(57)【要約】本開示は、科学的研究又は治療的用途において使用されるナノ粒子の小スケール生産のためのシステムにおいて使用するように構成される、使い捨てマイクロ流体カートリッジに関する。このシステムは、多種多様なナノ粒子を生成するために使用することができ、ナノ粒子としては、様々なペイロードを携える脂質及びポリマーナノ粒子が含まれるが、これらに限定されない。このシステムは、ある実施形態において、滅菌生成物を生成するために使用することのできる、簡素なワークフローを提供する。【選択図】図１Ａ【特許請求の範囲】
【請求項１】
マイクロ流体カートリッジであって、使い捨てであり、第１の溶液を第２の溶液と混合して混合溶液を生成するように構成され、下記（Ａ）及び（Ｂ）を含む、マイクロ流体カートリッジ。
（Ａ）第１の入口コネクタ、第２の入口コネクタ、及び出口開口部を含む、キャリア
（Ｂ）第１のマイクロ流体構造であって、前記キャリアに一体的に組み込まれており、下記（Ｉ）〜（ＩＶ）を含む、第１のマイクロ流体構造
（Ｉ）前記第１の入口コネクタから流体を受容するように構成される、第１の入口マイクロチャネル
（ＩＩ）前記第２の入口コネクタから流体を受容するように構成される、第２の入口マイクロチャネル
（ＩＩＩ）第１のミキサーであって、
前記第１の入口マイクロチャネルから第１の溶液を、且つ前記第２の入口マイクロチャネルから第２の溶液を受容し、
前記第１の溶液及び前記第２の溶液を混合して混合溶液を提供し、
前記混合溶液を出口マイクロチャネル内に導く
ように構成される、第１のミキサー
（ＩＶ）前記出口開口部と流体連通している、前記出口マイクロチャネル
【請求項２】
前記マイクロ流体カートリッジが、単回使用のために構成される、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項３】
前記マイクロ流体カートリッジをホルダーに保持するように構成される保持機構をさらに含む、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項４】
前記保持機構が１又は複数の磁石を含む、請求項３に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項５】
前記保持機構が、前記キャリア上にあるキャリアロック特徴部を含み、前記キャリアロック特徴部が、ホルダーロック特徴部によりロックされるように構成され、前記ホルダーロック特徴部が、前記マイクロ流体カートリッジに適合するホルダー上にある、請求項３に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項６】
前記マイクロ流体構造が、前記キャリアの材料とは異なる材料から形成される、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項７】
前記キャリアの少なくとも９０質量％がポリマーである、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項８】
前記キャリアが、外面上に金属を含まない、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項９】
前記キャリアが、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＣＯＣ、ＣＯＰ、ポリスチレン、ナイロン、アクリル、ＨＰＤＥ、ＬＰＤＥ、及び他のポリオレフィンからなる群より選択されるポリマーを含む、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１０】
前記第１の入口コネクタが、５００ＭＰａ〜３５００ＭＰａのヤング率を有するポリマーを含む、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１１】
前記第２の入口コネクタが、５００ＭＰａ〜３５００ＭＰａのヤング率を有するポリマーを含む、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１２】
前記キャリアが、５００ＭＰａ〜３５００ＭＰａのヤング率を有するポリマーから形成される、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１３】
前記キャリアが、アルミニウム及びスチールからなる群より選択される金属を含む、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１４】
前記マイクロ流体構造を前記キャリアから分離することができない、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１５】
前記キャリアが前記マイクロ流体構造を封入する、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１６】
前記キャリアが、第１の部分及び第２の部分を含み、前記第１の部分が、前記第１の入口コネクタ、前記第２の入口コネクタ、及び前記出口開口部を含み、前記第１の部分及び前記第２の部分が接合して、前記第１の部分と前記第２の部分との間に前記マイクロ流体構造を密封する、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１７】
前記第１の部分及び前記第２の部分が接合して、前記マイクロ流体構造を封入する、請求項１６に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１８】
前記第１の部分の少なくとも９０質量％がポリマーである、請求項１６に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項１９】
