(57)【要約】  殺生剤化合物または抗生物質化合物を含む生体分解性で栄養誘引性の組成物および／または生体接着性および制御された浮力特性を有する微生物が、広い衰期または狭い水域中の水生生物に選択的に与えられ、そして、選択される水生生物のえら、皮膚等の粘膜組織と接触すると、または消化管に沿って、生物活性成分が放出される。
2015509499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１種の生物活性剤、少なくとも１種の生体接着性ポリマー、少なくとも１種の密度調整化合物および少なくとも１種の栄養源を含む、水生環境中で生物活性剤を送達するための組成物。
【請求項２】
該生物活性剤が約０．０５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％であり、該生体接着性ポリマーが約０．０５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％であり、該密度調整化合物が約０．０５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％であり、そして該栄養源が約０．０５ｗｔ％〜約５０ｗｔ％である、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
該生物活性剤が殺生剤、薬剤および栄養補助食品ならびにそれらの混合物から選択され、そして該生物活性剤が油とカチオン性界面活性剤との混合物中に溶解される、請求項１または請求項２に記載の組成物。
【請求項４】
該生物活性剤が、アンチマイシンＡ、ピペロニルブトキシド（ＰＢＯ）、ピレトリン、ロテノンおよびロテノン以外のキューブレジン（Ｃｕｂｅ  Ｒｅｓｉｎ）、ニクロサミド、アミノエタノール塩、トリフルオロメチル−４−ニトロフェノール（ＴＦＭ）およびそれらの混合物から選択される殺生剤である、請求項１または請求項２に記載の組成物。
【請求項５】
該生物活性剤が、抗生物質、抗菌剤、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗原虫剤、抗寄生虫剤およびそれらの混合物から選択される薬剤である、請求項１または請求項２に記載の組成物。
【請求項６】
該生物活性剤が、１種または２種以上の抗生物質を含む、請求項１または請求項２に記載の組成物。
【請求項７】
該生物活性剤が、タンパク質、ペプチド、脂肪酸、アミノ酸、ビタミン、カロチン、ホルモンおよびそれらの混合物から選択される、請求項１または請求項２に記載の組成物。
【請求項８】
該生体接着性ポリマーが、カチオン性ヒドロキシエチルセルロースおよびカチオン性の疎水性に改質されたヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンイミン、ジエチルアミノエチルデキストラン、キトサン、ジメチル、トリメチルおよびカルボキシメチルキトサン等の改質キトサン、カチオン性グアーならびにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項９】
該密度調整化合物が、水不溶性塩ならびに天然融解脂肪および合成融解脂肪またはワックスならびにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１０】
該密度調整化合物が、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、ＭｇおよびＺｎの水不溶性カーボネート（ＣＯ３２−）、ホスフェート（ＰＯ４２−）およびサルフェート（ＳＯ４２−）塩、融解脂肪、天然ワックス、およびエチレンまたはαオレフィンを重合することによって主として誘導された合成ワックスならびにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜９のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１１】
該栄養源が、動物粉末または植物粉末、タンパク質、魚タンパク質分離物、大豆タンパク質分離物、エンドウタンパク質分離物、カノーラタンパク質分離物、ペプチド、アミノ酸、脂肪酸、動物油または植物油、澱粉、難消化性澱粉、改質された澱粉およびそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１２】
該生物活性剤が、水不溶性であり、そしてヒマシ油とカチオン性界面活性剤との混合物中に溶解されている、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１３】
該生体接着性ポリマーが、エチル、メチルおよびカルボキシメチルセルロース、寒天、カラギーナン、アルギネート、ペクチン、ゼラチン、グルテン、および飽和脂肪または水素化脂肪等の融解脂肪、ワックス、固体脂肪酸アルコールおよびパラフィン油ならびにそれらの混合物からなる群から選択されるマトリックス形成ポリマーと混合される、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１４】
該密度調整化合物がリン酸三カルシウム（ＴＣＰ）とポリプロピレンワックス（ＰＰＰ）との混合物であり、そして該ＴＣＰと該ＰＰＰとの間の比が、必要とされる具体的な化合物の密度によって０％〜１００％の間のＴＣＰの割合を有する任意の望ましい比である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１５】
該組成物が湿った粒子または乾燥粒子の形態である、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の組成物。
【請求項１６】
該粒子が水中で損なわれていないままであり、そして少なくとも２時間の間該生物活性剤を保つ、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１７】
該粒子が約５μｍ〜約５０μｍの寸法を有する、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１８】
該粒子が約５０μｍ〜約１０００μｍの寸法を有する、請求項１５に記載の組成物。
【請求項１９】
該粒子が約１０００μｍ〜約１０、０００μｍの寸法を有する、請求項１５に記載の組成物。
【請求項２０】
（ｉ）生体接着性ポリマー溶液を調製する工程と、
（ｉｉ）ストークスの法則によりを予め決めた所望の粒子密度を提供するように適応された比で該ポリマー溶液中に浮力調整化合物の混合物を乳化させることによってポリマースラリーを形成する工程と、
（ｉｉｉ）油とカチオン性界面活性剤との混合物中に生物活性剤を溶解させる工程と、
（ｉｖ）栄養源の上に工程（ｉｉｉ）の生成物を被覆する工程と、
（ｖ）該ポリマースラリー中で該被覆された栄養源を混合させる工程と、
（ｖｉ）望ましいサイズおよび寸法を有する粒子中で該スラリーを粒状にするかまたは噴霧する工程と、
（ｖｉｉ）物理反応または化学反応を通して該粒子を硬化させる工程と、
のステップを含む、請求項１５〜１９のいずれか一項に記載の組成物を生成させる方法。
【請求項２１】
該生体接着性ポリマー溶液が、アルギネートとキトサンとの混合物を含む、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
該油に溶解された生物活性剤および該栄養源が、該ポリマースラリー中に別々に加えられる、請求項２０または請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
該粒子状生体接着性ポリマースラリーが、空気乾燥または冷却により硬化される、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２４】
該粒子状生体接着性ポリマースラリーが化学反応により硬化される、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２５】
該生体接着性ポリマースラリーが、多価カチオンを含む水浴中に滴下もしくは噴霧されることによって、またはｐＨを変えることによって硬化される、請求項２０〜２２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項２６】
水生生態系中の侵襲生物を制御する方法であって、
（ｉ）アンチマイシンＡ、ピペロニルブトキシド（ＰＢＯ）、ピレトリン、ロテノンおよびロテノン以外のキューブレジン（Ｃｕｂｅ  Ｒｅｓｉｎ）、ニクロサミド、（Ｂａｙｌｕｓｃｉｄｅ等の）アミノエタノール塩、トリフルオロメチル−４−ニトロフェノール（ＴＦＭ）およびそれらの混合物からなる群から選択された約０．０５ｗｔ％〜約１０ｗｔ％の少なくとも１種の生物活性剤と、
（ｉｉ）カチオン性ヒドロキシエチルセルロースおよびカチオン性の疎水性に改質されたヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンイミン、ジエチルアミノエチル−デキストラン、ポリ−Ｌ−リジン（ＰＬＬ）、キトサン、ジメチル、トリメチルおよびカルボキシメチルキトサン等の改質キトサン、カチオン性グアーならびにそれらの混合物からなる群から選択された、約０．０５％〜約１０ｗｔ％の少なくとも１種の生体接着性ポリマーと、
（ｉｉｉ）水不溶性塩、天然融解脂肪または合成融解脂肪またはワックスおよびこれらいずれかの混合物からなる群から選択された約０．０５ｗｔ％〜約３０ｗｔ％の少なくとも１種の密度調整化合物と、
（ｉｖ）動物性タンパク質または植物性タンパク質、ペプチド、アミノ酸、脂肪酸、動物または植物油、澱粉および改質された澱粉ならびにそれらの混合物からなる群から選択される約０．０５ｗｔ％〜約７０ｗｔ％の少なくとも１種の栄養源と、
を含む組成物を、処理を必要とする水域中に分散させる工程を含む、方法。
【請求項２７】
該組成物がその中に混合されたマトリックス形成ポリマーをさらに含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
スラリーを噴霧してマイクロ液滴を形成させ、そして物理反応または化学反応を通して該微液滴を硬化させることを含む工程により調製された損なわれていないマイクロ粒子状組成物である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
該組成物が、スラリーをペレット化すること、および物理反応または化学反応を通して該ペレットを硬化させることを含む工程により調製された損なわれていないペレット化された組成物である、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
該組成物が乾燥組成物である、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この出願は、２０１２年２月２１日に出願された米国仮特許出願第６１／６０１、２９０号明細書（全ての木邸のためにその全てを本明細書中に取り込む）の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００２】
