriora los adulterantes, si están presentes, y puede estar por ejemplo entre aproximadamente 30 y 80°C, o entre aproximadamente 30 y 60, 30 y 40, 40 y 80, 60 y 80 ó 40 y 60°C, y puede ser aproximadamente 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75 u 80°C. De manera alternativa o adicional, el paso de secado puede comprender secado por congelación, por ejemplo como se describe en la WO 1/62332 (Barbé y Bartlett, "Controlled Reléase Ceramic Particles, Compositions thereof, Processes of Preparation and Methods of Use"). El paso de secado puede comprender adicionalmente o de forma alternativa hacer pasar una corriente de gas sobre y/o a través de las nanopartículas estratificadas. El gas puede ser un gas que es inerte a las nanopartículas estratificadas y a cualquier adulterante en las mismas y/o sobre las mismas, y puede ser por ejemplo aire, nitrógeno, argón, helio, dióxido de carbono o una mezcla de estos, y puede estar seco. El paso de secado puede comprender de forma adicional o alternativa aplicar un vacío parcial a las nanopartículas estratificadas. El vacío parcial puede tener una presión absoluta de por ejemplo entre aproximadamente 0.01 y 0.5 atmósferas, o entre aproximadamente 0.01 y 0.1, 0.01 y 0.05, 0.1 y 0.5, 0.25 y 0.5, 0.05 y 0.1 ó 0.1 y 0.25 atmósferas, y puede tener una presión absoluta de aproximadamente 0.01, 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ó 0.5 atmósferas . En una modalidad del proceso de la invención, el paso de proporcionar una suspensión que comprende una partícula de núcleo en un líquido no polar comprende los pasos de: - proporcionar una emulsión que comprende gotas acuosas dispersadas en un líquido no polar, en donde las gotas comprenden un catalizador para la hidrólisis de una primera especie hidrolizable, la primera especie hidrolizable que es capaz de producir una primera especie condensable en la hidrólisis; y - adicionar la primera especie hidrolizable a la emulsión de modo que la primera especie hidrolizable se hidrolice dentro de las gotas para formar una suspensión de partículas de núcleo en el líquido no polar. Las gotas acuosas pueden estar entre aproximadamente 5 y 150 nm de diámetro, o entre aproximadamente 5 y 125, 5 y 100, 100 y 130, 120 y 150, 5 y 80, 5 y 50, 5 y 30, 10 y 100, 30 y 100, 50 y 100, 10 y 80, 20 y 70 ó 30 y 70 nm, y puede ser aproximadamente 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 100, 110, 120, 130, 140 ó 150 nm de diámetro. El paso de proporcionar una emulsión puede comprender los pasos de: - proporcionar una solución de agente tensioactivo que comprende un agente tensioactivo y un líquido no polar, y opcionalmente un co-agente tensioactivo; - adicionar a la solución de agente tensioactivo, una solución acuosa que comprende un catalizador para condensación de una primera especie condensable, y opcionalmente, que también comprende un primera adulterante; - formar una emulsión de la solución de agente tensioactivo y la solución acuosa. El agente tensioactivo puede ser un agente tensioactivo aniónico, catiónico, no iónico o eswiteriónico, y puede ser un agente tensioactivo monomérico o polimérico. Los agentes tensioactivos adecuados incluyen nonilfenoxipolietoxietanol, C9H?9C6H4 (OCH2CH2)nOH (serie NP) , u octilfenoxipolietoxietanol C8H?7C6H4 (OCH2CH2)nOH (serie tritón) , en donde n está entre 4 y 15, o entre 4 y 9 ó 9 y 15 ó 7 y 12, y puede ser 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14 ó 15. Los co-agentes tensioactivos adecuados incluyen n-alcoholes de C5 a CIO (1-pentanol, 1-hexanol; 1-heptanol, 1-octanol, 1-nonanol, 1-decanol) . La concentración del agente tensioactivo en la solución de agente tensioactivo puede ser suficiente para formar una microemulsión estable en combinación con cantidades adecuadas de agua y co-agente tensioactivo, y puede estar entre aproximadamente 0.05 y 1M, o entre aproximadamente 0.05 y 0.5, 0.05 y 0.2, 0.05 y 0.1, 0.1 y 1, 0.5 y 1, 0.1 y 0.5 ó 0.1 y 0.2 M, y puede ser aproximadamente 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 ó 1 M, o puede ser alguna otra concentración adecuada. La concentración del co-agente tensioactivo en la solución de agente tensioactivo puede estar entre aproximadamente 0 y 1M, o entre aproximadamente 0.05 y 1, 0.05 y 0.5, 0.05 y 0.2, 0.05 y 0.1, 0.1 y 1, 0.5 y 1, 0.1 y 0.5 ó 0.1 y 0.2M, y puede ser aproximadamente 0, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.15, 0.2, 0.25, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9 ó 1M. La relación molar del co-agente tensioactivo al agente tensioactivo puede estar entre 0 y 10 o entre aproximadamente 0 y 5, 0 y 2, O y l.5, O y l, O y O.5, O y 0.2, 0 y 0.1, 0.5 y 2, 1 y 2, 1.5 y 2, 0.5 y 1.5 ó 0.8 y 1.2, 0.5 y 10, 1 y 10, 2 y 10, 5 y 10, 0.5 y 5 ó 1 y 5, y puede ser aproximadamente 0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 6, 7, 8, 9, ó 10. La relación de agua en el líquido acuoso al agente tensioactivo puede estar entre aproximadamente 2:1 y 10:1, o entre aproximadamente 2:1 y 5:1, 3:1 y 10:1, 4:1 y 10:1, 5:1 y 10:1, 3:1 y 8:1 ó 4:1 y 6:1, y puede ser aproximadamente 2:1, 3:1, 4:1, 5:1, 6:1, 7:1, 8:1, 9:1 ó 10:1 en una base p/p, p/v, v/v o molar.

Síntesis de Nanopartículas La Figura 3 resume un proceso de acuerdo a la presente invención. El proceso se puede describir como sigue: 1. Se forma una solución de agente tensioactivo al disolver un agente tensioactivo y un co-agente tensioactivo en un solvente no polar tal como ciciohexano. 2. Se forma una solución acuosa al mezclar la molécula activa (adulterante) que se va a encapsular (por ejemplo tinte o fármaco) con un catalizador para la reacción de solución coloidal-gel (por ejemplo, base) . 3. Entonces se prepara una microemulsión estable al mezclar el agente tensioactivo y la solución acuosa como se produce anteriormente. Entonces se adiciona un precursor de alcóxido (por ejemplo, TEOS) a la microemulsión y subsecuentemente se difunde lentamente a las mezclas de agua (es decir, núcleo de las gotas de emulsión) donde se hidroliza. 4. Después de la hidrólisis y condensación del alcóxido metálico durante al menos 48 horas, se incrementa la temperatura de la reacción a 55 ± 5°C durante una hora para asegurar la terminación de la reacción. Esta etapa da por resultado la producción de las partículas de núcleo (o de siembra o semilla) . 5. Entonces se adiciona más solución acuosa (que puede contener otra molécula activa) . La mezcla se agita a 55 ± 5°C durante seis horas para permitir que se transfiera el agua adicionada a la superficie de las partículas de núcleo. Esto es importante a fin de prevenir la formación de micelas vacías, que pueden ser una fuente de nucleación secundaria. Entonces se adiciona una solución de agente tensioactivo que contiene agente tensioactivo, co-agente tensioactivo y solvente no polar. Después de que el sistema se enfría a temperatura ambiente, se adiciona precursor adicional (por ejemplo, TEOS) para hacer crecer las partículas al formar una capa alrededor de las partículas originales del núcleo. Se mantienen constantes, durante estos pasos, los parámetros de síntesis tal como la relación molar de agua a agente tensioactivo, la concentración de agente tensioactivo. 6. Se repiten los pasos 4 y 5 una o más veces para producir el número requerido de capas en las nanopartículas estratificadas. Se señala que al usar este proceso, se pueden incorporar diferentes adulterantes en diferentes ubicaciones (es decir, capas) de las nanopartículas estratificadas . 7. Después de que se forman las nanopartículas estratificadas, se adiciona un solvente polar (por ejemplo, acetona) a la mezcla para desestabilizar el sistema de emulsión y para extraer las partículas por asentamiento o centrifugación. Si se requiere, se usa más solvente para remover el agente tensioactivo residual. 8. Se adiciona una solución salina y las partículas entonces se lavan adicionalmente con cloroformo, se recolectan en un embudo de separación, y se secan por congelación usando un procedimiento descrito en la WO 1/62332 (Barbé y Bartlett, "Controlled Reléase Ceramic Particles, Compositions thereof, Processes of Preparation and Methods of Use"). Las partículas también se pueden procesar en suspensión. Se adiciona un solvente polar (por ejemplo, acetona) a la mezcla para desestabilizar el sistema de emulsión y las partículas se extraen por asentamiento o centrifugación. Si se requiere, se puede usar más solvente para remover adicionalmente los residuos de agente tensioactivo . Los factores que controlan el tamaño final de la partícula y la distribución de tamaño incluyen parámetros de emulsión (por ejemplo, concentración de agente tensioactivo, relación de agente tensioactivo/agua, relación de precursor/agua) , la naturaleza y cantidad del precursor metálico, y el tiempo de ciclo del paso 4 y 5. El número de capas depende de cuántas veces se repitan los pasos 4 y 5. El tipo y concentraciones de moléculas activas (adulterante) se puede alterar en cada ciclo. La ubicación de cada molécula activa depende de cuándo se introduzca en el proceso, y el espesor de cada capa se puede controlar por la cantidad de precursor adicionada.

Comparación con Otro Método de Crecimiento Reportado en la Literatura En contraste a los experimentos reportados en la literatura, un proceso de acuerdo a la presente invención usa una técnica de crecimiento de siembra o de semilla para producir nanopartículas estratificadas de núcleo-cubierta al mantener el mismo diagrama de fase de aceite-agua-agente tensioactivo (opcionalmente con co-agente tensioactivo) . Esto se puede lograr al adicionar microemulsión fresca de W/O, o agente tensioactivo fresco y solvente no polar fresco, al sistema de reacción durante el crecimiento de cada capa. De esta manera, la adición de un segundo solvente no polar no debe alterar el diagrama de fase de aceite-agua-agente tensioactivo de forma significativa, y el segundo solvente no polar debe ser miscible con el solvente polar que se usó inicialmente. El proceso puede proseguir de forma continua sin extraer las semillas o siembras. Otra característica única de la presente invención es la posibilidad de introducir nuevas moléculas activas durante cada adición de microemulsión fresca. Por lo tanto, se puede desarrollar un nuevo planteamiento para formar nanopartículas estratificadas de núcleo-cubierta, por el cual se puedan encapsular más de un adulterante en el núcleo o cubiertas seleccionadas (capas) . Las moléculas encapsuladas entonces se pueden liberar en una secuencia predeterminada de liberación dependiendo de su ubicación dentro de la estructura de múltiples capas. Esta capacidad para controlar la carga útil en cada capa permite el diseño de sistemas de liberación retrasada (capa vacía + núcleo cargado) , así como de impulso (alternar capa vacía y rellena) y secuencial (capas rellenas con diferente carga útil) . Adicionalmente, no sólo se controla el tamaño total de la partícula, sino que se puede ajustar el espesor del núcleo y de cada capa, controlando de esta manera potencialmente la duración de los ciclos de liberación. Aunque la encapsulación de moléculas multiactivas en partículas o películas no se ha estudiado de forma extensiva, los inventores creen que esta tecnología avanzada de liberación controlada puede encontrar aplicaciones no sólo en aplicaciones tradicionales para sistemas de liberación controlada tal como alimento, productos químicos, biocidas, pesticidas, productos farmacéuticos y cosméticos, sino también en otras áreas tal como tecnología de biosensores ópticos, de biosensores, de encriptación y de información.

