(57)【要約】本発明は一般に、コロイド粒子および／または他のタイプの粒子を含むことができるコロイド系に関する。本発明の一態様は一般に、少なくとも部分的に固化して、例えば、コロイド粒子を形成することができる流体液滴を含む系を対象とする。いくつかの実施形態では、内側相を被包する少なくとも部分的に固体の外側相を含む粒子が形成される。内側相は、任意の相、例えば、固体、液体、または気体とすることができる。いくつかの場合では、粒子を形成するために液滴の外側相の少なくとも一部分を固化することにより、粒子および／または粒子を含有するコロイド系の安定性を増大させることができる。一組の実施形態では、粒子の外側相を融解または液化することにより（例えば、閾値温度より高い温度に粒子を加熱することによって）、内側相内に含有される作用物質の放出を可能にし、かつ／または内側相を粒子の外部の相と合体させることができる。
2013525087.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約１ｍｍ未満の平均直径を有する粒子を含む物品であって、該粒子が、少なくとも部分的に固体の外側相、および内側相を含み、該少なくとも部分的に固体の外側相が、該内側相を部分的または完全に被包し、ここで、該少なくとも部分的に固体の外側相が約０℃より高い融解温度を有する、物品。
【請求項２】
前記内側相が補助安定剤を本質的に含まない、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記少なくとも部分的に固体の外側相が半固体である、請求項１または２のいずれか一項に記載の物品。
【請求項４】
前記少なくとも部分的に固体の外側相が固体および液体を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項５】
前記少なくとも部分的に固体の外側相が完全に固体である、請求項１から４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項６】
前記内側相が液体を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の物品。
【請求項７】
前記内側相が固体を含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項８】
前記内側相が半固体を含む、請求項１から７のいずれか一項に記載の物品。
【請求項９】
前記粒子が種をさらに含む、請求項１から８のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１０】
前記種がナノ粒子を含む、請求項９に記載の物品。
【請求項１１】
前記種がタンパク質を含む、請求項９に記載の物品。
【請求項１２】
前記種が核酸を含む、請求項９に記載の物品。
【請求項１３】
前記種が蛍光性である、請求項９に記載の物品。
【請求項１４】
前記種が両親媒性である、請求項９に記載の物品。
【請求項１５】
前記種が量子ドットを含む、請求項９に記載の物品。
【請求項１６】
前記少なくとも部分的に固体の外側相が水中で不混和性である、請求項１から１５のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１７】
前記少なくとも部分的に固体の外側相が水と不混和性である、請求項１から１６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１８】
前記少なくとも部分的に固体の外側相が、１０℃より高い融解温度を有する、請求項１から１７のいずれか一項に記載の物品。
【請求項１９】
前記少なくとも部分的に固体の外側相が、２０℃より高い融解温度を有する、請求項１から１８のいずれか一項に記載の物品。
【請求項２０】
前記少なくとも部分的に固体の外側相が、３０℃〜５０℃の間の融解温度を有する、請求項１から１８のいずれか一項に記載の物品。
【請求項２１】
前記少なくとも部分的に固体の外側相がパラフィン油を含む、請求項１から２０のいずれか一項に記載の物品。
【請求項２２】
前記内側相が第１の内側相であり、前記粒子が、該第１の内側相と区別可能な第２の内側相をさらに含む、請求項１から２１のいずれか一項に記載の物品。
【請求項２３】
第１の流体、および種を含む第２の流体を提供する工程であって、ここで、該第１の流体および該第２の流体が少なくとも部分的に不混和性である工程と、
該第２の流体の少なくとも一部分を該第１の流体で囲繞して多重エマルジョンを形成する工程と、
該第１の流体の少なくとも一部分を固化してカプセルを形成する工程であって、ここで、該種の少なくとも９０％が、該カプセル内に部分的または完全に被包される工程と
を含む方法。
【請求項２４】
前記第１の流体が０℃より高い融解温度を有する、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
前記第１の流体が１０℃より高い融解温度を有する、請求項２３または２４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
前記第１の流体が２０℃より高い融解温度を有する、請求項２３から２５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２７】
前記第１の流体が３０℃〜５０℃の間の融解温度を有する、請求項２３から２６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２８】
前記種が両親媒性である、請求項２３から２７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２９】
前記種がナノ粒子を含む、請求項２３から２８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３０】
前記第１の流体の少なくとも一部分を固化する工程が、前記第１の流体の少なくとも一部分において相変化を開始させるのに十分な少なくとも一つの温度に前記多重エマルジョンを冷却する工程を含む、請求項２３から２９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３１】
前記カプセルが連続流体内に懸濁される、請求項２３から３０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３２】
前記カプセルが、少なくとも１週間後に、該カプセルの形成のときにその中に含有した前記種の５％未満を放出する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３３】
前記カプセルが、少なくとも２６週間後に、該カプセルの形成のときにその中に含有した前記種の５％未満を放出する、請求項３１に記載の方法。
【請求項３４】
前記種の少なくとも９５％が前記カプセル内に被包される、請求項２３から３３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３５】
外側相および内側相を含む、約１ｍｍ未満の平均直径を有する液滴を提供する工程であって、該外側相は、該内側相を部分的または完全に被包し、ここで該外側相は０℃より高い融解温度を有する、工程と、
該液滴の温度を変更することによって該外側相の少なくとも一部分を固化してカプセルを生成する工程と
を含む方法。
【請求項３６】
前記液滴が種をさらに含む、請求項３５に記載の方法。
【請求項３７】
前記種がナノ粒子を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記カプセルが、少なくとも１週間後に、該カプセルの形成のときにその中に含有した前記種の５％未満を放出する、請求項３６から３７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３９】
前記カプセルが、少なくとも２６週間後に、該カプセルの形成のときにその中に含有した前記種の５％未満を放出する、請求項３６から３８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４０】
温度を変更することによって固化される前記外側相の前記少なくとも一部分が、その温度を変更することによって液化可能である、請求項３５から３９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４１】
前記外側相が２０℃より高い融解温度を有する、請求項３５から４０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４２】
前記外側相が３０℃〜５０℃の間の融解温度を有する、請求項３５から４１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４３】
前記外側相が水中で不混和性である、請求項３５から４２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４４】
前記内側相が水溶液である、請求項３５から４３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４５】
少なくとも部分的に固体の外側相、および内側相を含む、約１ｍｍ未満の平均直径を有する粒子を提供する工程であって、該少なくとも部分的に固体の外側相は０℃より高い融解温度を有して該内側相を部分的または完全に被包する、工程と、
該少なくとも部分的に固体の外側相を融解することによって、該粒子から種を放出する工程と
を含む方法。
【請求項４６】
前記種の少なくとも５０％が、前記少なくとも部分的に固体の外側相を少なくとも融解するのに十分な閾値温度にカプセルを曝してから１時間以内に放出される、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記種がナノ粒子を含む、請求項４５または４６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４８】
前記閾値温度が少なくとも０℃である、請求項４５から４７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４９】
前記閾値温度が少なくとも２０℃である、請求項４５から４８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５０】
前記閾値温度が３０℃〜５０℃の間である、請求項４５から４９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５１】
前記外側相が水中で不混和性である、請求項４５から５０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５２】
前記内側相が水溶液である、請求項４５から５１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５３】
前記内側相が固体である、請求項４５から５２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５４】
少なくとも１つの液体コアを囲繞するシェルを有する粒子を含む物品であって、該粒子は、約１ｍｍ未満の平均直径を有し、該シェルは、約０℃より高い融解温度を有する物品。
【請求項５５】
前記粒子が、少なくとも、第１の液体コア、および該第１の液体コアと区別可能な第２の液体コアを含む、請求項５４に記載の物品。
【請求項５６】
内側の流体液滴および外側の流体液滴を含む多重エマルジョン液滴を、該外側の流体液滴の少なくとも一部分が固化するように、外部の温度および／または圧力に曝す工程を含む方法。
【請求項５７】
前記外側の流体液滴の少なくとも一部分が可逆的に固化する、請求項５６に記載の方法。
【請求項５８】
第１の温度および第１の圧力で、内側の流体液滴および外側の流体液滴を含む多重エマルジョンを提供する工程と、
該多重エマルジョン液滴を、該内側の流体液滴および該外側の流体液滴のうちの一方を少なくとも部分的に固化するのに十分な第２の温度および／または第２の圧力に曝す工程であって、ここで、（１）該第１の温度と該第２の温度が異なり、または（２）該第１の圧力と該第２の圧力が異なることの少なくとも一方である工程と
を含む方法であって、ここで、該多重エマルジョン液滴を第２の温度および／または第２の圧力に曝した後、該多重エマルジョン液滴を該第１の温度および該第１の圧力に曝すことにより、該多重エマルジョン液滴の固化した部分を融解させることができる、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願
本出願は、本明細書中に参考として援用される、Ｓｈｕｍらによる「融解乳化（Ｍｅｌｔ  Ｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ）」との題名の、２０１０年３月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／３１４，８４１号の利益を主張する。
【０００２】
政府の資金提供
本発明の様々な態様に至る研究は、少なくとも部分的に、Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ  Ｆｏｕｎｄａｔｉｏｎ、助成番号ＤＭＲ−０８２０４８４およびＤＭＲ−０６０２６８４によって支援された。米国政府は、本発明にある特定の権利を有する。
【０００３】
発明の分野
本発明は一般に、コロイド粒子および／または他のタイプの粒子を含むことができるコロイド系および他の系に関する。
【背景技術】
【０００４】
背景
コロイド系は一般に、第２の相内に分散した第１の相を伴う。例えば、１つの型のコロイド系は、第１の流体が典型的には第１の流体と不混和性である第２の流体中に分散しているとき存在する流体状態（例えば、エマルジョン）である。一般的なエマルジョンの例は、水中油型および油中水型エマルジョンである。多重エマルジョンは、２つ超の流体、および／または典型的な２流体エマルジョンより複雑な様式で配置された２つ以上の流体で形成されるエマルジョンである。例えば、多重エマルジョンは、油中水中油型エマルジョン（「ｏ／ｗ／ｏ」）、または水中油中水型エマルジョン（「ｗ／ｏ／ｗ」）とすることができる。多重エマルジョンは、薬学的送達、塗料、インクおよびコーティング剤、食物および飲料、化学的分離、ならびに健康補助剤および美容補助剤などの分野における現在の用途ならびに潜在的な用途のために特に興味深い。
【０００５】
典型的には、別の液滴内部の液滴という多重エマルジョンは、２段階乳化技法を使用して作製され、この技法は、混合によるせん断力を適用して乳化プロセスの間に形成される液滴のサイズを小さくする工程を含み得る。例えば、多孔質ガラス膜を使用する膜乳化技法などの他の方法も、水中油中水型エマルジョンを生成するのに使用されている。マイクロ流体技法も、２つ以上の工程を含む手順を使用して液滴内部の液滴を生成するのに使用されている。例えば、２００４年１０月２８日にＷＯ２００４／０９１７６３（特許文献１）として公開された、Ｌｉｎｋらによる「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｆｌｕｉｄｉｃ  Ｓｐｅｃｉｅｓ」という表題の、２００４年４月９日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１０９０３号；または２００４年１月８日にＷＯ２００４／００２６２７（特許文献２）として公開された、Ｓｔｏｎｅらによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ」という表題の、２００３年６月３０日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０３／２０５４２号を参照。これらのそれぞれは、本明細書中に参考として援用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００４／０９１７６３号
【特許文献２】国際公開第２００４／００２６２７号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明の概要
本発明は一般に、コロイド粒子および／または他のタイプの粒子を含むことができるコロイド系に関する。本発明の主題は、いくつかの場合では、相互に関連する生成物、特定の問題に対する代替の解決策、ならびに／または１つ以上の系および／もしくは物品の複数の異なる使用を伴う。
【０００８】
本発明の一態様は一般に、少なくとも部分的に固体の外側相、および内側相を含むコロイド粒子であって、少なくとも部分的に固体の外側相は内側相を被包し、ここで、上記少なくとも部分的に固体の外側相は０℃より高い融解温度を有する、コロイド粒子を対象とする。
【０００９】
別の態様では、本発明は一般に、約１ｍｍ未満の平均直径を有する粒子を対象とする。いくつかの実施形態では、粒子は、少なくとも部分的に固体の外側相、および内側相を含む。ある特定の場合では、少なくとも部分的に固体の外側相は、内側相を部分的または完全に被包する。場合によっては、少なくとも部分的に固体の外側相は、約０℃より高い融解温度を有する。
【００１０】
本発明のさらに別の態様は一般に、外側の流体を、作用物質を含む内側相と合わせる工程と、多重エマルジョンを形成する工程とを含む方法であって、ここで、作用物質の少なくとも９０％が多重エマルジョンの液滴中に被包される方法を対象とする。
【００１１】
本発明の別の態様では、この方法は一般に、第１の流体および第２の流体を提供する行為と、第２の流体の少なくとも一部分（ｐｏｒｔｉｏｎ）を第１の流体で囲繞して多重エマルジョンを形成する行為と、第１の流体の少なくとも一部分を固化してカプセルを形成する行為とを対象とする。ある特定の実施形態では、第２の流体は種（ｓｐｅｃｉｅｓ）を含み、いくつかの場合では、種の少なくとも９０％は、部分的または完全にカプセル内に被包されている。一組の実施形態では、第１の流体および第２の流体は、少なくとも部分的に不混和性であってもよい。
【００１２】
本発明のさらに別の態様は一般に、外側相および内側相を含む液滴を提供する工程であって、外側相は０℃より高い融解温度を有して内側相を被包する、工程と、温度を変更することによって外側相の少なくとも一部分を固化する工程とを含む方法を対象とする。
【００１３】
この方法は、別の態様によれば、約１ｍｍ未満の平均直径を有する液滴を提供する行為と、液滴の温度を変更することにより、外側相の少なくとも一部分を固化してカプセルを生成する行為とを含む。いくつかの実施形態では、液滴は外側相および内側相を含み、いくつかの場合では、外側相は部分的または完全に内側相を被包する。ある特定の場合では、外側相は、０℃より高い融解温度を有する。
【００１４】
本発明のさらに別の態様は一般に、少なくとも部分的に固体の外側相、および内側相を含むコロイド粒子を提供する工程であって、少なくとも部分的に固体の外側相は０℃より高い融解温度を有して内側相を被包する工程と、コロイド粒子から作用物質を放出する工程であって、ここで、液滴から作用物質を放出する工程は、少なくとも部分的に固体の外側相を融解する工程を含む工程とを含む方法を対象とする。
【００１５】
この方法は、本発明のさらに別の態様では、約１ｍｍ未満の平均直径を有する粒子を提供する行為と、少なくとも部分的に固体の外側相を融解することによって粒子から種を放出する行為とを含む。いくつかの実施形態によれば、粒子は、少なくとも部分的に固体の外側相、および内側相を含み、いくつかの場合では、少なくとも部分的に固体の外側相は、部分的または完全に内側相を被包する。一組の実施形態では、少なくとも部分的に固体の外側相は、０℃より高い融解温度を有する。
【００１６】
本発明の別の態様は、約０℃より高い融解温度を有して液体コアを囲繞するシェルを有する、粒子を対象とする。別の態様では、本発明は一般に、少なくとも１つの液体コアを囲繞するシェルを有する粒子を対象とする。いくつかの実施形態では、粒子は、約１ｍｍ未満の平均直径を有する。ある特定の場合では、シェルは、約０℃より高い融解温度を有する。
【００１７】
本発明のさらに別の態様は、内側の流体および外側の流体を含む多重エマルジョンを、外側の流体の少なくとも一部分が可逆的に固化するように外部の温度および圧力に曝す工程を含む方法を対象とする。本発明は、別の態様によれば、内側の流体液滴および外側の流体液滴を含む多重エマルジョン液滴を、外側の流体液滴の少なくとも一部分が固化するように外部の温度および／または圧力に曝す行為を含む。
