(57)【要約】【課題】マイクロエマルションおよびナノリアクターまたは送達ビヒクルとしてのその使用に関する。【解決手段】レシチン系マイクロエマルションならびにナノリアクターおよび担持材料としてのこれらの使用が開示される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ材料を形成する方法であって、レシチン系マイクロエマルションを第１の反応物質および第２の反応物質と混合する工程を含む、方法。
【請求項２】
第１の反応物質と第２の反応物質との間の相互作用によってナノ材料が生成される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
レシチン系マイクロエマルションが、第２の反応物質と混合する前に第１の反応物質と混合される、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
第１の反応物質と第２の反応物質とを混合する前に第２の反応物質をレシチン系マイクロエマルションと混合する工程をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
レシチン系マイクロエマルションが、第１の反応物質と混合する前に第２の反応物質と混合される、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項６】
第１の反応物質と第２の反応物質とを混合する前に第１の反応物質をレシチン系マイクロエマルションと混合する工程をさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
レシチン系マイクロエマルションを第１の反応物質と混合する工程であって、これにより、第１のマイクロエマルションを生成する工程と、
レシチン系マイクロエマルションを第２の反応物質と混合する工程であってこれにより、第２のマイクロエマルションを生成する工程と、
第１のマイクロエマルションを第２のマイクロエマルションと混合する工程と
を含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項８】
第２の反応物質が触媒剤である、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項９】
触媒剤が、還元剤、酸化剤、酵素、補酵素、金属触媒、リガンド、キレーター、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
レシチン系マイクロエマルションを２〜８０の誘電率を有する溶媒中に分散させる工程をさらに含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項１１】
レシチン系マイクロエマルションを、無極性有機溶媒、イオン性液体、植物油、鉱油、精油、パラフィン、石油留分、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される無極性溶媒中に分散させる工程をさらに含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項１２】
触媒剤が、水素化ホウ素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、緑茶抽出物、ポリフェノール、ポリフェノール誘導体、カテキン、フラボノイド、フラバノール、タンニン、リグニン、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される還元剤である、請求項８に記載の方法。
【請求項１３】
第１の反応物質が、金属塩、金属合金、金属複合材、タンパク質、ポリマー合成用のモノマー、ポリマー合成用のオリゴマー、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項１４】
ナノ材料が、生成時に同時にレシチン系マイクロエマルション中に封入される、請求項２に記載の方法。
【請求項１５】
ナノ材料が２〜５００ナノメートルの粒径を有する、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項１６】
レシチン系マイクロエマルション内のナノ材料が５〜５０ナノメートルの粒径を有する、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１の反応物質が金属塩であり、約０．０１Ｍ〜約３Ｍの濃度を有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
触媒剤が０．０１〜２５重量％の濃度で存在する、請求項８に記載の方法。
【請求項１９】
ナノ材料が０．０１〜２０重量％の濃度で存在する、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項２０】
レシチン系マイクロエマルションが、レシチン、共界面活性剤、ならびにカルボン酸、カルボン酸の塩、カルボン酸のエステル、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される酸性化剤を含む、請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項２１】
レシチン系マイクロエマルションが、単離または精製された脂肪酸をさらに含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
レシチン系マイクロエマルションと、
第１の反応物質と、
第２の反応物質と
を含む組成物。
【請求項２３】
第１の反応物質および第２の反応物質のうちの一方が、還元剤、酸化剤、金属触媒、補酵素、リガンド、キレーター、および酵素からなる群から選択される触媒剤である、請求項２２に記載の組成物。
【請求項２４】
第１の反応物質および第２の反応物質のうちの一方が、金属塩、金属酸化物、金属合金、金属複合材、ポリマー合成用のモノマー、ポリマー合成用のオリゴマー、タンパク質、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される、請求項２２または請求項２３に記載の組成物。
【請求項２５】
生物由来である、請求項２２または請求項２３に記載の組成物。
【請求項２６】
第１の反応物質、第２の反応物質、またはこれらの組合せが、レシチン系マイクロエマルション中に封入される、請求項２２または請求項２３に記載の組成物。
【請求項２７】
レシチン系マイクロエマルションが、
レシチンと
共界面活性剤と、
カルボン酸、カルボン酸の塩、カルボン酸のエステル、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される酸性化剤と
を含む、請求項２２または請求項２３に記載の組成物。
【請求項２８】
レシチン系マイクロエマルションが、単離または精製された脂肪酸をさらに含む、請求項２７に記載の組成物。
【請求項２９】
共界面活性剤がポリソルベートである、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３０】
酸性化剤が、カルボン酸、カルボン酸の塩、およびカルボン酸のエステルである、請求項２７に記載の組成物。
【請求項３１】
カルボン酸が乳酸である、請求項３０に記載の組成物。
【請求項３２】
レシチン系マイクロエマルションと、
ナノ材料と
を含む組成物であって、水溶液、極性溶液、または無極性溶液中で分散液を形成する、組成物。
【請求項３３】
２〜８０の誘電率を有する溶媒をさらに含む、請求項３２に記載の組成物。
【請求項３４】
無極性溶媒をさらに含む、請求項３２または請求項３３に記載の組成物。
【請求項３５】
極性溶媒をさらに含む、請求項３２または請求項３３に記載の組成物。
【請求項３６】
ナノ材料が２〜５００ナノメートルの粒径を有する、請求項３２または請求項３３に記載の組成物。
【請求項３７】
ナノ材料が５〜５０ナノメートルの粒径を有する、請求項３６に記載の組成物。
【請求項３８】
ナノ材料が０．０１〜２０重量％の濃度で存在する、請求項３２または請求項３３に記載の組成物。
【請求項３９】
ナノ材料が、金属、金属塩、金属酸化物、金属酵素、金属酸化物組成物、金属化合物、活性炭、カーボンナノファイバー、カーボンナノプレートレット、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、グラフェンナノ粉末、グラフェンナノプレートレット、グラフェンオキシドフラーレン、有機栄養物、無機栄養物、金属硫化物、金属合金、金属複合材、タンパク質、ポリマー、およびこれらのいずれかの組合せを含む、請求項３２または請求項３３に記載の組成物。
【請求項４０】
ナノ材料が、レシチン系マイクロエマルションを含む自己組織化構造の核に封入される、請求項３２または請求項３３に記載の組成物。
【請求項４１】
生物由来である、請求項３２または請求項３３に記載の組成物。
【請求項４２】
少なくとも２週間安定なままである、請求項３２または請求項３３に記載の組成物。
【請求項４３】
レシチン系マイクロエマルションが、
レシチンと、
共界面活性剤と、
カルボン酸、カルボン酸の塩、カルボン酸のエステル、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される酸性化剤と
を含む、請求項３２または請求項３３に記載の組成物。
【請求項４４】
レシチン系マイクロエマルションが、単離または精製された脂肪酸をさらに含む、請求項４３に記載の組成物。
【請求項４５】
共界面活性剤がポリソルベートである、請求項４３に記載の組成物。
【請求項４６】
酸性化剤が、カルボン酸、カルボン酸の塩、およびカルボン酸のエステルである、請求項４３に記載の組成物。
【請求項４７】
カルボン酸が乳酸である、請求項４６に記載の組成物。
【請求項４８】
バイオレメディエーション組成物、ナノ材料用の送達ビヒクル、生物医学組成物、化粧料組成物、ナノリアクター、ナノ流体、食品原料成分、熱伝達流体、変圧器流体、冷却剤添加剤、バイオ潤滑剤、腐食防止剤、デスケーラ、海洋用途用の添加剤、粘度調整剤、潤滑剤、または油田用途用の掘削添加剤としての、請求項３２または請求項３３に記載の組成物の使用。
【請求項４９】
ナノ材料が、金属、金属塩、金属酸化物、金属酵素、金属酸化物組成物、金属化合物、活性炭、カーボンナノファイバー、カーボンナノプレートレット、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、グラフェンナノ粉末、グラフェンナノプレートレット、グラフェンオキシドフラーレン、有機栄養物、無機栄養物、金属硫化物、金属合金、金属複合材、タンパク質、ポリマー、栄養補給食品、医薬、生理活性物質および食品原料成分からなる群から選択される、請求項４８に記載の組成物の使用。
【請求項５０】