前記第１の部分又は前記第２の部分が前記マイクロ流体構造を含む、請求項１６に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２０】
前記キャリアの前記第１の部分及び前記第２の部分が、１又は複数の締結具によって共に保持される、請求項１６に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２１】
前記１又は複数の締結具が取り外し可能である、請求項２０に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２２】
前記１又は複数の締結具が取り外し可能ではない、請求項２０に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２３】
前記第１の部分及び前記第２の部分が結合している、請求項１６に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２４】
前記第１の部分及び前記第２の部分が、接着剤で結合している、請求項２３に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２５】
前記第１の部分及び前記第２の部分が、溶接で結合している、請求項２３に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２６】
前記マイクロ流体カートリッジがガスケットをさらに含み、前記ガスケットが、前記マイクロ流体構造と、前記第１の入口コネクタ、前記第２の入口コネクタ、及び前記出口開口部のうち１又は複数との間に、別個の流体密なシールを形成するように構成される、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２７】
前記第１のミキサーが混合領域を含み、前記混合領域がマイクロ流体ミキサーを含み、前記マイクロ流体ミキサーが、前記第１の溶液及び前記第２の溶液を混合して、混合溶液を提供するように構成される、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２８】
前記第１のミキサーがカオス的移流ミキサーである、請求項２７に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項２９】
前記混合領域がヘリンボンミキサーを含む、請求項２７に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項３０】
前記混合領域が、ディーン渦によって動作するミキサーを含む、請求項２７に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項３１】
前記混合領域が、約２０マイクロメートル〜約３００マイクロメートルの流体力学直径を有する、請求項２７に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項３２】
前記第１のミキサーが、１０００未満のレイノルズ数で前記第１の溶液及び前記第２の溶液を混合するような大きさ及び構成である、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項３３】
前記マイクロ流体構造が、直列の複数のミキサーをさらに含む、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項３４】
前記マイクロ流体カートリッジが滅菌である、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項３５】
前記マイクロ流体カートリッジが、前記第１の入口コネクタ及び前記第２の入口コネクタから、前記マイクロ流体構造を通り、前記出口開口部に至る滅菌流体経路を含む、請求項１に記載のマイクロ流体カートリッジ。
【請求項３６】
滅菌内容物が詰められた滅菌パッケージであって、請求項１〜３５のいずれか一項に記載のマイクロ流体カートリッジを、滅菌状態で且つ前記滅菌パッケージ内に密封した状態で含む、滅菌パッケージ。
【請求項３７】
前記マイクロ流体カートリッジの前記第１の入口コネクタと連結するように構成される第１の滅菌シリンジをさらに含む、請求項３６に記載の滅菌パッケージ。
【請求項３８】
前記第１の滅菌シリンジ内に第１の溶液をさらに含む、請求項３７に記載の滅菌パッケージ。
【請求項３９】
前記第１の溶液が、第１の溶媒中に核酸を含む、請求項３８に記載の滅菌パッケージ。
【請求項４０】
前記マイクロ流体カートリッジの前記第２の入口コネクタと連結するように構成される第２の滅菌シリンジをさらに含む、請求項３６に記載の滅菌パッケージ。
【請求項４１】
前記第２の滅菌シリンジ内に第２の溶液をさらに含む、請求項４０に記載の滅菌パッケージ。
【請求項４２】
前記第２の溶液が、第２の溶媒中に脂質粒子形成材料を含む、請求項４１に記載の滅菌パッケージ。
【請求項４３】
出口開口部コネクタを介して、前記マイクロ流体カートリッジの前記出口開口部と連結するように構成される、滅菌受け器をさらに含む、請求項３６に記載の滅菌パッケージ。
【請求項４４】
前記滅菌内容物が使い捨てである、請求項３６−４３に記載の滅菌パッケージ。
【請求項４５】
請求項１〜３５のいずれか一項に記載のマイクロ流体カートリッジを通して第１の溶液及び第２の溶液を流すステップ、及び前記第１のミキサーにおいてナノ粒子溶液を形成するステップを含む、ナノ粒子を形成する方法。
【請求項４６】
前記マイクロ流体カートリッジが複数のミキサーを含み、前記方法が、前記複数のミキサーを通して前記第１の溶液及び前記第２の溶液を流して、前記ナノ粒子溶液を形成するステップをさらに含み、前記複数のミキサーが前記第１のミキサーを含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４７】