【００１８】
本発明のさらに別の態様は、第１の温度および第１の圧力で、内側の流体および外側の流体を含む多重エマルジョンを提供する工程と、多重エマルジョンを、内側の流体および外側の流体のうちの一方を少なくとも部分的に固化させるのに十分な第２の温度および第２の圧力に曝す工程とを含む方法であって、ここで、（１）第１の温度と第２の温度が異なり、または（２）第１の圧力と第２の圧力が異なることの少なくとも一方であり、ここで、多重エマルジョンを第２の温度および第２の圧力に曝した後、多重エマルジョンを第１の温度および第１の圧力に曝すと、多重エマルジョンの固化した部分が融解する方法を対象とする。
【００１９】
本方法は、さらに別の態様によれば、第１の温度および第１の圧力で、内側の流体液滴および外側の流体液滴を含む多重エマルジョン液滴を提供する行為と、多重エマルジョン液滴を、内側の流体液滴および外側の流体液滴のうちの一方を少なくとも部分的に固化させるのに十分な第２の温度および／または第２の圧力に曝す行為とを含む。いくつかの場合では、第１の温度と第２の温度は異なり、かつ／または第１の圧力と第２の圧力は異なる。ある特定の実施形態では、多重エマルジョン液滴を第２の温度および／または第２の圧力に曝した後、多重エマルジョン液滴を第１の温度および第１の圧力に曝すと、多重エマルジョン液滴の固化した部分を融解させることができる。
【００２０】
本発明の他の利点および新規の特徴は、添付の図面とともに考慮されるとき、様々な限定されない本発明の実施形態の以下の詳細な記載から明らかとなる。本明細書と参照により組み込まれている文献が、矛盾する、かつ／または一致しない開示を含む場合には、本明細書が支配するものとする。参照により組み込まれている２つ以上の文献が、互いに矛盾する、かつ／または一致しない開示を含む場合、より遅い発効日を有する文献が支配するものとする。
【００２１】
限定されない本発明の実施形態を、添付の図面を参照して例として説明する。これらの図面は概略図であり、縮尺で製図するように描かれることを意図していない。図面において、例示されたそれぞれ同一の、またはほぼ同一の成分（ｃｏｍｐｏｎｅｎｔ）は、典型的には１つの数字によって表されている。平明さを目的としたため、あらゆる成分が図面ごとに表示されているわけではなく、本発明の各実施形態のあらゆる成分が示されているわけでもないので、その例示によって必ずしも本発明を当業者に理解させられるわけではない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１Ａ】図１Ａは、本発明のある特定の実施形態による、フローフォーカシング幾何的配置（ｆｌｏｗ  ｆｏｃｕｓｉｎｇ  ｇｅｏｍｅｔｒｙ）を使用したマイクロフルイディックデバイス中での二重エマルジョン液滴の形成を示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本発明の別の実施形態によるマイクロフルイディックデバイスの概略図を示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本発明の一実施形態による、二重エマルジョン液滴から形成された粒子からの１つ以上の種の被包および放出を例示する概略図を示す。
【図２Ａ】図２Ａは、本発明の一実施形態による、脂肪酸グリセリドを含む固体シェルを有する粒子の明視野顕微鏡画像を示す。
【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａと同じ範囲の蛍光顕微鏡画像を示す。
【図２Ｃ】図２Ｃは、本発明の別の実施形態による、二重エマルジョン液滴から形成された、脂肪酸グリセリドの固体シェルを有する粒子が室温で６カ月間貯蔵された後の、該粒子の明視野顕微鏡画像を示す。
【図２Ｄ】図２Ｄは、図２Ｃと同じ範囲の蛍光顕微鏡画像を示す。
【図３Ａ】図３Ａは、本発明の一実施形態による、脂肪酸グリセリドの粒子からの蛍光ビーズの放出を示す、一連の蛍光顕微鏡画像を例示する。
【図３Ｂ】図３Ｂは、本発明の別の実施形態による、パラフィンの粒子からのトルイジンブルーの放出を示す、一連の明視野蛍光顕微鏡画像を例示する。
【図３Ｃ】図３Ｃ〜３Ｄは、本発明の一実施形態による、ヘキサデカンと混合された脂肪酸グリセリドの粒子からの洗濯洗剤（ｌａｕｎｄｒｙ  ｄｅｔｅｒｇｅｎｔ）の放出を示す、一連の画像を例示する。
【図３Ｄ】図３Ｃ〜３Ｄは、本発明の一実施形態による、ヘキサデカンと混合された脂肪酸グリセリドの粒子からの洗濯洗剤（ｌａｕｎｄｒｙ  ｄｅｔｅｒｇｅｎｔ）の放出を示す、一連の画像を例示する。
【図４Ａ】図４Ａ〜４Ｅは、本発明のある特定の実施形態による、様々な種を被包する様々なシェルを有するある特定の粒子を示す。
【図４Ｂ】図４Ａ〜４Ｅは、本発明のある特定の実施形態による、様々な種を被包する様々なシェルを有するある特定の粒子を示す。
【図４Ｃ】図４Ａ〜４Ｅは、本発明のある特定の実施形態による、様々な種を被包する様々なシェルを有するある特定の粒子を示す。
【図４Ｄ】図４Ａ〜４Ｅは、本発明のある特定の実施形態による、様々な種を被包する様々なシェルを有するある特定の粒子を示す。
【図４Ｅ】図４Ａ〜４Ｅは、本発明のある特定の実施形態による、様々な種を被包する様々なシェルを有するある特定の粒子を示す。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明のある特定の実施形態による、２穴（ｔｗｏ−ｂｏｒｅ）二重エマルジョン液滴を生成するためのマイクロフルイディックデバイスの概略図を示す。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明のいくつかの実施形態による、Ｗｒｉｇｈｔ染色剤（明）およびローダミンＢ（暗）の水溶液をそれぞれ含有する２つの内側の区画を有する粒子の明視野顕微鏡画像を示す。
【図５Ｃ】図５Ｃは、粒子の表面を示す、図５Ｂからの乾燥粒子のＳＥＭ（走査電子顕微鏡法）画像を例示する。
【図５Ｄ】図５Ｄは、粒子の断面を示す、図５Ｂからの粒子のＳＥＭ画像を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明は一般に、コロイド粒子および／または他のタイプの粒子を含むことができるコロイド系に関する。本発明の一態様は一般に、少なくとも部分的に固化することによって、例えば、粒子を形成することができる流体液滴を含む系を対象とする。いくつかの実施形態では、内側相を被包する少なくとも部分的に固体の外側相を含む粒子が形成される。内側相は、任意の相、例えば、固体、液体、または気体とすることができる。いくつかの場合では、粒子を形成するために液滴の外側相の少なくとも一部分を固化することにより、粒子および／または粒子を含有するコロイド系の安定性を増大させることができる。一組の実施形態では、粒子の外側相を融解または液化することにより、内側相内に含有される種の放出を可能にし、かつ／または内側相を粒子の外部の相と合体させることができる。外側相の融解温度は、いくつかの実施形態では、外側相が所定の温度より上で融解するように制御することができる。いくつかの実施形態では、粒子は、補助安定剤を本質的に含まないように形成することができる。いくつかの実施形態では、種は、比較的高い効率で粒子内に被包することができる。本発明の他の態様は一般に、例えば、そのような粒子を含有するコロイド系、そのようなコロイド系を包含するキットなどを作製および使用する方法を対象とする。
【００２４】
コロイド系は一般に、少なくとも２つの別個の相、すなわち、分散した第１の相および連続的な第２の相を含む。コロイド系の一例は、コロイド系の分散相（例えば、第１の流体）および連続相（例えば、第２の流体）がともに液体であるエマルジョンである。コロイド系の別の例は、分散相が固体であり、連続相が液体である粒子懸濁物である。いくつかの実施形態では、粒子懸濁物中の粒子は、以下により詳細に論じられるように、固体粒子の内部に液相または他の流体相を含む場合がある。一実施形態では、エマルジョンの連続的な第２の流体内に含有される分散した第１の流体（すなわち、その中に液滴として分散した）は、本明細書に論じられるものなどの技法を使用して、少なくとも部分的に固化されることによって、粒子懸濁物を形成することができる。
【００２５】
ある特定の実施形態では、本発明は一般に、多重エマルジョンを含めたエマルジョン、ならびにそのようなエマルジョンを作製または使用するための方法および機器に関する。「多重エマルジョン」は、本明細書において使用される場合、その中に１つ以上のより小さい流体液滴を含有する、より大きい流体液滴の系を記述し、これらのより小さい液滴は、こうした液滴内にさらにより小さい流体液滴を含有することができ、それを任意の回数繰り返すことができる。二重エマルジョンでは、例えば、連続流体は、その中に１つ以上の液滴を含有することができ、これらの液滴もまた、その中に１つ以上のより小さい液滴を含有することができる。より小さい液滴は、この液滴を含有する連続流体と同じ、または異なる流体を含有することができる。ある特定の実施形態では、多重エマルジョン内での液滴内液滴のより大きい程度のネスティングが可能である。多重エマルジョンは、種、例えば、薬学的作用物質（ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ  ａｇｅｎｔ）、細胞、化学物質などを被包するのに有用となり得る。以下に記載されるように、多重エマルジョンは、ある特定の実施形態では、一般に正確な再現性を伴って形成することができる。いくつかの場合では、種の被包は、本明細書に論じられるように、比較的定量的に実施することができる。
【００２６】
多重エマルジョンは、少なくとも場合によっては、熱力学的に不安定である場合があり、多重エマルジョン内に含有される液滴は、他の混和性液滴と接触または合体することによって、ある特定の状況下で崩壊する場合がある。しかし、多重エマルジョン内に含有される液滴の安定性は、例えば、補助安定剤（例えば、界面活性剤）の存在下で多重エマルジョンを形成することによって改善することができる。補助安定剤の例は、以下に論じられている。いくつかの実施形態では、多重エマルジョン内の液滴は、液滴または液滴の部分を少なくとも部分的に固化して粒子懸濁物を形成することによって安定化することができ、この場合、液滴の合体は、固相の形成のために少なくとも部分的に阻害される。さらに、いくつかの実施形態によれば、粒子の固化した部分を液相に戻すことにより（例えば、固化した部分を融解することによって）、不安定性を再導入することができる。したがって、本明細書に開示される本発明のいくつかの実施形態では、粒子の相変化をそれなりに使用することによって、粒子からの１つ以上の種の放出を誘発することができる。以下により詳細に論じられるように、多重エマルジョンは、連続相流体を使用して、連続相流体内で外側相流体と内側相流体とを合わせることによって形成することができ、この場合、外側相流体は、内側相流体を被包し、すなわち、外側相流体は、内側相流体を部分的または完全に囲繞する。被包は、完全であっても部分的であってもよい。
【００２７】
いくつかの実施形態では、多重エマルジョンなどのコロイド系は、補助安定剤を本質的に含まないものとすることができる。補助安定剤は、多重エマルジョンに添加される場合、そのような補助安定剤がまったく添加されない場合と比べて多重エマルジョンの安定性を増大させる、界面活性剤などの作用物質である。例えば、多重エマルジョンの安定性は、多重エマルジョンが液滴合体によって崩壊する結果、結果として生じる系をもはや多重エマルジョンであるとみなすことができなくなるのに、相対的により長い時間量が必要とされるように、増大することができる。例えば、時間量は、少なくとも２倍、少なくとも３倍、少なくとも５倍、少なくとも１０倍、少なくとも３０倍、少なくとも５０倍、または少なくとも１００倍である場合がある。いくつかの場合では、補助安定剤は、液滴の不安定性または合体が、例えば、少なくとも約１日または１週間の期間にわたってまったく検出されないように、多重エマルジョン液滴を安定化することができる。補助安定剤の非限定例には、モノオレイン酸ソルビタン（ｓｏｒｂｉｔｏｎ−ｍｏｎｏｏｌｅａｔｅ）またはドデシル硫酸ナトリウムが含まれる。
【００２８】
本明細書において使用される場合、「補助安定剤を本質的に含まない」は、固体外側相と、種を含有する非固体内側相とを含有する粒子に関して、粒子が補助安定剤を含有せず、または粒子の固体外側相が、例えば、固相を融解することができる閾値温度もしくは融解温度に固相を曝すことによって融解または液化され、それによって、粒子の内側相から種の放出が生じる場合に、粒子からの種の放出を防止するのに必要とされるより少ない補助安定剤を含有する、すなわち、粒子内に存在し得るいずれの補助安定剤の存在も、補助安定剤がまったく存在しない同様の粒子と比較して、閾値温度もしくは融解温度、または粒子が種を放出する他の条件を著しく変更しないことを意味する。
【００２９】
いくつかの実施形態では、１つ以上の流体液滴、またはその部分を固化することができる。液滴の少なくとも一部分が固化するように流体液滴を固化するための任意の技法を使用することができる。例えば、流体液滴またはその一部分を、液滴の部分の融点またはガラス転移温度未満の温度に冷却することができ、流体の一部分を固化させる化学反応（例えば、重合反応、固体生成物を生成する２つの流体間の反応など）を使用することができる、などである。固化は、部分的であっても完全であってもよく、例えば、流体液滴の相全体（例えば、外側相）を固化して固体を形成することができ、または相（例えば、外側相）の部分のみを固化して固体を形成することができる一方で、この相の他の部分は液体のままであることができる。本明細書で言及されるように、固体の部分は、非晶質固体または結晶質固体、半固体などとすることができる。
【００３０】
一実施形態では、流体液滴またはその一部分は、流体液滴の成分のうちの少なくとも１つを固体状態またはガラス状態に到達させる温度にまで流体液滴の温度を下げることによって固化される。例えば、流体液滴（またはその一部分）は、流体液滴の成分または一部分の融点またはガラス転移温度未満の温度に流体液滴を冷却することによって固化し得、それによってこの成分または一部分が固体になることができる。非限定例として、流体液滴を高温（例えば、室温より上、約２５℃）で形成し、次いで冷却することができ（例えば、室温もしくは室温未満の温度に）、または流体液滴を室温で形成し、次いで室温未満の温度に冷却することができる、などである。
【００３１】
いくつかの場合では、内側液滴を囲繞している外側の流体の部分、または他の流体の部分を、外側の流体を固化またはゲル化することなどによって固めて、内側の流体を囲繞するシェルを形成することができる。このようにして、カプセルまたは粒子を形成することができ、いくつかの場合では、一貫した、かつ／もしくは単分散の内側液滴を伴い、かつ／またはいくつかの場合では、一貫した、かつ／もしくは単分散の外側シェルを伴う。いくつかの実施形態では、単分散粒子を形成することができる。いくつかの実施形態では、それは、外側の流体の相変化によって達成することができる。様々な実施形態では、液滴全体（任意の、もしくはすべての内側の流体を含む）を固化することができ、または液滴の部分のみを固化することができる（例えば、外側の流体の一部分を固化することができる）。例えば、いくつかの実施形態では、多重エマルジョン液滴の外側相は、内側相と異なる融解温度を有することができ、その結果、多重エマルジョン液滴をある特定の温度に曝すと、多重エマルジョン液滴の外側相は固化することができる一方で内側相は固化せず、かつ／または内側相は固化することができる一方で外側相は固化しない。
【００３２】
多重エマルジョン液滴中の流体相の相変化は、温度変化によって開始することができ、例えば、いくつかの場合では、相変化は可逆性である。例えば、ワックスまたはゲルを、ワックスまたはゲルを流体として維持する温度で流体として使用することができる。冷却すると、ワックスまたはゲルは、固相を形成することができ、例えば、カプセルまたは粒子をもたらすことができる。いくつかの場合では、固相は、半固体特性または準固体特性を示すことができ、例えば、固体と液体の中間の粘度および／または剛性を示すことができる。固相は非晶質であっても、結晶質であってもよい。したがって、例えば、多重エマルジョン液滴を、ワックスまたはゲルを使用して、このワックスまたはゲルが液体である条件下で形成し（例えば、ワックスまたはゲルの融点より高い温度で多重エマルジョン液滴を形成することによって）、次いで多重エマルジョン液滴を冷却させて、例えば、ワックスまたはゲルの少なくとも一部分が固体になるように、ワックスまたはゲルを少なくとも部分的に固化させることができる。例えば、ワックスまたはゲルが多重エマルジョン液滴の外側相として形成される場合、ワックスまたはゲルが冷却されて、ワックスまたはゲルが少なくとも部分的に固化すると、ワックスまたはゲルが内側の流体を被包または囲繞するカプセルまたは粒子を形成することができる。ワックスまたはゲルの非限定例として、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、脂肪酸グリセリド（ｆａｔｔｙ  ｇｌｙｃｅｒｉｄｅｓ）、パラフィン油、ノナデカン、エイコサンなどが挙げられる。
【００３３】
いくつかの場合では、多重エマルジョン液滴は、ゾル状態およびゲル状態を有する流体の一部分を含むことができ、その結果、ゾル状態からゲル状態に流体の部分を変換すると、部分が固化する。流体の部分のゾル状態のゲル状態への変換は、当業者に公知の任意の技法を通じて、例えば、流体の部分を冷却することによって、流体の部分内でポリマー反応（ｐｏｌｙｍｅｒｉｃ  ｒｅａｃｔｉｏｎ）を開始することなどによって達成することができる。例えば、アガロースが使用され、アガロースを含有する多重エマルジョン液滴などの流体液滴を、アガロースのゲル化温度より高い温度で生成することができ、次いで液滴は引き続いて冷却され、アガロースをゲル状態に入らせる。別の例として、アクリルアミドが使用される場合（例えば、多重エマルジョン液滴などの流体液滴内に溶解した）、アクリルアミドを重合させることによって（例えば、ＡＰＳ（過硫酸アンモニウム）およびテトラメチルエチレンジアミンを使用して）、ポリアクリルアミドを含むポリマー粒子を生成することができる。
【００３４】
別の組の実施形態では、相変化は、圧力変化によって開始することができる。例えば、液滴の相が液体または流体であって、例えば、相が外側の流体または内側の流体である多重エマルジョン液滴を、第１の圧力で形成することができる。第２の圧力に圧力を下げるか上昇させると、相を少なくとも部分的に固化させることができる。そのような流体の非限定例には、ポリスチレンとポリ（ブチルアクリレート）またはポリ（２−エチルヘキシルアクリレート）とのコポリマーなどのバロプラスチック（ｂａｒｏｐｌａｓｔｉｃ）ポリマーが挙げられる。
【００３５】
別の組の実施形態では、流体液滴またはその一部分は、流体の部分の固化を起こさせる化学反応を使用して固化することができる。例えば、流体液滴に添加された２つ以上の反応成分（ｒｅａｃｔａｎｔ）を反応させて固体生成物を生成し、それによってその部分の固化を起こさせることができる。別の例として、流体液滴内の第１の反応成分を、流体液滴を囲繞する液体内の第２の反応成分と反応させることによって固体を生成することができ、それによりしたがって、いくつかの場合では、固体「シェル」内の流体液滴をコーティングし、それによって、固体のシェルもしくは外部、および流体のコアもしくは内部を有するコア／シェル粒子またはカプセルを形成することができる。
【００３６】
さらに別の組の実施形態では、粒子は、多重エマルジョン液滴中の１つ以上の相、例えば、外側相および／または内側相を重合することによって形成することができる。重合は、例えば、化学的に、熱を通じて、または電磁放射線（例えば、紫外線照射（ａｄｉａｔｉｏｎ））を介して触媒されて、固体ポリマーシェルを形成することができるプレポリマーまたはモノマーを使用することを含めて、いくつかの方法で達成することができる。例えば、重合反応を流体液滴またはその一部分内で開始し、それによってポリマー粒子の形成を生じさせることができる。例えば、流体液滴は、１つ以上のモノマーまたはオリゴマー前駆体を含有することができ（例えば、流体液滴内に溶解および／または懸濁した）、これらは、重合して、固体であるポリマーを形成することができる。重合反応は、自発的に起こるか、または例えば、流体液滴が形成する間、もしくは流体液滴が形成された後に、何らかの様式で開始される場合がある。例えば、重合反応は、流体液滴に開始剤を添加することによって、流体液滴に光または他の電磁エネルギーを印加する（例えば、光重合反応を開始するために）ことなどによって開始することができる。