ナノ材料をレシチン系マイクロエマルション中に封入する方法であって、レシチン系マイクロエマルションをナノ材料と混合する工程であって、これによりナノ材料を封入および安定化する工程を含む、方法。
【請求項５１】
レシチン系マイクロエマルションを２〜８０の誘電率を有する溶媒中に分散させる工程をさらに含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
レシチン系マイクロエマルションを、無極性有機溶媒、イオン性液体、植物油、鉱油、精油、パラフィン、石油留分、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される無極性溶媒中に分散させる工程をさらに含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
ナノ材料が２〜５００ナノメートルの粒径を有する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５４】
ナノ材料が５〜５０ナノメートルの粒径を有する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５５】
ナノ材料が５〜２００ナノメートルの粒径を有する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５６】
レシチン系マイクロエマルション内のナノ材料が５〜５０ナノメートルの粒径を有する、請求項５０に記載の方法。
【請求項５７】
レシチン系マイクロエマルションが、レシチン、共界面活性剤、ならびにカルボン酸、カルボン酸の塩、カルボン酸のエステル、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される酸性化剤を含む、請求項５０または請求項５１に記載の方法。
【請求項５８】
第１の反応物質および第２の反応物質をレシチン系マイクロエマルションと混合する工程をさらに含み、ここで、第１の反応物質と第２の反応物質との間の相互作用によってナノ材料が形成される、請求項５０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
[0001]  本発明は、一般にマイクロエマルションに関する。より詳細には、本発明は、ナノリアクターとしてのまたはナノ材料を担持するためのレシチンマイクロエマルションの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
[0002]  自然界では、生体内における所定の化学反応を行う様々な種類の細胞が用いられている。ナノサイズのコンパートメント化および反応物質選択性により、細胞は、極めて精度よく空間的制御を伴って、複雑な反応のカスケードを行うことができる。細胞における生物学的リアクターの高い能力を模倣しようと試みる、人の手からなる、すなわち人工の反応系は、ナノリアクターと称される。ナノリアクターは、典型的には、大きさが１ミクロンより小さく、制御され十分に規定された様式で反応が起こり得る環境を内包する、コンパートメントである。
【０００３】
[0003]  ナノリアクターは、ナノ粒子（すなわち、金属、金属酸化物、金属合金、金属被覆金属酸化物、金属酸化物被覆金属）、セラミック材料および量子ドットなどのナノ材料の開発に使用されてきた。これらのバルクまたはより大きな同等物と比較すると、ナノ材料は、異なる光学的、磁気的、電気的、物理的（すなわち、機械的硬度、熱安定性および化学的不動態）および触媒特性を示し、これにより、このようなナノ材料の異なる使用を可能にし得る。
【０００４】
[0004]  自己組織化の原理を使用することにより、合成および生物学的な構成単位から、様々な種類のナノリアクターが開発されてきた。このようなナノリアクターの例には、エマルション、マイクロエマルション、ミセル、ゲル、タンパク質ケージ（protein cage）、およびウイルスが含まれる。マイクロエマルション（μE）は効率的な系であり、澄明で、熱力学的に安定な、油中水型または水中油型のコロイド状ナノ分散液である。分散相は、界面活性剤の自己組織化によって形成されたミセル内で安定化される。ブラウン運動により、ミセル同士は高頻度で衝突して一時的に(transiently)融合し、ミセルの内部において成分の交換がもたらされる。このような動的特性により、密閉された反応媒体としてのミセルの使用を容易にし、ナノリアクターとしてのこれらの有用性を高める。
【０００５】
[0005]  マイクロエマルションをナノリアクターとして使用することの利点には、反応速度を最大で１００倍にまで加速すること；粒径を良好に制御して高い均一性および単分散度の粒子／ナノ材料を生成することを可能にする、籠様の(cage-like)効果を付与すること；ミセル上の界面活性剤膜が粒子を安定化し、粒子が凝集することを防ぐこと；ならびにマイクロエマルションの特性を操作することが容易であるために、ナノ材料の大きさおよび形態の微調整が可能になることが含まれる。
【０００６】
[0006]  油中水型マイクロエマルションは、ナノ粒子を生成するために広く使用されてきた。しかし、マイクロエマルションの大半では、生分解性でない界面活性剤（すなわち、Aerosol OT、Triton X-100およびポリビニルピロリドン）が使用されており、有害で石油系の有機溶媒（すなわち、イソ−オクタン、ヘプタン、および1-ブタノール）が使用されている。
【０００７】
[0007]  ナノ流体は、ナノ材料（すなわち、ナノ粒子、ナノファイバー、ナノチューブ、ナノワイヤー、ナノロッド、ナノシート、またはナノ液滴）をベースとなる流体に一様に分散させることによって開発されたコロイド系の一クラスである。ベースとなる流体自体と比較して、ナノ流体は、熱伝導度、熱拡散率、熱粘性、および熱伝達係数が向上しているなど、異なる特性を有する。熱物理特性が改善されていることにより、ナノ流体は、熱伝達、物質伝達、エネルギー貯蔵、トライボロジーに関する使用、および生物医学的使用などの用途で使用され得る。ナノ流体は、水系または油系に分類される。水系流体は熱伝達に活用することができ、油系ナノ流体は潤滑剤用途で使用することができる。しかし、ナノ粒子を油中に分散してこのようなナノ流体を作製することは困難であり、ナノ粒子は数日後に凝集して沈殿することが多いため、ナノ流体はあまり安定ではない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
[0008]  ベシクルおよび液晶などのナノリアクターを生成するために、ホスファチジルコリンなどの純粋なリン脂質が生物由来の界面活性剤として使用されてきた。しかし、リン脂質を含む複合混合物であるレシチンは、ナノリアクターを開発するために使用されてこなかった。純粋なリン脂質はレシチンよりも約１０倍高価である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
[0009]  その種々の実施形態のそれぞれにおいて、本発明はこれらの要求を満たし、レシチン系マイクロエマルションならびにナノリアクターおよび担持材料としてのこれらの使用を開示する。
【００１０】
[0010]  一実施形態では、ナノ材料を形成する方法は、レシチン系マイクロエマルションを第１の反応物質および第２の反応物質と混合する工程を含む。
【００１１】
[0011]  別の実施形態では、組成物は、レシチン系マイクロエマルション、第１の反応物質、および第２の反応物質を含む。
【００１２】
[0012]  さらなる実施形態では、ナノ材料をレシチン系マイクロエマルション中に封入する方法は、レシチン系マイクロエマルションをナノ材料と混合する工程であって、これによりナノ材料を封入および安定化する工程を含む。
【００１３】
[0013]  追加的な実施形態では、組成物は、レシチン系マイクロエマルションおよびナノ材料を含む。組成物は、水溶液、極性溶液、または無極性溶液中で分散液を形成する。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
[0014]  マイクロエマルションの改良およびその使用が続けられてきた。Ａｒｃｈｅｒ−Ｄａｎｉｅｌｓ−Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙに付与された「Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ  ａｎｄ  ｐＨ  Ｓｔａｂｌｅ  Ｌｅｃｉｔｈｉｎ  Ｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ」と題された国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ１３／２９１２９は、マイクロエマルションの生成およびその使用を開示しており、その全体の内容はこの参照により組み込まれる。ＷＯ２０１２／０６８１０５は、マイクロエマルションの生成およびその使用を開示しており、その全体の内容はこの参照により組み込まれる。本出願は、マイクロエマルション、ナノリアクターとしての、担持ナノ材料としての、またはナノ流体におけるその使用を開示する。
【００１５】
[0015]  特許請求の範囲を含めた本出願では、作業実施例中または別段の指摘がある場合を除き、量または特性を表現するすべての数字は、あらゆる場合において「約」という用語によって修飾されていると理解されるものとする。これに反する指摘がない限り、以下の記載において記述されるあらゆる数値パラメータは、本開示による組成物および方法において所望の特性に応じて変動してもよい。少なくとも、そして均等論が適用される本出願を本特許請求の範囲に限定しようとするものでないが、本記載で記述される各数値パラメータは、報告されている有効桁を踏まえ、通常の丸め技法を適用することによって少なくとも解釈されるべきである。
【００１６】
[0016]  本明細書において参照により組み込まれると述べられる特許、刊行物、または他の開示資料の全体または部分のいずれについても、組み込まれた資料が既存の定義、記述、または本開示で記述される他の開示資料と矛盾しない程度まで、本明細書に組み込まれるにすぎない。したがって、本明細書において記述される開示は、参照により本明細書に組み込まれるいかなる矛盾する資料にも取って代わる。
【００１７】
[0017]  一実施形態では、ナノ材料を形成する方法は、レシチン系マイクロエマルションを第１の反応物質および第２の反応物質と混合する工程を含む。第１の反応物質と第２の反応物質との間の相互作用によってナノ材料が生成される。レシチン系マイクロエマルションは、第２の反応物質と混合する前に第１の反応物質と混合されてもよい。また、第２の反応物質は、第１の反応物質と第２の反応物質とを混合する前にレシチン系マイクロエマルションと混合されてもよい。レシチン系マイクロエマルションは、第１の反応物質と混合する前に第２の反応物質と混合されてもよい。また、第１の反応物質は、第１の反応物質と第２の反応物質とを混合する前にレシチン系マイクロエマルションと混合されてもよい。本方法はまた、レシチン系マイクロエマルションを第１の反応物質と混合して第１のマイクロエマルションを生成することと、レシチン系マイクロエマルションを第２の反応物質と混合して第２のマイクロエマルションを生成することと、第１のマイクロエマルションを第２のマイクロエマルションと混合することとを含んでいてもよい。このような方法では、ナノ材料の生成時に同時にナノ材料をレシチン系マイクロエマルション中に封入してもよい。