前記第１の溶液が、第１の溶媒中に核酸を含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４８】
前記第２の溶液が、第２の溶媒中に脂質粒子形成材料を含む、請求項４５に記載の方法。
【請求項４９】
前記マイクロ流体カートリッジが滅菌流体経路を有する、請求項４５に記載の方法。
【請求項５０】
前記マイクロ流体カートリッジを通して前記第１の溶液及び前記第２の溶液を流す前記ステップの前に、前記流体経路を滅菌するステップをさらに含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５１】
前記流体経路を滅菌する前記ステップが、放射線で前記マイクロ流体カートリッジを滅菌するステップを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５２】
前記流体経路を滅菌する前記ステップが、前記マイクロ流体カートリッジを組み立てる前に、前記マイクロ流体カートリッジの部分を滅菌するステップを含む、請求項５０に記載の方法。
【請求項５３】
前記滅菌流体経路が、前記第１の入口コネクタ及び前記第２の入口コネクタから、前記マイクロ流体構造を通り、前記出口開口部に至る、流体経路を含む、請求項４９に記載の方法。
【請求項５４】
前記滅菌流体経路が第１のシリンジをさらに含み、前記第１のシリンジが、前記第１の溶液を含み、前記第１の入口に連結されている、請求項５３に記載の方法。
【請求項５５】
前記滅菌流体経路が第２のシリンジをさらに含み、前記第２のシリンジが、前記第２の溶液を含み、前記第２の入口に連結されている、請求項５３に記載の方法。
【請求項５６】
前記滅菌流体経路が、滅菌受け器をさらに含み、前記滅菌受け器が、出口開口部コネクタを介して前記マイクロ流体カートリッジの前記出口開口部と連結されており、前記方法が、前記ミキサーから前記滅菌受け器に、前記出口マイクロチャネル及び出口開口部を介して、前記ナノ粒子溶液を送達するステップをさらに含む、請求項５３に記載の方法。
【請求項５７】
前記方法が、前記マイクロ流体構造を前記キャリアに一体的に組み込むステップを含まない、請求項４５に記載の方法。
【請求項５８】
前記マイクロ流体カートリッジを通して前記第１の溶液及び前記第２の溶液を流す前記ステップの前に、前記マイクロ流体カートリッジを滅菌パッケージから取り外すステップをさらに含む、請求項４５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、２０１５年４月２８日に出願された米国特許出願第６２／１５４０４３号、及び２０１６年１月６日に出願された米国特許出願第６２／２７５６３０号の利益を主張し、これらの出願の開示は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
背景
マイクロ流体ミキサーは、貴重な材料を節約するため及び／又は少量（例えば、単一のバッチ）の生成物を調製する目的で、少量の流体を混合するための手段として、研究室で使用されている。脂質ナノ粒子の合成は、マイクロ流体ミキサーの多くの用途のうちの１つである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
マイクロフルイディクスが、研究、開発、及び生産における役割を拡大するにつれて、ユーザは、マイクロ流体ミキサーのコストがより低くなり、製造がより容易になり、操作が簡素化され、その上性能が最大化されることを望むようになる。
【０００４】
概要
この概要は、詳細な説明において以下にさらに説明される概念の選択を、簡略化された形で紹介するために提供される。この概要は、特許請求の範囲に記載の発明特定事項の重要な特徴を同定することを意図するものでもなければ、特許請求の範囲に記載の発明特定事項の範囲を決定する際の助けとして使用されることを意図するものでもない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
一つの態様において、マイクロ流体カートリッジが提供される。このマイクロ流体カートリッジは、使い捨てであり、第１の溶液を第２の溶液と混合して混合溶液を生成するように構成される。一つの実施形態において、マイクロ流体カートリッジは、下記（Ａ）及び（Ｂ）を含む。
（Ａ）第１の入口コネクタ、第２の入口コネクタ、及び出口開口部を含む、キャリア
（Ｂ）第１のマイクロ流体構造であって、キャリアに一体的に組み込まれており、下記（Ｉ）〜（ＩＶ）を含む、第１のマイクロ流体構造
（Ｉ）第１の入口コネクタから流体を受容するように構成される、第１の入口マイクロチャネル
（ＩＩ）第２の入口コネクタから流体を受容するように構成される、第２の入口マイクロチャネル
（ＩＩＩ）第１のミキサーであって、
第１の入口マイクロチャネルから第１の溶液を、且つ第２の入口マイクロチャネルから第２の溶液を受容し、
第１の溶液及び第２の溶液を混合して混合溶液を提供し、
混合溶液を出口マイクロチャネル内に導く
ように構成される、第１のミキサー
（ＩＶ）出口開口部と流体連通している、出口マイクロチャネル
【０００６】
別の態様において、滅菌内容物が詰められた滅菌パッケージが提供される。一つの実施形態において、滅菌パッケージは、本明細書中に開示される実施形態のうちいずれかに係るマイクロ流体カートリッジを、滅菌状態で且つ滅菌パッケージ内に密封した状態で含む。
【０００７】
別の態様において、ナノ粒子を形成する方法が提供される。一つの実施形態において、この方法は、開示される実施形態のうちいずれかに係るマイクロ流体カートリッジを通して第１の溶液及び第２の溶液を流すステップ、及び第１のミキサーにおいてナノ粒子溶液を形成するステップを含む。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の前述の態様及び付随する利点の多くは、添付の図面と併せて以下の詳細な説明を参照することによって、よりよく理解されるようになるにつれて、より容易に理解されるだろう。