本発明は、開放水域または閉鎖水域中の水生生物に選択的に供給するための生物学的接着および制御された浮揚特性を有する殺菌性または抗生物質化合物および／または細菌を含む生分解性かつ栄養学的に魅力的な組成物に関し、そして生物活性成分は、えら、皮膚等の粘膜組織との接触または選択された水生生物の消化管に沿って放出される。
【０００３】
土着でない水生動物種は、世界中に急速に拡がっており、地球上の生物学的多様性ならびに環境上および経済上の損害の両方の厳しい損失を生じる［１，２，３］。生物学的環境特性への直接の影響に加えて、起こりうる気候の変化が新たな地域への侵襲種の膨張を助長させ、そして競争的優位を変化させることによって既に存在する影響を拡大させ、捕食および感染病を増加させるであろう。天然の捕食者がいないように、侵襲性と考えられる水生動物種は外来種であり、急速に繁殖し、そして原生種と攻撃的に競合する。侵襲捕食種は原生種を食い物にし、そして原生種の水性食物網を乱す。侵襲捕食種は資産価値に影響し、そして水に依存する集落の経済に影響する場合がある。
【０００４】
例えば、多くの外来の水生植物、動物および微生物は、偶然にまたは故意にのいずれかで１８００年代のはじめから五大湖に持ち込まれた。それらの多くは、湖および周辺の川での数が過剰となった。それらは在来魚および在来植物を餌とし、そして湖の生態系を乱した。これらはまた、船舶およびギア、水中ケーブル、石油掘削プラットフォーム、ブイ、漁網に損傷を与え、送水管および水力施設を目詰まりさせ、真水供給プロセスを詰まらせ、そしてかんがいシステムを妨げることによって娯楽および農業活動に害をなす。米国単独での損失は毎年で＄７８５億ドルと推定される［４］。多くの国での最近の努力は、土着でない種の世界的な拡散を防ぎかつ含むために、より厳密かつ包括的な管理プログラムを緊急に必要とすることを強調している。
【０００５】
カワホトトギスガイ（Ｄｒｅｉｓｓｅｎａ  ｐｏｌｙｍｏｒｐｈａ）およびタイワンシジミ（Ｃｏｒｂｉｃｕｌａ  ｆｌｕｍｉｎｅａ）の侵襲は、水面下の硬質基材の表面を急速に覆い、植物プランクトンバイオマスを減少させ、そしてそれ故に遠洋食物網を乱し、そして都市水道水、農業水、工業水、および発電所水系で使用される水の取り入れ構造およびパイプの主なマクロ汚染種として働くそれらの所与の能力が特別な関心事となっている［５，６］。タイワンシジミは、米国の隣接する３６の州において、およびハワイにおいて見出される。１９８６年に米国に持ち込まれたカワホトトギスガイは、五大湖、セントローレンス川、およびミシシッピ川と関連した水路中に急速に拡がった。２０〜２５年の内に、中央カナダの南域の大部分および太平洋岸から大西洋岸のフロリダ半島の北を汚染するであろうことが予期されている。カワホトトギスガイが前進するにつれて、在来の真水二枚貝の数の予測は厳しいものとなり、特に脅かされておりかつ危機にさらされていると考えられるこれらの種の数は、厳しいものとなる［７］。
【０００６】
別の有害な侵襲者は、地球上で最も広範囲にわたる侵襲魚の１種であるｒｏｕｎｄ  ｇｏｂｙ  Ｎｅｏｇｏｂｉｕｓ  ｍｅｌａｎｏｓｔｏｍｕｓである。この魚は、ローレンシア五大湖水域、バルト海および幾つかの主なヨーロッパの川中に持ち込まれた実質的な数となる。Ｎｅｏｇｏｂｉｕｓ  ｍｅｌａｎｏｓｔｏｍｕｓは、広範な温帯の真水および半塩水生態系に生息しそして厳密な管理プログラムがないと、バラスト水を介しておそらく拡散し続け、予想外の餌の放出および世界中への自然まき散らしとなるであろう［８］。
【０００７】
侵襲種の拡散を制御する多くの方法がある。これらの方法は、浚渫、鎖ドラグおよび手によるかき集め等の機械的な除去、捕食者除去、および化学的、生化学的および生物学的制御を含む。安全に、環境的に責任を負いかつコスト効果的な様式で侵襲種を管理することは等しく重要である。例えば、侵襲イガイを制御するのにより害のない方法を見出すために、ニューヨーク州博物館（ＮＹＳＭ）フィールドリサーチ実験室は、カワホトトギスガイおよびクワッガ（ｑｕａｇｇａ）ガイに対しての潜在的な生物学的防除剤として７００超の細菌分離株をスクリーニングした。結果として、これらのイガイに対するＰｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓの非常に効果的でありかつ致死的な単離株（ＣＬ１４５Ａ）を見出した（米国特許第６、１９４、１９４号明細書）。この害のないバクテリアは、全ての北アメリカの水域および平均的な家庭のキッチンおよび冷蔵庫中においてさえ存在する［９］。
【０００８】
殺生剤および有毒物の適用は、侵襲種の数を減少させるのに効果的な方法の一つである。しかし、適用技術は完全でなく、そして結果としてこれらの方法は、侵襲生物を絶滅させるのにかなり効果的ではなかった。別の不利益は、次亜塩素酸ナトリウム、界面活性剤、アンモニウム塩、Ｎ−トリフェニルメチル−モルホリン等の使用における多くの有毒物が低い毒性または全水生態系に非選択的に影響するかのいずれかを有することである。例えばＢｅｔｚ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓにより製造されたＣｌａｍ−Ｔｒｏｌ、Ｃａｌｇｏｎ  Ｃｏｒｐにより製造されたＨ１３０およびＢａｙｌｕｓｃｉｄｅ（商標）（Ｂａｙｅｒ）として販売されている４−トリフルオロエチル−４−ニトロフェノールは、魚および他の水生生物に非常に有害であり、そして環境中においてかなり持続性であると考えられている［１０］。今日まで、これらの化学的処理はいずれも、カワホトトギスガイのための標準的な処理としての単純な塩素化に置き換わりそうもない。
【０００９】
水生系において最も広く使用されている魚の２種の有毒物はロテノンおよびアンチマイシンＡである。ロテノンは、殺魚（魚を殺す）用途のためのＥＰＡによって登録された植物駆除剤である。この化学品は、Ｄｅｒｒｉｓ  ｓｐｐ．、Ｌｏｎｃｈｏｃａｒｐｕｓ  ｓｐｐ．、およびＴｅｐｈｒｏｓｉａ  ｓｐｐ．（東南アジア、南アメリカ、東アフリカでそれぞれ主として見出される）の根から誘導されたイソフラボノイド化合物に関連する。ロテノン製品は、激しい吸入毒性、激しい経口毒性、および水生毒性により使用制限駆除剤（ＲＵＰ）として分類されている（ＥＰＡ  ７３８−Ｒ−０７−００５、  Ｍａｒｃｈ  ２００７、Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｅｌｉｇｉｂｉｌｉｔｙ  Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｆｏｒ  Ｒｏｔｅｎｏｎｅを参照のこと）。ロテノンは、水中に溶解しない。水中で分散するために、低濃度で効果的であることができるようになっており、ロテノンは溶媒と共に調合されなければならない。水生系を処理するのに使用できる活性成分としてロテノンを含む複数の商業的液体エマルジョン製品がある。例えば、１つの製品はＮｕｓｙｎ−Ｎｏｘｆｉｓｈ（商標）と呼ばれ、もう一つの製品はＣＦＴ  Ｌｅｇｕｍｉｎｅ（商標）と呼ばれる。これらの殺魚剤は、通常水の表面上にエマルジョンを散布することによって適用される。しかし、これらのエマルジョンタイプの殺魚組成物は下記のような多くの不利益を有する。
【００１０】
アンチマイシンＡは、比較的新しい魚有毒物であり、および主として単一の管理ツールとして適用される。過去数十年の間、アンチマイシンＡは、連邦政府関係機関および州当局によって、脅かされた／危機にさらされた魚をそれらの生息環境に回復させるために使用されてきた（ＥＰＡ７３８−Ｒ−０７−００７、Ｍａｙ  ２００５、Ｒｅｇｉｓｔｒａｔｉｏｎ  Ｅｌｉｇｉｂｉｌｉｔｙ  Ｄｅｃｉｓｉｏｎ  ｆｏｒ  アンチマイシンＡを参照のこと）。アンチマイシンＡはまた、殺魚（魚を殺す）用途でＥＰＡにより登録された使用制限駆除剤である。ストレプトミセス菌からの発酵生成物として誘導された、この化学品は娯楽用の魚の数を回復させ、そしてナマズ幼魚および食料魚生産池から鱗のある魚を除くために直接水に適用される。
【００１１】
この有毒物は、「フィントロール（Ｆｉｎｔｒｏｌ）」の商標名の元で販売されており、現在のところ、入手可能なアンチマイシンＡ（Ａｎｔｉｍｙｃｉｎ  Ａ）の３種の登録された調合物がある。砂が沈むにつれて最初の５フィートの水中に均一に有毒物を放出する様な様式で砂粒上に被覆されたアンチマイシンＡからなるフィントロール−５；最初の１５フィートの深さにおいて有毒物を放出するフィントロール−１５、並びに非常に浅い流水および小川における使用のために開発された液体、フィントロール濃縮物。その導入以来、魚に対する特異性、すなわち、魚を殺すのに最小限の濃度は、他の水生生物およびほ乳類に害がないと考えられているので、アンチマイシンＡは魅力的な駆除剤となった。全てのライフステージの魚、卵から成魚までに対し、非常に少ない濃度で有効である。その呼吸阻害特性は致死投薬量において不可逆的であり、そして重要なことに、これは開放環境において急速に分解する。有毒物の放出のより良好な成魚への努力は、農業において、周知である。例えば、米国特許第３、８５１、０５３号明細書および米国特許第４、４００、３７４号明細書は、延長された拡散経路長を有する種々のポリマーを開示する。典型的には、取り込まれる試薬は有機駆除剤であり、そしてマトリックスタイプは、天然ゴム、スチレン−ブチルスチレンゴム、およびその同類のもの等のエラストマーである。しかし、ほとんど全ての有機および無機駆除剤が、これらのプラスチックマトリックスにおいて溶解度が不足していることは業界では周知である。
【００１２】
他の知られた封入システムは、コアを顆粒にした肥料が多孔質薄膜中に封入された米国特許第３、０５９、３７９号明細書および米国特許第４、４２８、４５７号明細書；粒状の肥料がゼリー状ゲル被膜を形成するための耐水層で被覆された米国特許第４、０１９、８９０号明細書を含む。米国特許第２、８９１、３５５号明細書は、被膜発泡ポリスチレン粒子を、肥料および栄養源の溶液で被覆し、水を加え、そして植物をそこに植えることに関する。さらに、Ｖｉｌｌａｍａｒら［１１］は、懸濁液供給者に食餌栄養源を提供するために使用される単一の食物粒子タイプを得るための、アルギネートおよびゼラチンのゲル状混合物の粒子中に埋め込まれた食餌成分および脂質−壁マイクロカプセル（ＬＷＭ）からなる錯体マイクロカプセル（ＣＸＭｓ）の調製を記載する。尿素等の他の肥料は米国特許第３、３３６、１５５号明細書に教示されたような粒状形態で被覆されることができ、したがって地下水中での遅延溶液となる。米国特許第３、２７６、８５７号明細書は、肥料がアスファルトまたは種々のワックスを用いて封入されることができることを教示し、したがって環境への放出は遅くなる。しかし、この従来技術は、水中への暴露の後ですら活性剤が損なわれていない粒子内に残り、そしてそれが生命体による消費の後でのみ放出される粒子を何も開示していない。
【００１３】