【００１８】
[0018]  別の実施形態では、組成物は、レシチン系マイクロエマルション、第１の反応物質、および第２の反応物質を含む。第１の反応物質および第２の反応物質のうちの少なくとも一方は、還元剤、酸化剤、金属触媒、共触媒、リガンド、キレーター、および酵素からなる群から選択される触媒剤であってもよい。第１の反応物質および第２の反応物質のうちの少なくとも一方はまた、金属塩、金属酸化物、金属合金、金属複合材、ポリマー合成用のモノマー、ポリマー合成用のオリゴマー、タンパク質、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択されてもよい。組成物はまた、生物由来であってもよい。第１の反応物質および第２の反応物質のうちの少なくとも一方または両方は、レシチン系マイクロエマルション中に封入されていてもよい。
【００１９】
[0019]  ナノ材料は、２〜５００ナノメートル（ｎｍ）の粒径、２〜２５０ｎｍの粒径、２〜１００ｎｍの粒径、５〜１００ｎｍの粒径、または２〜５０ｎｍの粒径を有していてもよい。レシチン系マイクロエマルション内のナノ材料は、５〜５０ｎｍの粒径を有していてもよい。レシチン系マイクロエマルションは、レシチン、共界面活性剤、ならびにカルボン酸、カルボン酸の塩、カルボン酸のエステル、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される酸性化剤を含んでいてもよい。レシチン系マイクロエマルションは、単離または精製された脂肪酸をさらに含んでいてもよい。共界面活性剤は、ポリソルベートであってもよい。酸性化剤は、カルボン酸、カルボン酸の塩、およびカルボン酸のエステルであってもよく、カルボン酸は、乳酸であってもよい。ナノ材料は、０．０１〜２０重量％の濃度で存在していてもよい。
【００２０】
[0020]  第１の反応物質は、金属塩、金属合金、金属複合材、タンパク質、ポリマー合成用のモノマー、ポリマー合成用のオリゴマー、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択されてもよい。第１の反応物質は、約０．１Ｍ〜約３Ｍの濃度を有する金属塩であってもよい。
【００２１】
[0021]  第２の反応物質は触媒剤であってもよく、還元剤、酸化剤、酵素、補酵素、金属触媒、リガンド、キレーター、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択されてもよい。還元剤は、水素化ホウ素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、緑茶抽出物、ポリフェノール、ポリフェノール誘導体、カテキン、フラボノイド、フラバノール、タンニン、リグニン、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択されてもよい。本方法は、レシチンを、２〜８０の誘電率を有する溶媒中に、または無極性有機溶媒、イオン性液体、植物油、鉱油、精油、パラフィン、石油留分、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される無極性溶媒を用いて分散させる工程をさらに含んでいてもよい。触媒剤は、０．０１〜２５重量％の濃度で存在していてもよい。
【００２２】
[0022]  一実施形態では、レシチン系ナノリアクターが開示される。レシチン系ナノリアクターは、反応を触媒するための、化合物を還元するための、または化合物を酸化するための、触媒剤を含んでいてもよい。レシチン系ナノリアクターは、ナノリアクター中で材料を開発するために使用され得る、マイクロエマルション中に還元剤、酸化剤、酵素、または他の触媒を有する、レシチン系マイクロエマルションを含んでいてもよい。一実施形態では、還元剤は、生物由来であり、前駆体をナノ材料に還元する必須の化学物質であるポリフェノール成分を含む、緑茶抽出物などの環境にやさしい還元剤であってもよい。別の実施形態では、レシチン系ナノリアクターは、ナノ材料を開発するために使用され得る、マイクロエマルション中に酸化剤を有する、レシチン系マイクロエマルションを含んでいてもよい。別の実施形態では、レシチン系マイクロエマルションは、化合物の反応を促進する触媒または触媒剤を含んでいてもよい。触媒は、酸化剤、還元剤、酵素、補酵素、金属触媒、リガンド、キレーター、または化合物の反応を促進する他の化合物であってもよい。
【００２３】
[0023]  別の実施形態では、マイクロエマルションは、溶出液、掘削流体、廃水処理に由来する金属を溶液中でキレート化もしくは結合するために、またはさらには食品、化粧料、もしくは薬学用途におけるフリーラジカル捕捉剤として使用され得る、キレーターまたはリガンドを含んでいてもよい。別の実施形態では、マイクロエマルションは、マイクロエマルション中に封入された金属粒子と共に使用して、硫化物を捕捉し、得られた金属硫化物懸濁液をマイクロエマルションの相分離を伴うことなく安定化することができる。本発明のマイクロエマルションのｐＨおよび電解質安定性は、このような捕捉用途をとりわけ有用にする。
【００２４】
[0024]  さらなる実施形態では、レシチン系マイクロエマルションおよびナノ材料を含む組成物が開示される。組成物は、極性溶液、無極性溶液、または水溶液中で分散液を形成する。組成物は、２〜８０の誘電率を有する溶媒、無極性溶媒、または極性溶媒をさらに含んでいてもよい。ナノ材料は、約５〜２００ｎｍの粒径を有していてもよい。ナノ材料は、金属、金属塩、金属酸化物、金属酵素、金属酸化物組成物、金属化合物、活性炭、カーボンナノファイバー、カーボンナノプレートレット、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、グラフェンナノ粉末、グラフェンナノプレートレット、グラフェンオキシドフラーレン、有機栄養物、無機栄養物、金属硫化物、金属合金、金属複合材、タンパク質、ポリマー、ナノチューブ、グラフェン、グラファイト、生理活性物質、タンパク質、栄養補助食品、医薬品、食品原料成分、およびこれらのいずれかの組合せを含んでいてもよい。ナノ材料は、レシチン系マイクロエマルションを含む自己組織化構造の核内に封入されてもよい。組成物は生物由来であってもよく、溶媒中で少なくとも２週間安定なままであり得る。レシチン系マイクロエマルションは、マイクロエマルションに関して本明細書において記載される成分を含んでいてもよい。
【００２５】
[0025]  一実施形態では、ナノ材料は、金属塩、金属酸化物、金属酵素、金属酸化物複合材、金属化合物、金属硫化物、金属合金、金属複合材、活性炭、カーボンナノチューブ、カーボンナノファイバー、カーボンナノプレートレット、グラフェン、グラフェンナノ粉末、グラフェンナノプレートレット、グラフェンオキシドフラーレン、タンパク質、ポリマー、栄養物（有機および無機）およびこれらのいずれかの組合せを含んでいてもよい。別の実施形態では、ナノ材料は、銀、アルミニウム、金、白金、ホウ素、コバルト、銅、クロム、鉄、モリブデン、マンガン、ニッケル、マグネシウム、インジウム、ニッケル、ケイ素、スズ、タンタル、チタン、タングステン、亜鉛、ニッケル−チタン合金、スズ−銅合金、鉄−ニッケル−コバルト合金、鉄−ニッケル合金、鉄−クロム合金、コバルト合金、銅−亜鉛合金、銀−銅合金、銀−銅合金、銀−スズ合金、ニッケル−クロム−コバルト合金、アルミニウム−ケイ素合金、銅−ニッケル合金、銅−インジウム合金、銅−インジウム−ガリウム合金、銅−インジウム−硫黄合金およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択されるがこれらに限定されない、金属および金属合金であってもよい。
【００２６】
[0026]  ナノ材料はまた、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、酸化ビスマス、酸化セリウム、酸化コバルト（II）、酸化コバルト（III）、酸化コバルト（II、III）、酸化クロム、酸化銅、酸化第一銅、酸化ジスプロシウム、酸化エルビウム、酸化ユーロピウム、酸化鉄（II）、酸化鉄（III）、酸化ガドリニウム、酸化ハフニウム、酸化インジウム、水酸化インジウム、酸化ランタン、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、酸化モリブデン、酸化マンガン、酸化ネオジム、水酸化ニッケル、酸化ニッケル、酸化プラセオジム、酸化アンチモン、酸化ケイ素、酸化サマリウム、酸化スズ、酸化テルビウム、酸化チタン（アナターゼ型）、酸化チタン（ルチル型）、酸化タングステン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、酸化ジルコニウム、水酸化ジルコニア（zirconia hydroxide）およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択されるがこれらに限定されない、金属酸化物であってもよい。ナノ材料はまた、アンチモンスズ酸化物、酸化亜鉛−酸化アルミニウム、バリウム鉄酸化物、炭酸バリウム、チタン酸バリウム、コバルト鉄酸化物、インジウムスズ酸化物、マンガン鉄酸化物、ニッケル鉄酸化物、ニッケル亜鉛鉄酸化物、ニッケルコバルト鉄酸化物、ストロンチウム鉄酸化物、チタン酸ストロンチウム、アルミン酸イットリウム、亜鉛鉄酸化物、亜鉛コバルト鉄酸化物、亜鉛マンガン鉄酸化物およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択されるがこれらに限定されない、金属酸化物複合材であってもよい。ナノ材料は、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、炭化ホウ素、炭化クロム、炭化クロム、炭化ハフニウム、六ホウ化ランタン、三フッ化ランタン、炭化モリブデン、二硫化モリブデン、二ケイ化モリブデン、炭化ニオブ、炭化ケイ素、窒化ケイ素、炭化タンタル、ホウ化チタン、炭化チタン、窒化チタン、炭化バナジウム、炭化タングステン、炭化タングステンコバルト、二硫化タングステン、二ホウ化ジルコニウム、炭化ジルコニウム、窒化ジルコニウムおよびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択されるがこれらに限定されない、金属化合物であってもよい。