【００３７】
固化反応の非限定例は、例えば、塩化ジアシルおよびジアミンからナイロン（例えば、ポリアミド）の生成を伴う重合反応である。当業者は、様々な適当なナイロン生成技法が分かる。例えば、ナイロン−６，６は、塩化アジポイルと１，６−ジアミノヘキサンとを反応させることによって生成することができる。例えば、流体液滴またはその一部分は、連続相内の塩化アジポイルを流体液滴内の１，６−ジアミノヘキサンと反応させることによって固化することができ、これらは反応して、流体液滴の表面でナイロン−６，６を形成することができる。反応条件に応じて、ナイロン−６，６は、流体液滴の表面で（例えば、固体外部および流体内部を有する粒子を形成して）、または流体液滴内で（例えば、固体粒子を形成して）生成することができる。
【００３８】
さらに、固化した粒子のポリマーは、いくつかの実施形態では、分解して相を本質的に流体状態に戻すことができる。例えば、ポリマーは、加水分解的、酵素的、光分解的などに分解性である場合がある。いくつかの実施形態では、ポリマーは、固体または「ガラス」相から「ゴム」相への相変化を示す場合があり、いくつかの場合では、作用物質は、ポリマーがゴム相にあるときポリマーを通過することができるが、ポリマーが固相にあるときポリマーを通過することができない。例えば、ポリマーは、少なくともそのガラス転移温度に加熱されるとそのような相変化を示すことができる。
【００３９】
いくつかの実施形態では、粒子の作用物質または他の内容物は、粒子の閾値温度より上の温度で放出することができる。粒子の「閾値温度」は、それより上の温度で粒子が粒子内の内部に含有される作用物質もしくは他の内容物を放出する温度であり、閾値温度未満で、粒子は、作用物質もしくは他の内容物を放出することができず、または少なくとも比較的長い期間、例えば、少なくとも１日以内に検出可能な量の作用物質を放出しない。いくつかの実施形態では、閾値温度は、具体的な、定義の明確な温度であり、例えば、この温度は、粒子の相の融解温度である場合がある。しかし、他の実施形態では、閾値温度は、範囲または勾配としてより正確に記述される場合があり、例えば、ある特定のポリマーは、融解温度を有し、またはある温度範囲にわたって転移（例えば、ガラス相からゴム相への）を示す場合がある。別の例として、閾値温度は、ポリマーのガラス転移温度とすることができる。
【００４０】
ある特定の例として、粒子からの作用物質の放出は、粒子の少なくとも一部分を融解することによって起こり得る。いくつかの実施形態では、閾値温度は、粒子の１つ以上の相、例えば、外側相または外側相の融解温度である場合がある。閾値温度は、分解温度（例えば、固相材料が分解（ｄｅｇｒａｄｅ）もしくは分解（ｄｅｃｏｍｐｏｓｅ）し始める温度）またはガラス転移温度であってもよい。いくつかの実施形態では、粒子は、所定の閾値温度を有することができる。いくつかの実施形態では、粒子の閾値温度（例えば、融解温度、ガラス転移温度、分解温度など）は、少なくとも０℃、少なくとも１０℃、少なくとも２０℃、少なくとも３０℃、少なくとも４０℃、少なくとも５０℃、少なくとも６０℃、少なくとも７０℃、少なくとも８０℃、またはさらに高い場合がある。いくつかの実施形態では、粒子の閾値温度（例えば、融解温度、ガラス転移温度、分解温度など）は、０℃と２０℃の間、１５℃と３５℃の間、３０℃と５０℃の間、または４５℃と６５℃の間である場合がある。これらの範囲の外側の温度も、ある特定の実施形態では、同様に使用することができることが理解されるべきである。さらに、例えば、作用物質を放出させるために、温度の代わりに、かつ／または温度に加えて圧力を制御してもよい。例えば、当業者は、固相（例えば、粒子の外側相）の融解温度は、圧力によって影響され得ることを認識するはずである。
【００４１】
粒子は、例えば、粒子の相、例えば、外側相の閾値温度以上の温度に粒子を曝すと種を放出することができる。閾値温度は、例えば、融解温度、分解温度、ガラス転移温度などである場合がある。いくつかの場合では、種の放出は、比較的急速である場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、粒子は、閾値温度に粒子を曝してから１分以内、閾値温度に粒子を曝してから５分以内、閾値温度に粒子を曝してから１０分以内、閾値温度に粒子を曝してから３０分以内、または閾値温度に粒子を曝してから１時間以内に、粒子内に含有される種の少なくとも５０％を放出することができる。
【００４２】
しかし、いくつかの実施形態では、粒子は、閾値温度より高い温度に粒子を曝した後、はるかに長い期間にわたって種を保持することができる場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、粒子が閾値温度より高い温度に連続して曝されている間でさえ、少なくとも１週間、少なくとも２週間、少なくとも１カ月（４週間）、少なくとも６カ月（２６週間）、または少なくとも１年間の期間後に、種の５％未満が粒子によって放出される場合がある。
【００４３】
粒子の外側相（または本明細書で論じられるように相が制御され得る粒子の任意の他の相）は、任意の適当な材料から形成することができる。いくつかの実施形態では、例えば、外側相（または他の相）が液体状態であるとき、外側相は、内側相または粒子の他の相と本質的に不混和性であるように選択することができる。相が制御され得る適当な材料の例として、それだけに限らないが、グリセリドなどの油（３３℃〜３５℃の融点）、パラフィン油（４２℃〜４５℃の融点）、ノナデカン（３２℃の融点）、およびエイコサン（３７℃の融点）を挙げることができる。融点は、当業者に公知の任意の適当な技法、例えば、Ｔｈｉｅｌｅ管、Ｆｉｓｈｅｒ−Ｊｏｈｎｓ機器、Ｇａｌｌｅｎｋａｍｐ融点機器などを使用して決定することができる（いくつかの物質の過冷却する能力のために、密接に関係した「凝固点」（液体から固体への転移温度）ではなく、「融点」（固体から液体への転移温度）が典型的には決定されることにも留意すべきである）。
【００４４】
典型的には、物質は単一の融解温度を有し、この温度で物質は固相から液相に転移する。しかし、いくつかの場合では、ある特定のタイプの材料については単一の融解温度を厳密に定義することが可能でない場合があり、すなわち、上記の例に言及したものなどの材料は、様々な融解温度を示すが場合があることが理解されるべきである。いくつかの実施形態では、成分の混合物を、外側相または他の相として使用することができる。当業者は、そのような融解温度を予測することができ、所定の融点を有する１つ以上の材料を選択するために、そのような情報を使用することができる。例えば、異なる融解温度を有する２つ以上の成分の混合物を使用することができ、いくつかの実施形態では、混合物の融解温度は、混合物内で少なくとも２つの成分の比を一緒に制御することによって予め決定することができる。当業者は、混合物内の２つ以上の成分の比を選択することができる。いくつかの場合では、成分の混合物の融解温度または閾値温度は、例えば、当業者に公知の日常の技法および計算を使用して、混合物のある特定の所定の融解温度または閾値温度が実現されるように、混合物を形成する成分の比を制御することによって制御することができる。例えば、粒子は、グリセリドおよびパラフィンの混合物を含有することができ、正確な融解温度または閾値温度を、混合物内のグリセリドとパラフィンの重量比または質量比を制御することによって制御することができる。
【００４５】
相変化にかけられない内側相または他の相は、任意の適当な材料とすることができ、様々な実施形態では、固体、液体、気体などであってよい。いくつかの実施形態では、例えば、内側相は水溶液である。内側相（または他の相）は、本明細書に論じられるような１つ以上の種を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅ）かまたは、含有する（ｃｏｎｔａｉｎ）こともできる。いくつかの実施形態では、内側相は、追加の成分を含むことができる。例えば、内側相（または他の相）は、グリセロールなどの、内側相の粘度を増大させる成分を含むことができる。
【００４６】
上記に論じたように、いくつかの実施形態では、粒子の少なくとも部分的に固化された部分、例えば、粒子の外側相により、粒子を安定化させることができる。有利には、この方法は、いくつかの実施形態では、両親媒性化合物などの種を含有するか、または被包するのに使用することができる。一般に、両親媒性化合物は、先行技術の技法、例えば、多重エマルジョン液滴を作り出すための先行技術の技法を使用して被包するのは困難となり得る。いずれの理論にも束縛されることを望むものではないが、両親媒性化合物は、場合によっては、エマルジョン内の液滴の油−水界面を混乱させ、それによってエマルジョン内の液滴の半減期を著しく短くし、かつ／または多重エマルジョン液滴の形成を防止もしくは阻害し得る。しかし、本明細書で論じられるように、粒子を形成するために両親媒性化合物を含有する液滴の少なくとも一部分を固化することによって、粒子は両親媒性化合物を含有することができる。こうして形成された粒子は、本明細書で論じられるように安定となり得、いくつかの場合では、両親媒性化合物を含有する粒子は、無期限に安定となり得る。いくつかの実施形態では、例えば、粒子の少なくとも一部分に両親媒性化合物を放出させることができる閾値温度に粒子を曝すことによって、粒子に、望まれるときに両親媒性化合物を放出させることもでき、例えば、粒子の固体の外側の部分が融解または液化されることによって、粒子から両親媒性化合物を放出することが可能になり得る。
【００４７】
本明細書で論じられるコロイド系および他の系が有用であることを証明することができる分野には、例えば、食物、飲料、健康補助剤および美容補助剤、塗料およびコーティング剤、家庭用品（例えば、界面活性剤）、ならびに薬物および薬物送達が含まれる。例えば、正確な量の薬物、薬学的作用物質、もしくは他の作用物質をエマルジョン内に含有することができ、または場合によっては、細胞を液滴内に含有することができ、細胞を貯蔵および／または送達することができる。貯蔵および／または送達することができる他の種または作用物質には、例えば、生化学的な種、例えば、ｓｉＲＮＡ、ＲＮＡｉおよびＤＮＡなどの核酸、タンパク質、ペプチド、または酵素などが含まれる。本発明のエマルジョン内に組み込むことができる追加の種または作用物質として、それだけに限らないが、ナノ粒子、量子ドット、芳香剤、タンパク質、指示薬、色素、蛍光種（ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｔ  ｓｐｅｃｉｅｓ）、化学物質、両親媒性化合物、界面活性剤、薬物などが挙げられる。本発明のエマルジョン内に組み込むことができるさらなる追加の種または作用物質として、それだけに限らないが、農薬（ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ）、例えば、除草剤、殺真菌薬、殺虫剤、成長調節物質、および殺菌剤などが挙げられる。エマルジョンは、ある特定の場合では、化学反応を制御するため、またはインビトロ転写および翻訳のため、例えば、定方向進化技術（ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ  ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）などのための反応器（ｒｅａｃｔｉｏｎ  ｖｅｓｓｅｌ）としても機能を果たすことができる。
【００４８】
したがって、本発明のある特定の実施形態では、流体液滴（またはその一部分）は、追加の種、例えば、他の化学的実体、生化学的実体、または生物学的実体（例えば、流体中に溶解または懸濁した）、細胞、粒子、気体、分子、薬学的作用物質、薬物、ＤＮＡ、ＲＮＡ、タンパク質、芳香剤、反応性作用物質（ｒｅａｃｔｉｖｅ  ａｇｅｎｔ）、殺生物剤、殺真菌薬、保存剤、化学物質、両親媒性化合物などを含有することができる。いくつかの実施形態では、流体液滴（またはその一部分）は、追加の実体または種、例えば、農薬、例えば、除草剤、殺真菌薬、殺虫剤、成長調節物質、および殺菌剤（ｍｉｃｒｏｂｉｏｃｉｄｅ）などを含有することができる。例えば、細胞を流体エマルジョン中に懸濁させることができる。したがって、種は、エマルジョンの任意の部分に含有され得る任意の物質であってよい。種は、任意の流体液滴中、例えば、内側液滴内、外側液滴内などに存在することができる。例えば、１つ以上の細胞および／または１つ以上の細胞型を液滴中に含有することができる。
【００４９】
本明細書において使用する、用語「決定すること」は一般に、例えば、定量的もしくは定性的に、種を分析もしくは測定すること、および／または種の存在または非存在を検出することを指す。「決定すること」は、例えば、定量的もしくは定性的に、または相互作用の存在もしくは非存在を検出することによる、２つ以上の種の間の相互作用を分析または測定することも指す。適当な技法の例として、それだけに限らないが、分光法、例えば、赤外、吸収、蛍光、ＵＶ／可視、ＦＴＩＲ（「フーリエ変換赤外分光法」）、もしくはラマンなど；重量測定技法；楕円偏光法；圧電測定；イムノアッセイ；電気化学的測定；光学密度測定などの光学的測定；円偏光二色性；準弾性光散乱（ｑｕａｓｉｅｌｅｃｔｒｉｃ  ｌｉｇｈｔ  ｓｃａｔｔｅｒｉｎｇ）などの光散乱測定；偏光分析法；屈折率測定；または濁度測定が挙げられる。
【００５０】
いくつかの実施形態では、種を、比較的高い効率で被包することができる。例えば、種が液滴内に被包される、多重エマルジョン液滴を形成することができる。いくつかの場合では、種の少なくとも約５０％、少なくとも約６０％、少なくとも約７０％、少なくとも約８０％、少なくとも約９０％、少なくとも約９５％、少なくとも約９８％を被包することができ、または種の本質的にすべてを多重エマルジョン液滴内に被包することができ、すなわち、多重エマルジョン液滴を形成するのに使用されるプロセスの間に、形成プロセスの間に導入される種の少なくとも約５０％、少なくとも約６０％などが、液滴が形成された後に多重エマルジョン液滴内に実際に含有される。
【００５１】
本発明の一組の実施形態では、二重エマルジョン液滴または他の多重エマルジョン液滴、すなわち、中に内側の流体液滴を含有する外側の流体液滴を含有する運搬流体（ｃａｒｒｙｉｎｇ  ｆｌｕｉｄ）が生成される。いくつかの場合では、運搬流体と内側の流体は同じである場合がある。これらの流体は、疎水性の差異のために様々な混和性のものであることが多い。例えば、第１の流体は水溶性である場合があり、第２の流体は油溶性である場合があり、運搬流体は水溶性である場合がある。この配置は、ｗ／ｏ／ｗ多重エマルジョン（「水／油／水」）と呼ばれることが多い。別の多重エマルジョンは、油溶性である第１の流体、水溶性である第２の流体、および油溶性である運搬流体を含むことができる。このタイプの多重エマルジョンは、ｏ／ｗ／ｏ多重エマルジョン（「油／水／油」）と呼ばれることが多い。上記専門用語中の用語「油」は、当技術分野で公知であるように、一般により疎水性であり、水中で混和性でない流体を単に指すことに留意されるべきである。したがって、油は、いくつかの実施形態では、炭化水素であり得るが、他の実施形態では、油は、他の疎水性流体を含み得る。水は、純粋である必要はないことも理解されるべきであり、水は、水溶液、例えば、緩衝液、溶解した塩を含有する溶液などであってもよい。
【００５２】
より具体的には、本明細書において使用される場合、２つの流体は、一方が、エマルジョンが生成される温度および条件下で、少なくとも１０重量％のレベルまで他方の中に可溶性でない場合、互いに不混和性であり、または混和性でない。例えば、２つの流体は、流体液滴を形成する期間内で不混和性であるように選択することができる。いくつかの実施形態では、多重エマルジョンを形成するのに使用される流体は、同じであっても、異なっていてもよい。例えば、いくつかの場合では、多重エマルジョンを作り出すのに２つ以上の流体を使用することができ、ある特定の場合では、これらの流体のいくつか、またはすべてが不混和性である場合がある。いくつかの実施形態では、多重エマルジョンを形成するのに使用される２つの流体は、相和性または混和性であり、一方、２つの流体の間に含まれる中間の流体は、これらの２つの流体と不相和性または不混和性である。しかし、他の実施形態では、３つすべての流体は、相互に不混和性であってもよく、ある特定の場合では、流体のすべては、必ずしもすべて水溶性である必要はない。
【００５３】
２つを超える流体を本発明の他の実施形態において使用することができる。したがって、本発明のある特定の実施形態は一般に、その中に１つ以上のより小さい液滴を含有するより大きい流体液滴を含み、これらのより小さい液滴は、いくつかの場合では、その中にさらに小さい液滴を含有することができるなどである多重エマルジョンを対象とする。任意の数の入れ子状態の流体（ｎｅｓｔｅｄ  ｆｌｕｉｄ）を生成することができ、したがって、追加の第３、第４、第５、第６などの流体を、本発明のいくつかの実施形態おいて加えることによって、液滴内のますます複雑な液滴を生成することができる。これらの流体のすべてが必ずしも区別可能である必要はないことが理解されるべきであり、例えば、２つの油相が同じ組成を有し、かつ／または２つ水相が同じ組成を有する、油／水／油／水または水／油／水／油を含有する四重エマルジョンを調製することができる。
【００５４】
本明細書において使用される場合、「液滴」は、第２の流体に囲繞されている、第１の流体の隔離された部分である。液滴は、必ずしも球状である必要はなく、例えば、外部環境に応じて他の形状も同様に想定することができることに留意されるべきである。一実施形態では、液滴は、その中に液滴が置かれた、流体流れ（ｆｌｕｉｄ  ｆｌｏｗ）に垂直なチャネルの最大寸法に実質的に等しい最小断面寸法を有する。いくつかの場合では、液滴は、均質な（ｈｏｍｏｇｅｎｏｕｓ）直径の分布を有することとなり、すなわち、液滴は、液滴の約１０％以下、約５％以下、約３％以下、約１％以下、約０．０３％以下、または約０．０１％以下が、液滴の平均直径の約１０％より大きい、約５％より大きい、約３％より大きい、約１％より大きい、約０．０３％より大きい、または約０．０１％より大きい平均直径を有するような直径の分布を有することができ、対応して、出口チャネル内の液滴は、同じ、または同様の直径の分布を有することができる。そのような均質な直径の分布を生じさせる技法は、本明細書中に参考として援用される、２００４年１０月２８日にＷＯ２００４／０９１７６３として公開された、Ｌｉｎｋらによる「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｆｌｕｉｄｉｃ  Ｓｐｅｃｉｅｓ」という表題の、２００４年４月９日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１０９０３号、および本明細書に記載される他の参考文献にも開示されている。
【００５５】
流体は、液滴が、液滴の周囲と比べて不連続なままであるように選択することができる。非限定例として、運搬流体を有し、第１の流体液滴を含有し、第２の流体液滴含有する流体液滴を作り出すことができる。いくつかの場合では、運搬流体および第２の流体は、同一または実質的に同一である場合があるが、他の場合では、運搬流体、第１の流体、および第２の流体は、本質的に相互に不混和性であるように選択することができる。３つの本質的に相互に不混和性の流体を伴う系の一つの非限定例は、シリコーン油、鉱油、および水溶液（すなわち、水、またはその中に溶解および／もしくは懸濁された１つ以上の他の種を含有する水、例えば、塩溶液、食塩液、粒子もしくは細胞を含有する水の懸濁物など）である。系の別の例は、シリコーン油、フルオロカーボン油、および水溶液である。系のさらに別の例は、炭化水素油（例えば、ヘキサデカン）、フルオロカーボン油、および水溶液である。適当なフルオロカーボン油の非限定例には、ＨＦＥ７５００、オクタデカフルオロデカヒドロナフタレン：
【００５６】
【化１】
2013525087.tif 000003
または１−（１，２，２，３，３，４，４，５，５，６，６，−ウンデカフルオロシクロヘキシル）エタノール：