有毒物を侵襲種に直接送達するひとつのアプローチは、ペレット化されたまたは薄片化した餌として乾燥した、半湿潤したまたは湿潤した柔軟な形態で、従来の水生の餌を通すことである。しかし、これらの餌は、水中への餌の送達と共に直ちに始まる物理的分解および餌の分解と共に水中で急速に分解する。餌が水に浸されると脆弱な生物活性剤が滲みだし、そして分解し、そして生態系における周囲の内生生命体に潜在的に害をなす。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
乾燥ペレット化された餌中での送達と関連した不利益の幾つかを克服するために、活性試薬はマイクロカプセル中に封入された。幾つかのタイプの天然または合成ポリマーは、活性試薬を結合かつ制御された解放のためのマトリックスとしての使用を目的とした。そうしたポリマーの例は、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（エチレンオキサイド）、セルロースおよびその誘導体、シリコーンおよびポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）である。ポリサッカロイドまたは澱粉のような天然ポリマーの劣化は水生環境において自然に起こるので、生分解性のマトリックスには興味がある。米国特許第４、２３９、７５４号明細書は、遊離アミノ酸等の栄養学上の成分、およびホルモンがリポソーム中で捉えられ、そしてリポソームがヒドロコロイドマトリックス中にさらに封入された系を記載する。生じたリポゲルマイクロカプセルは、凍結乾燥した粉末または水中に懸濁されたかのいずれかとして貯蔵された。このタイプのリポゾームの膜またはバリアーは、壊れやすく、潜在的に高価であり、そして製造するのが難しく、そして他の材料と混合した場合に離散したマイクロカプセルを保ちそうもなく、または望ましい水生侵襲種管理プログラムの適当な部分として機能しそうもない。
【００１５】
当該分野で記載されているカプセル化ポリマーは、水生環境中に活性剤を送達することに関連する問題のすべてを解決しない。リポソーム中での活性剤の製造および親水コロイドマトリックス中のそれらのその後のカプセル化は、最終製品のコストを増加させる労働集約的なプロセスである。マイクロカプセル化された活性剤の乾燥は、活性成分の酸化と非活性化をもたらし、そしてさらに重要なことに、活性剤を不溶性にし、従って生物が利用することを不可能にする。乾燥状態で保存されているマイクロカプセル化された活性剤は、再度水分補給をして手で水生環境中に導入される必要があるため、乾燥したペレット化された餌について記載のと同じ欠点のいくつかをまだ有する。さらに、先行技術に記載されているマイクロカプセル化ポリマーは、水生環境での使用に関連する分解と水への浸じみ出しの問題を解決してない。
【００１６】
本発明の組成物の主要な有用性は、その独特な制御された浮力と生体接着性マトリックスにあり、ここでは、活性剤は油性液滴の形態で分散されている。油分散された活性剤は、粒子マトリックス内に封入され、水に長時間曝らされた後でも浸出しない。生体接着性ポリマーマトリックスは、水域中で損なわれないままであり、活性剤の取り込みと放出のために、標的である水生生物のえら、皮膚、および消化管等の粘膜組織が利用される。この組成物を製造し送達する方法は、経済的で、環境的に安全で、淡水と海水の両方に適用可能である。本発明の使用は、魚、イガイおよび二枚貝等の主要な侵襲種を制御する上で特に魅力的である。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
従って本発明は、水生生物による消費によって、粘膜組織に結合または接着し、そして生物活性剤を放出する生分解性かつ生体接着性の組成物と、そのような組成物を製造し、水生生物に標的送達する方法とを、提供する。
【００１８】
ある形態において、本発明は生分解性および生体接着性ポリマー組成物であって、このポリマー組成物が天然生分解性ポリマーまたは合成生分解性ポリマーを含み、そしてこのポリマーが、バイオポリマー、または核酸、アミノ酸、脂肪酸および／または糖モノマーの改質されたバイオポリマーであり、そしてこの合成ポリマーがプラスチックおよび／またはエラストマーである、ポリマー組成物を提供する。
【００１９】
ある形態において、本発明は上記のように、生体接着性ポリマー組成物であって、このポリマーが、キトサンおよび改質されたキトサン、ポリリジン、ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）、カチオン性寒天、カチオン性プラスチックまたはラテックス、および重合性カチオン界面活性剤等のポリカチオン性またはプラスに帯電したポリマーを含む、ポリマー組成物を提供する。
【００２０】
ある形態において本発明は、活性化合物が粒子ポリマーマトリックス内に埋め込まれている、乾燥粒子または湿った粒子、巨大粒子または微粒子の形態の生分解性ポリマー組成物を提供する。
【００２１】
ある形態において、本発明は種々の水生環境において中立のまたは制御された浮力を達成するように調整可能な密度を有する組成物を提供する。
【００２２】
ある形態において、本発明は水に暴露された場合に、所望の期間損なわれないままである組成物であって、埋め込まれた活性化合物が、有機溶媒中に溶解されるかまたは分散されており、水中に漏れてこない、組成物を提供する。
【００２３】
ある形態において、本発明は水生生物による消費によって、埋め込まれた生物活性化合物が組成物から放出される、組成物を提供する。
【００２４】
ある形態において、本発明はポリカチオン性ポリマーと浮力制御材料とを含有するスラリーを形成する工程と；水不溶性有機溶媒とカチオン性界面活性剤との混合物中に活性化合物を溶解させる工程と；溶解された活性化合物を生体接着性ポリマースラリー中に混合する工程と；魚粉、タンパク質、脂質、または難消化性澱粉等の誘引栄養源を加える工程と；このスラリーをペレット化するか粒状にするかまたは噴霧する工程と、この粒状スラリーまたは微液滴を硬化させて、望ましい形とサイズ分布の固体の湿った粒子または乾燥粒子を形成させる工程とを含む、生物接着性および調整可能な密度特性を有する生分解性組成物を製造する方法を提供する。
【００２５】
ある形態において、本発明は生物活性剤を含有する生体接着性組成物を製造する工程と、この組成物のサイズと密度を調整して、標的水域中の水生生物への利用性を最大にする工程と、水生環境中で生物活性のある粒状化組成物を水生生物に対する所望の効果を得るのに充分な量で分散させる工程とを含む、毒性化合物、治療化合物または栄養補助化合物等の生物活性剤を、水生生態系中の生物に送達する方法を提供する。
【００２６】
本発明のある形態において、生物活性剤は水生殺生剤または生物学的制御剤であり、この薬品は、魚、イガイ、二枚貝、ｓｅａ  ｓｎａｉｌ等の種々の望ましくない脊椎動物と無脊椎動物の水生生物を制御する。
【００２７】
本発明のある形態において、生物活性剤は、殺菌性抗生物質またはペプチドであり、治療化合物は病気の養殖魚を治療することができる。
【００２８】
本発明のある形態において、生物活性剤は、必須脂肪酸、カロチン、アミノ酸、タンパク質、ペプチド、ホルモンおよびビタミン等の栄養補助物質である。
【００２９】
本発明のある形態において、ポリマー組成物は、アルギネート、ペクチン、ゼラチン、寒天、カラギーナン、またはこれらの変性ポリマーおよびそれらの混合物等のマトリックス形成ポリマーを含有し、ここで、キトサン、カチオン性グアーおよび／または他のポリ−カチオン性多糖等の生体接着性ポリマーが混合される。
【００３０】
本発明のある形態において、ポリマー組成物はマトリックス形成ポリマーを含み、ここで、このマトリックス形成ポリマーは、キトサン、カチオン性グアーおよび／または他のポリ−カチオン性多糖等の生体接着性ポリマー自体である。
【００３１】
本発明のある形態において、この組成物の密度は、水不溶性金属塩またはミネラルおよび溶融脂肪、ワックスおよび／またはポリプロピレンワックスを種々の比率で取り込むことにより調整される。
【００３２】
本発明のある形態において、この組成物は、所望の形とサイズにペレット化、粒状化または噴霧され、塩または化学物質を架橋することにより硬化される。
【００３３】
本発明のある形態において、ペレット化または粒状化された組成物は、湿った状態で送達されるか、または空気乾燥もしくは真空乾燥を含む任意の公知の乾燥法で乾燥され、乾燥ペレットまたは粒状化粉末として送達される。
【００３４】
ある形態において、本発明は水生生物の消化管に活性化合物を放出するための、生体接着性組成物を提供する。
【００３５】
ある形態において、本発明は標的侵襲生物のサイズの優先傾向に依存して種々のサイズ範囲で、湿った微粒子または乾燥微粒子の形で、殺生剤または殺生剤の混合物を含有する生体接着性組成物を提供する。例えば、粒径は、侵襲性イガイ（例えば、カワホトトギスガイ（Ｚｅｂｒａ  ｍｕｓｓｅｌ））を除去するために約５〜１０μｍ、または侵襲性魚種（例えば、アジアンカープ（Ａｓｉａｎ  ｃａｒｐ））を除去するために約５０〜１５０μｍでもよい。本発明のこれらの形態と他の形態は、以下の記載から明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
開示された図は、種々の形態で具体化され得る本発明の単なる代表例であることを理解すべきである。従って、発明に開示された具体的な機能的詳細は限定的であると理解すべきものではなく、単に特許請求の範囲の基礎として、そして当業者が本発明を様々に利用することを教示するための代表的基礎として理解すべきものである。
【図１】図１は、クレームされた発明の生体接着性ポリマーのマトリックス内に埋め込まれた油滴を含有する密度調整された微粒子の光学顕微鏡図である。上の写真は、淡水への適用のために調整された密度を有する微粒子を示し、下の写真は、海水への適用のために調整された密度を有する微粒子を示す。
【図２】図２は、クレームされた発明のアルギン酸ポリマーと生体接着性ポリマーとのマトリックス内に埋め込まれた油滴を含有する密度調整されたペレットの図である。左の写真は乾燥ペレットを示し、右の写真は、海水環境で沈降するようにその密度が調整された湿ったペレットを示す。
【図３】図３は、サイズと密度の関数として、種々の水域中での本発明の組成物の制御された浮力特性（沈降速度、ｍｍ／秒）を示す。
【図４】図４は、淡水でシミュレートされた条件下での沈降速度（ｍｍ／秒）に及ぼす、粒径と密度の影響を示す。
【図５】図５は、本発明の組成物の沈降速度（Ｖｓ）が、以下の式：  Ｖｓ＝（２／９）（（ｐｐ−ｐｆ）／μ）（ｇ＊Ｒ２）で記載されるストークスの法則に従うことを例示する。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
定義
本発明の以下の記載において、使用される用語は、特に別に特定しない限り、当該分野におけるその通常の慣用的な意味を有することを理解すべきである。
【００３８】