【００２７】
[0027]  本発明の組成物は、バイオレメディエーション組成物、ナノ材料用の送達ビヒクル、生物医学組成物、化粧料組成物、ナノリアクター、ナノ流体、食品原料成分、熱伝達流体、変圧器流体(transformer fluid)、冷却剤添加剤、バイオ潤滑剤（biolubricant）、腐食防止剤、デスケーラ、海洋用途用の添加剤、粘度調整剤、潤滑剤、または油田用途用の掘削添加剤として使用されてもよい。このような使用において、ナノ材料は、金属、金属塩、金属酸化物、金属酵素、金属酸化物組成物、金属化合物、活性炭、カーボンナノファイバー、カーボンナノプレートレット、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、グラフェンナノ粉末、グラフェンナノプレートレット、グラフェンオキシドフラーレン、有機栄養物、無機栄養物、金属硫化物、金属合金、金属複合材、タンパク質、ポリマー、栄養補給食品(nutraceutic)、医薬、生理活性物質および食品原料成分からなる群から選択されてもよい。
【００２８】
[0028]  さらなる実施形態では、ナノ材料をレシチン系マイクロエマルション中に封入する方法は、レシチン系マイクロエマルションをナノ材料と混合する工程であって、これによりナノ材料を封入する工程を含む。本方法は、レシチン系マイクロエマルションを、２〜８０の誘電率を有する溶媒中に分散する工程をさらに含んでいてもよい。本方法は、レシチン系マイクロエマルションを、無極性有機溶媒、イオン性液体、植物油、鉱油、精油、パラフィン、石油留分、およびこれらのいずれかの組合せからなる群から選択される無極性溶媒中に分散する工程をさらに含んでいてもよい。本方法は、第１の反応物質および第２の反応物質をレシチン系マイクロエマルションと混合する工程をさらに含んでいてもよく、その際、第１の反応物質と第２の反応物質との間の相互作用によってナノ材料が形成される。レシチン系マイクロエマルションは、マイクロエマルションに関して本明細書において記載される成分を含んでいてもよい。
【００２９】
[0029]  さらなる実施形態では、ナノ材料を有するまたは有しない本発明のマイクロエマルションは、液体中に分散または希釈されてもよい。液体は、極性溶媒であっても無極性溶媒であってもよい。使用されてもよい極性溶媒には、水、乳酸エチル、または他の極性液体が含まれるが、これらに限定されない。使用されてもよい無極性溶媒には、植物油、鉱油、シリコーンオイル、精油、パラフィン、またはこれらのいずれかの組合せが含まれるが、これらに限定されない。
【００３０】
[0030]  別の実施形態では、ナノ材料は、ナノ材料を創製するために使用される反応物質を、水などの液体中に溶解することによって生成されてもよい。本発明のマイクロエマルションはまた、反応物質がマイクロエマルションの内部に位置するように、反応物質と共に液体中に溶解または分散されてもよい。本発明のマイクロエマルションは安定なので、液体中における反応物質の官能性は、ナノリアクターを生成するときに影響を受けない。本発明のマイクロエマルションの安定性は、安定化剤のいかなる必要性をも排除し、本発明のマイクロエマルションは、まったく沈降することなく２週間よりも長い間安定であることが可能である。
【００３１】
[0031]  ある実施形態では、ナノ材料は、ナノリアクター内で同時に生成および安定化されてもよく、これにより、ナノリアクターが良好なナノ材料担体となる。さらなる実施形態では、マイクロエマルションの堅牢性は、得られるナノリアクター中に多岐にわたる反応物質または化学物質を入れることを可能にし、マイクロエマルションが、アルカリ性、酸性、および電解質の濃縮が含まれるがこれらに限定されない、多種多様な厳しい条件下で使用されることを可能にする。
【００３２】
[0032]  別の実施形態では、本発明のナノリアクター中に入れてもよい化学物質または反応物質には、金属塩（例えば、塩化第二鉄、塩化金酸、硝酸銀、酸化第一鉄、銅塩、または亜鉛塩）、金属酸化物、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェン、金属硫化物、金属合金、金属複合材、タンパク質、および／または還元剤（例えば、水素化ホウ素ナトリウム、クエン酸ナトリウム、または緑茶抽出物）が含まれるが、これらに限定されない。金属塩、酸化剤、および／または還元剤の任意の組合せを、本発明のナノリアクターを使用してナノ材料を生成するために使用してもよい。
【００３３】
[0033]  別の実施形態では、本明細書において生成されるナノ粒子は、エチレングリコール、鉱油、乳酸エチル、またはナノ流体を生成する他のベースとなる流体などの、ベースとなる流体または溶媒によって任意選択で希釈されてもよい、ナノ流体を生成するために使用されてもよい。乳酸エチルが使用されるある実施形態では、乳酸エチルは生分解性で生体適合性であるので、ナノ流体は、工業および生物医学用途における有用性を有し得る。別の実施形態では、ベースとなる流体は、生物由来または石油系の有機溶媒であってもよい。
【００３４】
[0034]  レシチンは、例えば、卵黄、ダイズ、およびキャノーラまたは菜種などの動物および植物組織中に見出される、脂質物質である。レシチンには、例えば、ホスファチジルコリン（「PC」）、ホスファチジルイノシトール（「PI」）、およびホスファチジルエタノールアミン（「PE」）などのリン脂質が含まれるがこれらに限定されない、様々な構成種が含まれる。レシチンの両親媒性が、レシチンを効果的な加工助剤、乳化剤、分散剤および／または界面活性剤としている。レシチンは、水性媒体中でナノ分散液を形成し、高充填量の活性物質を担持することができる、天然の原料成分でもある。しかし、このような水性媒体中では、レシチンは、ｐＨおよび電解質に対する許容範囲が限定される傾向がある。
【００３５】
[0035]  レシチンは、物質間の境界層の改変が望ましい用途において使用することができる。非混和性の脂質相の存在下で、レシチンは界面張力を低減し、乳化剤として機能することができる。２つ以上の固相で使用される場合、レシチンは、潤滑剤および／または剥離剤として機能することができる。
【００３６】
[0036]  一実施形態では、レシチン系ナノリアクターを生成するために使用されるマイクロエマルションは、レシチンおよび共界面活性剤のブレンドならびに酸性化剤を含み、その際、レシチンは１０〜９０重量％で存在し、共界面活性剤は１０〜５０重量％で存在し、酸性化剤は１０〜５０重量％で存在する。マイクロエマルションは、１０〜５０重量％で存在していてもよい酸性化剤の塩をさらに含んでいてもよく、一実施形態では、マイクロエマルションは、２〜１０のｐＨを有していてもよい。
【００３７】
[0037]  また、本発明のさらに別の実施形態は、レシチンを界面活性剤と混合することによってレシチン共界面活性剤ブレンドを形成する工程と、酸性化剤をレシチン共界面活性剤ブレンドと混合する工程であって、これによりマイクロエマルションを形成する工程とによる、マイクロエマルションを生成するための方法を記載する。この実施形態の一態様は、レシチン系ナノリアクターを生成するために使用されてもよいマイクロエマルションのさらなる成分として、植物脂肪酸、ダイズ脂肪酸、これらのいずれかの誘導体、およびこれらのいずれかの組合せを使用することを記載する。
【００３８】
[0038]  別の実施形態では、実質的に生物由来（少なくとも９５％生物由来または少なくとも９６％生物由来）であるレシチン系マイクロエマルションが開示される。一実施形態では、レシチン系マイクロエマルションは、食品グレードの要件に適合する。
【００３９】
[0039]  さらなる実施形態では、レシチン系マイクロエマルションは、レシチン系マイクロエマルションから形成される逆ミセル内に、触媒剤または前駆体を組み込むことによって生成されてもよい。逆ミセルが簡単な混合によって互いに接触するとき、触媒剤および前駆体が互いに接触し、自発的に反応してナノ材料を生成する。
【００４０】
[0040]  マイクロエマルションは、油、水および界面活性剤を含む、澄明で、等方性の、熱力学的に安定な液体混合物である。水相は、塩および／または他の原料成分を含有していてもよい。通常のエマルションとは異なり、マイクロエマルションは、成分の簡単な混合によって形成し、高剪断条件を必要としない。２つの非混和性の相（水および「油」）が界面活性剤相と隣接して存在するマイクロエマルションなどの三成分系では、界面活性剤分子は、油と水との間の界面において単層を形成し、界面活性剤分子の疎水性の尾部が油相中に溶解し、親水性の頭部基が水相中に溶解している。二成分系（水／界面活性剤または油／界面活性剤）と比較して、異なる形態の自己組織化構造が、（反転した）球形および円筒形のミセルからラメラ相および両連続型（bi-continuous）マイクロエマルションにわたって得られる。油中水型マイクロエマルションは、油、水、および界面活性剤を含む、光学的に透明な混合物である。水の液滴は、界面活性剤によって連続的な油相中に安定化される。
【００４１】
[0041]  開示される組成物および方法における使用に適したレシチンには、粗製濾過レシチン、流体レシチン、脱油レシチン、化学的および／または酵素的修飾レシチン、標準化レシチン、ならびにこれらのいずれかのブレンドが含まれるが、これらに限定されない。本開示において用いられるレシチンは、一般に、レシチン生成物を得るおよび生成するために使用されるプロセッシング条件および添加剤に応じて、１．０〜１０．０の範囲の親水性−親油性バランス（「HLB」）値を有する傾向がある。例えば、粗製濾過レシチンは、およそ４．０のＨＬＢ値を有し、油中水型エマルションの形成が優位である。標準化レシチンには、１０．０〜２４．０の範囲のＨＬＢ値を有する共乳化剤が含まれ、これにより、７．０〜１２．０のＨＬＢ値を有し、水中油型エマルションが優位となるレシチン組成物がもたらされる。レシチンの初期ＨＬＢ値にかかわらず、あらゆるレシチンまたはレシチンの組合せが、開示される組成物および方法における使用に適する。開示される組成物および方法において有用なレシチンは、１０．０〜２４．０、ある特定の実施形態では１０．０〜１８．０の範囲の親水性−親油性バランス値を有する共乳化剤を含んでいてもよい。
【００４２】