【００５７】
【化２】
2013525087.tif 000004
が含まれる。
【００５８】
本明細書での記載において、多重エマルジョンは、三相系、すなわち、外側の流体または運搬流体、第１の流体、および第２の流体を有する系に関して記載されることが多い。しかし、これは例としてのみであり、他の系において、追加の流体が多重エマルジョン液滴内に存在する場合があることに留意されるべきである。したがって、運搬流体、第１の流体、および第２の流体などの記載は、提示の容易さによるものであり、本明細書の記載は、追加の流体を伴う系、例えば、四重エマルジョン、五重エマルジョン、六重エマルジョン、七重エマルジョンなどに容易に拡張可能であることが理解されるべきである。
【００５９】
流体粘度は、液滴形成に影響する場合があるので、いくつかの場合では、流体液滴中の流体のいずれの粘度も、粘度の調整に役立つことのできる、希釈剤などの成分を添加または除去することによって調整することができる。例えば、いくつかの実施形態では、第１の流体および第２の流体の粘度は、等しく、または実質的に等しい。これは、例えば、第１および第２の流体中の液滴形成の等価な頻度または速度に役立ち得る。他の実施形態では、第１の流体の粘度は、第２の流体の粘度に等しいか、実質的に等しい場合があり、かつ／または第１の流体の粘度は、運搬流体の粘度に等しいか、実質的に等しい場合がある。さらに別の実施形態では、運搬流体は、第１の流体と実質的に異なる粘度を示す場合がある。粘度の実質的な差異は、２つの流体の間の粘度の差異が、統計的に有意な根拠で測定され得ることを意味する。液滴内の流体粘度の他の分布も可能である。例えば、第２の流体は、第１の流体の粘度より大きい、または小さい粘度を有することができ（すなわち、２つの流体の粘度は、実質的に異なる場合がある）、第１の流体は、運搬流体の粘度より大きい、または小さい粘度を有することができるなどである。例えば、４つ、５つ、６つまたはそれより多くの流体を含有する、より高次の液滴において、粘度はやはり、特定の用途に応じて、要望通り独立して選択することができることにも留意されるべきである。
【００６０】
本明細書に記載される方法およびデバイスを使用して、いくつかの実施形態では、一貫したサイズおよび／もしくは数の液滴もしくは粒子を有するエマルジョンを生成することができ、かつ／または多重エマルジョンまたは多重エマルジョンから形成される粒子を伴う場合について、外側相の液滴もしくは一部分と内側相の液滴もしくは一部分のサイズおよび／もしくは数の一貫した比（もしくは他のそのような比）を生じさせることができる。例えば、いくつかの場合では、外側液滴内の単一の液滴または予測可能なサイズの粒子を、具体的な量の薬物を提供するのに使用することができる。さらに、化合物または薬物の組合せを、液滴または粒子で貯蔵、輸送、または送達することができる。例えば、疎水性、親水性、および／または両親媒性の種を、単一の多重エマルジョン液滴、またはそれから形成される粒子で送達することができ、その理由は、液滴または粒子は、親水性の部分と疎水性の部分の両方を含むことができ、少なくとも部分的に固化されることによって、その中の界面を安定化させることができるためである。これらの部分のそれぞれの量および濃度は、本発明のある特定の実施形態によって一貫して制御することができ、それにより、多重エマルジョン液滴または粒子中の２つ以上の種の予測可能で一貫した比をもたらすことができる。
【００６１】
したがって、様々な実施形態では、液滴または液滴から形成される粒子は、特定の用途に応じて、実質的に同じ形状および／またはサイズ（すなわち、「単分散の」）のものであっても、異なる形状および／またはサイズのものであってもよい。本明細書において使用される場合、用語「流体」は一般に、流れる傾向があり、その容器の輪郭に順応する傾向のある物質、すなわち、液体、気体、粘弾性流体などを指す。しかし、本明細書の他で論じられるように、当業者は、流体は相変化を起こす場合がある（例えば、液体から固体に）ことを認識するはずである。典型的には、流体は、静的せん断応力に耐えることができない物質であり、せん断応力が加えられると、流体は連続的で永続的な歪みを経験する。流体は、流れを可能にする任意の適当な粘度を有することができる。２つ以上の流体が存在する場合、各流体は、流体間の関係を考慮して、当業者によって、本質的に任意の流体（液体、気体など）の中から独立して選択することができる。いくつかの場合では、液滴は、キャリア流体、例えば、液体の中に含有される場合がある。しかし、本発明は、多重エマルジョンのみに限定されないことに留意されるべきである。いくつかの実施形態では、単一エマルジョンも生成することができる。
【００６２】
一組の実施形態では、単分散エマルジョンを、例えば、上記に言及したように生成することができる。したがって、生成される流体液滴または粒子の形状および／またはサイズは、例えば、液滴または粒子の平均直径または他の特徴的な寸法を測定することによって決定することができる。上記に論じたように、液滴は、少なくとも部分的に固化されることによって固体粒子を形成することができる。複数または一連の液滴または粒子の「平均直径」は、液滴または粒子のそれぞれの平均直径の算術平均である。当業者は、例えば、レーザー光散乱、顕微鏡検査、または他の公知の技法を使用して、複数または一連の液滴または粒子の平均直径（または他の特徴的な寸法）を決定することができる。非球状コロイド粒子中の単一の液滴または粒子の平均直径は、その液滴または粒子と同じ体積を有する完全な球体の直径である。液滴もしくは粒子の（および／または複数もしくは一連の液滴もしくは粒子の）平均直径は、例えば、いくつかの場合では、約１ｍｍ未満、約５００マイクロメートル未満、約２００マイクロメートル未満、約１００マイクロメートル未満、約７５マイクロメートル未満、約５０マイクロメートル未満、約２５マイクロメートル未満、約１０マイクロメートル未満、または約５マイクロメートル未満である場合がある。平均直径は、ある特定の場合では、少なくとも約１マイクロメートル、少なくとも約２マイクロメートル、少なくとも約３マイクロメートル、少なくとも約５マイクロメートル、少なくとも約１０マイクロメートル、少なくとも約１５マイクロメートル、または少なくとも約２０マイクロメートルである場合もある。
【００６３】
液滴（または粒子）の生成速度は、いくつかの実施形態では、約１００Ｈｚと５，０００Ｈｚの間である場合がある。いくつかの場合では、液滴生成速度は、少なくとも約２００Ｈｚ、少なくとも約３００Ｈｚ、少なくとも約５００Ｈｚ、少なくとも約７５０Ｈｚ、少なくとも約１，０００Ｈｚ、少なくとも約２，０００Ｈｚ、少なくとも約３，０００Ｈｚ、少なくとも約４，０００Ｈｚ、または少なくとも約５，０００Ｈｚなどである場合がある。さらに、大量の液滴または粒子の生成を、場合によって、複数のデバイスを並行使用することによって促進することができる。いくつかの場合では、比較的多数のデバイスを並行して使用することができ、例えば、少なくとも約１０デバイス、少なくとも約３０デバイス、少なくとも約５０デバイス、少なくとも約７５デバイス、少なくとも約１００デバイス、少なくとも約２００デバイス、少なくとも約３００デバイス、少なくとも約５００デバイス、少なくとも約７５０デバイス、もしくは少なくとも約１，０００デバイス、またはそれより多くを並行して操作することができる。デバイスは、異なるチャネル、オリフィス、マイクロフルイディクスなどを備えることができる。いくつかの場合では、そのようなデバイスのアレイを、デバイスを水平方向および／または垂直に重ねることによって形成することができる。デバイスは、共通に制御され、または別個に制御され得、用途に応じて、共通または別個の流体源を備えることができる。そのようなシステムの例は、本明細書中に参考として援用される、Ｒｏｍａｎｏｗｓｋｙらによる「Ｓｃａｌｅ−ｕｐ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  Ｄｅｖｉｃｅｓ」という表題の、２００９年３月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／１６０，１８４号にも記載されている。
【００６４】
ある特定の態様では、流体の比較的薄い層を含有する二重または多重エマルジョンを、例えば、本明細書に論じられるものなどの技法を使用して形成することができる。場合によっては、１つ以上の流体を固めて、例えば、粒子を生成することができる。
【００６５】
一組の実施形態では、液滴を囲繞する流体「シェル」を、２つの界面、すなわち第１の流体と運搬流体の間の第１の界面、および第１の流体と第２の流体の間の第２の界面の間にあるように定義することができる。界面は、約１ｍｍ以下、約３００マイクロメートル以下、約１００マイクロメートル以下、約３０マイクロメートル以下、約１０マイクロメートル以下、約３マイクロメートル以下、約１マイクロメートル以下などである平均分離距離（液滴にわたる平均として決定した）を有することができる。いくつかの場合では、界面は、液滴の平均寸法と比べて定義された平均分離距離を有し得る。例えば、平均分離距離は、液滴の平均寸法の約３０％未満、約２５％未満、約２０％未満、約１５％未満、約１０％未満、約５％未満、約３％未満、約２％未満、または約１％未満とすることができる。
【００６６】
固められた液滴および／または固められた流体のストリームを形成するのに有用な、流体を固める技法の例には、以下に詳細に論じられるもの、ならびにそれぞれが本明細書中に参考として援用される、２００４年１０月２８日にＷＯ２００４／０９１７６３として公開された、Ｌｉｎｋらによる、「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｆｌｕｉｄｉｃ  Ｓｐｅｃｉｅｓ」という表題の、２００４年４月９日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００４／０１０９０３号；２００７年３月８日に米国特許出願公開第２００７／００５４１１９号として公開された、Ｇａｒｓｔｅｃｋｉらによる、「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」という表題の、２００６年３月３日に出願された米国特許出願第１１／３６８，２６３号；または２００９年５月２１日に米国特許出願公開第２００９／０１３１５４３号として公開された、Ｗｅｉｔｚらによる、「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ」という表題の、２００７年８月２９日に出願された米国特許出願第１１／８８５，３０６号に開示されたものが含まれる。
【００６７】
論じられるように、本発明の様々な態様では、多重エマルジョンは、様々な導管またはチャネルを通して、２つ、３つ、またはそれより多くの流体を流すことによって形成される。チャネルの１つ以上（またはすべて）をマイクロフルイディックとすることができる。本明細書において使用される場合、「マイクロフルイディック」は、約１ミリメートル（ｍｍ）未満の断面寸法、およびいくつかの場合では、少なくとも３：１の最大断面寸法に対する長さの比を有する、少なくとも１つの流体チャネルを含むデバイス、機器、またはシステムを指す。システムの１つ以上のチャネルをキャピラリー管とすることができる。いくつかの場合では、複数のチャネルが提供される。チャネルは、マイクロフルイディックのサイズ範囲内ものとすることでき、例えば、約１ミリメートル未満、約３００マイクロメートル未満、約１００マイクロメートル未満、約３０マイクロメートル未満、約１０マイクロメートル未満、約３マイクロメートル未満、または約１マイクロメートル未満の平均内径、またはこれらの内径を有する部分を有することができ、それによって匹敵する平均直径を有する液滴を提供することができる。１つ以上のチャネルは、断面において、同じ箇所での幅と実質的に同じである高さを有することができる（しかし、必ずではない）。断面において、チャネルは、矩形、または円形もしくは楕円などの実質的に非矩形である場合がある。
【００６８】
マイクロフルイディックチャネルは、任意の適当なシステム内に配置することができる。上記に論じたように、いくつかの実施形態では、メインチャネルは、比較的直線である場合があるが、他の実施形態では、メインチャネルは、曲線状であり、角度がつけられ、湾曲している場合があり、または他の形状を有する場合がある。いくつかの実施形態では、マイクロフルイディックチャネルは、２次元パターンで、すなわち、マイクロフルイディックチャネルが、例えば、交点（ｉｎｔｅｒｓｅｃｔｉｏｎ）で、その中の流体が互いに物理的に接触した状態になることなく、互いにまったく交差しないように二次元でマイクロフルイディックチャネルの位置を記述することができるように、配置することができる。もちろん、そのようなチャネルは、チャネルの平面アレイとして（すなわち、チャネルの準２次元アレイで）表されているが、真に二次元ではなく、長さ、幅、および高さを有する。対照的に、例えば、「チューブ内チューブ」配置は、２つのマイクロフルイディックチャネル内の流体が、互いに物理的に接触した状態にならない少なくとも１つの場所が存在するが、これらは、２つの寸法において互いに物理的に接触した状態になるので、準２二次元ではない。
【００６９】
本明細書において使用される場合、「チャネル」は、流体流れを少なくともある程度指示する物品（基板）上または物品（基板）中の形体（ｆｅａｔｕｒｅ）を意味する。チャネルは、任意の断面形状（円形、楕円形、三角形、不規則、四角形、または矩形など）を有することができ、カバーされていても、カバーされていなくてもよい。チャネルが完全にカバーされている実施形態では、チャネルの少なくとも１つの部分は、完全に囲まれている断面を有することができ、またはチャネル全体が、その入口（複数可）および／もしくは出口（複数可）を除いてその全長に沿って完全に囲まれている場合がある。チャネルは、少なくとも２：１、より一般的には、少なくとも３：１、５：１、１０：１、１５：１、２０：１、またはそれより大きいアスペクト比（平均断面寸法にとっての長短）を有することもできる。オープンチャネルは一般に、流体輸送に対する制御を促進する特性、例えば、構造的特性（伸びた窪み（ｉｎｄｅｎｔａｔｉｏｎ））および／または物理的もしくは化学的特性（疎水性対親水性）、または流体に力（例えば、閉じ込め力（ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ  ｆｏｒｃｅ））を発揮することができる他の特性を含む。チャネル内の流体は、チャネルを部分的または完全に満たすことができる。オープンチャネルが使用されるいくつかの場合では、例えば、表面張力（すなわち、凹面または凸面のメニスカス）を使用して、流体をチャネル内に保持することができる。
【００７０】
チャネルは、例えば、約５ｍｍもしくは２ｍｍ未満、または約１ｍｍ未満、または約５００ミクロン未満、約２００ミクロン未満、約１００ミクロン未満、約６０ミクロン未満、約５０ミクロン未満、約４０ミクロン未満、約３０ミクロン未満、約２５ミクロン未満、約１０ミクロン未満、約３ミクロン未満、約１ミクロン未満、約３００ｎｍ未満、約１００ｎｍ未満、約３０ｎｍ未満、または約１０ｎｍ未満の流体流れに垂直な最大寸法を有する任意のサイズのものとすることができる。いくつかの場合では、チャネルの寸法は、流体が、物品または基板を通って自由に流れることができるように選択することができる。チャネルの寸法は、例えば、チャネル内で、ある特定の体積流量または線形流量を可能にするように選択することもできる。もちろん、チャネルの数およびチャネルの形状は、当業者に公知の任意の方法によって変更することができる。いくつかの場合では、１つ超のチャネルまたはキャピラリーを使用することができる。例えば、２つ以上のチャネルを使用することができ、この場合、これらは、互いに内部に配置される、互いに隣接して配置される、互いに交差するように配置されるなどである。
【００７１】
したがって、ある特定の実施形態では、本発明は一般に、二重エマルジョン、三重エマルジョン、および他のより高次のエマルジョンを含めた多重エマルジョン、ならびに／またはそのようなエマルジョンから形成される粒子を作り出す方法を対象とする。一組の実施形態では、流体は、チャネルを通って流れ、別の流体によって囲繞されている。いくつかの場合では、２つの流体は、例えば、個々の液滴を作り出すことなく、共線的に流れることができる。２つの流体はその時、さらに別の流体によって囲繞される場合があり、この別の流体は、いくつかの実施形態では、最初の２つの流体と共線的に流れ、かつ／または流体にチャネル内で不連続な液滴を生じさせる場合がある。いくつかの場合では、複数の共線的な流体のストリームが形成され、かつ／または三重エマルジョンもしくはより高次のエマルジョンを形成させる場合がある。いくつかの場合では、以下に論じられるように、これは、単一プロセスとして行うことができ、例えば、多重エマルジョンは、共線的な流体の様々なストリームから実質的に同時に形成される。論じたように、ある特定の実施形態では、多重エマルジョンの１つ以上の部分または相は、固化されることによって、例えば、本明細書で論じられるものなどの粒子を生成することができる。
【００７２】
一組の実施形態では、内側の流体は、メインチャネルを通って流れ、一方、外側の流体は、１つ以上のサイドチャネルを通って第１の交点に入ってメインチャネルへと流れ、運搬流体は、１つ以上のサイドチャネルを通って第２の交点に流れる。いくつかの場合では、外側の流体は、メインチャネルに流入してから、内側の流体に別個の液滴を形成させることなく、内側の流体を囲繞することができる。例えば、内側の流体と外側の流体は、メインチャネル内で共線的に流れることができる。外側の流体は、いくつかの場合では、内側の流体を囲繞することができ、内側の流体が流体チャネルの壁に接触することを防止し、例えば、チャネルは、いくつかの実施形態では、外側の流体の流入のすぐ後で広がっている場合がある。いくつかの場合では、追加のチャネルが、液滴形成を発生させることなく、メインチャネルに追加の流体を運ぶ場合がある。ある特定の場合では、運搬流体がメインチャネル中に導入されて、内側および外側の流体を囲繞することができる。いくつかの場合では、運搬流体の導入により、流体を別個の液滴（例えば、内側の流体が外側の流体によって囲繞され、外側の流体もまた運搬流体によって囲繞されたもの）へと形成させることができる。運搬流体は、いくつかの実施形態では、内側の流体および／または外側の流体が流体チャネルの壁に接触することを防止することができる。例えば、チャネルは、運搬流体の流入のすぐ後で広がっている場合があり、またはいくつかの場合では、運搬流体を、１つを超えるサイドチャネルを使用して、かつ／または１つを超える交点で加えることができる。
【００７３】
いくつかの場合では、３つを超える流体が存在する場合がある。例えば、本明細書に記載されたものなどの技法を使用して形成され、いくつかの場合では、繰り返して使用される、例えば、３つ、４つ、５つ、６つなど以上の交点、親水性および／もしくは平均断面寸法の複数の変化などを伴う、マイクロフルイディックチャネル内に共線的に流れる４つ、５つ、６つ、またはそれ以上の流体が存在する場合がある。いくつかの場合では、これらの流体のいくつか、またはすべてがドリッピング挙動またはジェッティング挙動を示し得る。例えば、流体の複数の共線的なストリームを、マイクロフルイディックチャネル内で形成することができ、いくつかの場合では、流体の１つ以上のストリームが、ドリッピング挙動またはジェッティング挙動を示し得る。いくつかの実施形態では、共線的に流れる流体に、本明細書で論じられるように、多重エマルジョン液滴を形成させることができる。いくつかの場合では、例えば、多重エマルジョン液滴を作り出す前に単一エマルジョン液滴または二重エマルジョン液滴を作り出すことなく、多重エマルジョン液滴を１回の工程で形成することができる。
【００７４】