Ejemplos Materiales Se usó NP-9 [nonilfenoxipolietoxietanol, C9H19C6H4(OCH2CH2)nOH, n=9] (Fluka: MW 630, HLB 13.0) como se recibió (es decir, contiene menos de 0.08 % en peso de agua como se determina por la titulación de Karl Fisher) . También se usó tetraetilortosilicato (TEOS) (98 %) de Sigma-Aldrich como se recibió. Los solventes orgánicos (ciciohexano, 1-pentanol, acetona, cloroformo) fueron de grado espectrofotométrico ACS (99 + %) (Sigma-Aldrich) . Todos los otros reactivos químicos usados fueron grado A.R. Se usó agua Milli-Q de alta pureza (Millipore) para la preparación de todas las soluciones acuosas; su resistividad fue aproximadamente 18.2 MO cm. Todas las muestras se almacenaron en la oscuridad.

Preparación de Solución Encapsulante (adulterante) : Preparación de nitrato de tetramina de cobre (II) : Se preparó solución de nitrato de tetramina de cobre (II) al adicionar amoniaco al 25 % en peso gota a gota a una cantidad conocida de nitrato-hidrato de cobre (II) , hasta que se formó una solución azul oscuro. La solución se transfirió a un matraz de volumen de 100 mL y el volumen se ajustó a 100 ml al adicionar amoniaco diluido al 25 por ciento en volumen de amoniaco concentrado (es decir, NH3 al 25 % en peso) . La solución preparada contuvo 16.69 mg/mL de cobre y su pH se midió como 11.86. Preparación de nitrato de examina de cobalto (III) : Se preparó solución de nitrato de examina de cobalto (III) por un procedimiento similar como se describe anteriormente para la solución de nitrato de tetramina de cobre (II) , excepto que durante la disolución del nitrato-hidrato de cobalto por amoniaco concentrado (NH3 al 25 % en peso) , la solución se calentó a ebullición durante veinte minutos que conduce a la formación de complejos solubles de examina de cobalto (III) . La solución final contuvo 16.69 mg/mL de cobalto, y el pH fue de 11.82. Preparación de Rubpy: Se preparó una solución de Rubpy [ (Tris (2,2' -bipiridil) diclororutenio (II) -hexahidrato] al disolver una cantidad fija de complejo de rutenio en un volumen fijo de amoniaco diluido (10 % en volumen de NH3 concentrado al 25 % en peso) para hacer una solución con una concentración de 2.5 mg/mL de Rubpy.

Preparación de CuPC: Se preparó una solución de CuPC [sal tetrasódica de ftalocianina de cobre (II) -ácido tetrasulfónico] al disolver una cantidad fija de complejo de cobre en un volumen fijo de amoniaco diluido (10 % en volumen de NH3 concentrado al 25 % en peso) para hacer una solución con una concentración de 5 mg/mL de CuPC.

Preparación de FITC: Se preparó una solución de isotiocianato de fluoresceína al disolver una cantidad fija de fluoresceína en un volumen fijo de amoniaco diluido (10 % en volumen de NH3 concentrado al 25 % en peso) para hacer una solución con una concentración de 5 mg/mL de fluoresceína.

Preparación de Solución de In-DTPA o Ga-DTPA: Se pesó una cantidad conocida de InCl3 o GaCl3 en un vaso de laboratorio de 100 mL, se adicionaron 10 g de agua Milli-Q para disolver la sal. Se adicionó una cantidad fija de ácido dietilentriamina-pentaacético (DTPA) de modo que la relación molar de DTPA al elemento metálico se mantuvo a 1.1:1. Se adicionó gota a gota amoniaco concentrado (NH3 al 25 % en peso) conforme la mezcla se agitó magnéticamente. Después de que se disolvió todo el DTPA, se formó el quelato de metal-DTPA con fórmula como [Me-DTAP]2" y la estructura como sigue: El amoniaco concentrado se adicionó de forma continua hasta que el pH de la solución estaba por arriba de 11.50 y el volumen total estaba sólo por debajo de 100 mL. La solución se transfirió a un matraz de volumen de 100 mL de forma cuantitativa, y se adicionó agua a un volumen final de 100 mL.

Preparación Típica para Producir Núcleo de Sílice de 50 nm Se disolvieron 7.56 g de NP-9 (12 mmol) en 60 mL de ciciohexano en un recipiente con tapa roscada de 250 mL. Entonces se adicionaron 1.304 mL (12 mmol) de 1-pentanol. Esta mezcla se agitó vigorosamente durante aproximadamente 1 minuto para preparar la solución de agente tensioactivo. Entonces se adicionaron 1.333 mol/L de solución de amoniaco (NHOH (pH ~ 11.86) 1.296 mL (es decir, 72 mmol de agua) que contiene las moléculas activas, tal como un tinte. La mezcla se agitó vigorosamente durante aproximadamente treinta minutos para producir el sistema de microemulsión. Se adicionaron 0.546 mL de TEOS (2.4 mmol) en esta microemulsión magnéticamente agitada, que entonces se dejó agitar durante un tiempo fijo (48-72 horas) a temperatura ambiente, 22 ± 2°C. Esto se siguió por la adición de 50 mL de acetona seca para desestabilizar la microemulsión. El sistema se agitó adicionalmente de forma vigorosa durante aproximadamente 10 minutos. Las partículas de sílice usualmente se flocularon y se pueden separar por decantación; si no se observó sedimentación significativa, la mezcla se centrifugó a 4000 rpm durante 10 minutos. Después de la sedimentación o centrifugación, las partículas se separaron de la fase orgánica y se lavaron tres veces con 50 mL de acetona seca (cada vez) para remover el agente tensioactivo. Después de la decantación de la acetona, se mezclaron aproximadamente 20 mL de solución acuosa de NaCl con partículas y se introdujeron en un embudo de decantación. La suspensión resultante se lavó adicionalmente 6 veces usando cloroformo (50 L cada vez) para remover el agente tensioactivo residual, se trató con ultrasonido y se secó por congelación usando un secador por congelación Fle?i-dry-84D (FTS Systems, Inc., Stone Ridge, NY) . Usando este procedimiento, se produjeron 144 mg de sílice en la forma de nanopartículas distribuidas homogéneamente dentro de una matriz de NaCl. TEM muestra que el tamaño de partícula estaba en el intervalo de 55 ± 5 nm (Figura 4 y Figura 5A) . El cloruro de sodio se usó como una matriz protectora para impedir que las nanopartículas se agregaran y se mantiene en aproximadamente 15 % la relación en peso entre la sílice y eL cloruro de sodio.

Procedimientos Experimentales Típicos para Preparar Nanopartículas de Sílice de 100 nm, 150 nm y 200 nm Preparación 2: 100 nm (núcleo + 1 cubierta): - Producir semillas de 50 nm usando el procedimiento descrito anteriormente; En lugar de adicionar acetona para desestabilizar la microemulsión, incrementar la temperatura.

A 55 ± 5°C y agitar durante una hora; - Entonces adicionar 2.952 mL de 1.333 mol/L de NHOH (pH ~ 11.86) (es decir, agua equivalente 144 mmol) y agitar durante 6 horas a 55 ± 5°C, luego enfriar a temperatura ambiente; - Adicionar 15.12 g de NP-9 (24 mmol) mezclado con 2.608 mL de 1-pentanol (24 mmol), y 120 mL de ciciohexano y agitar durante 20 minutos; - Adicionar 2.184 mL de TEOS (9.6 mmol) a la mezcla; - Agitar 48-72 horas; - Lavar, extraer y secar las partículas como se describe en la preparación típica para producir núcleo de sílice de 50 nm anterior. Este procedimiento produce 720 mg de nanopartículas de sílice de 100 nm monodispersas. Las micrografías correspondientes de TEM se presentan en la Figura 5B.

Preparación 3: 150 nm (núcleo + 2 cubiertas): - Preparar partículas de 100 nm como se describe anteriormente; En lugar de adicionar acetona para desestabilizar la microemulsión, dividir la emulsión en dos alícuotas ; - Tomar una alícuota, incrementar su temperatura a 55 ± 5°C y agitar durante una hora. Entonces adicionar 2.592 mL de 1.333 mol/L de NH4OH (pH ~ 11.86) (es decir, agua equivalente 144 mmol) y agitar durante 6 horas a 55 ± 5°C: - Adicionar 15.12 g de NP-9 (24 mmol) mezclado con 2.608 mL de 1-pentanol (24 mmol), y 120 mL de ciciohexano y agitar durante 20 minutos; - Adicionar 2.184 mL de TEOS (9.6 mmol) en la mezcla; - Agitar durante 48-72 horas; - Lavar, extraer y secar las partículas como se describe en la preparación típica para producir núcleo de sílice de 50 nm anterior. Este procedimiento produce 936 mg de nanopartículas de sílice de 150 nm relativamente monodispersas . Las micrografías correspondientes de TEM se presentan en la Figura 5C.

Preparación 4: 200 nm (núcleo + 3 cubiertas): - Preparar partículas de 150 nm como se describe anteriormente; - En lugar de adicionar acetona para desestabilizar la microemulsión, dividir la emulsión en dos alícuotas; - Tomar una alícuota y calentar hasta 55 ± 5°C, agitar durante una hora, y adicionar 2.592 mL de de NHOH, 1.333 mol/L (pH - 11.86) (es decir, agua equivalente = 144 mmol) ; agitar durante 6 horas adicionales a 55 ± 5°C; - Adicionar 15.12 g de NP-9 (24 mmol), mezclado con 2.608 mL de 1-pentanol (24 mmol), en 120 mL de ciciohexano y agitar durante 20 minutos; - Adicionar 2.184 mL de TEOS (9.6 mmol) al sistema; - Agitar durante 48-72 horas; - Lavar, extraer y secar las partículas como se describe en la preparación típica para producir núcleo de sílice de 50 nm anterior. Este procedimiento produce 1044 mg de nanopartículas de sílice de 200 nm relativamente monodispersas. Las micrografías correspondientes de TEM se presentan en la Figura 5D.