【０００９】
【図１Ａ】図１Ａは、本明細書中に開示される実施形態に係るマイクロ流体カートリッジを示す。
【図１Ｂ】図１Ｂは、本明細書中に開示される実施形態に係るマイクロ流体カートリッジを示す。
【図１Ｃ】図１Ｃは、本明細書中に開示される実施形態に係るマイクロ流体カートリッジを示す。
【００１０】
【図２】図２は、図１Ａ及び１Ｂのマイクロ流体カートリッジの分解組立図である。
【図３】図３は、図１Ａ及び１Ｂのマイクロ流体カートリッジの分解組立図である。
【００１１】
【図４Ａ】図４Ａは、本明細書中に開示されるある特定の実施形態に係る、マイクロ流体カートリッジに組み込まれたタイプのスタッガードヘリンボンミキサーの略図である。
【００１２】
【図４Ｂ】図４Ｂは、開示される実施形態に係る、トロイダル対ディーン渦分岐ミキサー（ＤＶＢＭ）の略図である。
【００１３】
【図４Ｃ】図４Ｃは、開示される実施形態に係る、２つの溶液を混合する、例示的なトロイダルＤＶＢＭミキサーの写真である。
【００１４】
【図５Ａ】図５Ａは、本明細書中に開示される実施形態に係る、ホルダーの助けを借りて溶液リザーバ（シリンジ）に接続されたマイクロ流体カートリッジを示す。
【００１５】
【図５Ｂ】図５Ｂは、本明細書中に開示される実施形態に係る、例示的なマイクロ流体カートリッジを示す写真である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、本明細書中に開示される実施形態に係る、例示的なマイクロ流体カートリッジを示す写真である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、本明細書中に開示される実施形態に係る、例示的なマイクロ流体カートリッジを示す写真である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、本明細書中に開示される実施形態に係る、例示的なマイクロ流体カートリッジを示す写真である。
【図５Ｆ】図５Ｆは、本明細書中に開示される実施形態に係る、例示的なマイクロ流体カートリッジを示す写真である。
【図５Ｇ】図５Ｇは、本明細書中に開示される実施形態に係る、例示的なマイクロ流体カートリッジを示す写真である。
【図５Ｈ】図５Ｈは、本明細書中に開示される実施形態に係る、例示的なマイクロ流体カートリッジを示す写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
詳細な説明
本開示は、科学的研究又は治療的用途において使用されるナノ粒子の小スケール生産のためのシステムにおいて使用するように構成される、使い捨てマイクロ流体カートリッジに関する。このシステムは、多種多様なナノ粒子を生成するために使用することができ、ナノ粒子としては、様々なペイロードを携える脂質及びポリマーナノ粒子が含まれるが、これらに限定されない。このシステムは、ある実施形態において、滅菌生成物を生成するために使用することのできる、簡素なワークフローを提供する。
【００１７】
マイクロ流体カートリッジは、マイクロ流体ミキサー内で２以上のマイクロ流体ストリームを組み合わせるための、便利な使い捨てプラットフォームを提供する。現在生産されているマイクロ流体ミキサーシステムは、永久（非使い捨て、再使用可能）金属ハウジングを含み、そのハウジングの中に、マイクロ流体「チップ」（例えば、バンクーバー、ＢＣのＰｒｅｃｉｓｉｏｎ  Ｎａｎｏｓｙｓｔｅｍｓ  Ｉｎｃ．によって製造されたＮａｎｏＡｓｓｅｍｂｌｒにおいて使用されるような）が配置される。この金属ハウジングは、溶液の源（例えば、ポンプ又はシリンジ）につながる入口を含む。各使用のために、マイクロ流体層は、マイクロ流体層及び金属ハウジングを通る流体密な経路を生成するために、金属ハウジング内に注意深く配置され、入口及び出口に対して密封されなければならない。他のマイクロ流体製品は、Ｄｏｌｏｍｉｔｅ（Ｒｏｙｓｔｏｎ、ＵＫ）により販売されているような、非使い捨ての非金属ミキサーを含む。開示されるマイクロ流体カートリッジは、マイクロ流体層を金属ホルダーにはめ込むという形態で、面倒なセットアップ時間を必要とする、２つの部分からなるシステムに対して、利益を提供する。開示される実施形態はまた、滅菌流体経路を有する予め滅菌されたマイクロ流体カートリッジを提供することができるため、滅菌マイクロ流体を簡便に混合することを可能にする。
【００１８】
さらに、説明されるシステムは、継手及びマイクロ流体層を１つのカートリッジに一体化することによって、ユーザの組み立てを最小限にする。この一体化によって、（ユーザの組み立てステップを排除する）より信頼性の高い操作、より高い動作圧力が可能となり、内部体積を最小限にすることができる。カートリッジが使い捨てであるため、洗浄の必要がなくなることにより、相互汚染のリスクが低減され、実験時間が短縮される。
【００１９】
具体的には、本開示は、ナノ粒子の製造のための装置を提供し、この装置は、使い捨てカートリッジを使用して、基礎的研究、粒子特性決定、材料スクリーニング及びインビトロ及びインビボ研究などの用途のために、実験室スケール（０．５−２０ｍＬ）での、簡素で迅速で再現可能なナノ粒子の製造を可能にする。本開示は、製造中の環境因子に対する制御が優れているという利点を有するマイクロフルイディクスを採用し、マイクロフルイディクスは、並列化によるシームレスなスケールアップを可能にするというさらなる利点を有する。開示される実施形態は、マイクロ流体ミキサーを介して、第１の溶液を第２の溶液と混合するように構成される。この混合プロセスのための多くの方法が知られている。適合性のあるマイクロ流体混合方法及びデバイスが、以下の（１）〜（６）に開示される。