いくつかの実施形態では、本明細書に記載されたものなどの多重エマルジョンは、いくつかの（しかし、すべてではない）実施形態によって、多重エマルジョンを形成するのに使用されるチャネルの親水性および／または疎水性を制御することによって調製することができる。一組の実施形態では、チャネルの親水性および／または疎水性は、チャネルの少なくとも一部分にゾル−ゲルをコーティングすることによって制御することができる。例えば、一実施形態では、相対的に親水性の部分および相対的に疎水性の部分は、チャネル表面に、これを相対的に疎水性にするゾル−ゲルを塗布することによって作り出すことができる。ゾル−ゲルは、光開始剤などの開始剤を含むことができる。一部分（例えば、チャネルおよび／またはチャネルの一部分）は、親水性部分（ｍｏｉｅｔｙ）（例えば、アクリル酸）を含有する溶液でチャネルを満たし、開始剤に適したトリガー（例えば、光開始剤の場合では光または紫外光）に上記部分を曝すことによって、相対的に親水性にすることができる。例えば、上記部分は、反応がまったく望まれない部分を遮蔽するためのマスクを使用し、反応が望まれる部分に光の集束ビームまたは熱を向けることなどによって、曝露され得る。曝露された部分において、開始剤は、親水性部分（ｍｏｉｅｔｙ）のゾル−ゲルとの反応（例えば、重合）を生じさせ、それによってこうした部分を相対的に親水性にすることができる（例えば、上記例において、ポリ（アクリル酸）にゾル−ゲルコーティングの表面上でグラフト化を起させることによって）。
【００７５】
当業者に公知であるように、ゾル−ゲルは、ゾル状態またはゲル状態であることができる材料であり、典型的にはポリマーを含む。ゲル状態は、典型的には、液相を含有するポリマーネットワークを含有し、例えば、乾燥技法または加熱技法を介して、ゾルから溶媒を除去することによって、ゾル状態から生成することができる。いくつかの場合では、以下に論じられるように、ゾルは、例えば、ゾル内でいくらかの重合を起こさせることによって、使用する前に予め処理することができる。
【００７６】
いくつかの実施形態では、ゾル−ゲルコーティングは、ある特定の特性、例えば、ある特定の疎水性を有するように選択することができる。コーティングの特性は、以下に論じられるように、ゾル−ゲルの組成を制御することによって（例えば、ゾル−ゲル内に、ある特定の材料またはポリマーを使用することによって）、かつ／または例えば、コーティングを重合反応に曝してポリマーをゾル−ゲルコーティングに反応させることにより、コーティングを改変することによって、制御することができる。
【００７７】
例えば、ゾル−ゲルコーティングは、ゾル−ゲル中に疎水性ポリマーを組み込むことによって、より疎水性にすることができる。例えば、ゾル−ゲルは、１つ以上のシラン、例えば、ヘプタデカフルオロシランなどのフルオロシラン（すなわち、少なくとも１つのフッ素原子を含有するシラン）、あるいは他のシラン、例えば、メチルトリエトキシシラン（ＭＴＥＳ）、またはオクタデシルシランもしくは他のＣＨ３（ＣＨ２）ｎ−シラン（式中、ｎは、任意の適当な整数とすることができる）などの１つ以上の脂質鎖を含有するシランなどを含有することができる。例えば、ｎは、１超、５超、または１０超、および約２０未満、約２５未満、または約３０未満であってもよい。シランは、アルコキシド基などの他の基も必要に応じて含むことができ、例えば、オクタデシルトリメトキシシランが挙げられる。一般に、ほとんどのシランは、ゾル−ゲル中で使用することができ、特定のシランは疎水性などの所望の特性に基づいて選択することができる。他のシラン（例えば、より短い、またはより長い鎖長を有する）も望まれる相対的な疎水性または親水性などの要因に応じて、本発明の他の実施形態において選択することができる。いくつかの場合では、シランは、他の基、例えば、ゾル−ゲルをより親水性にする、アミンなどの基を含有することができる。非限定例には、ジアミンシラン、トリアミンシラン、またはＮ−［３−（トリメトキシシリル）プロピル］エチレンジアミンシランが含まれる。シランを反応させることによってゾル−ゲル内にオリゴマーまたはポリマーを形成することができ、重合度（例えば、オリゴマーまたはポリマーの長さ）は、反応条件を制御することによって、例えば、温度、存在する酸の量などを制御することによって制御することができる。いくつかの場合では、１つを超えるシランがゾル−ゲル中に存在することができる。例えば、ゾル−ゲルは、得られるゾル−ゲルに、より大きい疎水性を示させるためのフルオロシラン、およびポリマーの生成を促進する他のシラン（または他の化合物）を含む場合がある。いくつかの場合では、重合を促進するためにＳｉＯ２化合物を生成することができる材料、例えば、ＴＥＯＳ（テトラエチルオルトシリケート）が存在する場合がある。
【００７８】
ゾル−ゲルは、シランのみを含有することに限定されず、シランに加えて、またはシランの代わりに他の材料も存在し得ることが理解されるべきである。例えば、コーティングは、１つ以上の金属酸化物、例えば、ＳｉＯ２、バナジア（Ｖ２Ｏ５）、チタニア（ＴｉＯ２）、および／またはアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）などを含む場合がある。
【００７９】
場合によっては、マイクロフルイディックチャネルは、ゾル−ゲルを受けるのに適した材料、例えば、ガラス、金属酸化物、またはポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）および他のシロキサンポリマーなどのポリマーで存在する。例えば、いくつかの場合では、マイクロフルイディックチャネルは、ケイ素原子を含有するものとすることができ、ある特定の場合では、マイクロフルイディックチャネルは、シラノール（Ｓｉ−ＯＨ）基を含有するように選択することができ、またはシラノール基を有するように改変することができる。例えば、マイクロフルイディックチャネルは、マイクロフルイディックチャネル上にシラノール基を形成させるために、酸素プラズマ、酸化剤、または強酸に曝すことができる。
【００８０】
ゾル−ゲルは、マイクロフルイディックチャネル上のコーティングとして存在することができ、コーティングは、任意の適当な厚さを有することができる。例えば、コーティングは、約１００マイクロメートル以下、約３０マイクロメートル以下、約１０マイクロメートル以下、約３マイクロメートル以下、または約１マイクロメートル以下の厚さを有することができる。いくつかの場合において、例えば、より高い耐化学性が望まれる用途において、より厚いコーティングが望ましい場合がある。しかし、他の用途において、例えば、比較的小さいマイクロフルイディックチャネル内では、より薄いコーティングが望ましい場合がある。
【００８１】
一組の実施形態では、ゾル−ゲルコーティングの疎水性は、例えば、ゾル−ゲルコーティングの第１の部分が相対的に疎水性であり、ゾル−ゲルコーティングの第２の部分が相対的に親水性であるように制御することができる。コーティングの疎水性は、当業者に公知の技法を使用して、例えば、本明細書に論じられるものなどの接触角測定を使用して決定することができる。例えば、いくつかの場合では、マイクロフルイディックチャネルの第１の部分は、水より有機溶媒が好都合である疎水性を有することができ、一方、第２の部分は、有機溶媒より水が好都合である親水性（ｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｉｔｙ）を有することができる。
【００８２】
ゾル−ゲルコーティングの疎水性は、例えば、ゾル−ゲルコーティングの少なくとも一部分を重合反応に曝して、ポリマーをゾル−ゲルコーティングと反応させることによって改変することができる。ゾル−ゲルコーティングと反応させられるポリマーは、任意の適当なポリマーとすることができ、ある特定の疎水性特性を有するように選択することができる。例えば、ポリマーは、マイクロフルイディックチャネルおよび／またはゾル−ゲルコーティングより疎水性またはより親水性であるように選択することができる。一例として、使用することができる親水性ポリマーは、ポリ（アクリル酸）である。
【００８３】
ポリマーは、モノマー（またはオリゴマー）形態のポリマーをゾル−ゲルコーティング（例えば、溶液中）に供給し、モノマーとゾル−ゲルとの間で重合反応を起こさせることによってゾル−ゲルコーティングに付加することができる。例えば、フリーラジカル重合を使用して、ポリマーをゾル−ゲルコーティングに結合させることができる。いくつかの実施形態では、フリーラジカル重合などの反応は、熱および／または光（必要に応じて、光に曝されるとフリーラジカルを生じさせることができる（例えば、分子切断を介して）光開始剤の存在下での、紫外（ＵＶ）光など）に反応成分（ｒｅａｃｔａｎｔ）を曝すことによって開始することができる。当業者は、多くのそのような光開始剤を認識し、その多くは市販されており、例えば、Ｉｒｇａｃｕｒ２９５９（Ｃｉｂａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ）、または２−ヒドロキシ−４−（３−トリエトキシシリルプロポキシ）−ジフェニルケトン（ＳＩＨ６２００．０、ＡＢＣＲ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．  ＫＧ）などである。
【００８４】
光開始剤は、ゾル−ゲルコーティングに付加されるポリマーとともに含めることができ、いくつかの場合では、光開始剤は、ゾル−ゲルコーティング内に存在することができる。例えば、光開始剤は、ゾル−ゲルコーティング内に含有され、光に曝されると活性化され得る。光開始剤は、ゾル−ゲルコーティングの成分、例えば、シランにコンジュゲートまたは結合させることもできる。一例として、Ｉｒｇａｃｕｒ２９５９などの光開始剤は、ウレタン結合を介してシランイソシアネートにコンジュゲートさせることができ、この場合、光開始剤上の１級アルコールは、ウレタン結合を生じさせることができるイソシアネート基との求核付加に関与し得る。
【００８５】
本発明のいくつかの実施形態では、ゾル−ゲルコーティングの一部分のみがポリマーと反応させられる場合があることに留意されるべきである。例えば、モノマーおよび／または光開始剤は、マイクロフルイディックチャネルの一部分のみに曝される場合があり、または重合反応は、マイクロフルイディックチャネルの一部分のみにおいて開始される場合がある。特別な例として、マイクロフルイディックチャネルの一部分を光に曝すことができる一方で、マスクもしくはフィルターを使用することによって、または光の集束ビームを使用することによって、他の部分が光に曝されるのが防止される。したがって、重合がマイクロフルイディックチャネル上のどこでも起こるわけではないので、マイクロフルイディックチャネルの異なる部分は、異なる疎水性を示し得る。別の例として、マイクロフルイディックチャネル上に露光パターンの縮小された（ｄｅ−ｍａｇｎｉｆｉｅｄ）画像を投影することによって、マイクロフルイディックチャネルをＵＶ光に曝すことができる。いくつかの場合では、小解像度（ｓｍａｌｌ  ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ）（例えば、１マイクロメートル、またはそれ未満）を投影技法によって実現することができる。
【００８６】
本発明の別の態様は一般に、マイクロフルイディックチャネルの少なくとも一部分にそのようなゾル−ゲルをコーティングするためのシステムおよび方法を対象とする。一組の実施形態では、マイクロフルイディックチャネルがゾルに曝され、次いでこれは、処理されてゾル−ゲルコーティングが形成される。いくつかの場合では、ゾルは、部分的な重合を起こさせるように予め処理することもできる。余分のゾル−ゲルコーティングは、必要に応じて、マイクロフルイディックチャネルから除去することができる。いくつかの場合では、論じたように、コーティングの一部分を、例えば、モノマーおよび／またはオリゴマーを含有する溶液にコーティングを曝し、このモノマーおよび／またはオリゴマーのコーティングとの重合を起こさせることによって、その疎水性（または他の特性）を変更するように処理することができる。
【００８７】
ゾルは、溶媒内に含有される場合があり、上記したものを含めた光開始剤などの他の化合物も含有することができる。いくつかの場合では、ゾルは、１つ以上のシラン化合物も含むことができる。例えば、熱などの化学的または物理的技法を使用して溶媒を除去することによって、任意の適当な技法を使用して、ゾルを処理してゲルを形成することができる。例えば、溶媒の少なくともいくらかを追い出すまたは蒸発させるのに使用することができる、少なくとも約１５０℃、少なくとも約２００℃、または少なくとも約２５０℃の温度にゾルを曝すことができる。具体例として、ゾルを、少なくとも約２００℃、または少なくとも約２５０℃の温度に到達するように設定されたホットプレートに曝すことができ、このホットプレートにゾルを曝すと、溶媒の少なくともいくらかを追い出すまたは蒸発させることができる。いくつかの場合では、しかし、ゾル−ゲル反応は、熱がなくても、例えば、室温で進行する場合がある。したがって、例えば、ゾルをしばらく放置し（例えば、約１時間、約１日など）、かつ／または空気または他の気体をゾルの上に通過させることによって、ゾル−ゲル反応を進行させることができる。
【００８８】
いくつかの場合では、依然として存在するゲル化していない何れのゾルも、マイクロフルイディックチャネルから除去することができる。ゲル化されていないゾルは、例えば、物理的に、マイクロフルイディックチャネルに圧力をかけ、もしくは化合物を添加することなどによって、能動的に除去することができ、またはゲル化されていないゾルは、いくつかの場合では、受動的に除去される場合がある。例えば、いくつかの実施形態では、マイクロフルイディックチャネル内に存在するゾルを加熱して溶媒を蒸発させることができ、蒸発した溶媒は、マイクロフルイディックチャネル内に気体状態で蓄積し、それによってマイクロフルイディックチャネル内の圧力が上昇する。この圧力は、いくつかの場合では、ゲル化されていないゾルの少なくともいくらかが、マイクロフルイディックチャネルから除去され、「吹き散らされる」ようにするのに十分なものとすることができる。
【００８９】
ある特定の実施形態では、ゾルは、マイクロフルイディックチャネルに曝される前に、部分的な重合を起こさせるために、予め処理される。例えば、ゾル内で部分的な重合が起こるようにゾルを処理することができる。ゾルは、例えば、少なくともいくらかのゲル化（ｇｅｌｌａｔｉｏｎ）を起こさせるのに十分な酸または温度にゾルを曝すことによって処理することができる。いくつかの場合では、温度は、マイクロフルイディックチャネルに添加されるときゾルが曝される温度未満である場合がある。ゾルのいくらかの重合が起こり得るが、例えば、温度を下げることによって、重合を、完了に達する前に停止することができる。したがって、ゾル内で、いくつかのオリゴマーが形成し得る（これは、長さに関して必ずしも十分に特徴付けられていなくてもよい）が、完全な重合はまだ起こっていない。次いで部分的に処理されたゾルを、上記に論じたように、マイクロフルイディックチャネルに添加することができる。
【００９０】
ある特定の実施形態では、コーティングがマイクロフルイディックチャネルに導入された後、コーティングの一部分を、その疎水性（または他の特性）を変更するために処理することができる。いくつかの場合では、コーティングは、モノマーおよび／またはオリゴマーを含有する溶液に曝され、次いでモノマーおよび／またはオリゴマーは、上記に論じたように、重合されてコーティングに結合する。例えば、コーティングの一部分を熱または紫外光などの光に曝すことができ、これらの熱または光を、フリーラジカル重合反応を開始するのに使用して、重合を起こさせることができる。必要に応じて、この反応を促進するために、光開始剤を、例えば、ゾル−ゲルコーティング内に存在させることができる。
【００９１】
そのようなコーティングおよび他のシステムのさらなる詳細は、それぞれが本明細書中に参考として援用される、Ａｂａｔｅらによって「Ｓｕｒｆａｃｅｓ，  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ，  Ｗｉｔｈ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｗｅｔｔｉｎｇ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ」という表題で２００８年３月２８日に出願された米国仮特許出願第６１／０４０，４４２号；およびＡｂａｔｅらによって「Ｓｕｒｆａｃｅｓ，  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  Ｃｈａｎｎｅｌｓ，  Ｗｉｔｈ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｗｅｔｔｉｎｇ  Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ」という表題で２００９年２月１１日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００９／０００８５０号に認めることができる。
【００９２】
本明細書に記載される複数の液滴を生成することができる系（上記したものなど）を形成するのに、本発明のある特定の態様による様々な材料および方法を使用することができる。いくつかの場合では、選択される様々な材料は、それ自体様々な方法の役に立つ。例えば、本発明の様々な成分を固体材料から形成することができ、マイクロマシニング、スピンコーティングおよび化学蒸着法などの膜蓄積プロセス、レーザー加工、フォトリソグラフィー技法、湿式化学プロセスまたはプラズマプロセスを含めたエッチング技法などを介してチャネルを形成することができる。例えば、Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ  Ａｍｅｒｉｃａｎ、２４８巻：４４〜５５頁、１９８３年（Ａｎｇｅｌｌら）を参照。一実施形態では、流体システムの少なくとも一部分は、シリコンチップ中の形体をエッチングすることによってシリコンから形成される。シリコンから本発明の様々な流体システムおよびデバイスを正確かつ効率的に製作するための技術は公知である。別の実施形態では、本発明のシステムおよびデバイスの様々な成分を、ポリマー、例えば、ポリジメチルシロキサン（「ＰＤＭＳ」）、ポリテトラフルオロエチレン（「ＰＴＦＥ」またはテフロン（登録商標））などのエラストマーポリマーから形成することができる。
【００９３】
異なる成分は、異なる材料で製作することができる。例えば、底壁および側壁を含む底部は、シリコンまたはＰＤＭＳなどの不透明な材料から製作することができ、頂部は、流体処理の観察および／または制御のために透明または少なくとも部分的に透明な材料、例えば、ガラスまたは透明なポリマーなどから製作することができる。成分は、底部支持材料が正確な、所望の官能基（ｆｕｎｃｔｉｏｎａｌｉｔｙ）を有しない場合、内部チャネル壁と接触する流体に所望の化学的官能基を曝すようにコーティングすることができる。例えば、成分を、内部チャネル壁を別の材料でコーティングして、例示したように製作することができる。本発明のシステムおよびデバイスの様々な成分を製作するのに使用される材料、例えば、流体チャネルの内壁をコーティングするのに使用される材料は、流体システムを通って流れる流体に悪影響しない、またはこの流体によって影響されない材料、例えば、デバイス内で使用される流体の存在下で化学的に不活性な材料（複数可）の中から選択されることが望ましい場合がある。そのようなコーティングの非限定例は先に論じた。
【００９４】
一実施形態では、本発明の様々な成分は、ポリマー材料および／または可撓性材料および／またはエラストマー材料から製作され、成形（例えば、レプリカ成形、射出成形、注型成形など）を介した製作を容易にする、固めることが可能な流体から便利には形成することができる。固めることができる流体は、流体ネットワーク中で、および流体ネットワークを用いて使用するために企図された流体を含有し、かつ／または輸送することができる固体に、誘導されて固化することができ、または自発的に固化する本質的に任意の流体とすることができる。一実施形態では、固めることができる流体は、ポリマー液体または液体ポリマー前駆体（すなわち、「プレポリマー」）を含む。適当なポリマー液体として、例えば、熱可塑性ポリマー、熱硬化性ポリマー、またはこれらの融点より上で加熱されるそのようなポリマーの混合物を挙げることができる。別の例として、適当なポリマー液体は、適当な溶媒中の１つ以上のポリマーの溶液を含むことができ、この溶液は、例えば、蒸発によって溶媒が除去されると固体のポリマー材料を形成する。例えば、融解状態から、または溶媒蒸発によって固化することができるポリマー材料は、当業者に周知である。様々なポリマー材料は、その多くがエラストマーであり、適しており、型マスターの一方または両方がエラストマー材料から構成される実施形態にとって、型または型マスターを形成するのにも適している。そのようなポリマーの例の限定されないリストには、シリコーンポリマー、エポキシポリマー、およびアクリレートポリマーの一般的なクラスのポリマーが含まれる。エポキシポリマーは、通常、エポキシ基、１，２−エポキシド、またはオキシランと呼ばれる３員の環状エーテル基の存在を特徴とする。例えば、芳香族アミン、トリアジン、および脂環式骨格に基づく化合物に加えて、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテルを使用することができる。別の例には、周知のノボラックポリマーが含まれる。本発明で使用するのに適したシリコーンエラストマーの非限定例には、クロロシラン、例えば、メチルクロロシラン、エチルクロロシラン、フェニルクロロシランなどを含めた前駆体から形成されるものが含まれる。