[0042]  レシチンなどの両親媒性物質の乳化剤特性および／または界面活性剤特性は、例えば、その物質の親水性−親油性バランス（「HLB」）値によって少なくとも部分的に予測することができる。ＨＬＢ値は、両親媒性物質の油または水に対する相対的な指向傾向の指標として役割を果たすことができ、ＨＬＢ値が高いほどその分子はより親水性であり、ＨＬＢ値が低いほどその分子はより疎水性である。ＨＬＢ値の説明は、米国特許第６，６７７，３２７号でなされている。ＨＬＢは、Ｇｒｉｆｆｉｎ、「Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｕｒｆａｃｅ−Ａｃｔｉｖｅ  Ａｇｅｎｔｓ  ｂｙ  ‘ＨＬＢ，’」  Ｊ．  Ｓｏｃ．  Ｃｏｓｍｅｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｓ  １  （１９４９）；Ｇｒｉｆｆｉｎ、「Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ  ｏｆ  ＨＬＢ  Ｖａｌｕｅｓ  ｏｆ  Ｎｏｎ−Ｉｏｎｉｃ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ，」  Ｊ．  Ｓｏｃ．  Ｃｏｓｍｅｔｉｃ  Ｃｈｅｍｉｓｔｓ  ５  （１９５４）；Ｄａｖｉｅｓ、「Ａ  ｑｕａｎｔｉｔａｔｉｖｅ  ｋｉｎｅｔｉｃ  ｔｈｅｏｒｙ  ｏｆ  ｅｍｕｌｓｉｏｎ  ｔｙｐｅ、Ｉ．  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  ｔｈｅ  ｅｍｕｌｓｉｆｙｉｎｇ  ａｇｅｎｔ，」  Ｇａｓ／Ｌｉｑｕｉｄ  ａｎｄ  Ｌｉｑｕｉｄ／Ｌｉｑｕｉｄ  Ｉｎｔｅｒｆａｃｅｓ、Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ  ｏｆ  ｔｈｅ  ２ｄ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｏｎｇｒｅｓｓ  ｏｎ  Ｓｕｒｆａｃｅ  Ａｃｔｉｖｉｔｙ  （１９５７）；およびＳｃｈｉｃｋ、「Ｎｏｎｉｏｎｉｃ  Ｓｕｒｆａｃｔａｎｔｓ：  Ｐｈｙｓｉｃａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ」、Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ、Ｉｎｃ．、Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ、Ｎ．Ｙ．、ｐｐ．  ４３９〜４７  （１９８７）においても説明されている。
【００４３】
[0043]  種々の実施形態では、開示される組成物および方法において使用される酸化剤は、乳酸、プロピオン酸、メチル酢酸、酢酸、フマル酸、クエン酸、アスコルビン酸、グルコン酸、グルコンδラクトン酸、アジピン酸、リンゴ酸、酒石酸、ヒドロキシ酸、これらのいずれかの塩、これらのいずれかのエステル、またはこれらのいずれかの組合せからなる酸性化剤の群から選択されてもよい。別の実施形態では、酸性化剤は、乳酸、乳酸ナトリウム、乳酸エチル、またはこれらのいずれかの組合せから選択される。酸性化剤はまた、生物起源の酸、有機酸、またはこれらの組合せであってもよい。別の実施形態では、組成物のｐＨは、６未満、５未満、または４未満であってもよい。
【００４４】
[0044]  生物起源の物質は、石油化学源から得られるのではなく、生物材料から得られる。生物起源の物質は、ＡＳＴＭ国際放射性同位体標準法Ｄ６８６６を使用して、その炭素同位体比によって石油起源の物質と区別することができる。本明細書において使用される場合、「生物起源の」とは、例えば、農業、林業、植物、真菌、細菌、または動物原料などの、再生可能な生物原料から得られるまたは合成されることを指す。
【００４５】
[0045]  各種機関は、生物起源の含有量の測定に対する認可条件を確立している。これらの方法では、例えば、液体シンチレーション計数、加速器質量分析、または高精度同位体比質量分析によって、生物起源の製品と石油起源の製品との間の同位体存在度の差異を測定することを要する。１３Ｃ／１２Ｃ炭素同位体比または１４Ｃ／１２Ｃ炭素同位体比などの炭素同位体の同位体比は、高精度の同位体比質量分析を使用して決定することができる。研究により、例えば、光合成中における植物内のＣＯ２輸送などの、生理的プロセスによる同位体分別が、天然または生物起源の化合物における特定の同位体比をもたらすことが示されている。石油および石油起源の製品は、石油の生成中における異なる化学プロセスおよび同位体分別により、異なる１３Ｃ／１２Ｃ炭素同位体比を有する。さらに、不安定な１４Ｃ炭素放射性同位体の放射性崩壊により、生物起源の製品では石油製品に比べて異なる同位体比となる。製品の生物起源の含有量は、ＡＳＴＭ国際放射性同位体標準法Ｄ６８６６によって確認することができる。ＡＳＴＭ国際放射性同位体標準法Ｄ６８６６では、材料または製品中の全有機炭素の重量（質量）パーセントとしての材料または製品中における生物起源の炭素の量に基づいて、材料の生物起源の含有量を決定する。生物起源の製品は、生物から得られる組成物に特有の炭素同位体比を有することになる。
【００４６】
[0046]  生物起源の材料は、石油化学製品および石油起源の製品への依存を低減するまたは置き換えることに関心を持つ工業製造者にとって、魅力的な代替手段を提供する。石油化学製品および石油起源の製品を、生物源から得られる製品および／または原料（すなわち、生物由来の製品）で置き換えることは、多くの利点をもたらす。例えば、生物源からの製品および原料は、典型的には、再生可能な資源である。ほとんどの場合、それらから形成される生物起源の化学物質および製品は、石油化学製品および石油化学製品から形成される製品よりも環境に対して負担が少ない。容易に抽出される石油化学製品の供給量は激減し続けているので、石油化学製品の経済的側面により、石油化学製品および石油起源の製品のコストが生物由来の製品に比べてより高くならざるを得なくなる可能性が高い。さらに、世間では石油化学製品の供給について懸念が高まっていることを考慮すると、企業は、再生可能な資源から得られる生物起源の製品に関する市場における利点から、利益を得られる可能性がある。
【００４７】
[0047]  種々の実施形態では、開示されるマイクロエマルションはまた、１種または複数の共界面活性剤を含んでいてもよい。１種または複数の共界面活性剤は、１種または複数のアニオン性界面活性剤、１種または複数の非イオン性界面活性剤、または１種または複数のアニオン性界面活性剤と１種または複数の非イオン性界面活性剤との組合せを含んでいてもよい。種々の実施形態では、共界面活性剤または共界面活性剤の組合せは、１０．０〜２４．０、いくつかの実施形態では１０．０〜１８．０の範囲の親水性−親油性バランスを有していてもよい。
【００４８】
[0048]  開示される組成物および方法における使用に適したアニオン性界面活性剤には、直鎖脂肪酸のナトリウムおよびカリウム塩、ポリオキシエチレン化脂肪アルコールカルボン酸エステル、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、αオレフィンスルホン酸塩、スルホン化脂肪酸メチルエステル、アリールアルカンスルホン酸塩、スルホコハク酸エステル、アルキルジフェニルエーテル（ジ）スルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、イソエチオネート（isoethionate）、アルキルエーテル硫酸塩、スルホン化油、脂肪酸モノエタノールアミド硫酸塩、ポリオキシエチレン脂肪酸モノエタノールアミド硫酸塩、脂肪族リン酸エステル、ノニルフェノールリン酸エステル、サルコシネート、フッ化アニオン性物質、油脂化学物質から誘導されるアニオン性界面活性剤、およびこれらのいずれかの組合せが含まれるが、これらに限定されない。種々の実施形態では、界面活性剤は、例えば、リン酸エステルなどのアニオン性界面活性剤を含む。
【００４９】
[0049]  開示される組成物および方法における使用に適した非イオン性界面活性剤には、ソルビタンモノステアレート、ロジンのポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンドデシルモノエーテル、ポリオキシエチレン−ポリオキシプロピレンブロックコポリマー、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノヘキサデシルエーテル、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンモノ（cis-9-オクタデセニル）エーテル、ポリオキシエチレンモノステアレート、ポリオキシエチレンモノオクタデシルエーテル、ポリオキシエチレンジオレエート、ポリオキシエチレンジステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート  ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタントリオレエート、ポリオキシエチレンソルビタントリステアレート、オレイン酸のポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサステアレート、ポリオキシエチレンモノテトラデシルエーテル、ポリオキシエチレンソルビトールヘキサオレエート、脂肪酸、トール油、ソルビトールヘキサエステル、エトキシル化ヒマシ油、エトキシル化ダイズ油、菜種油エトキシレート、エトキシル化脂肪酸、エトキシル化脂肪アルコール、エトキシル化ポリオキシエチレンソルビトールテトラオレエート、グリセロールとポリエチレングリコールとの混合エステル、アルコール、ポリグリセロールエステル、モノグリセリド、スクロースエステル、アルキルポリグリコシド、ポリソルベート、脂肪アルカノールアミド、ポリグリコールエーテル、これらのいずれかの誘導体、およびこれらのいずれかの組合せが含まれるが、これらに限定されない。種々の実施形態では、界面活性剤は、例えば、脂肪酸エトキシレートなどの非イオン性界面活性剤を含む。
【００５０】
[0050]  別の実施形態では、本発明の組成物は食品グレードであってもよく、例えば、ポリソルベートなどの食品グレードの界面活性剤を含んでいてもよい。
【００５１】
[0051]  本明細書において開示される実施形態は、開示される組成物を調製する方法またはプロセスも対象とする。種々の実施形態では、レシチンは、周囲温度で共界面活性剤と混合され、ある一定の時間、一定に撹拌される。別の実施形態では、酸性化剤は、周囲温度でレシチン／共界面活性剤ブレンドに添加され、ある一定の時間混合される。別の実施形態では、酸性化剤がレシチン／共界面活性剤ブレンドと混合された後で、水が添加されてもよい。
【００５２】
[0052]  本発明の他の実施形態は、マイクロエマルションの使用を対象とする。マイクロエマルションは、バイオレメディエーション組成物において；金属加工液、変圧器流体、およびエンジンオイルなどのベースとなる流体への送達のための、ナノ粒子、ナノチューブ、グラフェンおよびグラファイトなどのナノ材料の送達ビヒクルとして；生物医学または化粧料用途における生理活性物質、タンパク質、栄養補助食品、医薬品などの材料のナノ送達ビヒクルとして；ポリマーナノ材料の合成用の、モノマーおよび／またはオリゴマーの重合、合成、種々の反応、および安定化を実施するためのナノリアクターとして；熱伝達流体、変圧器流体、または冷却剤添加剤における潤滑用途用のナノ流体の作製において；ならびにコーティング用途用のナノ材料の作製における使用が含まれるがこれらに限定されない使用を有していてもよい。