（１）米国特許出願第１３／４６４６９０号。これは、ＰＣＴ／ＣＡ２０１０／００１７６６（１１／４／２０１０出願）の継続であり、ＵＳＳＮ  ６１／２８０５１０（１１／４／２００９出願）の利益を主張する。
（２）米国特許出願第１４／３５３，４６０号。これは、ＰＣＴ／ＣＡ２０１２／０００９９１（１０／２５／２０１２出願）の継続であり、ＵＳＳＮ  ６１／５５１３６６（１０／２５／２０１１出願）の利益を主張する。
（３）ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０２９１１６号（３／１４／２０１４出願（ＷＯ２０１４１７２０４５として、１０／２３／２０１４に公開））。これは、ＵＳＳＮ  ６１／７９８４９５（０３／１５／２０１３出願）の利益を主張する。
（４）ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０４１８６５号（７／２５／２０１４出願（ＷＯ２０１５０１３５９６として、１／２９／２０１５に公開））。これは、ＵＳＳＮ  ６１／８５８９７３（０７／２６／２０１３出願）の利益を主張する。
（５）ＰＣＴ／ＵＳ２０１４／０６０９６１号。これは、ＵＳＳＮ  ６１／８９１，７５８（１０／１６／２０１３出願）の利益を主張する。
（６）米国仮出願第６２／１２０１７９号（２０１５年２月２４出願）。
上記（１）〜（６）の開示は、参照によりそれらの全体が本明細書に組み込まれる。
【００２０】
＜マイクロ流体カートリッジ＞
【００２１】
一つの態様において、マイクロ流体カートリッジが提供される。このマイクロ流体カートリッジは、使い捨てであり、第１の溶液を第２の溶液と混合して混合溶液を生成するように構成される。一つの実施形態において、マイクロ流体カートリッジは、下記（Ａ）及び（Ｂ）を含む。
（Ａ）第１の入口コネクタ、第２の入口コネクタ、及び出口開口部を含む、キャリア
（Ｂ）第１のマイクロ流体構造であって、キャリアに一体的に組み込まれており、下記（Ｉ）〜（ＩＶ）を含む、第１のマイクロ流体構造
（Ｉ）第１の入口コネクタから流体を受容するように構成される、第１の入口マイクロチャネル
（ＩＩ）第２の入口コネクタから流体を受容するように構成される、第２の入口マイクロチャネル
（ＩＩＩ）第１のミキサーであって、
第１の入口マイクロチャネルから第１の溶液を、且つ第２の入口マイクロチャネルから第２の溶液を受容し、
第１の溶液及び第２の溶液を混合して混合溶液を提供し、
混合溶液を出口マイクロチャネル内に導く
ように構成される、第１のミキサー
（ＩＶ）出口開口部と流体連通している、出口マイクロチャネル
【００２２】
ここで、マイクロ流体カートリッジの実施形態を、図を参照して説明する。図において、同様の番号は同様のパーツを指す。図１Ａを参照すると、マイクロ流体カートリッジ１００は、キャリア１０５を含み、キャリア１０５は、第１の入口コネクタ１１０、第２の入口コネクタ１１５、及び出口開口部１２０を含む。入口コネクタ１１０及び１１５は、カートリッジ１００において混合される溶液の源と流体密な接続を形成するように構成される。
【００２３】
溶液の源（「リザーバ」とも呼ばれる）は、シリンジ及びポンプを含む。マイクロ流体カートリッジは、溶液の源に取り付けられた対向するコネクタに嵌合するための、入口コネクタ１１０及び１１５の適切な構成によって、任意の溶液の源に適合するように作製することができる。
【００２４】
図示される入口コネクタ１１０及び１１５は、テーパ付きコネクタの形態であるが、任意の流体コネクタのタイプを使用することができるということを理解されたい。任意の流体コネクタのタイプとしては、図１Ｃに示されるような、ルアーロックコネクタが含まれる。一つの実施形態において、入口コネクタ１１０及び１１５は、ＩＳＯ５９４に適合するように設計されたルアー継手である。入口コネクタ１１０及び１１５の寸法を最適化して、内部体積を低減してよい。一つの実施形態において、入口コネクタ１１０及び１１５が、流体容器からマイクロ流体構造１２５への、入口流体のための滅菌又は無菌流体経路を提供する。
【００２５】
出口開口部１２０は、流体がマイクロ流体カートリッジ１００から出口受け器に流れることを可能にするように構成される。マイクロ流体カートリッジの一つの実施形態において、出口開口部１２０が、流体を下の受け器に導くノズルである。一つの実施形態において、出口開口部１２０継手が、出口受け器にハーメチックシールを提供する。このような継手の一例は、ＩＳＯ５９４に適合するルアー継手である。一つの実施形態において、出口開口部１２０が、マイクロ流体カートリッジから出口受け器への、出口ストリームのための滅菌又は無菌流体経路を提供する。
【００２６】
テーパ付きコネクタが図において示されているが、流体が、コネクタを通ってマイクロ流体構造１２５の中に入る（又はマイクロ流体構造１２５から出ていく）ことができる限り、任意の接続タイプを使用することができるということを理解されたい。したがって、別の実施形態において、入口コネクタがガスケット（例えば、Ｏリング）であり、このガスケットは、カートリッジ１００から離れた流体の源（例えば、ポンプヘッド）に対して、コネクタとの圧力シールを形成するように構成される。さらなる実施形態において、このガスケットが、マイクロ流体カートリッジ１００の表面に形成された支持溝にはめ込まれる。ある実施形態において、出口コネクタが、前述の入口コネクタと同様のガスケットである。
【００２７】