【００９５】
シリコーンポリマー、例えば、シリコーンエラストマーポリジメチルシロキサンは、一組の実施形態において好適である。ＰＤＭＳポリマーの非限定例には、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．、Ｍｉｄｌａｎｄ、ＭＩによって商標Ｓｙｌｇａｒｄで販売されているもの、特にＳｙｌｇａｒｄ１８２、Ｓｙｌｇａｒｄ１８４、およびＳｙｌｇａｒｄ１８６が挙げられる。ＰＤＭＳを含めたシリコーンポリマーは、本発明のマイクロフルイディック構造物の製作を単純化するいくつかの有益な特性を有する。例えば、そのような材料は、安価で容易に入手可能であり、熱を用いた硬化を介してプレポリマー液体から固化することができる。例えば、ＰＤＭＳは、典型的には、例えば、約１時間の曝露時間にわたって、約、例えば、約６５℃〜約７５℃の温度にプレポリマー液体を曝すことによって硬化可能である。また、ＰＤＭＳなどのシリコーンポリマーは、エラストマーである場合があり、したがって、本発明のある特定の実施形態において必要な、相対的に高いアスペクト比を有する非常に小さい形体を形成するのに有用となり得る。可撓性の（例えば、エラストマーの）型またはマスターは、この点において有利となり得る。
【００９６】
ＰＤＭＳなどのシリコーンポリマーから本発明のマイクロフルイディック構造物などの構造物を形成する１つの利点は、酸化された構造物がその表面で、他の酸化されたシリコーンポリマー表面、または様々な他のポリマー材料および非ポリマー材料の酸化された表面に架橋することができる化学基を含有するように、例えば、空気プラズマなどの酸素含有プラズマに曝すことによって酸化されるそのようなポリマーの能力である。こうして、成分を製作し、次いで酸化し、接着剤を分離する必要を伴わず、または他の密封手段を用いずに、他のシリコーンポリマー表面、または酸化されたシリコーンポリマー表面と反応性の他の基板の表面に本質的に不可逆的に密封することができる。ほとんどの場合、その密封を形成するのに補助圧力を加える必要性がなくして、酸化されたシリコーン表面を他の表面に単に接触することによって密封を完了することができる。すなわち、予め酸化されたシリコーン表面は、適当な接合表面（ｍａｔｉｎｇ  ｓｕｒｆａｃｅ）に対して接触接着剤として作用する。具体的には、酸化されたＰＤＭＳなどの酸化されたシリコーンはまた、それ自体に不可逆的に密封可能であることに加えて、ＰＤＭＳ表面と同様の様式で酸化された（例えば、酸素含有プラズマへの曝露を介して）、例えば、ガラス、シリコン、酸化ケイ素、石英、窒化ケイ素、ポリエチレン、ポリスチレン、ガラス状炭素、およびエポキシポリマーを含めた、酸化されたシリコーン以外の様々な酸化された材料に不可逆的に密封され得る。本発明との関係において有用な酸化方法および密封方法、ならびに全体的な成形技法は、当技術分野において、例えば、本明細書中に参考として援用される「Ｒａｐｉｄ  Ｐｒｏｔｏｔｙｐｉｎｇ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｐｏｌｙｄｉｍｅｔｈｙｌｓｉｌｏｘａｎｅ」という表題の論文、Ａｎａｌ．  Ｃｈｅｍ．、７０巻：４７４〜４８０頁、１９９８年（Ｄｕｆｆｙら）に記載されている。
【００９７】
いくつかの実施形態では、本発明のある特定のマイクロフルイディック構造物（または内部の流体接触表面）は、ある特定の酸化されたシリコーンポリマーから形成することができる。そのような表面は、エラストマーポリマーの表面より親水性であり得る。したがって、そのような親水性のチャネル表面は、水溶液でより容易に満たし、湿らすことができる。
【００９８】
一実施形態では、本発明のマイクロフルイディックデバイスの底壁は、１つ以上の側壁もしくは頂部壁、または他の成分と異なる材料から形成される。例えば、底壁の内部表面は、シリコンウエハーもしくはマイクロチップの表面、または他の基板を含むことができる。他の成分は、上記したように、そのような代替の基板に密封され得る。シリコーンポリマー（例えば、ＰＤＭＳ）を含む成分を異なる材料の基板（底壁）に密封することが望まれる場合、基板は、酸化されたシリコーンポリマーが不可逆的に密封することができる材料の群（例えば、ガラス、シリコン、酸化ケイ素、石英、窒化ケイ素、ポリエチレン、ポリスチレン、エポキシポリマー、および酸化されたガラス状炭素表面）から選択することができる。あるいは、当業者に明らかとなるように、それだけに限らないが、別個の接着剤、接合、溶媒接合（ｓｏｌｖｅｎｔ  ｂｏｎｄｉｎｇ）、超音波溶接などの使用を含めた、他の密封技法も使用することができる。
【００９９】
以下の出願は、それぞれ本明細書中に参考として援用される：１９９６年４月３０日に発行された、現在米国特許第５，５１２，１３１号である、Ｋｕｍａｒらによる「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｓｔａｍｐｅｄ  Ｐａｔｔｅｒｎｓ  ｏｎ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  ａｎｄ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ」という表題の、１９９３年１０月４日に出願された米国特許出願第０８／１３１，８４１号；２００２年３月１２日に発行された、現在米国特許第６，３５５，１９８号である、Ｋｉｍらによる、「Ｍｅｔｈｏｄ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅｓ  ｖｉａ  Ｃａｐｉｌｌａｒｙ  Ｍｉｃｒｏｍｏｌｄｉｎｇ  ａｎｄ  Ｍｉｃｒｏｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｍｏｌｄｉｎｇ」という表題の、１９９８年１月８日に出願された米国特許出願第０９／００４，５８３号；１９９６年６月２６日にＷＯ９６／２９６２９として公開された、Ｗｈｉｔｅｓｉｄｅｓらによる「Ｍｉｃｒｏｃｏｎｔａｃｔ  Ｐｒｉｎｔｉｎｇ  ｏｎ  Ｓｕｒｆａｃｅｓ  ａｎｄ  Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ  Ａｒｔｉｃｌｅｓ」という表題の、１９９６年３月１日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ９６／０３０７３号；２００１年１１月２９日にＷＯ０１／８９７８７として公開された、Ａｎｄｅｒｓｏｎらによる「Ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｔｈｒｅｅ−Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｌｙ  Ａｒｒａｙｅｄ  Ｃｈａｎｎｅｌ  Ｎｅｔｗｏｒｋｓ」という表題の、２００１年５月２５日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ０１／１６９７３号；２００６年７月２７日に米国特許出願公開第２００６／０１６３３８５号として公開された、Ｌｉｎｋらによる「Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ  ａｎｄ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｆｌｕｉｄｉｃ  Ｓｐｅｃｉｅｓ」という表題の、２００５年１０月７日に出願された米国特許出願第１１／２４６，９１１号；２００５年８月１１日に米国特許出願公開第２００５／０１７２４７６号として公開された、Ｓｔｏｎｅらによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｆｌｕｉｄ  Ｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎ」という表題の、２００４年１２月２８日に出願された米国特許出願第１１／０２４，２２８号；２００６年９月１４日にＷＯ２００６／０９６５７１として公開された、Ｗｅｉｔｚらによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ」という表題の、２００６年３月３日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００７７７２号；２００７年１月４日に米国特許出願公開第２００７／０００３４２号として公開された、Ｌｉｎｋらによる「Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｆｌｕｉｄｉｃ  Ｓｐｅｃｉｅｓ」という表題の、２００６年２月２３日に出願された米国特許出願第１１／３６０，８４５号；およびＧａｒｓｔｅｃｋｉらによる「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  ｏｆ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｐａｒｔｉｃｌｅｓ」という表題の、２００６年３月３日に出願された米国特許出願第１１／３６８，２６３号。Ｃｈｕらによる「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍａ���ｉｏｎ」という表題の、２００７年３月２８日に出願された米国仮特許出願第６０／９２０，５７４号；Ｗｅｉｔｚらによる「Ｄｒｏｐｌｅｔ  Ｃｒｅａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」という表題の、２００９年１０月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／２５５，２３９号；Ｗｅｉｔｚらによる、「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ  Ｃｒｅａｔｅｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ」という表題の、２００９年９月２日に出願された米国仮特許出願第６１／２３９，４０２号；およびＷｅｉｔｚらによる、「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ  Ｃｒｅａｔｅｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｊｅｔｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」という表題の、２００９年９月９日に出願された米国仮特許出願第６１／２３９，４０５号も、本明細書中に参考として援用される。さらに、Ｓｈｕｍらによる「Ｍｅｌｔ  Ｅｍｕｌｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ」という表題の、２０１０年３月１７日に出願された米国仮特許出願第６１／３１４，８４１号も、本明細書中に参考として援用される。
【０１００】
以下の実施例は、本発明のある特定の実施形態を例示することが意図されているが、本発明の完全な範囲を例証しない。
【実施例】
【０１０１】
（実施例１）
この実施例は、本発明のある特定の実施形態によってある特定の種を被包および放出するためのマイクロフルイディック溶融乳化を提示する。
【０１０２】
二重エマルジョンは、第２の（外側の）相のより大きい液滴内に含まれた、第１の（内側の）相の液滴を含む構造であり、第２の相は、典型的には第１の相と不混和性であり、それもまた、連続相内に含有されている。二重エマルジョンは、栄養分などの食品添加物および香料から、パーソナルケア生成物用の成分、治療用途用の薬物まで及ぶ種（または「活性剤（ａｃｔｉｖｅ）」）を被包するのに使用されることが多い。二重エマルジョンは、いくつかの実施形態では熱力学的に不安定であり得る。ある特定の種を、二重エマルジョン内に被包されたままにしておくために、通常、界面活性剤が添加されることによって、二重エマルジョンが安定化される。界面活性剤を添加すると、二重エマルジョンの安定性を著しく増強することができるが、いくつかの場合では、種の放出を必要とする用途の要求に応じて、二重エマルジョンを不安定化させ、種を放出することがより困難になる場合もある。
【０１０３】
この実施例は、二重エマルジョン液滴の外側の流体を選択的にゲル化し、または固めることによって、二重エマルジョン液滴内の内側の流体中に含有される活性剤を囲繞または被包するのに使用することができる固体カプセルを作り出すための方法を例示する。この実施例では、温度感受性のポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）（ＰＮＩＰＡＭ）ゲルがこの目的のために使用されるが、他の材料も他の実施形態において使用することができる。ＰＮＩＰＡＭは、異なる温度で膨らんだ状態と縮んだ状態が切り替わるので、ＰＮＩＰＡＭによって被包された種を、温度を変化させることによって放出することができる。別のストラテジーは、外側相が液体から固体への転移を起こし、例えば、活性剤（これは、カプセルの固体シェル内の液体内側相内に含有され得る）を被包する固体「シェル」を形成するように温度を下げることによって、二重エマルジョン液滴の外側相を固化するというものである。このとき種の放出は、外側相を加熱して外側相を融解し、種が、例えば、液体拡散を介してカプセルから流出することを可能にすることによって実現することができる。外側相は、融解温度などの異なる特性を有する材料の混合物からも形成することができ、外側相を使用することによって、いくつかの場合では、制御放出を実現するための種の放出プロファイルの操作を可能にすることもできる。
【０１０４】
この実施例では、種を被包し、カプセルから種を誘発放出するための固体カプセルを製作するためのマイクロフルイディック手法を記載する。融解した、または液体の外側相を有する単分散の二重エマルジョン液滴を、キャピラリーマイクロフルイディックデバイス内で調製し、液滴を冷却して外側相を固化することによって固体カプセル内に形成した。これらのカプセルについては、様々なサイズ、電荷、極性、および／または表面活性を有する様々な種の被包を実現することができ、さらに、シェル相の融解温度より上の温度にカプセルを加熱することによって、カプセルから種を放出することができることが実証された。複数の種を被包するために、複数の内側液滴を有する二重エマルジョンを形成するためのマイクロフルイディックデバイスを使用し、それにより、複数区画固体カプセルを生成することができた。これらのカプセルは、例えば、相互に不和合性の種、反応成分などを被包するのに使用することができる。例えば、種は、反応することができるものである場合があり、異なる区画内への種の被包を使用して、これらの反応を防止または制御することができる。
【０１０５】
典型的な実験において、図１Ａに示すように、融解した外側相を有する二重エマルジョン液滴をキャピラリーマイクロフルイディックデバイス内で調製した。キャピラリーマイクロフルイディックデバイスは、図１Ｂに示すように、四角形キャピラリーの内側に２つの円柱状のキャピラリーを同軸に整列させることによって組み立てた。内側相の流体は、第１の円柱状のキャピラリーまたは注入管を通して通過させ、外側相は、ポンプで送って、内側相の流体と同じ方向に、外側の四角形キャピラリーと注入管との間の間隙に通した。内側相および外側相の反対の端部から、連続相の流体を四角形キャピラリー中に流した。二重エマルジョン液滴が形成されるために、融解した外側相は、少なくともこの実施例では、内側の流体および連続流体の両方と本質的に不混和性であるように選択することができる。流体力学的に流れる連続相は、内側相と外側相が第２の円柱状のキャピラリーまたは収集管の入口で合流するとき、これらを集束させる。
【０１０６】
図１Ａに示すように、二重エマルジョン液滴が収集管内で形成された。連続相は、水、グリセロール、およびＰＶＡを含んでいた。外側相は、融解した油相であった。内側相は、グリセロールおよび様々な種を含む水を含有していた。次いで、二重エマルジョン液滴を、被包シェル（外側）相の融解温度未満に冷却してカプセルを形成した。カプセル内、例えば、内側相内に被包された作用物質は、外側相を融解または液化させる温度にカプセルを加熱することによって、要求に応じて放出することができる。この手法の概念を図１Ｃに要約する。
【０１０７】
図１Ｃにおいて、１５０は、マイクロフルイディックデバイス内で調製された二重エマルジョン液滴を示す。外側相は、冷却後に液体から固体への相転移を起こして１５１で示した固体カプセルを形成する。外側相の融点を超えてカプセルを加熱することにより、カプセルの外側シェルが解凍され、それによって、１５２で示した二重エマルジョン液滴を形成することができる。結果として、融解したシェル内の内側相は、自由に移動し、または流出することができ、その理由は、少なくともいくつかの場合では、界面活性剤を外側相から意図して除外することができ、内側相内に含有される種は、１５３に示すように、内側相と連続相が合体するために放出され得るためである。
【０１０８】
この概念を、モデル封入剤である、ＦＩＴＣ（フルオレセインイソチオシアネート）で蛍光標識されたＦＩＴＣ−デキストランを被包するための脂肪酸グリセリドのシェルを調製するために、水中油中水型（Ｗ−Ｏ−Ｗ）二重エマルジョンを使用して、この実施例において実証した。グリセロールおよびポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）を含む水の連続相、融解した脂肪酸グリセリド（ＳＵＰＰＯＣＩＲＥ  ＡＩＭ（登録商標）、Ｇａｔｔｅｆｏｓｓｅ、３３℃〜３５℃の融点）の外側相、ならびにある特定のモデル種を含む水−グリセロール混合物の内側相を使用した。融解した脂肪酸グリセリドの粘度が純水の粘度より高く、二重エマルジョン液滴を調製することができる流量の範囲を制限するので、内側相および連続相に、これらのそれぞれの粘度を増大させるためにグリセロールを添加した。二重エマルジョンを安定化させるためにＰＶＡも連続相に添加した。マイクロフルイディックデバイス内で調製した二重エマルジョン液滴をバイアル中に収集し、このバイアルを、固体シェルを形成するために氷−水浴中で冷却して外側相の固化を速めた。
【０１０９】
図２Ａおよび２Ｂに示すように、ＦＩＴＣ−デキストランを、連続相に漏らすことなくカプセル内に被包した。図２Ａは、脂肪酸グリセリドの固体シェルを有する二重エマルジョンの明視野顕微鏡画像を示す。連続相は、４７．５ｗｔ％のグリセロールおよび５ｗｔ％のＰＶＡを含む水から構成された。液滴の外側相は、融解した脂肪酸グリセリドから構成された。内側相は、５０ｗｔ％のグリセロール、および０．２ｗｔ％のＦＩＴＣ−デキストランを含む水から構成された。図２Ｂは、図２Ａにおけるものと同じ範囲の蛍光顕微鏡画像である。これらのカプセルは、６カ月後に図２Ｃおよび２Ｄでカプセルの外側に蛍光がないことによって実証されるように、少なくとも６カ月間室温で安定なままであり、観察可能な漏れをまったく示さなかった。特に、図２Ｃは、カプセルを室温で６カ月間貯蔵した後の、脂肪酸グリセリドの固体シェルを有するカプセルの明視野顕微鏡画像を示し、図２Ｄは、図２Ｃにおけるものと同じ範囲の蛍光顕微鏡画像である。
【０１１０】
カプセルの安定性を実現することは別として、この技法は、外側相の融解温度を超えてカプセルを加熱することによって、要求に応じて種が放出されることも可能にする。種の放出を促進するために、界面活性剤を外側相から意図して除外することができ、その結果、外側のシェルが融解した後、内側相と連続相との合体が迅速に起こる。
【０１１１】