用語「活性剤」、「生物活性化合物」、「生物学的制御剤」は、広義には、水生生態系、農業および水産養殖等の分野で使用される異なる形態の生きた生物を治療することができる、任意の毒性物質、治療物質または栄養補助物質をいう。米国環境保護庁（Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｇｅｎｃｙ）により規定されている「毒性物質」は、「任意の有害生物を予防、破壊、撃退、または軽減することを意図された任意の物質または物質の混合物」である。毒性物質は、水生侵襲生物を含む有害生物に対して使用される化学物質または生物学的物質（例えば、ウイルスまたは細菌）でもよく、これは、殺有害生物剤、殺魚剤、殺真菌剤、除草剤、殺虫剤、殺藻剤、および殺軟体動物剤を含む。選択的殺有害生物剤は、所望の種を比較的無傷で残しながら、特定の標的生物を死滅させる。非選択的殺有害生物剤は、接触するすべての種を死滅させる。本発明の適切な水生殺生剤は、アンチマイシンＡ、ピペロニルブトキシド（ＰＢＯ）、ピレトリン、ロテノンおよびロテノン以外のキューブレジン（Ｃｕｂｅ  Ｒｅｓｉｎ）、ニクロサミド、アミノエタノール塩（例えばベイルサイド（Ｂａｙｌｕｓｃｉｄｅ））、トリフルオロメチル−４−ニトロフェノール（ＴＦＭ）等の、ＥＰＡに登録され規制されているものである。治療物質は、病気を克服し、回復を促進する傾向があり、殺菌剤、抗生物質、抗菌剤、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗原虫剤、抗寄生虫剤および治療用タンパク質やペプチド等の、任意の抗菌物質または薬剤を含む。栄養補助物質は、保健医療の利点を提供する傾向があり、ＤＨＡ、ＥＰＡおよびＡＲＡ等の必須脂肪酸、リジン、メチオニン、アルギニン等の必須アミノ酸、ビタミンＡ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等のビタミン、タンパク質およびペプチドを含む。
【００３９】
用語「水生外来生物」と「水生侵襲生物または水生侵襲種」は、広義には、新しい淡水や海洋生態系に導入され、これらの生態系の天然資源を傷つけることとこれらの資源のヒトによる利用を脅していることの両方を行っている任意の水生生物をいうことを意図する。本発明の水生侵襲生物は、魚、貝、イガイ、軟体動物、二枚貝およびクラゲの任意の種を含むであろう。
【００４０】
用語「生分解性ポリマー」は、広義には、そのモル質量の低下を伴う分解によって、生物学的活性による分解を受けやすい任意のポリマーをいうことを意図する。
【００４１】
用語「カチオン性またはポリカチオン性多糖」は、広義には、任意の天然の、改質されたまたは合成のカチオン性多糖、並びに化学的手段によってカチオン性にされた多糖および改質された多糖誘導体をいうことを意図する。これは、例えば、反応性塩化物またはエポキシド部位を含む種々の四級アミン化合物による四級化を含む。
【００４２】
用語「生体接着性または粘膜付着性ポリマー」は、広義には、えらや胃粘膜組織等の負に帯電した組織または器官に容易に結合し、細胞膜を横切って生物活性材料を輸送する、任意の適切なカチオン性ポリマーをいうことを意図する。カチオン性多糖の例は、特に限定されないが、カチオン性ヒドロキシエチルセルロースおよびカチオン性の疎水性に改質されたヒドロキシエチルセルロース、線状高分子、例えばポリエチレンイミン（例えばＢＡＳＦのルパゾール（登録商標））、ポリ−Ｌ−リジン（ＰＬＬ）または他のポリカチオン性アミノ酸、キトサン、ジメチル、トリメチル、およびカルボキシメチルキトサン等の改質されたキトサン、カチオン性グアーおよび／または他のポリカチオン性多糖、ジエチルアミノエチルデキストラン（ＤＥＡＥ−デキストラン）、および分岐ポリマー、例えばポリ（アミドアミン）（ＰＡＭＡＭ）デンドリマーおよびＰＯＬＥＣＴＲＯＮ（登録商標）４３０（Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）を含む。
【００４３】
本発明の生分解性ポリマーマトリックス組成物は、水生生態系における生物学的活性による分解に感受性のポリマーを含む。本発明の最も広い形態において、任意の天然ポリマーまたは合成ポリマーは、特に限定されないが、適切な、澱粉および改質されたセルロース、例えばエチル、メチルおよびカルボキシメチルセルロース等、多糖およびガム、例えば寒天、カラギーナン、アルギネート、ペクチン、キトサン、改質されたキトサン、グアーガム等；タンパク質、例えばゼラチン、乳タンパク質、グルテン、大豆およびエンドウ豆タンパク質分離物、ゼイン等；および溶融油脂、例えば飽和または水素化脂肪、ワックス、１２より長い炭素鎖の脂肪酸アルコールおよびパラフィン油を含むことを意図する。合成ポリマーの生分解は、主鎖中に加水分解的に不安定な結合を用いてポリマーを合成することにより達成することができ、これは、一般的に、エステル、無水物、オルトエステルおよびアミド等の化学官能基の使用によって達成される。最も一般的に使用される生分解性合成ポリマーは、ポリ（グリコール酸）（ＰＧＡ）、ポリ（乳酸）（ＰＬＡ）、ポリ（アクリル酸またはメタクリル酸エステル）およびそれらの共重合体、並びに他の材料、例えばポリ（ジオキサノン）、ポリ（トリメチレンカーボネート）共重合体、およびポリ（ｅ−カプロラクトン）ホモポリマー、ポリビニルピロリドン、ポリビニルピロリドンの誘導体、およびこれらの共重合体である。
【００４４】
一般的に、マトリックスポリマーは、少なくとも数時間、粒子の形態で水生環境において損なわれないままであるマトリックスポリマーが好ましい。マトリックスの主鎖ポリマーは基本的に親水性ポリマーであり、好ましくは架橋に適したポリマーであり得る。好適なマトリックスポリマーは、ヒドロゲルポリマーおよびそれらの組合せ、好ましくは、特に限定されないが、アルギネート、ペクチン、キトサン、寒天、カチオン性寒天、カラギーナン、ゼラチンおよびそれらの組み合わせ等の架橋されたヒドロゲルポリマーからなる群から選択される。マトリックスポリマーは、好ましくは組成物の全重量に対して０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％の量で使用される。より好ましくは、この量は、組成物の合計質量に対して０．０５ｗｔ％〜１５ｗｔ％であり、より好ましくは１ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。
【００４５】
本発明の生分解性ポリマーマトリックス組成物は、生物活性剤のための送達ビヒクルとして、生体接着性または粘膜付着性ポリマーを含む。本発明の最も広い形態において、任意のカチオン性またはプラスに帯電したポリマーが適切であることを意図し、特に限定されないが、カチオン性ヒドロキシエチルセルロースおよびカチオン性の疎水性に改質されたヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンイミン、ジエチルアミノエチルデキストラン、ポリ−Ｌ−リジン（ＰＬＬ）、キトサン、ジメチル、トリメチル、およびカルボキシメチルキトサン等の改質されたキトサン、カチオン性グアーおよび／または他のポリカチオン性多糖を含む。本発明のさらに好適な形態において、任意のキトサンおよび／または改質されたキトサンが好適である。本発明のある態様において、生体接着性ポリマーはまた、活性剤がマトリックス中に埋め込まれたマトリックスポリマーとしても機能している。
【００４６】
本発明の別の態様において、生体接着性ポリマーはマトリックスポリマーに添加されて、マトリックスに接着性を提供する。生体接着性ポリマーは、好ましくは組成物の合計質量に対して０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％の量で使用される。より好ましくは、この量は、組成物の合計質量に対して０．０５ｗｔ％〜１５ｗｔ％であり、最も好ましくは、１ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。
【００４７】
本発明の生分解性ポリマーマトリックス組成物は、標的の水生生態系中で必要な粒子の浮力を達成するために、具体的な望ましい比率で、金属または水不溶性塩および天然溶融脂肪または合成溶融脂肪またはワックスの混合物を含む。本発明の最も広い形態において、１ｇ／ｃｍ−３超の密度を有する任意の水不溶性塩［例えば、特に限定されないが、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、ＭｇおよびＺｎ等のカーボネート（ＣＯ３２−）、ホスフェート（ＰＯ４２−）およびサルフェート（ＳＯ４２−）を含む］、および１ｇ／ｃｍ−３より低い密度を有する任意の溶融脂肪および天然ワックスまたは合成ワックス［例えば、特に限定されないが、植物源、昆虫源や動物源由来のものを含む］、および主にエチレンまたはアルファオレフィンを重合することによって誘導される合成ワックスが、適切であることを意図する。本発明のより好適な態様において、リン酸三カルシウム（ＴＣＰ）とポリプロピレンワックスとの混合物（ＰＰＰ）が好適である。ＴＣＰとＰＰＰ混合物の好適な量は、組成物の合計質量に対して０．０１ｗｔ％〜４０ｗｔ％である。より好ましくは、この量は、組成物の合計質量に対して０．０５ｗｔ％〜３０ｗｔ％である。ＴＣＰとＰＰＰとの間の好適な比は、標的の水生生態系における具体的な粒子浮力を達成するために必要とされる任意の望ましい比率である。例えば、淡水生態系を処理するのに適した組成物は、海水生態系を処理するのに適した組成物よりも低いＴＣＰ／ＰＰＰ比を含むであろう。
【００４８】
本発明の文脈において、活性化合物は、殺生剤、治療物質または栄養補助物質である。殺生剤物質は、魚、イガイおよび二枚貝等の種々の望ましくない水生生物を死滅、予防、破壊、撃退、または軽減することができる化学物質または生物学的制御剤である。本発明の最も広い形態において、任意のタイプの殺生剤または生物剤（例えば、乾燥毒性ウイルスまたは細菌）を使用することができ、例えば、特に限定されないが、殺有害生物剤、殺魚剤、殺真菌剤、除草剤、殺虫剤、殺藻剤、殺軟体動物剤等を含む。本発明の好適な水生殺生剤は、アンチマイシンＡ、ピペロニルブトキシド（ＰＢＯ）、ピレトリン、ロテノンおよびロテノン以外のキューブレジン、ニクロサミド、アミノエタノール塩（例えばＢＡＳＦのベイルサイド（Ｂａｙｌｕｓｃｉｄｅ））、トリフルオロメチル−４−ニトロフェノール（ＴＦＭ）等の、ＥＰＡに登録され規制されているものである。
【００４９】