図１Ｂを参照すると、マイクロ流体構造１２５が、キャリア１０５内に配置されている。図示される実施形態において、マイクロ流体構造１２５は、キャリア１０５と区別できるチップの形態である。マイクロ流体構造１２５は、流体（例えば、第１の溶液）を第１の入口コネクタ１１０から受容するように構成される、第１の入口マイクロチャネル１３０；及び流体（例えば、第２の溶液）を第２の入口コネクタ１１５から受容するように構成される、第２の入口マイクロチャネル１３５を含む。第１のミキサー１４０は、第１の入口マイクロチャネル１３０からの流れを第１の輸送マイクロチャネル１３１から、第２の入口マイクロチャネル１３５からの流れを第２の輸送マイクロチャネル１３６から、受容するように構成される。第１のミキサーは、２つの流体を混合して混合溶液を形成するように、そして第３の輸送マイクロチャネル１４６及び出口マイクロチャネル１４５を介して、出口開口部１２０に混合溶液を送達するように、構成される。
【００２８】
第１のミキサー１４０は「マイクロ流体要素」である。「マイクロ流体要素」は、本明細書において、単純に溶液を流す機能を超える、混合、加熱、ろ過、反応などの機能を実施するように構成されるマイクロ流体部品として定義される。本明細書中に開示されるいくつかの例示的な実施形態において、説明されるマイクロ流体要素は、ミキサーにおいて第１の溶液を第２の溶液と混合して、混合溶液を提供するように構成される、マイクロ流体ミキサーである。しかしながら、他のマイクロ流体デバイスもまた、開示される実施形態に適合する。
【００２９】
単一のマイクロ流体要素（ミキサー１４０）のみが図示されているが、複数のマイクロ流体要素をマイクロ流体カートリッジ１００に組み込むことができるということを理解されたい。ある実施形態において、これは第２のミキサーを含む。追加のマイクロ流体要素の機能をサポートするために、さらなる入口接続部を追加してもよい。一つの実施形態において、複数のミキサー（マイクロ流体要素）がマイクロ流体構造に含まれる。
【００３０】
例えば、別の実施形態（示されず）において、第３の入口接続部が含まれる。そして、この第３の入口コネクタを介して提供される希釈溶液を混合することによって、第１のミキサー１４０により生成される混合溶液の希釈を実施するための、第２のミキサーが含まれる。
【００３１】
マイクロ流体構造１２５は、キャリア１０５に一体的に組み込まれている。本明細書で使用される用語「一体的に組み込まれている」は、キャリアから容易に取り外すことのできないマイクロ流体構造を指す。例えば、マイクロ流体構造がキャリアに一体的に組み込まれている場合とは、マイクロ流体構造を暴露するために、工具（例えば、保持用ねじをゆるめるために使用されるドライバー）によってのみキャリアを開けることができる場合である。加えて、マイクロ流体構造がキャリアに一体的に組み込まれている場合とは、キャリアが密封され閉じられていて、そのためキャリアを破壊することによってのみマイクロ流体構造を取り外すことができる場合である。最後の例として、マイクロ流体構造がキャリアに一体的に組み込まれている場合とは、マイクロ流体構造がキャリアに物理的に取り付けられている又はキャリアの一部である場合である（例えば、マイクロ流体カートリッジが一体式構造である場合、又はマイクロ流体カートリッジが、接着剤、溶媒溶接又は他の技術を使用して永続的に接着されている場合）。このような一体式構造は、マイクロ流体チップを組み込むとは考えられていない。なぜならば、マイクロ流体構造は、マイクロ流体を流すことに加えてさらなる機能（例えば、構造的支持）を提供する、キャリアの要素の一部であるからである。
【００３２】
さらなる実施形態において、一体的に組み込まれているとは、マイクロ流体カートリッジを引き離して、その後で再び一緒にすることができないことを示す。例えば、マイクロ流体構造は、キャリアから取り外し、次いで交換して密封することができない。
【００３３】
マイクロ流体カートリッジ１００は使い捨てである。本明細書で使用される用語「使い捨て」は、マイクロ流体カートリッジによって生成される生成物（例えば、ナノメディシン）に関して比較的低コストである部品を指す。さらに、使い捨てマイクロ流体カートリッジは、後述するように、単回使用にのみ適合するような、限られた有用寿命を有する。使い捨て材料としては、幅広く、プラスチック、磁石（例えば、無機材料）、及び金属が含まれる。
【００３４】
一つの実施形態において、マイクロ流体カートリッジが、単回使用のために構成される。これに関して、マイクロ流体カートリッジは、製造コストが低い構造をしており、それ故にユーザは、使用後にカートリッジを処分することができる。ある実施形態において、カートリッジの特性は、単回使用の後に変えられ、それ故に、カートリッジをさらに使用する可能性が妨げられるか、又は排除される。例えば、（後述するような）滅菌カートリッジに関しては、単回使用の後では、カートリッジはもはや滅菌状態ではなく、それ故に、滅菌カートリッジとして再び使用することはできない。さらに、単回使用カートリッジは、混合間の相互汚染のリスクを排除する。これに関して、単回使用マイクロ流体カートリッジは、入口コネクタから出口に至る、完全に未使用の（流体の接触していない）流体経路を含む。既存のチップ／ホルダー技術には、入口コネクタ及び出口が混合間で再使用されることに起因する、相互汚染のリスクがある。本明細書で使用される用語「チップ」は、独立のマイクロ流体層を指し、これは続いて、入口／出口接続部を含むホルダーに一体化される。開示されるマイクロ流体カートリッジは、マイクロ流体構造（これは、ある実施形態においてはチップであるが、他の実施態様においてはチップではない）を一体的に組み込んでいるという点において、前記のチップ／ホルダーシステムと区別できる。
【００３５】
一つの実施形態において、キャリアが、第１の部分及び第２の部分を含み、第１の部分が、第１の入口コネクタ、第２の入口コネクタ、及び出口開口部を含み、第１の部分及び第２の部分が接合して、第１の部分と第２の部分との間にマイクロ流体構造を密封する。本明細書のある実施形態において、キャリアの第１の部分を接続部分と呼んでよく、第２の部分をトッププレートと呼んでよい。ある特定の実施形態は、キャリアの第１の部分と第２の部分との間の連結を達成するために、ねじ及びプレートなどの追加の部品を使用することが必要である可能性がある。一つの実施形態において、図２を参照すると、第２の部分１５０は、組み立て体に締付力を加える働きをする。一つの実施形態において、第２の部分１５０は、マイクロ流体構造にわたって締付力を均一に分布させるための層又は機構を含む。