【実施例】
【００５３】
[0053]  以下の例示的、非限定的な実施例は、本明細書において提示される実施形態をさらに説明するために提供される。当業者は、これらの実施例の変形例が本発明の範囲内で可能であることを認識するはずである。
【００５４】
実施例１
[0054]  レシチン系マイクロエマルションを、表１の原料成分を用いて生成した。
【００５５】
【表１】
2015531667.tif 000002
【００５６】
[0056]  マイクロエマルションを生成するために、品名ＹＥＬＫＩＮ  Ｔのレシチン（Decatur、ILのArcher-Daniels-Midland Companyより入手可能）と、共界面活性剤ポリソルベート８０（BASF、New Jerseyより入手可能）と、脂肪酸とを混合することにより、レシチン−共界面活性剤ブレンドを調製した。成分を５０℃で３０分〜６０分間、一定の撹拌下で混合することにより、琥珀色の透明なレシチン濃縮物が生成された。レシチン−共界面活性剤ブレンドは親水性であり、水中に容易に分散可能である。
【００５７】
[0057]  レシチン−共界面活性剤ブレンドを、乳酸ナトリウム（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）と混合し、その後濃度８８％の乳酸（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）と混合した。このブレンドに乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）を添加した。原料成分を室温で３０分間一定に撹拌して、安定で白濁した水中分散液を容易に形成する澄明な系を得、こうして、レシチン系マイクロエマルションが形成された。さらに、レシチン系マイクロエマルションは、最大５〜４０％ｗｔ／ｗｔの量のさらなる水を可溶化することができ、それでもなお澄明かつ透明なそのマイクロエマルション相を維持することができる。
【００５８】
実施例２
[0058]  レシチン系マイクロエマルションを、表２の原料成分を用いて生成した。
【００５９】
【表２】
2015531667.tif 000003
【００６０】
[0060]  マイクロエマルションを生成するために、品名ＹＥＬＫＩＮ  Ｔのレシチン（Decatur、ILのArcher-Daniels-Midland Companyより入手可能）と、共界面活性剤ポリソルベート８０（BASF、New Jerseyより入手可能）と、脂肪酸とを混合することにより、レシチン−共界面活性剤ブレンドを調製した。成分を５０℃で３０分〜６０分間、一定の撹拌下で混合することにより、琥珀色の透明なレシチン濃縮物が生成された。レシチン−共界面活性剤ブレンドは鉱油中に混和性である。
【００６１】
[0061]  レシチン−共界面活性剤ブレンドを、乳酸ナトリウム（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）と混合し、その後濃度８８％の乳酸（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）と混合した。このブレンドに乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）を添加した。このブレンド８０ｇを２０ｇの鉱油と混合し、澄明かつ透明なマイクロエマルションが形成された。このレシチン系マイクロエマルションは、鉱油中に無限に混和する。さらに、このレシチン系マイクロエマルションは、最大５〜４０％ｗｔ／ｗｔの量のさらなる水を可溶化することができ、それでもなお澄明かつ透明なそのマイクロエマルション相を維持することができる。
【００６２】
実施例３
[0062]  実施例１のマイクロエマルションの化学物質を封入する能力を、以下のように決定した。実施例１のマイクロエマルション８９ｇに、様々なイオン強度を有するＦｅＣｌ３水溶液１１ｇを添加し、表３に提示する量において相反転（すなわち、マイクロエマルション相から典型的なエマルション相への変換）を調べた。表３からわかるように、実施例１のマイクロエマルションの封入（または可溶化）能力は高く、重要なのは、水中におけるＦｅＣｌ３の濃度に依存しない点である。唯一の制限は、９２０ｇ／Ｌまたは３．４１Ｍという、水中におけるＦｅＣｌ３の溶解度である。
【００６３】
【表３】
2015531667.tif 000004
【００６４】
[0064]  より重要なのは、マイクロエマルションの封入能力が水中に溶解している化学物質の性質に依存しなかった点であり、したがって、実施例１のマイクロエマルションの封入汎用性を実証している。実施例１のマイクロエマルションはＦｅＣｌ３に対する高い封入能力を示したため、本発明のマイクロエマルションは、ＦｅＣｌ２、Ｆｅ（II）グルコン酸塩、ＡｇＮＯ３、ＨＡｕＣｌ４、ＣｕＳＯ４、およびＺｎＣｌ２が含まれるがこれらに限定されない他の金属塩、ならびにＮａＯＨ、ＮａＢＨ４、Ｎａ２Ｓ２Ｏ６、および緑茶抽出物が含まれるがこれらに限定されない還元剤に対しても、封入能力を有すると考えられる。本発明のマイクロエマルションは、他の多くの水溶性／非水溶性の原料成分を封入するためにも使用することができる。
【００６５】
実施例４
[0065]  実施例２のマイクロエマルションの化学物質を封入する能力を決定した。実施例２のマイクロエマルション８９．２ｇに、様々なイオン強度を有するＦｅＣｌ３水溶液１０．８ｇを添加し、表４に示すように相反転（すなわち、マイクロエマルション相から典型的なエマルション相への変換）を調べた。表４からわかるように、実施例２のマイクロエマルションの封入（または可溶化）能力は高く、重要なのは、水中におけるＦｅＣｌ３の濃度に依存しない点である。唯一の制限は、９２０ｇ／Ｌまたは３．４１Ｍという、水中におけるＦｅＣｌ３の溶解度である。
【００６６】
【表４】
2015531667.tif 000005
【００６７】
[0067]  より重要なのは、マイクロエマルションの封入能力が水中に溶解している化学物質の性質に依存しなかった点であり、したがって、実施例２のマイクロエマルションの封入汎用性を実証している。
【００６８】
[0068]  実施例２のマイクロエマルションはＦｅＣｌ３に対する高い封入能力を示したため、本発明のマイクロエマルションは、ＦｅＣｌ２、Ｆｅ（II）グルコン酸塩、ＡｇＮＯ３、ＨＡｕＣｌ４、ＣｕＳＯ４、およびＺｎＣｌ２が含まれるがこれらに限定されない他の金属塩、ならびにＮａＯＨ、ＮａＢＨ４、Ｎａ２Ｓ２Ｏ６、および緑茶抽出物が含まれるがこれらに限定されない還元剤に対しても、封入能力を有すると考えられる。本発明のマイクロエマルションは、他の多くの水溶性／非水溶性の原料成分を封入するためにも使用することができる。
【００６９】
実施例５
[0069]  この実施形態では、実施例１の油中水型レシチン系マイクロエマルションを使用して、キレート化剤を封入し、キレート化製剤として使用することができる製剤を開発した。実施例１のマイクロエマルション８９ｇに、品名ＥＤＥＴＡ（登録商標）のアミノカルボン酸（北米のBASFより入手可能）の飽和溶液１１ｇを溶解させた。得られた混合物は澄明かつ透明で、水の可溶化および逆ミセル内へのキレート化剤の封入を示していた。このような製剤は、金属イオンのキレート化と同時に金属イオンの最終溶液からの沈殿に対する安定化が要求される用途において、それ自体として、または水に分散させた後で使用することができる。
【００７０】
実施例６
[0070]  この実施形態では、実施例２の油中水型レシチン系マイクロエマルションを使用して、キレート化剤を封入し、キレート化製剤として使用することができる製剤を開発した。実施例２のマイクロエマルション８９．２ｇに、品名ＥＤＥＴＡ（登録商標）のアミノカルボン酸（北米のBASFより入手可能）の飽和溶液１０．８ｇを溶解させた。得られた混合物は澄明かつ透明で、水の可溶化および逆ミセル内へのキレート化剤の封入を示していた。このような製剤は、金属イオンのキレート化と同時に金属イオンの最終溶液からの沈殿に対する安定化が要求される用途において、それ自体として、または水に分散させた後で使用することができる。
【００７１】
実施例７
[0071]  この実施形態では、実施例１の油中水型レシチン系マイクロエマルションを使用して、２種類の反応物質を混合することにより、ナノ材料を創製した。２種類のマイクロエマルションを調製し、マイクロエマルションＡは１ＭのＦｅＣｌ３水溶液２０ｇと混合した実施例１のレシチン系マイクロエマルション８０ｇを含み、マイクロエマルションＢは緑茶抽出物（GTE）水溶液（５％ｗｔ／ｖ）２０ｇと混合した実施例１のレシチン系マイクロエマルション８０ｇを含んでいた。
【００７２】
[0072]  マイクロエマルションＡ２０ｇをマイクロエマルションＢ８０ｇにゆっくりと添加した（すなわち、A:B比１：４）。２種類の溶液を混合すると、還元剤（すなわち、緑茶抽出物中のポリフェノール）がＦｅ３＋イオンを還元してＦｅ０のナノ粒子が形成され、これはマイクロエマルション溶液が黒くなることによって視覚化された。所望の場合、乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、乳酸エチルを用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。ナノ粒子は、逆ミセルの核内に封入および安定化される。この実施例におけるナノ粒子は数週間にわたって安定であることが見出されたが、水中で調製されたナノ粒子（マイクロエマルションを用いない）は１日以内で凝集し、溶液から沈殿した。ミセル核を構成するレシチンおよびポリソルベートは、立体的および静電的安定化を付与することにより、ナノ粒子の凝集を防止する。
【００７３】
[0073]  ナノ粒子を最適に生成するＦｅＣｌ３および緑茶抽出物の濃度を決定するために、研究を行った。ナノ粒子の安定性を犠牲にすることなく、イオンのナノ粒子への完全な変換およびナノ粒子充填量の最大化を確実とする最適濃度を決定した。ＦｅＣｌ３を水溶液中で０．５〜１．０Ｍで変化させ、緑茶抽出物を水溶液中で１〜５％ｗｔ／ｖで変化させた。ＦｅＣｌ３の緑茶抽出物に対する比を、１：４、１：１、および４：１で変化させた。１ＭのＦｅＣｌ３濃度、５％の緑茶抽出物濃度、および１：４のＦｅＣｌ３対緑茶抽出物が、最良の結果となった。より高い濃度の緑茶抽出物は過剰量の還元剤（すなわち、ポリフェノール）を有し、これにより、確実にすべてのＦｅ３＋イオンをＦｅ０ナノ粒子へ完全に還元するのに役立った。別の実施形態では、金および銀ナノ粒子もこの実施例のプロセスを使用して調製することができた。
【００７４】
実施例８