本発明のある態様において、生物活性物質は、標的の水生生態系または水産養殖システムにおける感染性細菌を死滅させる殺菌性ペプチドまたは抗生物質等の治療薬である。本発明の最も広い形態において、任意のタイプの抗生物質が使用されてもよく、例えば、特に限定されないが、殺菌剤、抗菌剤、抗ウイルス剤、抗真菌剤、抗原虫剤、および抗寄生虫剤を含む。具体的な抗生物質は、スルファミド、ジアミノピリミジン、ペニシリン、テトラサイクリン、セファロスポリン、アミノグルコシド、クロラムフェニコールおよびその誘導体、キノロンおよびフルオロキノロン、ニトロフラン、ニトロイミダゾールおよびそれらの混合物を含む。本発明の別の態様において、生物活性物質は、タンパク質、ペプチド、油、ビタミン、またはホルモン等の栄養補助化合物である。本発明の最も広い形態において、任意のタイプの栄養補助食品を使用することができ、例えば、特に限定されないが、ＤＨＡ、ＥＰＡおよびＡＲＡ等の必須脂肪酸、リジン、メチオニン、アルギニン等の必須アミノ酸、ビタミンＡ、Ｃ、Ｄ、Ｅ等のビタミン、ベータカロチン、ロイテン（Ｌｅｕｔｅｎｅ）、アスタキサンチン等のカロチンを含む。
【００５０】
一般的に生物活性剤は、本発明のポリマーマトリックス中に包埋される前に、有機溶媒に可溶化される。本発明の最も広い形態において、任意のタイプの油、脂肪、グリースが可溶化のために使用されることができ、例えば、特に限定されないが、周囲温度で液体または固体形態の天然に存在する油かまたは合成油を含む。適切な油は、本発明の文脈において、すべての種類の油体または油成分、特に魚油、菜種油、ひまわり油、大豆油、オリーブ油、カカオ脂、ヤシ油、パーム油、ヒマシ油等の植物油、アルコキシル化ヒマワリまたは大豆油等の改質植物油、Ｃ６〜Ｃ２２脂肪酸のモノ、ジおよびトリグリセリドの合成（トリ）グリセリド状の技術的混合物、および植物油のメチルまたはエチルエステル等の脂肪酸アルキルエステルを含む。好ましくは、油中の生物活性剤の溶解度は、カチオン性または非イオン性界面活性剤、最も好ましくはカチオン性界面活性剤等の界面活性剤の使用により増強される。カチオン性界面活性剤の典型的な非限定例は、トリメチルアルキルアンモニウム等の四級アンモニウム塩、ベンザルコニウムおよびアルキルピリジニウミイオンの塩化物または臭化物、およびアミド結合を有するアミン、ポリオキシエチレンアルキルおよび脂環式アミン等を含む。油中の生物活性剤の好適な量は、０．０１ｗｔ％〜１０ｗｔ％である。より好ましくは、この量は、ある油／界面活性剤系中の最大到達溶解度である。生体活性剤／油溶液は、好ましくは、組成物の合計質量に対して０．１ｗｔ％〜４０ｗｔ％の量である。より好ましくは、この量は、組成物の合計質量に対して、０．５ｗｔ％〜４０ｗｔ％、より好ましくは５ｗｔ％〜３０ｗｔ％である。
【００５１】
本発明のある態様において、生物活性剤およびオイル溶液は、タンパク質、脂質または澱粉等の栄養源の担体粒子上に被覆される。本発明の文脈において、これらの栄養源はまた、標的水生生物のための栄養誘引物質として機能して、水生媒体から組成物を積極的に消費する。
【００５２】
本発明の別の態様において、栄養源は、好ましくは、標的の水生生物により摂取され消化される。例えば、淡水性二枚貝（ｂｉｖａｌｖｅ  ｍｕｓｓｅｌ）は、その大きなえら表面積とその外套腔を通して送り出される大量の水により、遊離アミノ酸等のある種の有機物質の摂取において、他の無脊椎動物とうまく競合することができる［１２，１３］。ポリマーマトリックス中における栄養源の含有はまた、生物の消化酵素によって開かれる部位や孔も提供し、これは、生物活性剤がより効率的に取り込まれることを可能にする。本発明の最も広い形態において、任意のタイプの栄養源を使用することができ、例えば、特に限定されないが、アミノ酸、ペプチド、酵素、タンパク質、動物源または植物源からのタンパク質分離物および粉末、脂肪酸、脂質、および澱粉およびそれらの誘導体を含む。本発明の文脈において、適切な栄養源は、すべての種類の粉末、タンパク質、遊離アミノ酸、および澱粉、またはそれらの混合物、特に動物源または植物源からの魚粉またはタンパク質分離物を包含する。本発明の組成物中の栄養源の好適な量は、組成物の合計質量に対して０．１ｗｔ％〜７０ｗｔ％である。より好ましくは、この量は、組成物の合計質量に対して、５ｗｔ％〜６０ｗｔ％、さらに好ましくは１０ｗｔ％〜５０ｗｔ％である。
【００５３】
本発明の目的によれば、水生生物のための生分解性および生体接着性組成物の送達ビヒクルは、乾燥しているかまたは湿っているように作られ、約２μｍ〜約１０，０００μｍの範囲の粒径を有している。この送達ビヒクルは、例えば可溶性および難消化性澱粉等の任意のタイプの生分解性ポリマー、寒天などのゴム、ペクチン、カラギーナン、エチル、メチルまたはカルボキシメチルセルロース、アルギネート、ワックス、脂肪またはタンパク質およびそれらの混合物を含む、上記の成分の複合体から作られる。粒子のゲルマトリックスは、これらのポリマーを硬化または架橋することによって、水生環境中で安定であり損なわれていない粒子を提供する。提供される粒子は、水生生物にとって誘引性であり摂取可能である。
【００５４】
調製方法のある態様において、アルギネートまたはペクチン等の０．０１％〜１０％のマトリックス形成ポリマーを含む溶液が調製される。疎水性に改質されたヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレンイミン、ジエチルアミノエチルデキストラン、ポリ−Ｌ−リジン（ＰＬＬ）またはキトサン等の０．０１％〜１０％の生体接着性ポリマーを含む溶液が別に調製され、ポリマーマトリックス溶液を用いてホモジナイズされる。望ましい比率の、金属塩と、ＴＣＰとＰＰＰの混合物のような疎水性ワックスとの混合物を含有する浮力制御化合物は、０．０１ｗｔ％〜２０ｗｔ％のポリマー溶液の量で添加され、滑らかなスラリーが得られるまでホモジナイズされる。モノグリセリド、ソルビタンエステル、プロピレングリコールエステル、レシチン、ポリソルベート、中鎖および長鎖の飽和脂肪酸のショ糖エステル等の約０．１〜２％の乳化剤を加えて、スラリー中の疎水性ワックスの分散を補助することができる。
【００５５】
代替態様において、キトサンまたはカチオン性寒天溶液等の生体接着性ポリマーが、マトリックス溶液を形成するためにも使用される。さらに１つの代替態様において、アルギネートまたはペクチン等のマイナスに帯電したポリマーを用い、次に、キトサン、ＰＬＬまたはカチオン性寒天等のプラスに帯電したポリマーを含有する溶液中に、予め形成されたマイクロ粒子を短時間浸漬することにより、粒子マトリックスが形成される。
【００５６】
ある好適な実施態様において、生物活性物質は、有機溶剤とカチオン性界面活性剤との混合物中で可溶化される。好適な有機溶媒は、任意の植物油または動物油、好ましくはカプリル酸、カプリン酸またはラウリン酸を含む油等の短炭素鎖油である。最も好ましい短炭素鎖油はヒマシ油である。好適なカチオン性界面活性剤は、第四級アンモニウム塩の界面活性剤である。最大溶解量の生物活性剤を油および界面活性剤系に溶解することによって、生物活性溶液が調製される。生物活性剤と油液とは、ポリマーマトリックス溶液中で、約０．０１ｗｔ％〜約２０ｗｔ％のポリマー溶液の量で直接ホモジナイズすることにより、または、まず魚粉または大豆またはエンドウ豆タンパク質分離物等の栄養源の微粒子上に、０．５〜１：１の生物活性剤および油混合物：栄養源の比で被覆し、次に、被覆された栄養源をポリマーマトリックス溶液中に添加混合することにより被覆することができる。
【００５７】
最終スラリーは、所望のサイズおよび形状のゲルペレットを形成した後に架橋または冷却することにより硬化されるか、または空気、超音波、またはロータリーアトマイザー、または当該分野で公知の他の任意の噴霧手段を使用して、ペクチンまたはアルギネートを架橋するための塩化カルシウム、カラギーナン系ポリマーを架橋するためのクエン酸カルシウム、またはキトサンポリマーを架橋するためのトリポリホスフェート等の、０．１〜１０％の架橋化合物を含有する水溶液中に噴霧することにより硬化される。硬化されたマトリックス粒子は、次に架橋溶液から回収され、その湿った形で水生環境への適用のために湿ったままパッケージされ得るか、または、例えば空気乾燥、流動床乾燥、凍結／真空乾燥等の当該分野で公知の手段により乾燥され、後の使用のためにパッケージすることができる。代替態様において、スラリーは、熱風室に噴霧乾燥され、乾燥粒子は回収され、後の使用のために保存することができる。
【００５８】
本発明のある態様において、所望のサイズ範囲および密度の生物活性組成物は、任意の淡水の、半塩水の、または海水の水生生態系に適用され、従って、水と接触すると、この組成物は、少なくとも数時間水中で損なわれないままで維持され、生物活性剤は組成物内に保持される。次に、この組成物は積極的に消費され、標的生物の粘膜組織に接着し、ここで、水生生物により、生体接着性化合物が放出され吸収される。
【００５９】
別の態様において、殺生物剤または殺生物剤の混合物を含有する組成物は、望ましくない水生生物に標的送達される。たとえば、ロテノンとピペロニルブトキシド（ＰＢＯ）の１：１混合物は、５μｍ〜１０μｍのサイズ範囲で、本発明の組成物に利用される。微粒子の密度は、適切なＴＣＰ／ＰＰＰ比で、淡水の密度よりわずかに高くなるように調整され、淡水域は、イガイや海ヤツメ種の生息地を妨害するために、組成物で処理される。
【００６０】
本発明のさらに別の態様において、アンチマイシンＡが本発明の組成物に利用され、５０μｍ〜１００μｍのサイズ範囲の微粒子が形成される。微粒子の密度は、アジアンカープやザリガニ等の有害なまたは侵襲性の水生動物種の制御のための水性河口域の密度に一致するように、適切なＴＣＰとＰＰＰ比で調整される。
【００６１】
本発明のさらに別の態様において、抗生物質オキシテトラサイクリンが本発明の組成物で利用され、２０００μｍ〜５０００μｍのサイズ範囲のペレットが形成される。ペレットの密度は、海洋環境の水の密度と一致するように、適切なＴＣＰ／ＰＰＰ比で調整され、そして、前記ペレットは、細菌感染に対して、サケ等の養殖の水生種を処理するために使用される。
【００６２】
本発明のさらなる態様において、アスタキサンチン含有微生物細胞または油抽出物が本発明の組成物で利用され、５０００μｍ〜１００００μｍのサイズ範囲のペレットが形成される。ペレットの密度は、海洋環境の水の密度と一致するように、適切なＴＣＰ／ＰＰＰ比で調整され、そして、前記ペレットは魚肉中の望ましい色素沈着を提供するために、収穫前約３０日間、サケに給餌される。
【００６３】
本発明はさらに、以下の非限定的な実施例により例示される。
【実施例】
【００６４】
例１．淡水適用のためのロテノンを含む生体接着性組成物の製造
４０リットルのステンレス容器に、１６リットルの蒸留水が添加された。アルギン酸ナトリウム（約２００ｇ，Ｍａｎｕｇｅｌ（登録商標）ＤＭＢ，ＦＭＣ  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）が、ステンレス容器中の蒸留水に、完全に溶解されるまで激しく混合（２，０００ｒｐｍ，ＲＳ−０２，Ａｄｍｉｘ，Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ，ＩＭＨ））しながら添加された。液体の大豆レシチン（約１２０ｇ，Ａｒｃｈｅｒ−Ｄａｎｉｅｌｓ−Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｃｏ．，Ｄｅｃａｔｕｒ，ＩＬ）とツイーン８０（約１２０ｇ，Ｓｉｇｍａ）がアルギネート溶液に添加され、激しく混合しながら（２，０００ｒｐｍ）、溶液を１５分間乳化し続けた。ポリプロピレンワックス（約１０００ｇ，Ｐｒｏｐｙｌｍａｔｔｅ−３１，Ｍｉｃｒｏ  Ｐｏｗｄｅｒｓ，Ｉｎｃ．，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ．）がアルギネート溶液に添加され、激しく混合しながら（２，０００ｒｐｍ）、さらに１５分間溶液を乳化し続けた。次に、スラリーのｐＨは、１Ｍ氷酢酸を用いて６．２に調整された。