【００３６】
ここで図２及び３を参照すると、マイクロ流体カートリッジがどのように組み立てられるかをより容易に見るために、マイクロ流体カートリッジの代表的な実施形態が分解組立図で示されている。図示される実施形態において、キャリア１０５が２つの部分に分割されており、ここで、キャリア１０５が第１の部分であり、これが第２の部分１５０と接合して、それらの間にマイクロ流体構造１２５を密封する。この２つのキャリア部分１０５及び１５０は、複数の締結具１５５（ねじとして図示される）によって、一体的に接合されている。
【００３７】
したがって、一つの実施形態において、キャリアの第１の部分及び第２の部分が、１又は複数の締結具によって共に保持される。一つの実施形態において、１又は複数の締結具が取り外し可能である。例示的な取り外し可能な締結具は、ねじ、ナット及びボルト、クリップ、ストラップ、及びピンである。
【００３８】
別の実施形態において、１又は複数の締結具が取り外し可能ではない。このような実施形態において、締結具が釘又はリベットであってよい。追加の実施形態において、このような締結具が、キャリアの特徴部として組み込まれてよい。このような実施形態において、１つの部分がクリップ又はタブを含み、第２の部分が、このような締結具を受容するための凹部、ノッチ又は他の機構を有してよい。
【００３９】
別の実施形態において、第１の部分及び第２の部分が結合している。このような実施形態において、これらの２つの部分は、一度接合されると分離できない。一つの実施形態において、第１の部分及び第２の部分が、接着剤で結合している。一つの実施形態において、第１の部分及び第２の部分が、溶接で結合している。代表的な適合性のある溶接方法としては、レーザー溶接、超音波溶接、及び溶媒溶接が含まれる。
【００４０】
再び図２及び３を参照すると、マイクロ流体カートリッジは、ガスケット１６０をさらに含み、このガスケット１６０は、マイクロ流体構造１２５と、第１の入口コネクタ１１０、第２の入口コネクタ１１５、及び出口開口部１２５との間に、別個の流体密なシールを形成するように構成される。図３に示されるように、ガスケット１６０は、キャリア１０５の第１の部分にある凹部１６１に入れ子式にはめ込まれている。Ｏリングの形態のガスケットが図示されているが、ある実施形態において、必要とされるシールを形成するために、キャリア１０５に一体化された、フランジ又は他の特徴部が利用される。
【００４１】
＜保持機構＞
【００４２】
一つの実施形態において、マイクロ流体カートリッジが、マイクロ流体カートリッジをホルダーに保持するように構成される保持機構をさらに含む。一つの実施形態において、ホルダーは、マイクロ流体カートリッジを流体源（例えば、シリンジ）と関連させて配置し、それらの間の接続を容易にするように構成される装置である。例示的なホルダーが、図５Ａ、５Ｃ、及び５Ｈに図示され又は写真で示されており、これは以下でさらに詳細に論じられる。
【００４３】
図２及び３に示される実施形態において、保持機構が、キャリア１０５内の凹部に配置された複数の磁石１６５を含む。磁石１６５がホルダー上の金属又は対向する磁石を引きつけて、使用のためにマイクロ流体カートリッジ１００を保持する。
【００４４】
別の実施形態において、保持機構が、キャリア上にあるキャリアロック特徴部を含み、キャリアロック特徴部が、ホルダーロック特徴部によりロックされるように構成され、ホルダーロック特徴部が、マイクロ流体カートリッジに適合するホルダー上にある。このようなホルダーロック特徴部としては、ホルダーに取り付けられたアーム又は他の突出部に嵌合する、又はこのようなアーム又は他の突出部によって他のやり方で保持される、キャリアの凹部が含まれ得る。このようなロック特徴部の一例は、適合する凹部を備えるリーフスプリングである。
【００４５】
＜カートリッジ材料及び構造＞
【００４６】
キャリア及びマイクロ流体構造は、必要な物理的特性を有し必要な形状に形成することのできる材料から形成される。この材料は使い捨てであり、それ故に比較的安価である。マイクロ流体構造の材料は、必要なマイクロメートルサイズのマイクロ流体要素に形成され、次いで、マイクロ流体構造内で混合中に加えられる圧力に耐えることができる。キャリアの材料は、キャリア内のマイクロ流体構造を保護及び支持するのに十分に剛性である。
【００４７】
一つの実施形態において、マイクロ流体構造が、キャリアの材料とは異なる材料から形成される。別の実施形態において、マイクロ流体構造及びキャリアが、同じ材料から形成される。さらなる実施形態において、マイクロ流体構造及びキャリアが、一体式に形成される。
【００４８】
一つの実施形態において、キャリアが金属を含まない。別の実施形態において、キャリアがいくらかの金属を含んでよいが、キャリアの少なくとも９０質量％がポリマーである。一つの実施形態において、キャリアが金属を含まない。別の実施形態において、キャリアがいくらかの金属を含んでよいが、キャリアの少なくとも９９質量％がポリマーである。
【００４９】
一つの実施形態において、キャリアが、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ＣＯＣ、ＣＯＰ、ポリスチレン、ナイロン、アクリル、ＨＰＤＥ、ＬＰＤＥ、及び他のポリオレフィンからなる群より選択されるポリマーを含む。
【００５０】
一つの実施形態において、キャリアが、外面上に金属を含まない。このような実施形態は、磁石又は他の金属含有要素がキャリア内に存在する可能性があるが、それは外面上ではない、ということを企図している。