Caracterización de Partículas El tamaño y morfología de las partículas de sílice se monitorizó usando un microscopio electrónico de transmisión (JEOL 2000 FXII o JEOL 2010F) . Para monitorizar la cantidad del agente tensioactivo residual, se realizaron experimentos de TGA/DTA usando un Setaram TGA 24. Se calentaron muestras no adulteradas a 900°C a una velocidad de 10°C/minuto. En la Figura 6 se muestra un diagrama típico. Se observaron por DTA dos diferentes reacciones de descomposición: una reacción endotérmica a aproximadamente 100-200°C asociada con la evaporación de agua y otros componentes volátiles y una reacción exotérmica a aproximadamente 400°C asociada con la combustión del agente tensioactivo. La cantidad de agente tensioactivo unido se calculó como la diferencia entre la pérdida de peso a 450°C y la pérdida de peso a 250°C. El residuo de agente tensioactivo asociado con las partículas de sílice después del lavado cinco veces en cloroformo es aproximadamente 3.0 % en peso del peso seco de sílice. Esto corresponde a aproximadamente 1.65 moléculas de NP-9 por partícula de 50 nm.

Velocidad de Liberación de Tintes Después de la separación de las partículas de sílice de la fase acuosa por centrifugación, las partículas se resuspendieron en 20 mL de fluido corporal simulado (SBF, pH 7.4/25°C). La composición de SBF se puede ver de P. Kortesuo; M. Ahola; S. Karlsson; I. Kangasniemi; A. Yli-Urpo; J. Kiesvaara, "Silica xerogel as an implantable carrier for controlled drug delivery - evaluation of drug distribution and tissue effects after implanation" , Biomater., 21, 193-198 (2000). La liberación se midió al centrifugar a 3000 rpm durante media hora la suspensión y al medir la concentración del adulterante liberado en el sobrenadante usando espectroscopia de UV-visible. Durante el estudio de liberación, las muestras se almacenaron en un baño de agua de 37°C, y se mantuvieron en la oscuridad.

Resultados y Análisis Influencia de los Parámetros de Emulsión en el Tamaño de la Semilla o Siembra Los siguientes tres sistemas muestran la influencia de la relación de agua a alcóxido en el tamaño del núcleo. En las Figuras 7a-7c se presentan las micrografías correspondientes de TEM. - Sistema 1: NP-5: 0.2 mol/L; ciciohexano 50 mL; catalizador: 1.333 mol/L NH4OH (pH - 11.86); TMOS: 3 mmol; [H20]/[TMOS] = 20; [H20]/[NP-5] = 6; envejecimiento 24 horas.

Diámetro de partícula: - 7.6 nm. - Sistema 2: NP-9: 0.2 mol/L; ciciohexano 30 mL; catalizador: 1.333 mol/L NH4OH (pH ~ 11.86); [NP-9]/[l-pentanol] = 1, TMOS: 1.2 mmol; [H20]/[TMOS] = 30; [H20] / [NP- 9] = 6; envejecimiento 24 horas. Diámetro de partícula: - 20 nm. - Sistema 3: Tritón X-100: 23.9 % en peso; tolueno: 71.4 % en peso; agua: 4.7 % en peso (5 g) ; catalizador: 1.333 mol/L NH0H TMOS: 8 mol [H20]/[TM0S] = 34.7. Diámetro de partícula: ~ 25 nm.

Crecimiento de Partículas por Adición Secuencial de Precursores (Sin Emulsión Adicional) Se llevaron a cabo dos experimentos usando TMOS y TEOS como precursores de silicio. - Experimento 1: NP-9: 0.2 mol/L, ciciohexano 50 mL; catalizador: 1.333 mol/L NH4OH; [NP-9] / [1-pentanol] = 1, [H20]/[NP-9] = 6. El tamaño de partícula se incrementa gradualmente al adicionar secuencialmente precursor de silicio adicional, el proceso de crecimiento es de la Figura 2. Los resultados se exhiben en serie en la Figura 8. - Experimento 2: NP-9: 0.2 mol/L, ciciohexano 30 mL; catalizador: 1.333 mol/L NH0H; [NP-9] / [1-pentanol] = 1, [H20]/[NP-9] = 6. En lugar de usar TMOS, se usa TEOS como precursor de silicio, en la Figura 9 se muestran las imágenes de TEM. Aunque es claro, de las micrografías de TEM, que el TEOS proporciona un crecimiento significativamente más importante de partícula que el TMOS, es necesario considerar la cantidad adicionada en ambos caso así como el tamaño del núcleo inicial. En el caso de TMOS, el núcleo inicial fue de 22 nm y la cantidad promedio adicionada por ciclo fue de 1.2 mmol para alcanzar un diámetro promedio de 36 después de 4 adiciones. Esto representa un crecimiento de 3 nm por ciclo o 2.5 nm de crecimiento por mmol de TMOS adicionado. En contraste, el núcleo inicial para TEOS es de 50 nm y el diámetro promedio después de 5 adiciones de un valor total de 15.6 mmol es de 137 nm. Esto representa un crecimiento de 5.6 nm por mmol de TEOS adicionado. Esta diferencia en la velocidad de crecimiento se puede explicar por la diferencia en el número de núcleos (es decir, partículas de núcleo) presentes en ambos casos. Si se convierte todo el alcóxido de silicio en sílice, para una cantidad equivalente de sílice, el número de los núcleos más pequeños observados en la síntesis de TMOS debe ser mayor que el número de los núcleos más grandes observados en la síntesis de TEOS. En realidad, la diferencia en la población de partículas de núcleo debe ser inversamente proporcional a su tamaño puesto que es constante el volumen total de sílice. Adicionalmente, para una adición equivalente de alcóxido de silicio, si el número de partículas de núcleo que se va a revestir es dos veces tan grande, se esperará que el incremento en el tamaño de núcleo-cubierta sea aproximadamente dos veces tan pequeño. Por lo tanto, el crecimiento más pequeño observado para TMOS.

Importancia de la Dirección del Sistema de Microemulsión Se seleccionó NP-9 para producir la microemulsión durante el proceso completo de crecimiento de partículas. En general, se cree que el incremento de la concentración del alcohol conduce al incremento gradual de la polidispersidad de las partículas, puesto que el diagrama de fase de la microemulsión es sensible al contenido de alcohol. Esto limite la concentración máxima del precursor de alcóxido totalmente adicionado puesto que este precursor produce alcohol durante su hidrólisis. La microemulsión con NP-9 como agente tensioactivo es menos sensible al contenido de alcohol, de esta manera se puede utilizar mayor concentración de precursor de alcóxido durante el proceso de crecimiento de partículas. La presencia de 1-pentanol como un co-agente tensioactivo hace más rígidas a las micelas inversas, y de esta manera cambia la microemulsión de inestable a estable, y también mejora la uniformidad del tamaño de las micelas y subsecuentemente el tamaño de las partículas sólidas. Además, las microemulsiones de NP-9 permiten mayores valores [agua] / [agente tensioactivo], permitiendo de esta manera la producción de partículas más grandes en tanto que mantiene la estabilidad de la microemulsión y la uniformidad del tamaño de partícula.

Crecimiento de Partícula por Adición Secuencial de Microemulsión y Alcóxido de Silicio Aunque es posible hacer crecer las partículas por adición secuencial de precursor de alcóxido, el crecimiento de las partículas se limita a algún grado por el suministro limitado de agua libre en el núcleo de las micelas. Además, en este método, las moléculas activas sólo se pueden cargar en el núcleo de las partículas. El proceso alternativo, descrito en la presente especificación, consiste en proporcionar un suministro adicional de agua, en la forma de microemulsión adicional, para sostener la hidrólisis del alcóxido y la condensación, y de esta manera el crecimiento de las partículas. En la Figura 10 se proporciona una representación esquemática del proceso. Una vez que se produce la partícula de semilla o siembra (de núcleo) , se adiciona una microemulsión fresca a la suspensión de semillas (partículas de núcleo) . Durante la mezcla, las gotas de agua recién adicionadas de la microemulsión fresca coalescen con las gotas hidrófilas que contienen las partículas de semilla o siembra, y el agua se adsorbe en la superficie de las partículas existentes de núcleo. En la adición del precursor de alcóxido, éste reacciona con el agua adsorbida en la superficie de la partícula, se hidroliza y entonces se condensa con los grupos hidroxilo presentes en la superficie de la partícula. Si se mantiene la concentración de alcóxido por debajo de un cierto nivel, la concentración del precursor de silicio permanece por abajo del nivel de súper saturación y no se forman núcleos adicionales. Las partículas crecen gradualmente por una adición clásica de monómero a núcleos. Los ejemplos del crecimiento de partículas usando este método se presentan en las Figuras 5A-5D. La adición de agua, en la forma de una microemulsión en cada ciclo permite la introducción de la molécula activa en diferentes etapas con diferente concentración. Esto conduce a la posibilidad de encapsular más de un tipo de molécula activa en diferentes ubicaciones dentro de las nanopartículas cerámicas . Las especies en las cubiertas exteriores entonces se pueden liberar antes que las moléculas localizadas dentro del núcleo o cubiertas interiores. Algunas imágenes típicas de TEM de estas estructuras de núcleo-cubierta se muestran en la Figura 11a-11b. No se puede realizar el análisis preciso de composición de cada cubierta usando el perfil de línea EDX puesto que el haz de electrones daña la muestra y conduce a una redistribución de los metales dentro de las partículas (ver Figuras 12a y 12b) . Usando este procedimiento de síntesis, se pueden producir partículas cerámicas monodispersadas en el intervalo de tamaño de 50 - 500 nm, comúnmente 10 - 300 nm. El tamaño final de las partículas cerámicas depende de: (a) las propiedades de microemulsión que incluyen el tipo de agente tensioactivo, co-agente tensioactivo, solvente, relación molar de agua a agente tensioactivo, relación molar de agente tensioactivo a co-agente tensioactivo y pH de la mezcla de agua; (b) el tipo de precursor de alcóxido y su concentración; (c) el número de ciclos; (d) la cantidad de precursor adicionada en cada ciclo; y (e) otras condiciones de reacciones de solución coloidal-gel tal como la temperatura, pH, etc. Usando el proceso de la presente invención, se pueden producir nanopartículas estratificadas como se analiza anteriormente para producir partículas de sílice en la presencia de base (pH mayor que 11) . Usado la selección apropiada de las condiciones y reactivos, la condición de síntesis se puede cambiar a ambiente neutral, ácido débil, ácido a un medio fuerte, posiblemente usando otros materiales cerámicos que la sílice.