【００６５】
別の小さい１０リットルのステンレス容器に、４リットルの蒸留水が添加され、５０℃に加温された。加温された水にキトサン（約１２０ｇ，高粘度キトサン９０％ＤＡ、ＭａｙＰｒｏ，Ｐｕｒｃｈａｓｅ，ＮＹ．）がゆっくり添加された。甲殻類（カニ、エビ等）の外骨格中の構造要素であるキトサンは生体接着性であり、マイナスに帯電した物に容易に結合する。これは、ランダムに分布したβ−（１−４）−結合Ｄ−グルコサミン（脱アセチル化単位）とＮ−アセチル−Ｄ−グルコサミン（アセチル化単位）からなる線状のカチオン性多糖である。キトサンは、キチンの脱アセチル化により商業製造されている（キチンからの製造されることができる）。市販のキトサンの脱アセチル化度（％ＤＡ）は、６０〜１００％の範囲である。１５０ｇの氷酢酸が、キトサンが完全に溶解するまで、激しく混合（２０００ＲＰＭ）しながら、温水に注意深く添加された（混合しながら）。キトサン溶液は室温まで冷却され、５０％水酸化ナトリウム溶液でｐＨが６．２に調整された。次に、このキトサン溶液は、激しく混合しながらアルギネート溶液と一緒にされた。
【００６６】
ドラフト内の１リットルのガラスビーカーに、２０ｇのロテノン（分析グレード、Ｓｉｇｍａ）が添加され、等量のクロロホルムに溶解された。任意選択的に、ロテノンの毒性は、２０ｇのピペロニルブトキシド（ＰＢＯ、Ｓｉｇｍａ）をロテノンに加えることによりさらに強化することができる。約２００ｇのヒマシ油（Ｓｉｇｍａ）、２０ｇのカチオン性界面活性剤（Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ−１，Ａｂｉｔｅｃ  Ｃｏｒｐ．，Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ，ＷＩ．）および約２００ｇのオリーブ油（地元の店から入手できる）が添加され、一緒に混合されて、透明な油性溶液を得られた。溶解されたロテノンを含有するビーカーを、ドラフト内の４０℃の水浴に入れ、窒素流下で約２時間、クロロホルムを蒸発させた。次に、溶解されたロテノンは約１８８０ｇの大豆タンパク質加水分解物（Ｓｏｌａｅ（登録商標），Ｓｏｌａｅ  ＬＬＣ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）と、粉末が均一に湿ったように見えるまで、混合された。次に、ロテノン被覆された大豆タンパク質は、アルギネート／キトサンスラリー中にゆっくり添加され、スムーズなスラリーが得られるまで静かに混合（５００〜１０００ｒｐｍ）された。あるいは、大豆タンパク質粉末は、別にアルギネート／キトサンスラリー中で混合し、次に油可溶化ロテノン中で混合することができる。
【００６７】
微粒子形成：
ロテノン含有スラリーは、２５ｐｓｉの空気圧で噴霧（Ａｉｒ  ａｔｏｍｉｚｅｒ  ［１／４］  ＪＡＵ−ＳＳ，Ｓｐｒａｙｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍｓ  Ｃｏ．，Ｗｈｅａｔｏｎ，ＩＬ）され、２％塩化カルシウムを含有する水浴中で架橋することにより、微粒子が形成された。５０μｍ〜１５０μｍのサイズ範囲の微粒子は、スクリーン篩にかけられ、１０００ｇ／ｆｔ２のローディング容量でトレイ上に均一に広げられ、凍結乾燥機（Ｍｏｄｅｌ  ２５  ＳＲＣ，Ｖｉｒｔｉｓ，Ｇａｒｄｉｎｅｒ，ＮＹ）中の棚の上に置かれた。次に、１００ｍＴＯＲＲで真空圧が印加され、棚温度は＋４０℃に上げられた。２４時間以内に乾燥が完了した。あるいは、湿った微粒子は、真空乾燥機または流動床乾燥機中で乾燥することができる。微粒子の組成は以下の表１に示される。
表１．ロテノン微粒子の組成（ｇ乾燥重量／１００ｇ）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
アルギネート            ６ｇ
キトサン                ３ｇ
大豆レシチン            ３ｇ
ツイーン８０            ３ｇ
プロピルマッテ−３１  ２６ｇ
大豆タンパク質        ４８ｇ
ヒマシ油                ５ｇ
オリーブ油              ５ｇ
カチオン性乳化剤        ０．５ｇ
ロテノン９％結晶性      ０．５ｇ
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００６８】
図１は、淡水（上の写真）への適用または海水（下の写真）への適用のために調整された密度を有する本発明の粘膜付着性微粒子の光学顕微鏡画像を示す。水生無脊椎動物および脊椎動物の両方の侵襲生物を予防するために、地方政府および連邦政府の規制と登録要件に従って、ロテノンまたはロテノン／ＰＢＯ微粒子は有用である。
【００６９】
例２.淡水への適用のためにアンチマイシンＡを含有する生体接着性微粒子の製造
２０リットルのステンレス容器に、１０リットルの蒸留水が添加され、５０℃に加温された。加温された水にキトサン（約３００ｇ，高粘度キトサン９０％ＤＡ、ＭａｙＰｒｏ，Ｐｕｒｃｈａｓｅ，ＮＹ．）がゆっくり添加された。キトサンが完全に溶解するまで、激しく混合（２０００ｒｐｍ）しながら、３００ｇの氷酢酸が温水に注意深く添加された（混合しながら）。キトサン溶液は室温まで冷却され、５０％水酸化ナトリウム溶液でｐＨを６．２に調整された。液体の大豆レシチン（約６０ｇ，Ａｒｃｈｅｒ−Ｄａｎｉｅｌｓ−Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｃｏ．，Ｄｅｃａｔｕｒ，ＩＬ）とツイーン８０（約６０ｇ，Ｓｉｇｍａ）がアルギネート溶液に添加され、激しく混合しながら（２０００ｒｐｍ）、１５分間溶液を乳化し続けた。ポリプロピレンワックス（約５００ｇ，Ｐｒｏｐｙｌｍａｔｔｅ−３１，  Ｍｉｃｒｏ  Ｐｏｗｄｅｒｓ，Ｉｎｃ．，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ．）は、実施例１に記載した方法に従って調製されたアルギネート溶液に添加され、激しく混合しながら、スラリーをさらに１５分間溶液を乳化し続けた。
【００７０】
ドラフト内の１リットルのガラスビーカーに、１０ｇのアンチマイシンＡ（分析グレード、Ｓｉｇｍａ）が添加され、等量のクロロホルムに溶解された。約１００ｇのヒマシ油（Ｓｉｇｍａ）、１０ｇのカチオン性界面活性剤（Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ−１，Ａｂｉｔｅｃ  Ｃｏｒｐ．，Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ，ＷＩ．）および約１００ｇの魚油（地元のビタミン店から入手できる）が添加され、一緒に混合されて透明な油性溶液を得られた。溶解されたアンチマイシンＡを含有するビーカーは、ドラフト内の４０℃の水浴に入れられ、窒素流下で約２時間、クロロホルムを蒸発させた。次に、溶解されたアンチマイシンＡは約９４０ｇの大豆タンパク質加水分解物（Ｓｏｌａｅ（登録商標），  Ｓｏｌａｅ  ＬＬＣ，Ｓｔ．Ｌｏｕｉｓ，ＭＯ）と、粉末が均一に湿ったように見えるまで、混合された。次に、アンチマイシンＡ被覆大豆タンパク質はキトサンスラリー中にゆっくり添加され、スムーズなスラリーが得られるまで静かに混合（５００〜１０００ｒｐｍ）した。あるいは、大豆タンパク質粉末は、別にキトサンスラリー中に混合され、次に油可溶化アンチマイシンＡ中で混合することができる。
【００７１】
微粒子形成：
アンチマイシンＡ含有スラリーは、回転しているスピニングディスク（Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ  （ＳｗＲＩ（登録商標）），Ｓａｎ  Ａｎｔｏｎｉｏ，Ｔｅｘａｓ）上にゆっくり注がれ、５０μｍ〜１００μｍのマイクロ液滴の狭いサイズ分布を形成した。１０％イソプロパノール（７０％純度）と１０％トリポリホスフェートとを含有する水浴中でキトサンポリマーを架橋することにより、硬化されたマトリックス微粒子が形成された。約２時間の硬化時間後、架橋浴から微粒子が回収され、流動床乾燥機（Ｆｌｕｉｄ  Ｂｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  ｍｏｄｅｌ  ０００２，Ｆｌｕｉｄ  Ａｉｒ，Ａｕｒｏｒａ，ＩＬ）中で乾燥された。微粒子の組成は表２に示される。アンチマイシンＡ微粒子は、地方政府および連邦政府の規制と登録要件に従って、絶滅危惧魚をそれらの生息環境（選択的死滅）に復元するために、および養殖魚の病気の治療のために有用である。
表２．アンチマイシンＡ微粒子の組成（ｇ乾燥重量／１００ｇ）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
キトサン              １４ｇ
大豆レシチン            ３ｇ
ツイーン８０            ３ｇ
プロピルマッテ−３１  ２５ｇ
大豆タンパク質        ４４ｇ
ヒマシ油                ５ｇ
魚油                    ５ｇ
カチオン性乳化剤        ０．５ｇ
アンチマイシンＡ        ０．５ｇ
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００７２】
例３．感染した養殖魚を治療するための抗生物質を含有する生体接着性微粒子の製造
４０リットルのステンレス容器に、１６リットルの蒸留水が添加された。ステンレスタンク中のこの蒸留水にアルギン酸ナトリウム（約２００ｇ，Ｍａｎｕｇｅｌ  ＤＭＢ，  ＦＭＣ  Ｂｉｏｐｏｌｙｍｅｒ，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ）が、激しく混合しながら（２０００ｒｐｍ、ＲＳ−０２，  Ａｄｍｉｘ，  Ｍａｎｃｈｅｓｔｅｒ，  ＮＨ）、完全に溶解するまでゆっくり添加された。液体の大豆レシチン（約１２０ｇ，Ａｒｃｈｅｒ−Ｄａｎｉｅｌｓ−Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｃｏ．，Ｄｅｃａｔｕｒ，ＩＬ）とツイーン８０（約１２０ｇ，Ｓｉｇｍａ）がアルギネート溶液に添加され、激しく混合しながら（２０００ｒｐｍ）、１５分間溶液を乳化し続けた。３３０ｇのＴＣＰと２６０ｇのＴＰＰとを含有する三カルシウムホスフェート（ＴＣＰ、工業グレード）とポリプロピレンワックス（ＴＰＰ、Ｐｒｏｐｙｌｍａｔｔｅ−３１，Ｍｉｃｒｏ  Ｐｏｗｄｅｒｓ，Ｉｎｃ．，Ｔａｒｒｙｔｏｗｎ，ＮＹ．）がアルギネート溶液に添加され、スラリーを激しく混合しながら、さらに１５分間溶液を乳化し続けた。次に、１Ｍ氷酢酸を用いてスラリーのｐＨは６．２に調整された。