脂肪酸グリセリドカプセル内に被包された１マイクロメートルの蛍光ラテックスビーズを、カプセルを３７℃に加熱して放出することによって、この単純な放出機構を様々な実験で実証した。固体の脂肪酸グリセリドシェルは徐々に融解し、約５分間加熱した後、外側のシェルは、固体から液体への転移を起こした。図３Ａに示したように、二重エマルジョン液滴は破裂し、内側相内からラテックスビーズが放出された。この図は、脂肪酸グリセリドのカプセルからの蛍光ビーズの放出を示す蛍光顕微鏡画像を示す。３００は、室温でカプセル内に被包された蛍光ビーズを含む脂肪酸グリセリドの固体カプセルを示し、カプセルを３７℃に加熱したとき、蛍光ビーズが３０１に示すように内側相から放出され、加熱して５分後に、蛍光ビーズは、３０２に示すようにほとんど完全に放出された。
【０１１２】
同じ手法をパラフィン油（Ｗａｋｏ、ｍ．ｐ．４２〜４４℃）、ノナデカン（Ｓｉｇｍａ−  Ａｌｄｒｉｃｈ、ｍ．ｐ．３２℃）、およびエイコサン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ、ｍ．ｐ．３７℃）の固体カプセルにも適用した。これらの場合のすべてにおいて、固体カプセルは、脂肪酸グリセリドのカプセルと同様の性能を実証した。例えば、図３Ｂは、パラフィンのカプセルからのトルイジンブルーの放出を示す明視野画像を示す。３２０は、室温でトルイジンブルーを被包するパラフィンのカプセルを示し、カプセルを４５℃に加熱したとき、３２１に示すように、パラフィンシェルは融解して液体を形成し、３２２に示すように、カプセルの内部の中のトルイジンブルー（ｔｏｌｕｄｉｎｅ  ｂｌｕｅ）色素が放出された。３２３に示すように、トルイジンブルー色素は、加熱して５分後にほとんど完全に放出された。
【０１１３】
この方法は、例えば、異なるサイズおよび／または電荷を有する他の種にも適用することができる。それを実証するために、２つの正に帯電した色素、すなわちローダミンＢおよびトルイジンブルー、ならびに負に帯電した色素であるフルオレセインナトリウム塩を、実験の別のセットにおけるモデル種として使用した。これらの分子は、上記したＦＩＴＣ−デキストランおよび蛍光ビーズより小さい。これらの場合のすべてにおいて、４０１（ローダミンＢ）、４０２（フルオレセインナトリウム塩）、および４０３（トルイジンブルー）（図４Ｂ〜４Ｄ）に示すように、色素は、脂肪酸グリセリドの固体カプセル内に本質的に完全に被包された。比較のために、４００（図４Ａ）は、被包された蛍光ビーズを示す。図３Ｂに示すように、種は、カプセルを加熱することによって放出された。これらのより小さい色素の被包および放出に成功したことは、固体カプセルの低い浸透性、および単純な放出機構の有効性を強調する。
【０１１４】
これらの方法は、エマルジョン手法を使用して被包することが典型的には非常に挑戦的である、界面活性剤などの両親媒性作用物質の被包にも効果的であるようにみえる。いずれの理論にも束縛されることを望むものではないが、界面活性剤は、エマルジョンの界面で吸着される傾向があり、エマルジョンを不安定化させる。本明細書に記載される方法を使用して、漂白剤と様々な界面活性剤の混合物を含有した濃縮洗濯洗剤（Ｕｎｉｌｅｖｅｒ）を、洗濯洗剤（図４Ｅ）について４０４に示すように被包した。これらの方法は、被包している外側相が、洗濯洗剤中の界面活性剤がエマルジョンを不安定化させる前に固化するので、慣例的な技法と異なり、表面活性両親媒性種を被包することを可能にしている。洗濯洗剤が被包されたままであるかどうかを試験するために、固体カプセルをヘキサデカンと混合した。本質的に完全に被包されている場合、界面活性剤は、連続相中のカプセルの外側に本質的にまったく存在しないはずである。したがって、界面活性剤は本質的にまったく存在しなかったので、３３０（図３Ｃ）に示すように、ヘキサデカンは、カプセルの頂部で浮遊する層を形成する。これは、ヘキサデカンが連続相（グリセロールおよびＰＶＡを含む水）中で本質的に不混和性であるためである。しかし、カプセルを３７℃で５分間加熱した後、洗濯洗剤がカプセルから放出され、洗濯洗剤内の界面活性剤は、カプセルの上のヘキサデカン層を乳化することができ、３３１（図３Ｄ）に示すように曇った混合物をもたらした。これは、界面活性剤が連続相中でヘキサデカンのエマルジョンが形成することを可能にし、曇った外観をもたらしたためである。この結果は、両親媒性種を被包および放出するための方法の有効性を実証した。
【０１１５】
これは、図３Ｃおよび３Ｄに例示されており、これらの図は、脂肪酸グリセリドのカプセルから洗濯洗剤が放出されてヘキサデカンが乳化されることを示す明視野画像を示す。３３０において、上の透明な層はヘキサデカンであり、下の曇った層は、洗濯洗剤を被包するカプセルを含む。下層の連続相は、グリセロールおよびＰＶＡを含有する水の溶液である。３７℃で５分間加熱した後、カプセルが融解し、界面活性剤を連続相に放出した。放出された界面活性剤はヘキサデカンを乳化し、３３１に示すように曇った溶液をもたらした。
【０１１６】
作用物質の貯蔵中の安定性および放出効率を定量化するために、除草剤のジカンバ（３，６−ジクロロ−２−メトキシ安息香酸）（ＢＡＳＦ）を固体カプセル内に被包し、周囲の連続相中へのジカンバの放出を、分光光度計を使用してモニターした。約１カ月後に、ジカンバのわずか５．７３％が脂肪酸グリセリドの固体カプセルから放出され、一方、パラフィンの固体カプセルから２．９３％が放出された。さらなる実験により、良好な被包安定性にもかかわらず、種は、適当な誘発後に迅速に放出され得ることが実証された。特に、３７℃で５分間加熱した後、ジカンバの７６．８％が脂肪酸グリセリドのカプセルから放出され、一方、これらのそれぞれを４５℃で５分間加熱した後、ジカンバの５５．８％がパラフィンシェルから放出された。これらの結果は、本明細書に開示される方法のいくつかは、有効期間の延長の可能性と作用物質の効率的な要求に応じた放出とを併せ持つことを示した。
【０１１７】
ある特定の種の被包に対する課題の１つは、例えば、特定の相乗効果のため、またはカプセルまたは粒子から種を放出した後のさらなる化学反応のために、複数の不適合の種を同じ被包構造内に共被包することである。この関係において、「不適合の」は一般に、互いに直接曝されたとき、いくつかの場合では、自発的に反応することができ、多くの場合において、そのような反応は、ある特定の時点の前、例えば、誘発イベントの前に望まれないことがある種を指す。一般に、劣化または時期尚早な反応を防止するために、種は、カプセルまたは粒子からの放出が誘発される前に予め混合されるべきでなく、したがってそのような種は、カプセルを形成している間分離されるべきである。この実施例においてそれを達成するために、２つの別個の内部チャネルを伴った注入管を有するガラスキャピラリーデバイスを設計して、２つの不適合の種が２つの内部区画のそれぞれの中に別個に貯蔵することができるように、二重エマルジョン手法を使用して２つの内部の区画を有するカプセルを製作した。図５Ａに示すように、２つの異なる種を含む流体の２つのストリームは、２つのチャネルを通ってデバイス中に別個に流れることができた。注入管は、２つの別個の内部チャネルを有し、それにより２つの異なる流体がデバイスに別個に入ることが可能になる。固体カプセル内に被包するのに不適合な種のモデルとして２つの異なる色素、すなわち、Ｗｒｉｇｈｔ染色剤およびローダミンＢを使用してこの方法を実証した。図５Ｂ、５Ｃ、および５Ｄに示すように、明るい（Ｗｒｉｇｈｔ）色素と暗い色素（ローダミンＢ）は、別個のチャネル内で流れ、混合することなく２つの別個の液滴を形成した。図５Ｂは、Ｗｒｉｇｈｔ染色剤（明）およびローダミンＢ（暗）の水溶液を含有する２つの内側区画を有する固体カプセルの明視野顕微鏡画像を示し、図５Ｃは、乾燥したカプセルの表面を示す、図５Ｂからの粒子のＳＥＭ画像を示し、一方、図５Ｄは、カプセルの断面を示す、図５Ｂからの粒子のＳＥＭ画像を示す。
【０１１８】
その中に被包された１つを超える種を含有するカプセルは、例えば、多機能カプセルまたはマイクロ反応器として有望となり得る。種を含有する区画同士間の分離距離を調整することによって、被包された種の放出プロファイルを操作することが可能である。例えば、２つの区画がカプセル内で互いに離れて十分遠くに分離されている場合、２つの不適合の種は、連続相に別個に放出され、これらのカプセルを、不適合の種の同時放出を必要とする用途にとって有用とすることができる。しかし、別の例として、種を含有する２つの区画がカプセル内で互いに相対的に近くに配置されている場合、周囲に放出される前に、区画は互いに合体することができ、かつ／または種が互いに曝された状態になる場合がある。したがってこれらのカプセルは、例えば、中で反応成分の混合が加熱によって誘発されるマイクロ反応器として作用することができる。
【０１１９】
要約すると、この実施例は、様々な種を被包および放出するためのカプセルを製作するのにマイクロフルイディック二重エマルジョン液滴を使用する様々な技法を示す。液体から固体への相転移を起こすシェル相を使用することによって、ある特定の二重エマルジョン液滴を、良好な被包効率および／または安定性を伴った固体カプセルに変換することができる。さらに、いくつかの場合では、固体カプセル内に含有された種は、例えば、カプセルの外側相またはシェルの融点を超えてカプセルが加熱される場合、比較的迅速に放出され得る。
【０１２０】
この実施例は、いくつかの場合では、別の方法ではエマルジョンを不安定化し、かつ／または被包を妨げる場合のある両親媒性種の被包も示す。いくつかの実験において、複数の種を被包するための様々な区画を有するカプセルを製作した。そのようなカプセルは、いくつかの実施形態では、不適合または反応性の種を別個に被包するのに有用となり得る。
実験
材料：連続相を調製するのに使用した材料は、水（１８．２ΜΩ・ｃｍ−１（メガオーム／ｃｍ）、Ｍｉｌｌｉｐｏｒｅ  Ｍｉｌｌｉ−Ｑシステム）、グリセロール（ＥＭＤ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ  Ｉｎｃ．）、ポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ；Ｍｗ：１３，０００〜２３，０００ｇ・ｍｏｌ−１、８７〜８９％加水分解された、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．）であった。使用した外側相の油には、ＳＵＰＰＯＣＩＲＥ  ＡＩＭ（登録商標）油（Ｃ８〜Ｃ１８由来の飽和脂肪酸のグリセリドの混合物、ｍ．ｐ．３３〜３５℃、Ｇａｔｅｆｏｓｓｅ）、パラフィン（ＣｎＨ２ｎ＋２、ｍ．ｐ．４２〜４４℃、Ｗａｋｏ  Ｐｕｒｅ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，  Ｌｔｄ．）、ノナデカン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．）、およびエイコサン（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．）が含まれた。これらの実験で使用した被包用の様々なモデル種には、蛍光ビーズ（１マイクロメートルの黄緑色蛍光の、蛍光スルフェート微小球、Ｉｎｖｉｔｒｏｇｅｎ，  Ｉｎｃ．）、フルオレセインイソチオシアネート−デキストラン（ＦＩＴＣ−デキストラン、Ｍｗ：１０，０００ｇ・ｍｏｌ−１、Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．）、フルオレセインナトリウム塩（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．）、トルイジンブルー（Ｆｌｕｋａ）、ローダミンＢ（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．）、ジカンバ（ＢＡＳＦ）、Ｗｒｉｇｈｔ染色剤（Ｓｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．）、および市販の洗濯洗剤（Ｕｎｉｌｅｖｅｒ）が含まれた。
【０１２１】
マイクロフルイディクス（Ｍｉｃｒｏｆｌｕｄｉｃｓ）：単分散のｗ／ｏ／ｗ二重エマルジョンは、公知の技法を使用して、ガラスキャピラリーに基づくマイクロフルイディックデバイスを使用して調製した（例えば、２００８年１０月９日にＷＯ２００８／１２１３４２として公開された、Ｃｈｕらによる「Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ  ａｎｄ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ」という表題の、２００８年３月２８日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００８／００４０９７号；２００６年９月１４日にＷＯ２００６／０９６５７１として公開された、Ｗｅｉｔｚらによる「Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  ｆｏｒ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ」という表題の、２００６年３月３日に出願された国際特許出願第ＰＣＴ／ＵＳ２００６／００７７７２号；Ｗｅｉｔｚらによる「Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｒｅａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ，  Ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ」という表題の、２００９年３月１３日に出願された米国仮特許出願第６１／１６０，０２０号；Ｗｅｉｔｚらによる「Ｄｒｏｐｌｅｔ  Ｃｒｅａｔｉｏｎ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」という表題の、２００９年１０月２７日に出願された米国仮特許出願第６１／２５５，２３９号；Ｗｅｉｔｚらによる「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ  Ｃｒｅａｔｅｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｊｕｎｃｔｉｏｎｓ」という表題の、２００９年９月２日に出願された米国仮特許出願第６１／２３９，４０２号；およびＷｅｉｔｚらによる「Ｍｕｌｔｉｐｌｅ  Ｅｍｕｌｓｉｏｎｓ  Ｃｒｅａｔｅｄ  Ｕｓｉｎｇ  Ｊｅｔｔｉｎｇ  ａｎｄ  Ｏｔｈｅｒ  Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ」という表題の、２００９年９月９日に出願された米国仮特許出願第６１／２３９，４０５号を参照。これらのそれぞれは、本明細書中に参考として援用される）。
【０１２２】
各被包プロセスの連続相は、５ｗｔ％のＰＶＡを含む、１対１の重量比で混合された水とグリセロールの混合物であった。様々な実験における内側相には、（１）水、グリセロール、およびＦＩＴＣ−デキストラン（４９．９ｗｔ％、４９．９ｗｔ％、および０．２ｗｔ％）；または（２）水、グリセロール、および蛍光ビーズ（４７．５ｗｔ％、４７．５ｗｔ％、および５容積％（％ｖｏｌ））；または（３）水、グリセロール、およびローダミンＢ（４９．９７ｗｔ％、４９．９７ｗｔ％、および０．０６ｗｔ％）；または（４）水、グリセロール、およびフルオレセインナトリウム塩（４９．９９５ｗｔ％、４９．９９５ｗｔ％、および０．０１ｗｔ％）；（５）水、グリセロール、およびトルイジンブルー（４９．７５ｗｔ％、４９．７５ｗｔ％、および０．５ｗｔ％）；（６）水およびＷｒｉｇｈｔ染色剤（９９ｗｔ％および１ｗｔ％）；ならびに（７）水およびローダミンＢ（９９．５ｗｔ％および０．５ｗｔ％）が含まれた。脂肪酸グリセリドを用いて二重エマルジョンを製作する間、連続相、外側相、および内側相の流量の典型的なセットはそれぞれ、１２，０００、１，５００、および２００マイクロリットル／ｈｒであり、パラフィン油では、連続相、外側相、および内側相の流量はそれぞれ、１０，０００、１，２００、および７００マイクロリットル／ｈｒであった。２つの内側液滴を用いた二重エマルジョンの調製では、連続相、外側相、および２つの内側相の流量の典型的なセットはそれぞれ、３０，０００、７，０００、および７００（ローダミンＢ）〜８００（Ｗｒｉｇｈｔ染色剤）マイクロリットル／ｈｒであった。すべての流体は、シリンジポンプ（Ｈａｒｖａｒｄ  ＰＨＤ  ２０００シリーズ）を使用して、キャピラリーマイクロフルイディックデバイスにポンプ搬送した。
【０１２３】
試料の特徴付け：マイクロフルイディックプロセスを、高速度カメラ（Ｐｈａｎｔｏｍ  Ｖ９、Ｖｉｓｉｏｎ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ）を装着した倒立光学顕微鏡（ＤＭ−ＩＲＢ、Ｌｅｉｃａ）を使用してモニターした。デジタルカメラ（ＱＩｍａｇｉｎｇ、ＱＩＣＡＭ  １２−ｂｉｔ）を備えた、蛍光を用いる自動倒立顕微鏡（Ｌｅｉｃａ、ＤＭＩＲＢＥ）を使用して、室温で１０倍の対物レンズを用いて明視野画像および蛍光画像を得た。ジカンバの放出プロファイルは、ＵＶ−可視分光光度計（Ｎａｎｏｄｒｏｐ、ＮＤ１０００）を使用してモニターした。白金およびパラジウムの薄層でコーティングした乾燥したカプセルの走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）画像を、２０ｋＶの加速電圧でＺｅｉｓｓ  Ｓｕｐｒａ  ５５ＶＰ電界放射型走査電子顕微鏡（ＦＥＳＥＭ、Ｃａｒｌ  Ｚｅｉｓｓ、ドイツ）を使用して撮った。
【０１２４】
本発明のいくつかの実施形態を本明細書で記載および例示してきたが、当業者は、機能を実施し、かつ／または結果および／もしくは本明細書に記載された利点の１つ以上を得るための様々な他の手段および／または構造を容易に想定する。そのような変形および／または改変のそれぞれは、本発明の範囲内であるとみなされる。より一般には、当業者は、本明細書に記載されたすべてのパラメータ、寸法、材料、および配置は、例示的であることを意味し、実際のパラメータ、寸法、材料、および／または配置は、本発明の教示が使用される特定の１つまたは複数の用途に依存することを容易に理解する。当業者は、日常の実験程度の実験を使用して、本明細書に記載された本発明の特定の実施形態の多くの均等物を認識し、または確認することができる。したがって、前述の実施形態は、例としてのみ提示されており、添付の特許請求の範囲およびその均等物の範囲内で、具体的に記載および請求された以外の方法で本発明を実践することができることが理解されるべきである。本発明は、本明細書に記載された各個々の形体、システム、物品、材料、キット、および／または方法を対象とする。さらに、２つ以上のそのような形体、システム、物品、材料、キット、および／または方法の任意の組合せは、そのような形体、システム、物品、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾しない場合、本発明の範囲内に含まれる。
【０１２５】
本明細書で定義および使用されるすべての定義は、辞書の定義、参照により組み込まれている文献中の定義、および／または定義された用語の通常の意味に対して優先することが理解されるべきである。
【０１２６】
本明細書中で使用されている不定冠詞「ａ」および「ａｎ」は、本明細書および特許請求の範囲において、反対のことが明らかに示されていない限り、「少なくとも１つの」を意味することが理解されるべきである。
【０１２７】
本明細書中で使用されている語句「および／または」は、本明細書および特許請求の範囲において、そのように等位接続された要素、すなわち、いくつかの場合では接続的に存在し、他の場合では離接的に存在する要素の「いずれか、または両方」を意味することが理解されるべきである。「および／または」で列挙された複数の要素は、同じ様式で、すなわち、そのように等位接続された要素の「１つ以上の」と解釈されるべきである。具体的に識別された要素と関係していても、無関係であっても、「および／または」の節によって具体的に識別された要素以外に、他の要素も必要に応じて存在し得る。したがって、非限定例として、「Ａおよび／またはＢ」とは、「含む」などの制限のない言語とともに使用される場合、一実施形態では、Ａのみ（必要に応じてＢ以外の要素を含む）；別の実施形態では、Ｂのみ（必要に応じてＡ以外の要素を含む）；さらに別の実施形態では、ＡおよびＢの両方（必要に応じて他の要素を含む）；などを指すことができる。