Influencia de Diferentes Parámetros Experimentales en la Polidispersidad de las Partículas Influencia del Método de Adición La Figura 13 muestra las diferentes maneras de adicionar la composición de microemulsión fresca. Las semillas se prepararon al usar el siguiente sistema (NP-9, 3 mmol, 15 ml de ciciohexano, 1-pentanol 3 mmol, 0.324 ml de NH4OH 1.33 M, agua 18 mmol, TEOS 0.6 mmol envejecido durante 48 horas) . Entonces se adicionaron la microemulsión adicional (duplicar el volumen de lo inicialmente usado para las semillas o siembras) y TEOS como sigue: - Adición de la microemulsión, agitando a 55°C durante 6 horas y adición de TEOS seguido por envejecimiento durante 68 horas. - Adición del agente tensioactivo, 1-pentanol y ciciohexano primero seguido 10 minutos después por la adición de solución de amoniaco. Agitación a 55°C durante 6 horas y adición de TEOS seguido por envejecimiento durante 68 horas. Adición de la solución de amoniaco primero seguido 10 minutos después por la adición del agente tensioactivo, 1-pentanol y ciciohexano. Agitación a 55°C durante 6 horas y adición de TEOS seguido por envejecimiento durante 68 horas. Adición de la solución de amoniaco primero seguido por agitación a 55°C durante 6 horas. Entonces la adición del agente tensioactivo, 1-pentanol y ciciohexano seguido por la adición de TEOS y envejecimiento de la suspensión durante 68 horas. Todos los métodos diferentes produjeron partículas con el mismo tamaño. En todos los procesos subsiguientes se usó el último método.

Influencia del Número de Cubiertas Para estudiar el límite de tamaño en la polidispersidad, una suspensión de partículas de 200 nm (es decir, núcleo + 3 cubiertas) se dividió en dos alícuotas. Una alícuota se calentó a 55 ± 5°C en tanto que se agita durante una hora. Entonces se adicionaron 2.592 L de NHOH 1.333 mol/L (pH ~ 11.86) (agua equivalente 144 mmol) y la mezcla resultante se agitó durante 6 horas a 55 ± 5°C. Entonces se adicionaron a la suspensión 15.12 g de NP-9 (24 mmol), 2.608 mL de 1-pentanol (24 mmol) y 120 mL de ciciohexano. Después de la agitación durante 20 minutos, se adicionaron 2.184 ml de TEOS (9.6 mmol) al sistema que se agitó adicionalmente durante 48-72 horas. Las partículas entonces se lavaron, se extrajeron y se secaron como se describe en la preparación típica para producir el núcleo de sílice de 50 nm anterior. En la Figura 14a-14b se muestran las micrografías de TEM de las partículas resultantes (es decir, núcleo + 4 cubiertas) . Usando el mismo procedimiento, se produjeron partículas con una cubierta adicional (es decir, núcleo + 5 cubiertas) (ver Figuras 14a-14b) . Las Figuras 14a-14b demuestran que el crecimiento secuencial más allá de 200 nm conduce a la producción de partículas polidispersadas . Las Figuras 14a-14b revelan una distribución bimodal con la adición a las partículas 230 nm seleccionadas como objetivo de una más pequeña con un tamaño de aproximadamente 150 nm. Una interacción más conduce a una distribución de tamaño polidisperso que varía de 100 nm a 325 nm. Esta apariencia gradual de partículas más pequeñas sugiere la formación de nuevos núcleos de sílice que resultan de la coalescencia incompleta de la microemulsión adicionada con las gotas que contienen las partículas. De manera más general, entre más grandes sean las nanopartículas, más amplia es la distribución de los tamaños. Una posible manera para preservar la monodispersidad de partículas grandes (> 250 nm) puede ser el fraccionamiento por sedimentación y de esta manera la eliminación de las nanopartículas de segunda generación (más pequeñas) . Otra limitación práctica, que afronta el crecimiento secuencial de partículas más grandes es el tiempo necesario para terminar el ciclo completo. Típicamente, para construir tres cubiertas (es decir, diámetro de 200 nm) , puede tomar 8-10 días. Una manera para disminuir el tiempo de procesamiento puede ser incrementar la temperatura de reacción. De manera alternativa, el uso de más precursor de alcóxido hidrolizable puede acelerar el crecimiento de las partículas.

Influencia de la Relación en Volumen de la Emulsión Fresca/Emulsión de Siembra o Semilla Los resultados experimentales (Figuras 15a y 15b) muestran que la dilución de la emulsión de siembra o semilla con microemulsión fresca no conduce siempre a partículas uniformes. Cuando la dilución (volumen de emulsión fresca/volumen de emulsión de siembra o semilla) es mayor que 3, produce partículas polidispersadas . Esto sugiere que la cantidad de agua que se puede incorporar con las partículas existentes no puede estar más allá de cierto valor. Si se adiciona más agua entonces se forman nuevas micelas inversas de agua en aceite y actúan como centros de nucleación para la formación de nuevas partículas de sílice, dando por resultado la producción de partículas polidispersadas.

Influencia del Método de Mezclado Las Figuras 16a-16f muestran la importancia del método usado para mezclar la emulsión que contiene las partículas de semilla o siembra y la microemulsión fresca. Se puede usar unas pocas maneras diferentes para inducir la coalescencia de las gotas de la emulsión fresca con las gotas existentes que contienen las semillas y de esta manera asegurar la producción de partículas monodispersadas . El primer planteamiento consiste en el mezclado con corte de la mezcla de emulsión resultante a una muy alta velocidad de corte (8000 rpm) para promover la colisión y coalescencia de las gotas . El segundo planteamiento depende del incremento de la velocidad de colisión de las gotas al incrementar la temperatura de la emulsión mezclada. Es importante señalar que, aunque teóricamente se puede lograr la coalescencia completa a temperatura ambiente, el tiempo requerido para lograr hacer esto es impracticable, como se demuestra por la muestra polidispersada obtenida después de 18 horas agitando a temperatura ambiente. El saneamiento con ultrasonido (aún durante periodo prolongado de tiempo) no induce coalescencia de las gotas como se demuestra por la distribución bimodal observada en las Figuras 16a-16f.

Influencia de la Reactividad del Precursor de Silicio Como se analiza anteriormente, un precursor de sílice menos reactivo tal como TEOS produce núcleos más grandes que el precursor más reactivo tal como TMOS. Cuando se adiciona TMOS en la misma relación molar como TEOS a las partículas de núcleo preformadas de 50 nm, se obtiene una distribución bimodal con partículas de núcleo-cubierta de 75 nm y partículas secundarias más pequeñas de 21 nm (ver Figura 17). Las partículas de 21 nm corresponden exactamente al núcleo producido usando TMOS (ver Figura 7b) . Esto sugiere la presencia de una etapa de nucleación secundaria, que resulta de la concentración de TMOS hidrolizado que alcanza rápidamente la súper saturación y que se releva por la nucleación secundaria en lugar de la condensación con los núcleos existentes. En contraste, para el TEOS menos reactivo, la concentración de monómeros hidrolizados aumenta más lentamente y por lo tanto se pueden consumir por reacción con la superficie del núcleo antes de que su concentración alcance la súper saturación e induzca nucleación.

Nanopartículas Estructuradas de Núcleo-Cubierta de Sílice Modificada Orgánica (ORMOSIL) La síntesis de solución coloidal-gel en base conduce a la producción de partículas mesoporosas (es decir, gran tamaño de poro: aproximadamente 4 nm) , que exhibe en general una liberación rápida y descontrolada de su carga útil (típicamente tinte orgánico o moléculas pequeñas de fármaco < 2 nm) . A fin de mantener las moléculas encapsuladas dentro de las nanopartículas cerámicas y de evitar la lixiviación durante el paso de lavado, la matriz cerámica se puede funcionalizar con el grupo activo (tal como -NH2, -SH, -COOH, etc.), que formará un enlace químico con las moléculas encapsuladas. Usando esta estrategia, se ha encapsulado exitosamente un tinte fluorescente (isotiocianato de fluoresceína (FITC) ) en partículas de sílice funcionarizadas con grupos amina (APTES) . La liberación del tinte entonces se puede activar por detección o escisión de la interacción de molécula activa-matriz. Se sinterizaron nanopartículas estratificadas de acuerdo a las condiciones experimentales descritas anteriormente. El ORMOSIL ya sea se integra en el núcleo de la partícula o dentro de la segunda cubierta. La proporción de TEOS es ya sea 75 % en mol y 25 % en mol. El precursor ORMOSIL usado en estos experimentos es aminopropiltrietoxisilano (APTES) . Las imágenes de TEM correspondientes se muestran en las Figuras 18a-18f y se exhiben en la Tabla 1 las composiciones de las partículas de núcleo-cubierta de ORMOSIL .

Tabla 1: La composición de partículas de núcleo-cubierta de ORMOSIL Nanopartículas Estructuradas de Núcleo-Cubierta Encapsuladas con Dos Moléculas Activas en Diferentes Ubicaciones Otra ventaja del presente proceso es la posibilidad de encapsular más de un adulterante en la partícula de núcleo o en cualquiera de las cubiertas . Cada molécula puede estar encapsulada de forma selectiva en diferentes ubicaciones de las nanopartículas, y también se puede controlar su concentración en cada ciclo de crecimiento. No solo es posible controlar el tamaño total por este proceso, sino también el tamaño del núcleo y el espesor de cada cubierta se puede ajustar, controlando de esta manera potencialmente la duración de los ciclos de liberación así como las diferentes velocidades de liberación. Los siguientes ejemplos tienen como finalidad demostrar la versatilidad de esta técnica así como la flexibilidad y control del proceso de encapsulación. La tabla 2 lista la composición de las diferentes muestras con Cu(NH3)42+ y Ru(bPy)32+ adulteradas en diferente ubicación de las nanopartículas . Las imágenes de TEM correspondientes se presentan en la Figura 19 y en la Figura 20 se muestran unas fotografías de las partículas suspendidas en acetona. La Tabla 3 lista la composición de diferentes muestras con CU(NH3)42+ y Co(NH3)63+ adulteradas en diferente ubicación de las nanopartículas. Las imágenes de TEM correspondientes se presentan en la Figura 21 y en la Figura 22 se muestran las fotografías de las partículas suspendidas en acetona. La Tabla 4 lista la composición de las diferentes muestras con CuPC2" y Ru(bPy)32+ adulteradas en diferente ubicación de las nanopartículas. Las Figuras 23a y 23b muestran los correspondientes polvos secados por congelación (relación en peso de Si02/NaCl: 15 %) y las partículas resuspendidas en agua.