【００７３】
別の小さい１０リットルのステンレス容器に、４リットルの蒸留水が添加され、５０℃に加温された。加温された水に、キトサン（約１２０ｇ，高粘度キトサン９０％ＤＡ、ＭａｙＰｒｏ，Ｐｕｒｃｈａｓｅ，ＮＹ．）がゆっくり添加された。キトサンが完全に溶解するまで、キトサンを含有する温水に１５０ｇの氷酢酸が、激しく混合しながら（２０００ｒｐｍ）、注意深く添加された（攪拌しながら）。このキトサン溶液は室温まで冷却され、５０％水酸化ナトリウム溶液を用いてｐＨが６．２に調整された。次に、キトサン溶液は、激しく混合しながら、アルギネートスラリーと一緒にされた。
【００７４】
ドラフト内の１リットルのガラスビーカーに、４０ｇのオキシテトラサイクリン（ＯＴＣ、Ｓｉｇｍａ）が添加され、等量の９５％イソプロピルアルコールに溶解された。約２００ｇのヒマシ油（Ｓｉｇｍａ）、２０ｇのカチオン性界面活性剤（Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ−１，Ａｂｉｔｅｃ  Ｃｏｒｐ．，Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ，ＷＩ．）および約６００ｇの魚油（地元のビタミン店から入手できる）が添加され、一緒に混合されて透明な油性溶液を得た。溶解されたＯＴＣは約１８００ｇのサケタンパク質分離物（Ｍａｒｉｎｅ  Ｂｉｏｐｒｏｄｕｃｔｓ  ＡＳ，Ｎｏｒｗａｙ）と、粉末が均一に湿ったように見えるまで、ゆっくり混合された。次に、ＯＴＣ被覆されたサケタンパク質はアルギネートとキトサンスラリー中にゆっくり添加され、スムーズなスラリーが得られるまで静かに混合（５００〜１０００ｒｐｍ）された。あるいは、サケタンパク質分離物は、別にアルギネートとキトサンスラリー中で混合し、次に油可溶化ＯＴＣ中で混合することができる。
【００７５】
ペレット形成：
ＯＴＣ含有スラリーを滴下し、２％塩化カルシウムを含有する水浴中で架橋することによりペレットが形成された。ペレットを回収し、真空オーブン（Ｓｈｅｌ  Ｌａｂ，Ｃｏｒｎｅｌｉｕｓ，ＯＲ）中において６０℃で乾燥された。図２は、海水用に調整された密度を有する本発明の生体接着性ペレットの画像を示す。左の写真は凍結乾燥ペレットであり、右の写真は、海水中で沈殿している再水和されたペレットを示す。ペレットの組成は、表３に示される。ＯＴＣペレットは、養殖魚の広範囲の細菌疾患を治療するのに有用である。
表３．ＯＴＣ微粒子の組成（ｇ乾燥重量／１００ｇ）
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
アルギネート                  ６ｇ
キトサン                      ３ｇ
大豆レシチン                  ３ｇ
ツイーン８０                  ３ｇ
プロピルマッテ−３１          ７ｇ
三カルシウムホスフェート      ９ｇ
サケタンパク質分離物        ４７．５ｇ
ヒマシ油                      ５ｇ
オリーブ油                  １５ｇ
カチオン性乳化剤              ０．５ｇ
オキシテトラサイクリン        １ｇ
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００７６】
例４．パイプ、ポンプ、ケーブルや他の水中表面等の水性インフラを処理するための殺生剤の混合物を含有する生体接着性微粒子の製造
ＰＰＰを等量のＴＣＰで置き換え、大豆タンパク質分離物を等量の改質されていない難消化性澱粉（Ｈｙｌｏｎ  Ｖ，  Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｓｔａｒｃｈ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ，Ｂｒｉｄｇｅｗａｔｅｒ，ＮＪ）で置き換えた以外は、実施例２に記載するように、ヘビーシンキング（ｈｅａｖｙ  ｓｉｎｋｉｎｇ）生体接着微粒子が製造された。ドラフト内の１リットルのガラスビーカー中で、１０ｇのロテノン、１０ｇのピペロニルブトキシド（ＰＢＯ）および１０ｇのアンチマイシンＡ（すべて、Ｓｉｇｍａから）を混合し、次に、これらを等量のクロロホルムに溶解させることにより、殺生剤の広範な混合物が調製される。約２００ｇのヒマシ油（Ｓｉｇｍａ）、２０ｇのカチオン性界面活性剤（Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ−１，  Ａｂｉｔｅｃ  Ｃｏｒｐ．，Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ，  ＷＩ．）および約２００ｇのココバター（地元の店から入手できる）が添加され、４０℃の水浴中で一緒に混合されて、透明な油性溶液を得られた。溶解された殺生物剤を含むビーカーは、クロロホルムを蒸発させるためにドラフト中の４０℃の水浴中において約２時間窒素気流下で維持された。溶解された殺生剤は、粉末が均一に湿ったように見えるまで、約１８８０ｇの難消化性澱粉とゆっくり混合された。殺生剤で被覆された澱粉顆粒はキトサン溶液にゆっくり添加され、スムーズなスラリーが得られるまで静かに混合（５００〜１０００ｒｐｍ）された。３０”スプレードライヤー（Ｓ／Ｓ  Ｍｏｂｉｌｅ  Ｍｉｎｏｒ，ＧＥＡ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ  Ｉｎｃ．，Ｃｏｌｕｍｂｉａ，ＭＤ．）を使用して、溶液は噴霧乾燥された。主に５μｍ〜２０μｍのサイズ範囲内の乾燥微粒子が回収され、後の使用のために保存された。ヘビーシンキング微粒子は、例えばイガイや二枚貝等の底フィーダー侵襲生物に対して、パイプ、ポンプ、ケーブルおよびその他の水中構造物等の水中表面を処理するのに有用である。
【００７７】
例５．水性侵襲性無脊椎動物を治療擦るためにニクロサミドを含む生体接着性微粒子の製造
２０リットルのアルギネートおよびキトサン溶液は、実施例１に記載のように、スローシンキング（ｓｌｏｗ  ｓｉｎｋｉｎｇ）微粒子を提供するＴＣＰ／ＰＰＰの１：３混合物を使用して調製される。ドラフト中の１リットルのガラスビーカーに、４０ｇのニクロサミド（Ｓｉｇｍａ）が添加され、等量のアセトンに溶解される。約２００ｇのヒマシ油（Ｓｉｇｍａ）、２０ｇのカチオン性界面活性剤（Ｃａｔｉｏｎｉｃ  Ｅｍｕｌｓｉｆｉｅｒ−１，Ａｂｉｔｅｃ  Ｃｏｒｐ．，Ｊａｎｅｓｖｉｌｌｅ，ＷＩ．）、および約２００ｇのココバター（地元のビタミン店から入手できる）が添加され、４０℃の水浴で混合されて、透明な油性溶液が得られる。暖かい油性溶液は、粉末が均一に湿ったように見えるまで、約１８００ｇの難消化性澱粉と４０℃でゆっくり混合され、次に、混合物は、混合を続けながら、室温まで冷却される。この粉末をドラフト内窒素流下で約２時間維持して、アセトンを蒸発させる。次に、溶解したニクロサミドはゆっくりアルギネート／キトサン溶液に添加され、スムーズで均一なスラリーが得られるまで静かに混合される（５００〜１０００ｒｐｍ）。
【００７８】
細かい数μｍサイズの液滴を形成するために、５０リットルの冷流動パラフィンまたはクロロホルムを含有する別の混合容器に、１０，０００ｒｍｐで激しくホモジナイズしながら、スラリーがゆっくり添加される。このエマルジョンを１０℃未満の低温に維持して、流動パラフィンへのニクロサミドの浸出と消失の可能性を最小にする。１０％塩化カルシウムの低温溶液２リットルを、約５００〜１０００ｒｐｍで静かに混合しながら、エマルジョンに添加し、あらかじめ形成された液滴を、約３０分間架橋させ硬化させる。次に、この混合物を沈降させ、容器からパラフィンを排出する。主に４μｍ〜１２μｍのサイズ範囲の湿った無傷のニクロサミド微粒子が、後の使用のために保存される。あるいは、油溶解ニクロサミドを含有するアルギネート／キトサン溶液を、２％塩化カルシウムを含有する冷（約１０℃）水浴に押出し、架橋した硬化ゲルストリングは回収され、対流式オーブン、真空オーブンまたは凍結乾燥機等で乾燥させる。乾燥したストリングは、次に、１０ミクロン未満の粒径に細かく粉砕される。スローシンキング微粒子は、海カタツムリと海ヤツメウナギ等の無脊椎生物の侵襲に対して有用である。
【００７９】
例６．種々の塩分を持つ水域に適用するための微粒子の密度調整
種々の密度およびサイズ範囲を有する微粒子が、実施例１に従って製造された。粒子のサイズと水の密度の関数としての粒子の沈降速度が、図３に示される。約１００μｍの平均粒子径の低密度微粒子（低ＴＣＰ／ＰＰＰ比を有する）は、淡水域の上部１ｍの深さに約３０分間留まり、海水域に約１時間留まる。
【００８０】
例７．所望の水域に適用するための微粒子の沈降速度調整
種々の密度およびサイズ範囲を有する微粒子が、実施例１に従って製造された。淡水域中の粒子のサイズと水の密度の関数としての粒子の沈降速度が、図４に示される。本発明の特許請求の範囲に従って、ＴＣＰ／ＴＰＰ比を変えることにより、淡水域の上部１ｍの深さの１００μｍの微粒子の存在が、約３０分から約１時間に延長されることが証明された。図５は、ある水域中の微粒子の沈降速度がストークスの法則に従い、従って、望ましい沈降速度を有するこのような微粒子の設計が、水域中の特定の生物を標的とすることを可能にする。
【００８１】
例８．水中で暴露中の組成物中の殺生物活性の保持
１０％乾燥重量オリーブ油を含有する微粒子が、実施例１に従って製造された。乾燥した微粒子を暖かい淡水（４０℃）に入れ、水の中に浸出する油の量が、６時間にわたって測定された。結果は、暖水への６時間の暴露後でさえ、８０％を超える油が微粒子内に留まることを示した。本例は、ほとんどが水不溶性である一般的に使用される殺生剤を保持し、非標的の固有の生物への暴露を防止する微粒子の能力を証明する。微粒子の他の機能（例えば、サイズ、沈降速度、および栄養的誘引）を使用して、好ましくない生物のみを選択的に標的とする。
【００８２】
例９．組成物の生体接着性
生物活性剤を含まず、キトサンを含むかまたは含まない生物活性微粒子が、実施例２に記載のように製造されるｌ．微粒子の生体接着性は、これらに、ラクトバシルス・ラムノサス（Ｌａｃｔｏｃｏｃｃｕｓ  ｒｈａｍｎｏｓｕｓ）の細菌培養物を接着させることにより試験される。１００μｍ〜１５０μｍのサイズ範囲の乾燥微粒子５００ｍｇが、小さな５０μｍメッシュサイズの篩の上に置かれる。粒子は１００ｍｌの無菌ＰＢＳ緩衝液で静かに洗浄され、次にＰＢＳ緩衝液中に１０Ｅ８  ＣＦＵ／ｍｌを含有する細菌培養物１００ｍｌで静かに洗浄された。次に、微粒子は１００ｍｌの無菌ＰＢＳ緩衝液で洗浄され、１％のツイーン８０を添加した無菌ＰＢＳ緩衝液１００ｍｌを含有するビーカーに移された。ラボホモジナイザーを使用して微粒子溶液を１０，０００ｒｍｐでホモジナイズし、連続希釈した後、ＬＭＳ寒天プレート上に置いた。３７℃で７２時間インキュベーション後、コロニー形成単位（ＣＦＵ）を記録し、１ｍｇの乾燥重量粒子について計算した。結果は表４に示される。