【０１２８】
本明細書および特許請求の範囲において、本明細書中で使用されている「または」は、上記に定義した「および／または」と同じ意味を有すると理解されるべきである。例えば、リスト中のアイテムを分離している場合、「または」あるいは「および／または」は、包括的である、すなわち、要素の数またはリストの少なくとも１つであるが、１つを超える要素の数またはリスト、および必要に応じて、列挙されていないさらなるアイテムも含めることと解釈されるものとする。反対に明らかに示されている用語のみ、例えば、「の１つのみ」もしくは「の正確に１つ」、または特許請求の範囲において使用される場合、「からなる」などが、要素の数またはリストのうちの正確に１つの要素を含めることを指す。一般に、用語「または」は、本明細書において使用される場合、排他性の用語、例えば、「いずれか」、「の１つ」、「の１つのみ」、または「の正確に１つ」などによって先行される場合のみ、排他的な選択肢（すなわち、「一方または他方であるが両方でない」）を示すと解釈されるものとする。「から本質的になる」は、特許請求の範囲において使用される場合、特許法の分野において使用されるような通常の意味を有するものとする。
【０１２９】
本明細書および特許請求の範囲において、本明細書中で使用されている語句「少なくとも１つの」は、１つ以上の要素のリストを参照して、要素のリスト中の要素のうちの任意の１つ以上から選択される少なくとも１つの要素を意味するが、必ずしも要素のリスト内に具体的に列挙されたありとあらゆる要素のうちの少なくとも１つを含まず、かつ要素のリスト中の要素の任意の組合せを除外しないことが理解されるべきである。この定義はまた、具体的に識別された要素に関係していても、無関係であっても、語句「少なくとも１つ」が指す要素のリスト内に具体的に識別された要素以外の要素も必要に応じて存在し得ることを可能にする。したがって、非限定例として、「ＡおよびＢの少なくとも１つ」（あるいは同等に、「ＡまたはＢの少なくとも１つ」、あるいは同等に「Ａおよび／またはＢの少なくとも１つ」）は、一実施形態では、Ｂがまったく存在しないで、必要に応じて１つを超える、Ａを含めた少なくとも１つ（かつ必要に応じてＢ以外の要素を含む）；別の実施形態では、Ａがまったく存在しないで、必要に応じて１つを超える、Ｂを含めた少なくとも１つ（かつ必要に応じてＡ以外の要素を含む）；さらに別の実施形態では、必要に応じて１つを超える、Ａを含めた少なくとも１つ、および必要に応じて１つを超える、Ｂを含めた少なくとも１つ（かつ必要に応じて他の要素を含む）；などを指すことができる。
【０１３０】
反対であることを明らかに示されていない限り、１つを超える工程または行為を含む本明細書に請求された任意の方法において、その方法の工程または行為の順序は、必ずしもその方法の工程または行為が列挙された順序に限定されないことも理解されるべきである。
【０１３１】
特許請求の範囲ならびに上記明細書において、すべての移行句、例えば、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「担持する」、「有する」、「含有する」、「伴う」、「保持する」、「から構成される」などは、制限のないこと、すなわち、「含むがそれだけに限らない」を意味すると理解されるべきである。「からなる」および「から本質的になる」という移行句のみが、米国特許局特許審査便覧、セクション２１１１．０３に示されているように、それぞれ閉鎖（ｃｌｏｓｅｄ）移行句または半閉鎖移行句であるものとする。
【図２Ａ】
2013525087.tif 000005
【図２Ｂ】
2013525087.tif 000006
【図２Ｃ】
2013525087.tif 000007
【図２Ｄ】
2013525087.tif 000008
【図３Ａ】
2013525087.tif 000009
【図３Ｂ】
2013525087.tif 000010
【図３Ｃ】
2013525087.tif 000011
【図３Ｄ】
2013525087.tif 000012
【図４Ａ】
2013525087.tif 000013
【図４Ｂ】
2013525087.tif 000014
【図４Ｃ】
2013525087.tif 000015
【図４Ｄ】
2013525087.tif 000016
【図４Ｅ】
2013525087.tif 000017
【図５Ｂ】
2013525087.tif 000018
【図５Ｃ】
2013525087.tif 000019
【図５Ｄ】
2013525087.tif 000020
【図１Ａ】
2013525087.tif 000021
【図１Ｂ】
2013525087.tif 000022
【図１Ｃ】
2013525087.tif 000023
【図５Ａ】
2013525087.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成24年11月14日(2012.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
約１ｍｍ未満の平均直径を有する粒子を含む物品であって、該粒子が、少なくとも部分的に固体の外側相、および内側相を含み、該少なくとも部分的に固体の外側相が、該内側相を部分的または完全に被包し、ここで、該少なくとも部分的に固体の外側相が約０℃より高い融解温度を有する、物品。
【請求項２】
前記内側相が補助安定剤を本質的に含まない、請求項１に記載の物品。
【請求項３】
前記少なくとも部分的に固体の外側相が半固体であるか、固体および液体を含むか、または完全に固体である、請求項１または２のいずれか一項に記載の物品。
【請求項４】
前記内側相が液体、固体または半固体を含む、請求項１から３のいずれか一項に記載の物品。
【請求項５】
前記粒子が種をさらに含み、好ましくはここで、該種がナノ粒子、タンパク質、核酸、量子ドットまたは農薬を含む、請求項１から４のいずれか一項に記載の物品。
【請求項６】
前記少なくとも部分的に固体の外側相がパラフィン油を含む、請求項１から５のいずれか一項に記載の物品。
【請求項７】
前記内側相が第１の内側相であり、前記粒子が、該第１の内側相と区別可能な第２の内側相をさらに含む、請求項１から６のいずれか一項に記載の物品。
【請求項８】
第１の流体、および種を含む第２の流体を提供する工程であって、ここで、該第１の流体および該第２の流体が少なくとも部分的に不混和性である工程と、
該第２の流体の少なくとも一部分を該第１の流体で囲繞して多重エマルジョンを形成する工程と、
該第１の流体の少なくとも一部分を固化してカプセルを形成する工程であって、ここで、該種の少なくとも９０％が、該カプセル内に部分的または完全に被包され、好ましくはここで該種の少なくとも９５％が、該カプセル内に部分的または完全に被包され、好ましくはここで、該カプセルが連続流体内に懸濁される工程と
を含む方法。
【請求項９】
前記第１の流体が、０℃より高い、好ましくは１０℃より高い、好ましくは２０℃より高い、好ましくは３０℃〜５０℃の間の融解温度を有する、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記種が蛍光性および／または両親媒性である、請求項５に記載の物品または請求項８から９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記種がナノ粒子、タンパク質、核酸、量子ドットまたは農薬を含む、請求項８から１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の流体の少なくとも一部分を固化する工程が、前記第１の流体の少なくとも一部分において相変化を開始させるのに十分な少なくとも一つの温度に前記多重エマルジョンを冷却する工程を含む、請求項８から１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
外側相および内側相を含む、約１ｍｍ未満の平均直径を有する液滴を提供する工程であって、該外側相は、該内側相を部分的または完全に被包し、ここで該外側相は０℃より高い融解温度を有する、工程と、
該液滴の温度を変更することによって該外側相の少なくとも一部分を固化してカプセルを生成する工程と
を含み、好ましくは、ここで温度を変更することによって固化される該外側相の該少なくとも一部分が、その温度を変更することによって液化可能である、方法。
【請求項１４】
前記液滴が種をさらに含み、好ましくは、ここで該種がナノ粒子、タンパク質、核酸、量子ドットまたは農薬を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記カプセルが、少なくとも１週間後に、好ましくは少なくとも２６週間後に、該カプセルの形成のときにその中に含有した前記種の５％未満を放出する、請求項８から１２または１４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１６】
前記外側相が１０℃より高い、好ましくは２０℃より高い、好ましくは３０℃〜５０℃の間の融解温度を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の物品または請求項１３から１５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１７】
前記外側相が水中で不混和性である、請求項１から５のいずれか一項に記載の物品または請求項１３から１６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１８】
前記内側相が水溶液である、請求項１３から１７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１９】
前記外側相が、約１ｍｍ以下、好ましくは約３００マイクロメートル以下、好ましくは約１００マイクロメートル以下、好ましくは約３０マイクロメートル以下、好ましくは約１０マイクロメートル以下、好ましくは約３マイクロメートル以下、そして好ましくは約１マイクロメートル以下の平均分離距離を有する２つの界面の間にあると定義される、請求項１に記載の物品または請求項１３に記載の方法。
【請求項２０】
前記外側相が、前記粒子の平均寸法の約３０％未満、好ましくは約２５％未満、好ましくは約２０％未満、好ましくは約１５％未満、好ましくは約１０％未満、好ましくは約５％未満、好ましくは約３％未満、好ましくは約２％未満、そして好ましくは約１％未満の平均分離距離を有する２つの界面の間にあると規定される、請求項１に記載の物品または請求項１３に記載の方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
本方法は、さらに別の態様によれば、第１の温度および第１の圧力で、内側の流体液滴および外側の流体液滴を含む多重エマルジョン液滴を提供する行為と、多重エマルジョン液滴を、内側の流体液滴および外側の流体液滴のうちの一方を少なくとも部分的に固化させるのに十分な第２の温度および／または第２の圧力に曝す行為とを含む。いくつかの場合では、第１の温度と第２の温度は異なり、かつ／または第１の圧力と第２の圧力は異なる。ある特定の実施形態では、多重エマルジョン液滴を第２の温度および／または第２の圧力に曝した後、多重エマルジョン液滴を第１の温度および第１の圧力に曝すと、多重エマルジョン液滴の固化した部分を融解させることができる。
本発明の好ましい実施形態では、例えば以下が提供される：
（項目１）
約１ｍｍ未満の平均直径を有する粒子を含む物品であって、該粒子が、少なくとも部分的に固体の外側相、および内側相を含み、該少なくとも部分的に固体の外側相が、該内側相を部分的または完全に被包し、ここで、該少なくとも部分的に固体の外側相が約０℃より高い融解温度を有する、物品。
（項目２）
前記内側相が補助安定剤を本質的に含まない、項目１に記載の物品。
（項目３）
前記少なくとも部分的に固体の外側相が半固体である、項目１または２のいずれか一項に記載の物品。
（項目４）
前記少なくとも部分的に固体の外側相が固体および液体を含む、項目１から３のいずれか一項に記載の物品。
（項目５）
前記少なくとも部分的に固体の外側相が完全に固体である、項目１から４のいずれか一項に記載の物品。
（項目６）
前記内側相が液体を含む、項目１から５のいずれか一項に記載の物品。
（項目７）
前記内側相が固体を含む、項目１から６のいずれか一項に記載の物品。
（項目８）
前記内側相が半固体を含む、項目１から７のいずれか一項に記載の物品。
（項目９）
前記粒子が種をさらに含む、項目１から８のいずれか一項に記載の物品。
（項目１０）
前記種がナノ粒子を含む、項目９に記載の物品。
（項目１１）
前記種がタンパク質を含む、項目９に記載の物品。
（項目１２）
前記種が核酸を含む、項目９に記載の物品。
（項目１３）
前記種が蛍光性である、項目９に記載の物品。
（項目１４）
前記種が両親媒性である、項目９に記載の物品。
（項目１５）
前記種が量子ドットを含む、項目９に記載の物品。
（項目１６）
前記少なくとも部分的に固体の外側相が水中で不混和性である、項目１から１５のいずれか一項に記載の物品。
（項目１７）
前記少なくとも部分的に固体の外側相が水と不混和性である、項目１から１６のいずれか一項に記載の物品。
（項目１８）
前記少なくとも部分的に固体の外側相が、１０℃より高い融解温度を有する、項目１から１７のいずれか一項に記載の物品。
（項目１９）
前記少なくとも部分的に固体の外側相が、２０℃より高い融解温度を有する、項目１から１８のいずれか一項に記載の物品。
（項目２０）
前記少なくとも部分的に固体の外側相が、３０℃〜５０℃の間の融解温度を有する、項目１から１８のいずれか一項に記載の物品。
（項目２１）
前記少なくとも部分的に固体の外側相がパラフィン油を含む、項目１から２０のいずれか一項に記載の物品。
（項目２２）
前記内側相が第１の内側相であり、前記粒子が、該第１の内側相と区別可能な第２の内側相をさらに含む、項目１から２１のいずれか一項に記載の物品。
（項目２３）
第１の流体、および種を含む第２の流体を提供する工程であって、ここで、該第１の流体および該第２の流体が少なくとも部分的に不混和性である工程と、
該第２の流体の少なくとも一部分を該第１の流体で囲繞して多重エマルジョンを形成する工程と、
該第１の流体の少なくとも一部分を固化してカプセルを形成する工程であって、ここで、前記種の少なくとも９０％が、該カプセル内に部分的または完全に被包される工程と
を含む方法。
（項目２４）
前記第１の流体が０℃より高い融解温度を有する、項目２３に記載の方法。
（項目２５）
前記第１の流体が１０℃より高い融解温度を有する、項目２３または２４のいずれか一項に記載の方法。
（項目２６）
前記第１の流体が２０℃より高い融解温度を有する、項目２３から２５のいずれか一項に記載の方法。
（項目２７）
前記第１の流体が３０℃〜５０℃の間の融解温度を有する、項目２３から２６のいずれか一項に記載の方法。
（項目２８）
前記種が両親媒性である、項目２３から２７のいずれか一項に記載の方法。
（項目２９）
前記種がナノ粒子を含む、項目２３から２８のいずれか一項に記載の方法。
（項目３０）
前記第１の流体の少なくとも一部分を固化する工程が、前記第１の流体の少なくとも一部分において相変化を開始させるのに十分な少なくとも一つの温度に前記多重エマルジョンを冷却する工程を含む、項目２３から２９のいずれか一項に記載の方法。
（項目３１）
前記カプセルが連続流体内に懸濁される、項目２３から３０のいずれか一項に記載の方法。
（項目３２）
前記カプセルが、少なくとも１週間後に、該カプセルの形成のときにその中に含有した前記種の５％未満を放出する、項目３１に記載の方法。
（項目３３）
前記カプセルが、少なくとも２６週間後に、該カプセルの形成のときにその中に含有した前記種の５％未満を放出する、項目３１に記載の方法。
（項目３４）
前記種の少なくとも９５％が前記カプセル内に被包される、項目２３から３３のいずれか一項に記載の方法。
（項目３５）
外側相および内側相を含む、約１ｍｍ未満の平均直径を有する液滴を提供する工程であって、該外側相は、該内側相を部分的または完全に被包し、ここで該外側相は０℃より高い融解温度を有する、工程と、
該液滴の温度を変更することによって該外側相の少なくとも一部分を固化してカプセルを生成する工程と
を含む方法。
（項目３６）
前記液滴が種をさらに含む、項目３５に記載の方法。
（項目３７）
前記種がナノ粒子を含む、項目３６に記載の方法。
（項目３８）
前記カプセルが、少なくとも１週間後に、該カプセルの形成のときにその中に含有した前記種の５％未満を放出する、項目３６から３７のいずれか一項に記載の方法。
（項目３９）
前記カプセルが、少なくとも２６週間後に、該カプセルの形成のときにその中に含有した前記種の５％未満を放出する、項目３６から３８のいずれか一項に記載の方法。
（項目４０）
温度を変更することによって固化される前記外側相の前記少なくとも一部分が、その温度を変更することによって液化可能である、項目３５から３９のいずれか一項に記載の方法。
（項目４１）
前記外側相が２０℃より高い融解温度を有する、項目３５から４０のいずれか一項に記載の方法。
（項目４２）
前記外側相が３０℃〜５０℃の間の融解温度を有する、項目３５から４１のいずれか一項に記載の方法。
（項目４３）
前記外側相が水中で不混和性である、項目３５から４２のいずれか一項に記載の方法。
（項目４４）
前記内側相が水溶液である、項目３５から４３のいずれか一項に記載の方法。
（項目４５）
少なくとも部分的に固体の外側相、および内側相を含む、約１ｍｍ未満の平均直径を有する粒子を提供する工程であって、該少なくとも部分的に固体の外側相は０℃より高い融解温度を有して該内側相を部分的または完全に被包する、工程と、
該少なくとも部分的に固体の外側相を融解することによって、該粒子から種を放出する工程と
を含む方法。
（項目４６）
前記種の少なくとも５０％が、前記少なくとも部分的に固体の外側相を少なくとも融解するのに十分な閾値温度にカプセルを曝してから１時間以内に放出される、項目４５に記載の方法。
（項目４７）
前記種がナノ粒子を含む、項目４５または４６のいずれか一項に記載の方法。
（項目４８）
前記閾値温度が少なくとも０℃である、項目４５から４７のいずれか一項に記載の方法。
（項目４９）
前記閾値温度が少なくとも２０℃である、項目４５から４８のいずれか一項に記載の方法。
（項目５０）
前記閾値温度が３０℃〜５０℃の間である、項目４５から４９のいずれか一項に記載の方法。
（項目５１）
前記外側相が水中で不混和性である、項目４５から５０のいずれか一項に記載の方法。
（項目５２）
前記内側相が水溶液である、項目４５から５１のいずれか一項に記載の方法。
（項目５３）
前記内側相が固体である、項目４５から５２のいずれか一項に記載の方法。
（項目５４）
少なくとも１つの液体コアを囲繞するシェルを有する粒子を含む物品であって、該粒子は、約１ｍｍ未満の平均直径を有し、該シェルは、約０℃より高い融解温度を有する物品。
（項目５５）
前記粒子が、少なくとも、第１の液体コア、および該第１の液体コアと区別可能な第２の液体コアを含む、項目５４に記載の物品。
（項目５６）
内側の流体液滴および外側の流体液滴を含む多重エマルジョン液滴を、該外側の流体液滴の少なくとも一部分が固化するように、外部の温度および／または圧力に曝す工程を含む方法。
（項目５７）
前記外側の流体液滴の少なくとも一部分が可逆的に固化する、項目５６に記載の方法。
（項目５８）
第１の温度および第１の圧力で、内側の流体液滴および外側の流体液滴を含む多重エマルジョンを提供する工程と、
該多重エマルジョン液滴を、該内側の流体液滴および該外側の流体液滴のうちの一方を少なくとも部分的に固化するのに十分な第２の温度および／または第２の圧力に曝す工程であって、ここで、（１）該第１の温度と該第２の温度が異なり、または（２）該第１の圧力と該第２の圧力が異なることの少なくとも一方である工程と
を含む方法であって、ここで、該多重エマルジョン液滴を第２の温度および／または第２の圧力に曝した後、該多重エマルジョン液滴を該第１の温度および該第１の圧力に曝すことにより、該多重エマルジョン液滴の固化した部分を融解させることができる、方法。
【国際調査報告】
2013525087.tif 000025
2013525087.tif 000026
2013525087.tif 000027
2013525087.tif 000028
2013525087.tif 000029
2013525087.tif 000030