Tabla 2: Los componentes del producto 1, Cu(NH3)4 2+ Ru(bPy)3 2+ como adulterantes LNK-706 Cu: 10.82 mg Si02: 288.00 Si02: 72.00 mg mg LNK-707 Ru: 1.62 mg Si02: 288.00 Si02: 72.00 mg mg LNK-708 Cu: 10.82 mg Si02: 288.00 Ru: 6.48 mg Si02: 72.00 mg mg Si02: 576.00 mg LNK-709 Ru: 1.62 mg Si02: 288.00 Cu: 43.26 g Si02: 72.00 mg mg Si02: 576.00 mg Tabla 3 : Los componentes y tamaños de partícula del producto 2, Cu(NH3) 2+ y Co(NH3)63+ como adulterantes.

Tabla 4: Los componentes del producto 3, CuPC2 y Ru(bPy)32" como adulterantes.

Aunque como se menciona anteriormente, no es posible el análisis elemental y el sondeado debido al daño por el haz de electrones, algo de la estructura clara del núcleo-cubierta se puede evidenciar por TEM. La presencia de la estructura tipo "cebolla" ver Figura 21b, 21d, 21e, 21f, 21g) confirma la posibilidad de adulterar selectivamente una cubierta específica con un adulterante específico. Los cambios de color observados en las Figuras 20, 22 y 23a y 23b con los adulterantes localizados en diferente capa de las nanopartículas ilustra adicionalmente el potencial de esta tecnología para aplicaciones ópticas.

Encapsulación de Núcleo Sólido Una característica adicional de la presente invención es la capacidad para encapsular partículas sólidas dentro de una cubierta de óxido de metal . El núcleo puede ser cualquier especie de polvo tal como óxido de metal, semiconductor, punto cuántico, partículas magnéticas o partículas cristalinas. Las cubiertas pueden comprender un óxido de metal o más de un óxido de metal diferente, óxidos de metal mezclados u óxido de metal que contiene un adulterante. Se detalla más adelante un ejemplo de la preparación y encapsulación de nanocristales cristalino de ln203 dentro de la cubierta de sílice. Se prepararon nanocristales de ln203 como sigue: se disolvieron 1.017 g de InCl3 en 10 mL de agua pura. Se adicionaron gota a gota 10 mL de NHOH 10M a la solución en tanto que se agita y se formó un precipitado. Se removieron los iones de Cl" y NH+ por lavado sucesivo (5-10 veces con 50 mL de agua cada vez) hasta que no fue detectable olor de amoniaco. Entonces se adicionaron 0.92 mL de HN03 (1M) para peptisar el precipitado y la suspensión se agitó durante la noche a 55 ± 5°C. Se adicionaron 0.45 mL adicionales de HN03 1 mol/L y la suspensión se agitó nuevamente durante la noche a 55 ± 5°C. El pH final se midió a 2.284 y el TEM mostró cristalitos de 50 nm*10 nm con caras bien definidas . Los cristales entonces se revistieron usando el siguiente método. Se agitó hasta ser clara una solución A que contiene 6 mmol de NP-9, 6 mmol de 1-pentanol, 30 mL de ciciohexano, 0.972 mL de NH40H, 6.667 mol/L. Se agitó hasta ser clara una solución B que contiene 6 mmol de NP-9, 6 mmol de 1-pentanol, 30 mL de ciciohexano, 0.324 mL de los nanocristales de ln203 en suspensión. Las dos soluciones A y B se mezclaron conjuntamente y se adicionaron 2.4 mmol de TEOS a la mezcla. La solución se envejeció durante 72 horas. Entonces se adicionaron 50 ml de acetona seca a la suspensión resultante para desestabilizar la microemulsión y recuperar las partículas . Las partículas se lavaron varias veces con acetona y se examinaron por TEM (ver Figura 24) . Las micrografías de TEM demostraron claramente la encapsulación de varillas de 50 nm dentro de las nanopartículas de sílice.

Encapsulación de un Trazador Radiactivo en el Núcleo o Cubierta La encapsulación de especies queladas tal como In- DTPA y Ga-DTPA en cualquier ubicación seleccionada (núcleo o cubierta seleccionada) de partículas de sílice se ha logrado de forma exitosa. El contenido de metal como se analiza por EDS fue típicamente 1-2 % en peso de la sílice.

El tamaño de partícula y la distribución del tamaño se encontraron que son independientes de la presencia o ausencia de los adulterantes. Esto confirma la capacidad para ejercer control independiente sobre el tamaño de partícula y sobre la estructura interna lograda por el proceso de la presente invención. También se pueden adulterar fácilmente trazadores radiactivos tal como 67Ga-DTPA dentro de nanopartículas de sílice, produciendo de esta manera partículas que son seguibles in vivo. Estas partículas se prepararon por el siguiente procedimiento. Se recibió 67GaCl3 (tV2: 3.261 días) del ANSTO-Cyclotron con actividad de 2 GBq/mL en solución de HCl 0.1 mol/L. La solución se diluyó 1 en 10 con agua. Se adicionaron 0.428 mL de amoniaco concentrado (NH3 al 25 % en peso) que contiene DTPA 3.9 mg/l a 0.22 mL de solución de 67GaCl3 a pH de aproximadamente 2. La solución resultante se puede usar como la solución acuosa de los procesos descritos anteriormente para producir partículas con ya sea galio activo en el núcleo, en la cubierta exterior o a todo lo largo de la partícula completa. Estas partículas se pueden usar en estudios de biodistribución para investigar la ubicación de las partículas de sílice en ratas usando conteo gamma como un método de detección. La aplicación potencial de estas nanopartículas se puede contemplar tanto en radioterapia como en radio- formación de imágenes.