[0074]  実施例１の油中水型レシチン系マイクロエマルションを使用して、実施例１のレシチン系マイクロエマルション８０ｇを１ＭのＦｅＣｌ３水溶液４ｇと混合することにより、ナノ材料を創製した。このマイクロエマルションブレンドに、緑茶抽出物（GTE）水溶液（５％ｗｔ／ｖ）１６ｇをゆっくりと添加して、Ｆｅ０粒子を生成させた。この方法は、実施例５では各反応物質について２種類の異なるマイクロエマルションを調製したのに対し、実施例６では１種類のマイクロエマルションを使用したという点において、実施例５と異なる。しかし、実施例５と実施例６の両方の方法において、所望のナノ粒子が生成された。
【００７５】
実施例９
[0075]  別の実施形態では、実施例１のマイクロエマルション８９．９ｇを１ｍＭのＡｇＮＯ３水溶液１０．１ｇと混合することによって、マイクロエマルションＡを形成し、実施例１のマイクロエマルション８９．９ｇを４％（ｗｔ／ｖ）の緑茶抽出物水溶液１０．１ｇと混合することによって、マイクロエマルションＢを形成した。マイクロエマルションＡをマイクロエマルションＢ中に１：４の割合でゆっくりと混合すると、マイクロエマルション内にＡｇ０ナノ粒子が形成された。所望の場合、乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＡｇ０ナノ粒子を、乳酸エチルを用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。ナノ粒子は、逆ミセルの核内に封入および安定化された。この実施例におけるナノ粒子は数週間にわたって安定であることが見出されたが、水中で調製されたナノ粒子（マイクロエマルションを用いない）は１日以内で凝集し、溶液から沈殿した。ミセル核を構成するレシチンおよびポリソルベートは、立体的および静電的安定化を付与することにより、ナノ粒子の凝集を防止する。
【００７６】
実施例１０
[0076]  別の実施形態では、実施例１のマイクロエマルション８９．９ｇを１ｍＭのＨＡｕＣｌ４水溶液１０．１ｇと混合することによって、マイクロエマルションＡを形成し、実施例１のマイクロエマルション８９．９ｇを４％（ｗｔ／ｖ）の緑茶抽出物水溶液１０．１ｇと混合することによって、マイクロエマルションＢを形成した。マイクロエマルションＡをマイクロエマルションＢ中に１：４の割合でゆっくりと混合すると、紫色溶液から明らかなようにマイクロエマルション内にＡｕ０ナノ粒子が形成された。所望の場合、乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＡｕ０ナノ粒子を、乳酸エチルを用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。ナノ粒子は、逆ミセルの核内に封入および安定化された。この実施例におけるナノ粒子は数週間にわたって安定であることが見出されたが、水中で調製されたナノ粒子（マイクロエマルションを用いない）は１日以内で凝集し、溶液から沈殿した。ミセル核を構成するレシチンおよびポリソルベートは、立体的および静電的安定化を付与することにより、ナノ粒子の凝集を防止する。
【００７７】
実施例１１
[0077]  実施例１の油中水型レシチン系マイクロエマルションを使用して、硫化鉄ナノ粒子を合成した。最初に、実施例１のマイクロエマルション９０ｇを、０．３ＭのＦｅＣｌ３溶液１０ｇに完全に混合した。添加したＦｅＣｌ３分子を、マイクロエマルションのミセルの裏側内部に封入した。得られたマイクロエマルションに、還元剤１０ｇを滴下添加すると、溶液が黒色になり、硫化鉄ＦｅＳの形成を示した。還元剤は、水に溶解したＮａＢＨ４（５．６４％ｗｔ）およびＮａ２Ｓ２Ｏ６（０．４６９％ｗｔ）の混合物を含んでいた。ナノ粒子は、逆ミセルの核内に封入および安定化された。この実施例におけるナノ粒子は数週間にわたって安定であることが見出されたが、水中で調製されたナノ粒子（マイクロエマルションを用いない）は１日以内で凝集し、溶液から沈殿した。ミセル核を構成するレシチンおよびポリソルベートは、立体的および静電的安定化を付与することにより、ナノ粒子の凝集を防止する。
【００７８】
実施例１２
[0078]  実施例１１に記載したプロセスに加えて、硫化鉄粒子は、掘削技術において使用され得るさらなる方法で合成することができる。実施例１のマイクロエマルション９０ｇおよび０．３ＭのＦｅＣｌ３  １０ｇを含むマイクロエマルション１０ｇを、脱イオン水９０ｇ中に分散させた。この分散液は、相反転を生じた、すなわち、澄明な油中水型マイクロエマルションが、水中油型エマルションに変換された。このエマルションに、水に溶解したＮａＢＨ４（５．６４％ｗｔ）およびＮａ２Ｓ２Ｏ６（０．４６９％ｗｔ）の混合物を含む還元剤５．４ｇを添加した。還元剤を添加すると、反応混合物は濃厚な黒っぽい泡を形成し、溶液は薄黄色から灰色がかった黒色に変化し、硫化鉄ＦｅＳの形成を示した。
【００７９】
[0079]  ＦｅＳ粒子が形成された直後に、エマルションの、レシチン、乳酸およびポリソルベートなどの両親媒性構成成分を、固体−液体界面で粒子上に吸着させる。両親媒性吸着は粒子の立体的および静電的安定化を付与することにより、これらの凝集および結果として生じる沈殿を防止する。
【００８０】
実施例１３
[0080]  実施例１２において実証したように、このマイクロエマルション（実施例１のマイクロエマルション８９％およびＦｅＣｌ３１１％）は、硫黄供与試薬（ジチオン酸ナトリウム）と接触すると、Ｆｅ３＋を硫化鉄に即座に変換し、迅速な反応を示す。このマイクロエマルションはｐＨ（２〜１４）の広い範囲にわたって極めて安定であり、マイクロエマルションが２〜１４の範囲のｐＨを有する水中に分散された場合、エマルション構造の不安定化は、２週間の期間にわたって観察されなかった。反応後に形成された硫化鉄は、系内に懸濁されたままである。このマイクロエマルション、とりわけ実施例１のマイクロエマルションの組成物は、食品グレードの要件に適合する。これらの特質はすべて、掘削流体用の硫化水素捕捉剤として使用される材料にとっての必須条件である。したがって、このマイクロエマルションを希釈剤として使用することができると同時に、水系掘削流体における鉄送達ビヒクルとして使用することができる。鉄送達ビヒクルは、掘削流体用の硫黄捕捉剤として作用することになる。
【００８１】
実施例１４
[0081]  この実施形態では、実施例２の油中水型レシチン系マイクロエマルションを使用して、２種類の反応物質を混合することにより、ナノ材料を創製した。第１のマイクロエマルションを、実施例２のマイクロエマルション８９．２ｇを１ＭのＦｅＣｌ３水溶液１０．８ｇと混合することによって形成した。第２のマイクロエマルションを、実施例４のマイクロエマルション８９．２ｇを４％（ｗｔ／ｖ）の緑茶抽出物水溶液１０．８ｇと混合することによって形成した。
【００８２】
[0082]  第１のマイクロエマルションを第２のマイクロエマルション中に１：４の割合で混合したところ、溶液が黒色になったことから明らかなように、マイクロエマルション内にＦｅ０ナノ粒子が生じた。得られた鉱油を含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、ナノ流体系において使用することができた。所望の場合、鉱油を含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、鉱油を用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。
【００８３】
実施例１５
[0083]  本発明のマイクロエマルションは安定であり、２週間後に溶液のままであることが見出された。乳酸エチル含有マイクロエマルションおよび鉱油含有マイクロエマルション中で生成されたＦｅ０ナノ粒子を、本発明に従って生成した。比較のため、本発明のマイクロエマルションに封入されていないＦｅＣｌ３および緑茶抽出物の水相を混合することによって、バルクナノ粒子を調製した。乳酸エチルマイクロエマルション、鉱油マイクロエマルション、およびバルクナノ粒子におけるＦｅ０ナノ粒子の目視検査により、本発明のマイクロエマルションがナノ粒子を２週間よりも長い間安定化することが可能であることが示され、沈降は観察されなかった。バルクナノ粒子の場合、ナノ粒子は１日以内で凝集し、溶液から沈殿した。ナノ粒子は、逆ミセルの核内に封入および安定化された。ミセル核を構成するレシチンおよびポリソルベートは、立体的および静電的安定化を付与することにより、ナノ粒子の凝集を防止する。
【００８４】
実施例１６
[0084]  第１のマイクロエマルションを、実施例２のマイクロエマルション８９．２ｇを１ｍＭのＡｇＮＯ３水溶液１０．８ｇと混合することによって形成した。第２のマイクロエマルションを、実施例４のマイクロエマルション８９．２ｇを４％（ｗｔ／ｖ）の緑茶抽出物水溶液１０．８ｇと混合することによって形成した。第１のマイクロエマルションを第２のマイクロエマルション中に１：４の割合で混合したところ、マイクロエマルション内にＡｇ０ナノ粒子が生じた。所望の場合、乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＡｇ０ナノ粒子を、乳酸エチルを用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。ナノ粒子は、逆ミセルの核内に封入および安定化された。ミセル核を構成するレシチンおよびポリソルベートは、立体的および静電的安定化を付与することにより、ナノ粒子の凝集を防止する。
【００８５】
実施例１７
[0085]  第１のマイクロエマルションを、実施例２のマイクロエマルション８９．２ｇを１ｍＭのＨＡｕＣｌ４水溶液１０．８ｇと混合することによって形成した。第２のマイクロエマルションを、実施例４のマイクロエマルション８９．２ｇを４％（ｗｔ／ｖ）の緑茶抽出物水溶液１０．８ｇと混合することによって形成した。第１のマイクロエマルションを第２のマイクロエマルション中に１：４の割合で混合したところ、紫色溶液から明らかなようにマイクロエマルション内にＡｕ０ナノ粒子が生じた。所望の場合、乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＡｕ０ナノ粒子を、乳酸エチルを用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。ナノ粒子は、逆ミセルの核内に封入および安定化された。ミセル核を構成するレシチンおよびポリソルベートは、立体的および静電的安定化を付与することにより、ナノ粒子の凝集を防止する。
【００８６】
実施例１８
[0086]  レシチン系マイクロエマルションを、表５の原料成分を用いて生成した。
【００８７】
【表５】
2015531667.tif 000006
【００８８】