表４．微粒子の生体接着性
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
キトサンの無い微粒子      １０Ｅ２  ＣＦＵ／ｍｇ乾燥重量
キトサンのある微粒子      １０Ｅ４  ＣＦＵ／ｍｇ乾燥重量
−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−−
【００８３】
本例は、アルギネートマトリックス内にキトサン等の生体接着性ポリマーを取り込むことによる、微粒子の生体接着性を示す。すなわち、微粒子は、生物の粘膜組織を介する生物活性剤の吸収のために、水生生物の粘膜組織（例えば、えら、皮膚、口腔、および消化管系に沿って）に接着する生体接着性手段として投与することができる。
【００８４】
例１０．ロテノン／ＰＢＯ微粒子によるアジアンカープ（Ａｓｉａｎ  ｃａｒｐ）等の侵襲生物の過剰増殖の制御
ロテノンとＰＢＯの１：１混合物を含有する乾燥微粒子が実施例１に従って製造される。レクリエーション用の川に存在し、アジアンカープが過密に住んでいる広い水域に、一定量の乾燥粒子が投与されて、水域の上部１ｍの深さで活性殺生剤として５０ｐｐｍの濃度を達成する。殺生物剤の測定は、ロテノン濃度が数時間２０ｐｐｍを充分に超えることを示し、これは、粒子の大部分が水域に浮かんでいることを示唆し、多数の魚への殺生剤の有効な暴露を可能にする。大規模な死亡率と病的な魚が、処置の翌日に観察される。２４時間後の殺生物測定は、２ｐｐｍ未満のロテノンを示し、これは、粒子の大部分が水域の上部１メートルの深さから消失し、魚により消費されたか、または粒子の自然の生体分解が起きる水柱の底に沈んだことを示す。殺生剤微粒子のより効率的かつ選択的な適用により、大幅なコスト削減が達成される。
【００８５】
例１１．ＯＴＣ微粒子で病気のマスを治療する
マス（ｔｒｏｕｔ）の親魚は、１０ｋｇ／ｍ３の淡水で１０℃の温度で貯蔵される。水質は、機械的および生物的ろ過システムを介して、タンクの水を急速に交換することによって維持される。魚には、市販の飼料および実施例３に記載の０．５％（湿重量）の微粒子が、１％体重の総割合で毎日４回７日間与えられる。ＯＴＣプロファイル分析のために血液試料が採取され、０．５％ＯＴＣを含む標準市販飼料のみを与えられた魚と比較された。結果は、魚が、ＯＴＣ含有飼料からよりも、本発明の微粒子からＯＴＣを、より効率的に吸収することを示す。
【００８６】
例１２．アスタキサンチンペレットを用いてサケの肉を着色する
大西洋のサケは、外海のケージで飼育されている。収穫の３０日前に、魚に実施例３に記載のアスタキサン含有ペレットが、１％体重の総割合の２０％が与えられる。アスタキサンチン含量について血液試料と魚の色を分析し、アスタキサンチンを含有する標準市販飼料と比較された。結果は、魚が、アスタキサンチン含有飼料からよりも、本発明のペレットからアスタキサンチンを、より効率的に吸収することを示す。
【００８７】
参照
本明細書中で引用した全ての参照文献を全ての目的のために参照により取り込む。
米国特許文献
米国特許第６，１９４，１９４号明細書  Ｍｏｌｌｏｙ，  Ｄａｎｉｅｌ  Ｆｅｂｒｕａｒｙ  ２７，  ２００１
米国特許第３，８５１，０５３号明細書  Ｃａｒｄａｒｌｌｅｒｉ，  ｅｔ  ａｌ．  Ｎｏｖｅｍｂｅｒ  ０１，  １９７１
米国特許第４，４００，３７４号明細書  Ｃａｒｄａｒｌｌｅｒｉ，  ｅｔ  ａｌ．  Ｊｕｌｙ  ２４，  １９８０
米国特許第３，０５９，３７９号明細書  Ａｔｔｏｅ，  Ｏｓｂｏｒｎｅ  Ｊ．  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２３，  １９６２
米国特許第４，４２８，４５７号明細書  Ｆｉｋｋｅｒｓ，  ｅｔ  ａｌ．  Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ  ２４，  １９８２
米国特許第４，０１９，８９０号明細書  Ｆｕｊｉｔａ，  ｅｔ  ａｌ．  Ｄｅｃｅｍｂｅｒ  ０３，  １９７４
米国特許第２，８９１，３５５号明細書  Ｎｅｌｓｏｎ，  Ｆｌｏｒｉａｎ  Ｎ．  Ｊｕｎｅ  ２３，  １９５９
米国特許第３，３３６，１５５号明細書  Ｒｏｗｅ，  Ｅｎｇｌｅｂｅｒｔ  Ｌ．  Ａｕｇｕｓｔ  １５，  １９６７
米国特許第３，２７６，８５７号明細書  Ｓｔａｎｓｂｕｒｙ，  ｅｔ  ａｌ．  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ０４，  １９６６
米国特許第４，２３９，７５４号明細書  Ｓａｃｈｅ，  ｅｔ  ａｌ．  Ｏｃｔｏｂｅｒ  ２５，  １９７７
【００８８】
他の参照文献［１〜１３］
１．Ｍａｃｋ，Ｒ．Ｎ．，Ｄ．Ｓｉｍｂｅｒｌｏｆｆ，Ｗ．Ｍ．Ｌｏｎｓｄａｌｅ，Ｈ．Ｅｖａｎｓ，Ｍ．Ｃｌｏｕｔ，ａｎｄ  Ｆ．Ｂａｚｚａｚ．２０００．Ｂｉｏｔｉｃ  ｉｎｖａｓｉｏｎｓ：ｃａｕｓｅｓ，ｅｐｉｄｅｍｉｏｌｏｇｙ，ｇｌｏｂａｌ  ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ，ａｎｄ  ｃｏｎｔｒｏｌ．Ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．１０（３）：６８９−７１０．
２．Ｍｙｅｒｓ，Ｊ．Ｈ．，Ｓｉｍｂｅｒｌｏｆｆ，Ｄ．，Ｋｕｒｉｓ，Ａ．Ｍ．，＆  Ｃａｒｅｙ，Ｊ．Ｒ．２０００．Ｅｒａｄｉｃａｔｉｏｎ  ｒｅｖｉｓｉｔｅｄ−ｄｅａｌｉｎｇ  ｗｉｔｈ  ｎｏｎ−ｉｎｄｉｇｅｎｏｕｓ  ｓｐｅｃｉｅｓ．Ｔｒｅｎｄｓ  ｉｎ  Ｅｃｏｌｏｇｙ  ａｎｄ  Ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ，１５，３１６−３２０．
３．Ｐｉｍｅｎｔｅｌ，Ｄ．，Ｌ．Ｌａｃｈ，ｅｔ  ａｌ．（２０００）．“Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  ａｎｄ  ｅｃｏｎｏｍｉｃ  ｃｏｓｔｓ  ｏｆ  ｎｏｎ−ｉｎｄｉｇｅｎｏｕｓ  ｓｐｅｃｉｅｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ｕｎｉｔｅｄ  Ｓｔａｔｅｓ．”Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅ  ５０（１）：５３−６５．
４．Ｖａｒｎｅｙ，Ｒ．Ｗ．２００４．Ｆｉｇｈｔｉｎｇ  ｔｈｅ  Ｓｐｒｅａｄ  ｏｆ  Ｉｎｖａｓｉｖｅ  Ｓｐｅｃｉｅｓ  ｉｎ  Ｃｏｎｎｅｃｔｉｃｕｔ／Ｖｅｒｍｏｎｔ．Ｕ．Ｓ．Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ  Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ  Ａｇｅｎｃｙ（ＥＰＡ）．ｗｗｗ．ｅｐａ．ｇｏｖ／ｌｉｂｒａｒｉｅｓ／ｒｅｑｉｏｎｌ
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８．Ｋｏｍｉｓ  ＭＳ，Ｍｅｒｃａｄｏ−Ｓｉｌｖａ  Ｎ，Ｖａｎｄｅｒ  Ｚａｎｄｅｎ  ＭＪ．２０１２．Ｔｗｅｎｔｙ  ｙｅａｒｓ  ｏｆ  ｉｎｖａｓｉｏｎ：ａ  ｒｅｖｉｅｗ  ｏｆ  ｒｏｕｎｄ  ｇｏｂｙ  Ｎｅｏｇｏｂｉｕｓ  ｍｅｌａｎｏｓｔｏｍｕｓ  ｂｉｏｌｏｇｙ，ｓｐｒｅａｄ  ａｎｄ  ｅｃｏｌｏｇｉｃａｌ  ｉｍｐｌｉｃａｔｉｏｎｓ．Ｊ  Ｆｉｓｈ  Ｂｉｏｌ．２０１２  Ｆｅｂ；８０（２）：２３５−８５．）
９．Ｄａｎｉｅｌ  Ｐ．  Ｍｏｌｌｏｙ  ａｎｄ  Ｄｅｎｉｓｅ  Ａ．  Ｍａｙｅｒ，  Ｏｖｅｒｖｉｅｗ  ｏｆ  ａ  Ｎｏｖｅｌ  Ｇｒｅｅｎ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ：  Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  ｏｆ  Ｚｅｂｒａ  ａｎｄ  Ｑｕａｇｇａ  Ｍｕｓｓｅｌｓ  ｗｉｔｈ  Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ  ｆｌｕｏｒｅｓｃｅｎｓ，  Ｖｅｒｓｉｏｎ  ６：  Ｕｐｄａｔｅｄ  Ａｕｇｕｓｔ  ２４，２００７．
１０．ＣＩａｕｄｉ  ａｎｄ  Ｍａｃｋｅ，  １９９４；  Ｋａｒｅｎ  Ｐｅｒｒｙ  ＪＥ  Ｊｏｈｎ  Ｌｙｎｎ，  Ｄｅｔｅｃｔｉｎｇ  ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｉｃａｌ  ａｎｄ  ｐｅｓｔｉｃｉｄｅ−ｉｎｄｕｃｅｄ  ａｐｏｐｔｏｓｉｓ  ｉｎ  ｅａｒｌｙ  ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔａｌ  ｓｔａｇｅｓ  ｏｆ  ｉｎｖａｓｉｖｅ  ｂｉｖａｌｖｅｓ，  Ｈｙｄｒｏｂｉｏｌｏｇｉａ（２００９）６２８：１５３−１６４
１１．Ｄ．Ｆ．Ｖｉｌｌａｍａｒ  ａｎｄ  Ｃ．Ｊ．Ｌａｎｇｄｏｎ．１９９３．Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  ｏｆ  ｄｉｅｔａｒｙ  ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ  ｔｏ  ｌａｒｖａｌ  ｓｈｒｉｍｐ  （Ｐｅｎａｅｕｓ  ｖａｎｎａｍｅｉ）  ｂｙ  ｍｅａｎｓ  ｏｆ  ｃｏｍｐｌｅｘ  ｍｉｃｒｏｃａｐｓｕｌｅｓ．  Ｍａｒｉｎｅ  Ｂｉｏｌｏｇｙ，１１５：６３５．
１２．Ｄ．Ｓｉｅｂｅｒｓ  ａｎｄ  Ａ．Ｗｉｎｋｌｅｒ．１９８４．Ａｍｉｎｏ−ａｃｉｄ  ｕｐｔａｋｅ  ｂｙ  ｍｕｓｓｅｌｓ，Ｍｙｔｉｌｕｓ  ｅｄｕｌｉｓ，ｆｒｏｍ  ｎａｔｕｒａｌ  ｓｅａｗａｔｅｒ  ｉｎ  ａ  ｆｌｏｗ−ｔｈｒｏｕｇｈ  ｓｙｓｔｅｍ．Ｈｅｌｇｏｌａｎｄ  Ｍａｒｉｎｅ  Ｓｅａｒｃｈ．Ｖｏｌ．３８，１８９−１９９
１３．Ｄ．Ｃ．Ｓｉｇｅｅ  （Ｅｄ）．Ｆｒｅｓｈｗａｔｅｒ  ｍｉｃｒｏｂｉｏｌｏｇｙ：ｂｉｏｄｉｖｅｒｓｉｔｙ  ａｎｄ  ｄｙｎａｍｉｃ  ｉｎｔｅｒａｃｔｉｏｎｓ  ｏｆ  Ｍｉｃｒｏｏｒｇａｎｉｓｍｓ  ｉｎ  ｔｈｅ  Ａｑｕａｔｉｃ  Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ．  Ｊｏｈｎ  Ｗｉｌｅｙ  ａｎｄ  Ｓｏｎｓ，２００５−５２４  ｐａｇｅｓ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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