Liberación de Partículas de Núcleo-Cubierta Como se menciona anteriormente, la síntesis en solución coloidal-gel catalizada con base conduce a la producción de partículas mesoporosas (es decir, aproximadamente 4 nm) , que exhiben en general una liberación rápida y descontrolada de su carga útil. La excepción notable a esto es la encapsulación de complejos organometálicos, que pueden exhibir alguna interacción de entre el catión metálico y la superficie de la sílice. En este caso, la interacción de la superficie con el complejo asegura la encapsulación y fijación temporal de la molécula dentro de la estructura de nanopartícula de sílice. Puesto que las partículas están suspendidas en la fase acuosa, la fuerte afinidad de la superficie de sílice para el agua puede desplazar gradualmente el equilibrio de adsorción con el complejo organometálico activo, liberando de esta manera la molécula fuera de la matriz de sílice. La mayoría de los casos, la liberación se logra por disolución gradual de la matriz de sílice. Para demostrar el potencial para la liberación secuencial, se sintetizaron dos conjuntos de nanopartículas con diferentes adulterantes en el núcleo y la cubierta exterior: a) muestra LNK-822 con CuPC en la cubierta exterior y Rubpy en el núcleo, y b) muestra LNK-824, con Rubpy en la cubierta exterior y CuPC en el núcleo. La liberación de estas dos muestras se monitorizó usando espectometría de UV-vis. En la Figura 25 se muestra un espectro de UV-visible de los dos tintes en agua y en la Figura 26 se muestra un espectro de las dos muestras (LNK 822 y 824) después de 32 días de lixiviación en SBF. La absorción máxima de CuPC es a 556 nm, y a 390 nm para Rubpy. El traslape entre los dos picos es pequeño y de esta manera puede ser imperceptible en una primera aproximación. No se observa desplazamiento en la longitud de onda de absorción máxima (para CuPC y Rubpy) con el pH en el intervalo de pH de 1-2 (que corresponde al intervalo de síntesis de las partículas) . Se observa un desplazamiento rojo de aproximadamente 60 nm para ambos tintes, de 390 nm a 450 nm para Rubpy y de 556 nm a 615 nm para CuPC cuando el medio cambia a SBF (ver Figura 26) . En la muestra LNK-824, se puede ver una ligera absorción en aproximadamente 615 nm sugiriendo que hay una ligera cantidad de CuPC liberada puesto que no hay absorción para Rubpy en esa región. Sin embargo, debido a la existencia de la ligera absorción de CuPC a 450 nm, es difícil cuantificar la liberación de Rubpy, especialmente para esta pequeña cantidad. Las curvas correspondientes de liberación para las dos partículas de núcleo-cubiertas se muestran en las Figuras 27a-27b. Cuando CuPC se encapsuló en la cubierta exterior, se liberó gradualmente en 10 días. Después de ese tiempo, se observó una concentración constante de CuPC durante pocos días sugiriendo que la mayoría del tinte se ha liberado. También se liberó una cantidad muy pequeña de Rubpy desde el núcleo aunque la cantidad exacta no es fácilmente cuantificable. De manera interesante, el color de LNK-822, que fue verde inicialmente (ver Figuras 23a-23b) , se volvió naranja (es decir, el color de las nanopartículas adulteradas con Rubpy) después de la liberación de CuPC de la cubierta exterior, confirmando de esta manera visualmente la liberación secuencial del CuPC. Por otra parte, cuando se adulteró Rubpy en la cubierta exterior y el CuPC estaba en el núcleo (LNK824) , la curva de liberación exhibe que en 5 días la mayoría de Rubpy se lixivio. No se observó lixiviación detectable de CuPC del núcleo. Durante la lixiviación, el color de las partículas cambió desde amarillo a verde/azul (el color original de las partículas que solo contienen CuPC) . Estos experimentos confirman el uso potencial de estas partículas multiestratificadas para aplicaciones de liberación secuencial. Cuando no esta presente una fuerte interacción entre la molécula y la superficie de poro de la sílice, la matriz cerámica se puede funcionalizar con grupos activos (tal como -NH2, -SH, -COOH etc.), que puede formar un enlace químico con las moléculas encapsuladas. Usando esta estrategia, se ha encapsulado un tinte fluorescente (isotiocianato de fluoresceina (FITC) ) en partículas de sílice funcionalizadas con grupos amina (APTES) . La liberación entonces se puede activar por detección o escisión de la interacción de la molécula activa-matriz. Otra posibilidad de encapsular moléculas pequeñas dentro de las partículas mesoporosas es conjugarlas con moléculas más grandes tal como dextrano o un dendrímero antes de la encapsulación. La presente invención proporciona un proceso para elaborar nanopartículas estratificadas, con estructuras de núcleo-cubierta y que contienen una o más moléculas activas o adulterantes encapsulados en diferentes ubicaciones (es decir, cubiertas o capas) de las nanopartículas. Las ventajas de la tecnología incluyen capacidad de controlar en forma precisa el tamaño total de partícula, tamaño de núcleo, espesor de cubierta, concentración de la especie activa en cada cubierta, así como la secuencia de liberación y velocidad de liberación de cada adulterante encapsulado . Los inventores han demostrado que las moléculas organometálicas pequeñas se pueden encapsular dentro de las partículas. Estas moléculas incluyen compuesto complejo metálico (por ejemplo, tetramina de cobre, hexamina de cobalto, Indio-DPA, galio-DTPA) , tinte inorgánico tal como Rubpy [ ( tris (2 , 2 ' -bipiridil) diclororutenio (II) -hexahidrato] , CuPC [sal tetrasódica de ftalocianina de cobre (II) -ácido tetrasulfónico] , y el tinte fluorescente FITC (isotiocianato de fluoresceina) . Los objetos aún complejos tal como nanocristales de ln203 se pueden encapsular. De manera más importante, los inventores han mostrado que es posible mostrar más de un adulterante en diferentes ubicaciones dentro de las nanopartículas con diferentes valores de carga. La estructura de la nanopartícula es decir, el tamaño del núcleo y los espesores de las capas se puede controlar de forma precisa por los parámetros de procesamiento tal como la naturaleza y cantidad del precursor adicionado. La monodispersidad de las partículas se puede mantener a todo lo largo del proceso de crecimiento al asegurar que toda el agua adicionada a cada ciclo migre a la superficie de las partículas existentes. Las gotas residuales de agua vacía (es decir, que no contiene una partícula) pueden actuar como centros secundarios de nucleación. Aunque se puede acelerar la cinética del crecimiento al incrementar la cantidad del precursor, al adicionar un catalizador o al usar menos materiales de siembra, se introduce polidispersidad después del 4to ciclo. La dilución extrema de la emulsión de siembra también conduce la producción de nanopartículas polidispersas . Aunque las nanopartículas producidas por el presente proceso son adecuadas para la distribución intravenosa de fármacos, pueden tener aplicación en tecnología de información para almacenamiento en memoria óptica de alta densidad, sensores ópticos específicos o biosensores, y en la modificación de superficie/protección de nanopartículas de la corrosión/oxidación, sinterización y coalescencia, cambio de las propiedades superficiales (superficie, carga, potencial zeta, susceptibilidad), etc. A largo plazo, la tecnología se puede emplear para desarrollar nanopartículas que comprenden partículas de núcleo que contienen moléculas activas encapsuladas revestidas por las cubiertas que comprenden precursor cerámico modificado orgánico que exhibe grupos funcionales tal como -NH2, -SH, -COOH, que se pueden funcionalizar fácilmente por anticuerpos o péptidos para la aplicación de selección de objetivo de fármacos activos. Las Figuras 28a-28f muestran representaciones esquemáticas de varias nanopartículas estratificadas diferentes de acuerdo con la presente invención. Se debe señalar que estas representaciones solo muestran unos pocos de muchos tipos diferentes de nanopartículas que se pueden elaborar de acuerdo a la invención, y que los métodos particulares para usar en las nanopartículas son solo a manera de ejemplo. Son posibles si se contemplan en la presente especificación otros tipos de partículas y métodos para usarlas. De esta manera, las descripciones más adelante se van a tomar como de ejemplo únicamente, y no se van a tomar en ningún modo como que son limitantes con respecto al alcance de la invención. Con referencia a la Figura 28a, la nanopartícula estratificada 10 comprende la partícula 15 de núcleo porosa que comprende el primer adulterante A liberable y una capa porosa 20 que comprende el segundo adulterante B liberable que circunda la partícula 15 de núcleo. Cuando la nanopartícula 10 se coloca en un ambiente líquido adecuado, el adulterante B liberable se libera primero de la nanopartícula 10, y luego en adulterante A liberable se libera. El periodo de tiempo durante el cual se libera el adulterante B después de depender del espesor de la capa 20, y el periodo de tiempo durante el cual se libera el adulterante A puede depender del espesor de la capa 20 así como del tamaño de la partícula 15 de núcleo. Las velocidades de liberación pueden depender de la naturaleza de los adulterantes así como de la naturaleza y tamaño de poro de la partícula 15 de núcleo de la capa 20. De manera alternativa, si el adulterante A es un tinte no liberable, la nanopartícula 10 aparecerá colorada por el adulterante A, y liberará el adulterante B liberable. Como una alternativa adicional, si el adulterante B es un tinte no liberable y el adulterante A es un adulterante liberable, entonces la nanopartícula 10 aparecerá coloreada por el adulterante B, y liberará al adulterante A. Con referencia a la Figura 28b, la nanopartícula estratificada 30 comprende la partícula 35 de núcleo porosa que comprende el adulterante A liberable y la capa 40 porosa que comprende el adulterante no liberable. La capa porosa 40 circunda la partícula 35 de núcleo. Cuando la nanopartícula 30 se coloca en un ambiente líquido adecuado, el adulterante liberable A se libera de la nanopartícula 10 después de un retrazo. La duración del retrazo depende del espesor y porosidad de la capa porosa 40. Con referencia a la Figura 28c, la nanopartícula estratificada 50 comprende la partícula 55 de núcleo porosa que comprende el primer adulterante A liberable, la primera capa porosa 60 que circunda la partícula 55 de núcleo y la segunda capa porosa 65 que circunda la primera capa porosa 60. La primera capa 60 comprende adulterantes no liberable y la segunda capa porosa 65 comprende el segundo adulterante liberable B. Cuando la nanopartícula 50 se coloca en un ambiente líquido adecuado, el segundo adulterante liberable B y el primer adulterante A se liberan secuencialmente, con un retrazo entre la liberación de los adulterantes B y A. La duración del retrazo independiente del espesor y porosidad en la primera capa 60. Con referencia en la Figura 28d, la nanopartícula estratificada 70 comprende la partícula 75 de núcleo porosa que comprende el primer adulterante A liberable, la primera capa porosa 80 que comprende el segundo adulterante liberable B que circunda la partícula 75 de núcleo y la segunda capa porosa 85 que comprende el tercer adulterante liberable C que circunda la primera capa 80. Cuando la nanopartícula 70 se coloca en un ambiente líquido adecuado, el adulterante liberable C se libera primero de la nanopartícula 70, luego el adulterante liberable B se libera y finalmente se libera el adulterante liberable A. La sincronización de la liberación de los adulterantes A, B y C de la nanopartícula 70 depende de los espesores y porosidades de las capas 80 y 85 y el tamaño de la partícula 75 del núcleo. Con referencia a la Figura 28e, la nanopartícula 90 comprende la partícula 95 de núcleo porosa con las capas porosas concéntricas 100, 105, 110 y 115 que circundan la partícula 95 de núcleo. La partícula 95 de núcleo y las capas concéntricas 105 y 115 comprenden los adulterantes liberables A, B y C respectivamente, en tanto que las capas 100 y 110 no contienen adulterante liberable. Cuando la nanopartícula 90 coloca en un ambiente líquido adecuado, se libera el adulterante liberable C primero de la nanopartícula 70, luego se libera el adulterante liberable B y finalmente se libera el adulterante liberable A. Hay un retrazo entre la liberación del adulterante C y el adulterante B, y otro retrazo entre la liberación del adulterante B y el adulterante A. Los retrasos se pueden continuar por los espesores y porosidades de las capas 110, y 100, respectivamente. Con referencia a la Figura 28f, las nanopartículas 120 comprende la partícula 125 de núcleo porosa que comprende el adulterante A liberable, y la capa porosa 130 que comprende las partículas 125 de núcleo. La capa 130 porosa comprende los adulterantes liberables B y C. Cuando la nanopartícula 120 se coloca en un ambiente líquido adecuado, se liberan los adulterantes B y C primero de la nanopartícula 120, y luego se libera en adulterante A. De manera alternativa, si el adulterante A es un tinte no liberable, la nanopartícula 120 aparecerá coloreada por el adulterante A, y liberará los adulterantes liberables B y C. Como una alternativa adicional, si el adulterante B es un tinte no liberable y los adulterantes A y C son adulterantes no liberables, entonces la nanopartícula 120 aparecerá coloreada por el adulterante B y liberará secuencialmente los adulterantes B y C.

Encapsulación de Múltiples Tintes En los experimentos descritos anteriormente, se han encapsulado CuPC2" y Ru(bPy)32+ en nanopartículas de sílice con CuPC2" en el núcleo y Ru(bPy)32+ en la cubierta exterior, y viceversa. La cantidad de cada tinte en el núcleo de la muestra-l y la cubierta exterior de la muestra-II es diferente. Por lo tanto, estas dos muestras exhiben diferentes colores visualmente (Figuras 23a-23b, muestran LNK-822 y LNK-824) . En el siguiente experimento, la misma cantidad de cada tinte se adulteró en diferentes muestras, como se muestra en la Tabla 5. Las partículas muestran color idéntico visualmente después de la síntesis y secado por congelación, sugiriendo que el color de las nanopartículas depende de los componentes del tinte y de su concentración en lugar de su ubicación en las nanopartículas .

Tabla 5 : El componente de las nanopartículas adulteradas con tinte.

Las Figuras 29a-29b muestran la liberación de tinte en cada muestra de PBS (solución de amortiguador de fosfato) a 37°C. La mayoría del tinte liberado por las partículas de múltiples capas que se encapsuló en la cubierta exterior, es decir, CuPc y Ru(bPy)32+ para LNK879 (Figura 29A) y LNK880 (Figura 29B) respectivamente. Para LNK879, la concentración de CuPC permaneció aproximadamente constante entre el día 18 y el día 40. Después de eso, disminuyó sustancialmente. Los inventores tienen como hipótesis que esto puede haber ocurrido debido a las descomposición del CuPC o asociación del CuPC con las paredes del recipiente. Las etapas tempranas del perfil de liberación, la concentración de CuPC se incrementó o permaneció sustancialmente constante. Los inventores tienen como hipótesis que esto puede indicar que la velocidad de liberación del tinte es mayor que la velocidad de descomposición. La Figura 29a muestra que el tinte (Ru(bPy)32+) en el núcleo empezó a liberarse después de aproximadamente 30 días, sugiriendo que ocurre la liberación secuencial del contenido de las partículas de múltiples capas. En la Figura 29b, el tinte (Ru(bPy)32+) en la cubierta mostró liberación continua hasta 64 días, en tanto que se lixivio de manera simultánea una ligera cantidad de CuPC y luego se descompuso después de 50 días. Parece de estos resultados que el perfil de velocidad de liberación se puede ajustar dependiendo de la naturaleza de los diferentes adulterantes en diferentes ubicaciones en las partículas. La Figura 29a muestra la liberación secuencial, con una liberación inicial del tinte desde la cubierta para las primeras dos semanas y la liberación del otro tinte después de 30 días. La disminución en la intensidad del tinte desde la cubierta se puede explicar por la degradación con el tiempo de CuPC visible también de la Figura 29b (CuPC en el núcleo) . La Figura 29b no muestra la liberación secuencial sino una liberación gradual del tinte de rutenio desde la cubierta y una liberación de ráfaga más pequeña del núcleo.