[0088]  マイクロエマルションを生成するために、品名ＹＥＬＫＩＮ  Ｔのレシチン（Decatur、ILのArcher-Daniels-Midland Companyより入手可能）と、共界面活性剤ポリソルベート８０（BASF、New Jerseyより入手可能）と、脂肪酸とを混合することにより、レシチン−共界面活性剤ブレンドを調製した。成分を５０℃で３０分〜６０分間、一定の撹拌下で混合することにより、琥珀色の透明なレシチン濃縮物が生成された。レシチン−共界面活性剤ブレンドは親水性であり、水中に容易に分散可能である。
【００８９】
[0089]  レシチン−共界面活性剤ブレンドを、乳酸ナトリウム（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）と混合し、その後濃度８８％の乳酸（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）と混合した。このブレンドに乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）を添加した。原料成分を室温で３０分間、一定に撹拌して、安定で白濁した水中分散液を容易に形成する澄明な系を得、こうして、レシチン系マイクロエマルションが形成された。さらに、レシチン系マイクロエマルションは、最大５〜４０％ｗｔ／ｗｔの量のさらなる水を可溶化することができ、それでもなお澄明かつ透明なそのマイクロエマルション相を維持することができる。
【００９０】
実施例１９
[0090]  この実施形態では、実施例１８の油中水型レシチン系マイクロエマルションを使用して、２種類の反応物質を混合することによりナノ材料を創製した。第１のマイクロエマルションを、実施例１８のマイクロエマルション８３．３ｇを１．５ＭのＦｅＣｌ３水溶液１６．７ｇと混合することによって形成した。第２のマイクロエマルションを、実施例１８のマイクロエマルション８０．０ｇを５％（ｗｔ／ｖ）の緑茶抽出物水溶液２０．０ｇと混合することによって形成した。
【００９１】
[0091]  第１のマイクロエマルションを第２のマイクロエマルション中に２：１の割合で混合したところ、溶液が黒色になったことから明らかなように、マイクロエマルション内にＦｅ０ナノ粒子が生じた。得られたマイクロエマルション中のＦｅ０の正味濃度(net concentration)は、４．３％ｗｔであると考えられた。マイクロエマルション中に存在するＦｅ０粒子の粒径は、Ｃｒｙｏ−ＴＥＭを使用することによって決定したところ、８〜１２ｎｍの範囲であった。得られた乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、ナノ流体／バイオレメディエーション系において使用することができた。所望の場合、乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、乳酸エチルを用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。
【００９２】
実施例２０
[0092]  実施例１９の第１のマイクロエマルション（１．５ＭのＦｅＣｌ３を有するマイクロエマルション）を実施例１９の第２のマイクロエマルション（５％（ｗｔ／ｖ）の緑茶抽出物）中に１：１の割合で混合したところ、溶液が黒色になったことから明らかなように、マイクロエマルション内にＦｅ０ナノ粒子が生じた。得られたマイクロエマルション中のＦｅ０の正味濃度は、３．６％ｗｔであると考えられた。得られた乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、ナノ流体／バイオレメディエーション系において使用することができた。所望の場合、乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、乳酸エチルを用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。
【００９３】
実施例２１
[0093]  この実施形態では、実施例１８の油中水型レシチン系マイクロエマルションを使用して、２種類の反応物質を混合することにより、ナノ材料を創製した。第１のマイクロエマルションを、実施例１８のマイクロエマルション８３．３ｇを１．５ＭのＦｅＣｌ３水溶液１６．７ｇと混合することによって形成した。第２のマイクロエマルションを、実施例１８のマイクロエマルション８０．０ｇを１０％（ｗｔ／ｖ）の緑茶抽出物水溶液２０．０ｇと混合することによって形成した。
【００９４】
[0094]  第１のマイクロエマルションを第２のマイクロエマルション中に２：１の割合で混合したところ、溶液が黒色になったことから明らかなように、マイクロエマルション内にＦｅ０ナノ粒子が生じた。得られたマイクロエマルション中のＦｅ０の正味濃度は、４．３％ｗｔであると考えられた。得られた乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、ナノ流体／バイオレメディエーション系において使用することができた。所望の場合、乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、乳酸エチルを用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。
【００９５】
実施例２２
[0095]  実施例２１の第１のマイクロエマルション（１．５ＭのＦｅＣｌ３を有するマイクロエマルション）を実施例２１の第２のマイクロエマルション（１０％（ｗｔ／ｖ）の緑茶抽出物）中に１：１の割合で混合したところ、溶液が黒色になったことから明らかなように、マイクロエマルション内にＦｅ０ナノ粒子が生じた。得られたマイクロエマルション中のＦｅ０の正味濃度は、３．６％ｗｔ／ｗｔであると考えられた。得られた乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、ナノ流体／バイオレメディエーション系において使用することができた。所望の場合、乳酸エチルを含有するマイクロエマルション内のＦｅ０ナノ粒子を、乳酸エチルを用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。
【００９６】
実施例２３
[0096]  本明細書において記載されるマイクロエマルションのミセル構造内でのナノ材料のその場での生成に加えて、外部で作製されたナノ材料を、本明細書において記載されるマイクロエマルションのミセル構造内に封入および安定化することもできる。
【００９７】
[0097]  レシチン系マイクロエマルションを、表６の原料成分を用いて生成した。
【００９８】
【表６】
2015531667.tif 000007
【００９９】
[0099]  このレシチン系マイクロエマルションを、実質的に実施例１に記載された通りの手順で調製することができる。さらに、レシチン系マイクロエマルションは、さらなる水（５〜４０％ｗｔ／ｗｔ）および／または乳酸エチル（０．１〜５０％ｗｔ／ｗｔを可溶化することができ、それでもなお澄明かつ透明なそのマイクロエマルション相を維持することができる。
【０１００】
実施例２４
[00100]  実施例２３の油中水型レシチン系マイクロエマルションを使用して、外部で調製されたナノ材料を封入および安定化した。乳酸エチル中酸化亜鉛ナノ粉末（１００ｎｍ未満、Sigma Aldrichより）の１０％ｗｔ／ｗｔスラリーを、実施例２３のマイクロエマルション８０ｇに添加した。混合物を、酸化亜鉛ナノ粉末が封入されて澄明かつ透明なマイクロエマルションになるまで撹拌した。２週間後にいかなる沈殿の兆候も示さなかったことから、酸化亜鉛ナノ粉末は、マイクロエマルション中で安定化された。得られたマイクロエマルションの酸化亜鉛の正味濃度は、２％ｗｔ／ｗｔであると考えられた。得られた封入されたナノ材料を含有するマイクロエマルションは、化粧料、医薬、生物医学等のような数多くの用途のために使用することができる。さらに、乳酸エチルおよび封入された酸化亜鉛ナノ粉末を含有するマイクロエマルションを、乳酸エチル／水を用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。
【０１０１】
実施例２５
[00101]  この実施例は、マイクロエマルション自体を作製しながら、同時にナノ材料をミセル構造内に封入することができることを実証する。レシチン系マイクロエマルションを、表７の原料成分を用いて生成した。
【０１０２】
【表７】
2015531667.tif 000008
【０１０３】
[00103]  品名ＹＥＬＫＩＮ  Ｔのレシチン（Decatur、ILのArcher-Daniels-Midland Companyより入手可能）と、共界面活性剤ポリソルベート８０（BASF、New Jerseyより入手可能）と、脂肪酸とを混合することにより、レシチン−共界面活性剤ブレンドを調製した。成分を５０℃で３０分〜６０分間、一定の撹拌下で混合することにより、琥珀色の透明なレシチン濃縮物が生成された。レシチン−共界面活性剤ブレンドは親水性であり、水中に容易に分散可能である。
【０１０４】
[00104]  乳酸ナトリウム（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）、濃度８８％の乳酸（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）およびＺｎＯナノ粉末（Sigma Aldrichより入手可能、１００ｎｍ未満）の澄明なブレンドを、混合によって調製した。このブレンドを、レシチン−共界面活性剤ブレンドと混合した。これに、乳酸エチル（Archer-Daniels-Midland Company、Decatur、ILより入手可能）を添加した。原料成分を室温で３０分間一定に撹拌して、安定で白濁した水中分散液を容易に形成する澄明な系を得、こうして、レシチン系ナノ材料含有マイクロエマルションが形成された。さらに、乳酸エチルおよび封入された酸化亜鉛ナノ粉末を含有するマイクロエマルションを、乳酸エチル／水を用いて、マイクロエマルションのナノ粒子安定化機能性を失うことなく、所望の濃度までさらに希釈することができた。
【０１０５】
[00105]  実施例２４および２５は、事前に作製されたナノ材料を本発明のレシチン系マイクロエマルション中に封入することができることを実証している。ナノ材料は、マイクロエマルションの作製後に封入することができ、マイクロエマルションを作製するために使用されるプロセス中に封入することもできる。
【０１０６】
[00106]  本開示を、ある特定の例示的実施形態、組成物およびこれらの使用に関して説明した。しかし、例示的実施形態のいずれかの種々の置換、変更または組合せが本開示の趣旨および範囲から逸脱することなく行われてもよいことを、当業者は認識するはずである。したがって、本開示は、例示的実施形態の記載によって限定されるのではなく、添付される出願当初の特許請求の範囲によって限定される。
【国際調査報告】
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