Formación de Cubierta de ORMOSIL para Mejorar la Encapsulación de Tinte Orgánico En los experimentos descritos anteriormente, el tinte fluorescente, isotiocianato de fluoresceina (FITC) se encapsuló dentro de una matriz de sílice en presencia del agente de acoplamiento tal como APTES debido a la unión química entre el grupo isotiocianato (-N=C=S) y el grupo amina. El presente experimento, se hizo un intento para encapsular el tinte orgánico dentro de las nanopartículas de sílice revestidas con las cubiertas de ORMOSI . Se espera que esto estrecharía el tamaño de poro y de esta manera disminuiría la velocidad de liberación del tinte. El diagrama de flujo experimental se muestra en la Figura 30 y las imágenes correspondientes de TEM se exhiben en las Figuras 31a-31f. La síntesis siguió el procedimiento típico, como se describe anteriormente. Se exploraron varias opciones a fin de modificar la superficie de la partícula. Los componentes de cada muestra y el tamaño correspondiente de partícula de los productos finales se exhiben en la Tabla 6. Las partículas a representan los núcleos iniciales hechos con solo TEOS. Las partículas de la fig. 31b son el núcleo hecho usando una mezcla de precursor de 75 % de TEOS y 25 % de APTES. Las partículas de la fig. 31d y fig. 31a son partículas de núcleo-cubierta hechas usando solo TEOS. Las partículas de la fig. 31d y fig.31e tienen cubiertas modificadas de ORMOSIL, con APTES al 30 % en mol para la fig.31d y APTES al 50 % en mol para e. Las partículas de la fig. 31f tienen el núcleo de ORMOSIL y la cubierta de ORMOSIL todas las partículas tienen aproximadamente el mismo tamaño de partícula, sin embargo, las partículas modificadas con ORMOSIL mostraron un intervalo ligeramente más amplio de tamaños de partícula. La eficacia encapsulación de naranja-II se midió por absorción de UV/Visible después de combinar las fases orgánicas durante la síntesis y los procedimientos de lavado. El naranja II es un tinte orgánico, y de esta manera difiere significativamente diferente del ejemplo anterior de RuBpy y CuPC ya que es puramente orgánico y no tiene fuerte interacción con la superficie de sílice. Los valores de tres muestras (LNK1120, LNK1121 y LNK1123) con ya sea, sin APTES en la cubierta exterior, o APTES al 30 % en mol en la cubierta exterior, promedio cerca de 5-14 % en peso, sin embargo, la eficiencia de encapsulación de la muestra con APTES al 50 % en mol en la cubierta exterior (LNK1122) fue aproximadamente 45 % en peso. La eficiencia de encapsulación del tinte orgánico parece depender, entre otros factores, de la naturaleza del tinte, de su cantidad, de la relación en peso de tinte a sílice, del porcentaje en mol de ORMOSIL y del espesor de la capa que contiene ORMOSIL . Esto indica que los grupos orgánicos del precursor de ORMOSIL pueden jugar un papel en la prevención de la lixiviación del tinte de la matriz de sílice durante la síntesis y lavado. Adicionalmente, este efecto parece ser dependiente del grupo funcional de cada precursor de ORMOSIL . Se encontró que GLYMO (silano epoxifuncional) fue más eficiente que la mayoría de los ORMOSIL en la prevención de la lixiviación de los tintes muy rápidamente.

Tabla 6: Los componentes y tamaños de partícula de partículas con cubiertas de ORMOSIL .

Otros Métodos para Incrementar el Tamaño de Partícula en tanto que se Mantiene la Monodispersidad de Partículas Alta Concentración de Agente Tensioactivo Se observó que cuando el tamaño de partícula esta por arriba de 100 nm, el sistema de emulsión llega hacer turbio, las partículas empiezan a precipitarse de las gotas de agua y finalmente forman dos fases físicas sin agitación.

Se puede postular que el co-agente tensioactivo pierde su función y que una mayor concentración del agente tensioactivo puede mantener en suspensión a las partículas. Las Figuras 32a-32h muestran las imágenes de TEM de las partículas de sílice producidas usando varias condiciones del agente tensioactivo. Las semillas iniciales (partículas de núcleo-cubierta con diámetro entre 74 y 86 nm como se muestra en la Figura 32a y 32b) se produjeron usando el procedimiento típico de síntesis con 0.2 mol/L NP-9 y 0.2 mol/L de 1-pentanol con relación molar de [agua] / [NP-9] a 6. Las partículas de núcleo + 2 capas y núcleo + 3-capas se formaron de las semillas producidas anteriormente. Sin la adición de co-agente tensioactivo adicionan (1-pantenol), se incrementó la concentración del agente activo a 0.4 mol/L (relación molar [agua] / [NP-9] = 3 entonces), y 0.6 mol/L (relación molar [agua]/ [NP-9] = 2]. La Figura 32 c y 32e muestran que la adición de la primera cubierta sin co-agente tensioactivo adicional produce partículas que están monodispersadas . Sin embargo, conforme crece otra capa (Figuras 32d y 32f ) , se producen partículas más pequeñas con diámetro de aproximadamente 20 nm. Estos resultados sugieren que la presencia del co-agente tensioactivo es crítica a la formación de partículas monodispersas aun cuando son mayores que aproximadamente 100 nm y empiezan a sedimentarse. Cuando se incrementan tanto el agente tensioactivo como el co-agente tensioactivo desde 0.2 mol/L a 0.4 mol/L , las partículas con tres o cuarto cubiertas retienen una distribución estrecha de tamaños (Figuras 32g y 32h) , pero sin un crecimiento significativamente mayor en comparación a aquellas sintetizadas con 0.2 mol/L de agente tensioactivo.

Combinación de Dos Procedimientos de Crecimiento Como se analiza anteriormente, el tamaño de partículas se incrementa gradualmente con más y más precursor de silicio que se introduce en la emulsión (Figura 2). Sin embargo, la adición de alcóxido únicamente (sin agua adicional) produce a la producción de partículas con un núcleo que contiene los adulterantes activos circundados por una cubierta vacía. Además, después de la adición de una cierta cantidad de alcóxido, toda el agua en la mezcla de agua se consume y no es posible crecimiento adicional. Esto se exacerba adicionalmente en las microemulsiones debido a que solo un pequeño porcentaje del agua presente en la mezcla de agua esta libre y es capaz de precipintarse en la condensación del alcóxido. La mayoría del agua se une a la capa micelar como agua de solvatación para el cabezal polar del agente tensioactivo. En una forma de practicar la invención, se adiciona más emulsión y el agua adicional se transfiere en la superficie de la partícula existente por el paso de incubación a mayor temperatura (aproximadamente 55°C) durante varias horas (Figura 3). Sin embargo, después de varios ciclos de crecimiento, las partículas de sílice llegan a estar polidispersadas. Esto se puede explicar por el hecho que durante cada proceso de incubación, el agua no solo se distribuye en la superficie existente de las partículas, sino también forma nuevas gotas de agua vacías. Otro factor a considerar es que con un incremento en el tamaño de partícula, el sistema de emulsión no es por más tiempo homogéneo y termodinámicamente estable y las partículas son capaces de asentamiento. Como resultado, se debe mantener a un mínimo el número de proceso de incubación a fin de mantener la monodispersibidad, o la polidispersibidad tan estrecha como sea posible. La Figura 33 ilustra el proceso de producción de partículas estratificadas al combinar las dos técnicas de crecimiento descritas anteriormente (es decir, multi-adición de TEOS entre mezclado con la adición de componentes de emulsión) . Durante cada ciclo de incubación, el precursor de silicio se adiciona dos veces en lugar de una vez en el método típico. Las Figuras 34a-34b exhiben las imágenes de TEM de las partículas en cada etapa de crecimiento con una relación en mol de agua a agente tensioactivo a 6 para el proceso completo. Las semillas iniciales fueron de aproximadamente 55 nm. Después de tres ciclos de incubación, las semillas iniciales se revirtieron con 7 capas, con el diámetro de partícula en el intervalo de aproximadamente 200-240 nm. En este punto, la relación en mol de agua a alcóxido de silicio fue ligeramente mayor que 4. Los resultados de este nuevo método muestran que el tamaño de partículas se puede incrementar por arriba de 200 nm usando un número más pequeño de pasos de incubación. Se puede argumentar que se debe usar una relación molar mayor de agua a agente tensioactivo para el procedimiento completo de crecimiento, proporcionando de esta manera más agua al sistema. Las Figuras 35a-35f muestran las imágenes de TEM de partículas sintetizadas con una relación en mol de agua de agente tensioactivo a 9 para el proceso de crecimiento. En comparación a un sistema de [agua] / [agente tensioactivo] = 6, las semillas iniciales no son más grandes para un sistema de [agua] / [agente tensioactivo] = 9. Sin embargo, el tamaño de partículas se incrementó más rápidamente para este último bajo el procedimiento idéntico de crecimiento. Para partículas de núcleo + 3 capas el tamaño se incremento a aproximadamente 158-172 nm pero la adición subsiguiente, se generaron partículas más pequeñas, lo que indicó que las partículas monodispersadas no se pueden hacer crecer mejor usando esta relación alta de agua a agente tensioactivo.

Síntesis a Alta Temperatura Como se señala anteriormente, puede tomar varios días para producir nanopartículas estratificadas. En un intento de acortar el tiempo de reacción, se llevaron a cabo experimentos a mayor temperatura. Las Figuras 36a-36d muestra las imágenes de TEM de nanopartículas sintetizadas a 35°C o 50°C. Las partículas de 35-50 nm se produjeron a 35°C durante un tiempo de envejecimiento de 20 horas. El tamaño de partícula se incrementó a aproximadamente 48-62 nm cuando se usó un tiempo de envejecimiento de 48 horas a la misma temperatura. 50°C, el tamaño de partícula se incrementó desde 37-52 nm a 48-70 nm conforme se incrementó el tiempo de envejecimiento de 20 a 48 horas. En comparación, a temperatura ambiente, el intervalo de tamaños de nanopartículas fue aproximadamente 50-60 nm para un envejecimiento de 48 horas (Figura 34a) . Los resultados indican que el tamaño de partículas se incrementa con el tiempo pero es en su mayor tiempo independiente de la temperatura de reacción. Una reacción a alta temperatura no conduce a una terminación rápida de la reacción de solución coloidal-gel, pero produjo particular con una distribución más amplia de tamaños. Las Figuras 37a-37g muestran partículas de núcleo-cubierta producidas a una mayor temperatura de reacción con una relación en mol de agua a agente tensioactivo a 8. El tamaño promedio de partículas se incrementó a aproximadamente 10-15 nm conforme se incrementó el tiempo de reacción de 20 a 48 horas, a pesar de la temperatura de reacción (35 ó 50°C) .

Efecto de Incubación en el Tamaño de Partícula Como se menciona anteriormente, para producir nanopartículas estratificadas, se elaboraron las semillas a temperatura ambiente seguido por una etapa de incubación a 65 ± 5°C durante una hora para asegurarse que se hizo reaccionar completamente la mayoría del TEOS. Los nuevos componentes de emulsión entonces se adicionaron a la suspensión seguido por una incubación a la mezcla a 55 ± 5°C durante 6 horas para permitir que toda el agua recién adicionada se adsorbiera en la superficie existentes de las partículas. Las Figuras 38a-38c muestran el tamaño de partículas de sílice a diferentes etapas de incubación. Antes de la incubación, las partículas estaban en el intervalo de tamaño de aproximadamente 76-88 nm. Después de la incubación de una hora bajo 55 ± 5°C, el tamaño de partícula se incrementó ligeramente a aproximadamente 82-96 nm. Sin embargo, después de adicionar agua adicional y luego de incubar el sistema durante 6 horas a 55 ± 5°C, el tamaño promedio de partícula se cambio difícilmente, exhibiendo una distribución ligeramente más amplia de tamaños. No se observó incremento de tamaño de partícula para tiempos más prolongados de incubación, sugiriendo que casi todo el alcóxido de silicio se hizo reaccionar después de una hora. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro a partir de la presente descripción de la invención.

Claims (29)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones : 1. Proceso para preparar nanopartículas estratificadas, caracterizado porque comprende: proporcionar una suspensión que comprende partículas inorgánicas de núcleo o partículas inorgánicas de núcleo, orgánicamente modificadas, en un primer líquido; - combinar la suspensión con un segundo líquido, el segundo líquido que es inmiscible con el primer líquido; y - adicionar un reactivo, o un precursor para el reactivo, a la suspensión que comprende el segundo líquido; por lo que (i) si el reactivo se adiciona a la suspensión que comprende el segundo líquido, el reactivo reacciona para formar una capa cerámica porosa en las partículas de núcleo, y (ii) si el precursor para el reactivo se adiciona a la suspensión que comprende el segundo líquido, el precursor se convierte al reactivo, y el reactivo formado de esta manera reacciona para formar una capa cerámica porosa en las partículas de núcleo; para formar las nanopartículas estratificadas, en donde ya sea las partículas de núcleo tiene un adulterante de núcleo distribuido de una manera sustancialmente homogénea en las mismas, o el segundo líquido comprende un adulterante de capa de modo que la capa tiene el adulterante de capa sustancialmente distribuido de forma homogénea en la misma, o ambos , y en donde las nanopartículas estratificadas son capaces de liberar el adulterante, o al menos uno de los adulterantes.
2. 2. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el primer líquido es un líquido no polar.
3. 3. Proceso de conformidad con la reivindicación 2 , caracterizado porque la suspensión comprende un primer agente tensioactivo, y en donde el proceso comprende el paso de combinar la suspensión con un segundo líquido no polar y un segundo agente tensioactivo antes del paso de adicionar el reactivo, o el precursor para el reactivo.
4. 4. Proceso de conformidad con la reivindicación 3, caracterizado porque el segundo líquido no polar es el mismo como el primer líquido.
5. 5. Proceso de conformidad con la reivindicación 3 , caracterizado porque el segundo líquido no polar y el segundo agente tensioactivo se adicionan tal que las relaciones del primer líquido más el segundo líquido no polar al primer agente tensioactivo más el segundo agente tensioactivo permanezcan constante en una base v/v, v/p, p/p, v/mol o p/mol.
6. 6. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la suspensión es el producto de la formación de la partícula de núcleo en el primer líquido.
7. 7. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de núcleo son nanopartículas o partículas de sub-micrones .
8. 8. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de núcleo son porosas.
9. 9. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque los pasos de combinación con el segundo líquido y la adición del reactivo o el precursor se repiten una o más veces, formando de este modo una pluralidad de capas .
10. 10. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el segundo líquido es acuoso.
11. 11. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el precursor se adiciona a la suspensión, el precursor que es capaz de reaccionar con el segundo líquido para formar el reactivo.
12. 12. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el reactivo comprende una especie condensable, una especie reticulable o una especie polimerizable .
13. 13. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el precursor es una especie hidrolizable, y el segundo líquido es acuoso, por lo que el precursor es capaz de hidrolizarse para formar el reactivo.
14. 14. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el precursor es un silano hidrolizable.
15. 15. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el precursor es una especie hidrolizable y el segundo líquido es un líquido acuoso, y el proceso comprende los pasos de: - hidrolizar la especie hidrolizable en el líquido acuoso para formar una especie condensable; y - condensar la especie condensable en el líquido acuoso para formar la capa.
16. 16. Proceso de conformidad con la reivindicación 15, caracterizado porque el paso de hidrolización de la especie hidrolizable comprende mantener la suspensión a una temperatura suficiente durante un tiempo suficiente para hidrolizar la especie hidrolizable.
17. 17. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende adicionalmente uno o más de los siguientes pasos: - separar al menos parcialmente las nanopartículas estratificadas del primer líquido; - lavar las nanopartículas estratificadas con un líquido acuoso; - lavar las nanopartículas estratificadas con un líquido orgánico; - secar o secar por congelación las nanopartículas estratificadas .
18. 18. Proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el paso de proporcionar la suspensión comprende: - proporcionar una emulsión que comprende gotas acuosas dispersadas en el primer líquido, la emulsión que comprende adicionalmente un agente tensioactivo, en donde las gotas comprenden un catalizador para la condensación de una especie condensable en hidrólisis; y adicionar una especie hidrolizable a la emulsión, la especie hidrolizable que es capaz de hidrolizarse en las gotas acuosas para formar la especie condensable, por lo que la especie condensable se condensa en la presencia del catalizador para formar la suspensión de las partículas de núcleo en el primer líquido.
19. 19. Proceso de conformidad con la reivindicación 18, caracterizado porque la emulsión es una microemulsión.
20. 20. Nanopartícula estratificada, caracterizada porque comprende una partícula inorgánica de núcleo o una partícula inorgánica de núcleo orgánicamente modificada, y una o más capas cerámicas porosas que circundan al menos parcialmente la partícula de núcleo, en donde al menos una región de la nanopartícula seleccionada del núcleo y una o más capas tiene un adulterante distribuido de una manera sustancialmente homogénea en la misma, la nanopartícula estratificada que es capaz de liberar el adulterante.
21. 21. Nanopartícula estratificada de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque: - la partícula de núcleo es porosa y tiene un adulterante de núcleo distribuido de una manera sustancialmente homogénea en la misma; y - al menos una de las capas es una capa porosa que tiene un adulterante de capa distribuido de una manera sustancialmente homogénea en la misma, la capa porosa que circunda al menos parcialmente la partícula de núcleo.
22. 22. Nanopartícula estratificada de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la nanopartícula es capaz de liberar el adulterante de capa y el adulterante de núcleo de manera secuencial.
23. 23. Nanopartículas estratificadas, caracterizadas porque se elaboran por un proceso que comprende los pasos de: proporcionar una suspensión que comprende partículas inorgánicas de núcleo o partículas orgánicas de núcleo, orgánicamente modificadas, en un primer líquido; - combinar la suspensión con un segundo líquido, el segundo líquido que es inmiscible con el primer líquido; y - adicionar un reactivo, o un precursor para el reactivo, a la suspensión que comprende el segundo líquido; por lo que (i) si el reactivo se adiciona a la suspensión que comprende el segundo líquido, el reactivo reacciona para formar una capa cerámica porosa en las partículas de núcleo, y (ii) si se adiciona un precursor para el reactivo a la suspensión que comprende el segundo líquido, el precursor se convierte al reactivo, y el reactivo formado de esta manera reacciona para formar una capa cerámica porosa en las partículas de núcleo; para formar las nanopartículas estratificadas, en donde ya sea la partícula de núcleo tiene un adulterante de núcleo distribuido de manera sustancialmente homogénea en las mismas, o el segundo líquido comprende un adulterante de capa de modo que la capa tiene el adulterante de capa distribuido de manera sustancialmente homogénea en la misma, o ambos, y en donde las nanopartículas estratificadas son capaces de liberar el adulterante, o al menos uno de los adulterantes.
24. 24. Sustancia en nanopartículas, caracterizada porque comprende una pluralidad de nanopartículas estratificadas cada una de las cuales comprende una partícula inorgánica de núcleo o una partícula inorgánica de núcleo orgánicamente modificada y una o más capas cerámicas porosas que circundan al menos parcialmente la partícula de núcleo, en donde al menos una región de la nanopartícula seleccionada del núcleo y una o más capas comprende un adulterante distribuido de manera sustancialmente homogénea en la misma, el adulterante que se puede liberar de la nanopartícula y el adulterante que es una sustancia activa, la sustancia en nanopartículas que tiene una distribución estrecha de tamaños de partícula.
25. 25. Método para distribuir una sustancia liberable a un fluido, caracterizado porque comprende exponer nanopartículas estratificadas que comprende partículas inorgánicas de núcleo o partículas inorgánicas de núcleo orgánicamente modificadas y una o más capas cerámicas porosas que circundan al menos parcialmente las partículas de núcleo, al fluido, en donde al menos una región de las nanopartículas seleccionada de los núcleos y una o más capas es porosa y comprende un adulterante distribuido de una manera sustancialmente homogénea en la misma, el adulterante que se puede liberar de las nanopartículas y el adulterante que es una sustancia activa y el fluido es capaz de liberar al menos parcialmente la sustancia liberable de las nanopartículas estratificadas.
26. 26. Método para administrar un fármaco a un paciente, caracterizado porque comprende distribuir al paciente nanopartículas estratificadas que comprenden partículas inorgánicas de núcleo o partículas inorgánicas de núcleo orgánicamente modificadas y una o más capas cerámicas porosas que circundan al menos parcialmente las partículas de núcleo, en donde al menos una región de la nanopartícula seleccionada del núcleo y una o más capas es porosa y comprende el fármaco distribuido de una manera sustancialmente homogénea en la misma, y las nanopartículas que son tal que el fármaco es liberable de las mismas.
27. 27. Uso se nanopartículas estratificadas que comprenden partículas inorgánicas de núcleo o partículas inorgánicas de núcleo orgánicamente modificadas y una o más capas cerámicas porosas que circundan al menos parcialmente las partículas de núcleo para administrar un fármaco a un paciente, en donde al menos una región de las nanopartículas seleccionada de los núcleos y una o más capas es porosa y comprende el fármaco distribuido de una manera sustancialmente homogénea en la misma, y las nanopartículas que son tal que el fármaco es liberable de las mismas.
28. 28. Nanopartícula estratificada de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque se forma al formar una capa en la partícula de núcleo.
29. 29. Nanopartícula estratificada de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque la velocidad de liberación del adulterante es dependiente de la naturaleza del adulterante y de la naturaleza y el tamaño de poro de la partícula de núcleo y de la capa.