【００５１】
別の実施形態において、第１の入口コネクタ及び第２の入口コネクタが、ポリマーから形成される。ある実施形態において、特にテーパ又はルアーコネクタが使用される場合に、入口コネクタが比較的軟質のポリマー材料から形成されることが好ましい。より軟質のポリマーは、入口のわずかな製造誤差を改善し、流体密な接続の形成を可能にする。より剛性のポリマーは、このような寛容な特性を可能にしない。これに関して、一つの実施形態において、第１の入口コネクタが、５００ＭＰａ〜３５００ＭＰａのヤング率を有するポリマーを含む。一つの実施形態において、第１の入口コネクタが、２０００ＭＰａ〜３０００ＭＰａのヤング率を有するポリマーを含む。
【００５２】
一つの実施形態において、第２の入口コネクタが、５００ＭＰａ〜３５００ＭＰａのヤング率を有するポリマーを含む。一つの実施形態において、第２の入口コネクタが、２０００ＭＰａ〜３０００ＭＰａのヤング率を有するポリマーを含む。
【００５３】
一つの実施形態において、キャリアが、５００ＭＰａ〜３５００ＭＰａのヤング率を有するポリマーから形成される。一つの実施形態において、キャリアが、２０００ＭＰａ〜３０００ＭＰａのヤング率を有するポリマーを含む。
【００５４】
一つの実施形態において、キャリアが、アルミニウム及びスチールからなる群より選択される金属を含む。上述したように、ある実施形態において、少量の金属をキャリアに組み込むことができる。このような場合、マイクロ流体カートリッジは使い捨てのままである。
【００５５】
一つの実施形態において、マイクロ流体構造をキャリアから分離することができない。このような実施形態において、マイクロ流体構造は、キャリアの少なくとも一部に取り付けられる（例えば、溶接される又は接着される）。一つの実施形態において、マイクロ流体カートリッジは、一体式の構造であり、キャリア及びマイクロ流体構造は、同じ材料から形成される。さらなる実施形態において、マイクロ流体カートリッジが、少なくとも２つのパーツ（例えば、接続部分及びトッププレート）から構成され、マイクロ流体構造は、前記２つのパーツのうちの１つに組み込まれる。すなわち、マイクロ流体構造は、マイクロ流体要素を提供する機能を超える追加機能を実施する、マイクロ流体カートリッジの一部に取り付けられる（例えば、結合される又は溶接される）。一つの実施形態において、マイクロ流体構造はトッププレートに取り付けられる。さらなる実施形態において、マイクロ流体構造及びトッププレートは一体式であり、同じ材料から形成される。さらに別の実施形態において、マイクロ流体構造は、前記２つのパーツのうちの１つを備える一体式構造である。
【００５６】
一つの実施形態において、キャリアがマイクロ流体構造を封入する。本明細書で使用される用語「封入する」は、キャリアがマイクロ流体構造の表面領域の大部分を取り囲んでいることを示す。最も重要なのは、キャリアが、マイクロ流体構造との流体密なシールを容易にし、マイクロ流体カートリッジの取り扱いを可能にする剛性ハウジングを提供することである。さらなる実施形態において、キャリアが、マイクロ流体構造を完全に封入する。これは、マイクロ流体構造の表面領域が、キャリアの外側に全く暴露されていないことを意味する。このような実施形態が図１Ａ−３に示される。
【００５７】
一つの実施形態において、第１の部分及び第２の部分が接合して、マイクロ流体構造を封入する。このような実施形態が図２及び３に示される。
【００５８】
一つの実施形態において、第１の部分の少なくとも９０質量％がポリマーである。この実施形態において、第１の部分が、入口コネクタ及び出口開口部を含む。
【００５９】
一つの実施形態において、第１の部分又は第２の部分がマイクロ流体構造を含む。このような実施形態において、マイクロ流体構造は、キャリアの第１の部分又は第２の部分に取り付けられるか、又はキャリアの第１の部分又は第２の部分と一体になっている。
【００６０】
＜流体源＞
【００６１】
流体又は溶液リザーバは、マイクロ流体カートリッジに直接接続できるように選択される。一つの実施形態において、流体リザーバが使い捨てシリンジである。さらなる実施形態において、流体リザーバがプレフィルドシリンジである。滅菌ナノ粒子を生成するために、流体とリザーバの両方が滅菌であってよい。システムは、流体を所定の流量でリザーバからカートリッジを通して流すための手段を含む。システムの一つの実施形態において、流体は、リザーバを加圧することによって流されて、これにより、第１の及び第２のストリームがカートリッジに入る（入口を通ってマイクロ流体構造及びそのチャネルに入る）。加圧手段の例としては、リニアアクチュエータ及び不活性ガスが含まれるが、これらに限定されない。一つの実施形態において、各リザーバが独立して加圧される。一つの実施形態において、２以上のリザーバが同じ源によって加圧される。そして、流体チャネルの寸法を変化させることによって流量差が達成される。異なる流量比は、入口ストリームに加えられる、フローチャネルにわたる差圧降下、チャネルインピーダンス差、又はそれらの組み合わせのいずれかによって、可能となり得る。チャネルの高さ、幅、長さ、又は表面特性を変化させることによる、チャネルのインピーダンス差は、異なる流量を達成するために使用され得る。１又は複数の第１のストリーム及び１又は複数の第２のストリーム中の流れの、流体の表面張力、粘度、及び他の表面特性は、異なる流量を達成するために使用又は考慮され得る。容器の加圧は、コンピュータ又はマイクロコントローラを使用して制御され得る。
【００６２】
ある実施形態において、システムは、システムを完全に又は部分的にパージして、廃棄物体積を最小限にするための手段をさらに含む。粒子の製造の後又はその最中に、継手及びマイクロ流体構造にガス又は液体を流すことによって、パージが達成され得る。空気、窒素、アルゴンなどのガス又は他のガスを使用してよい。水、水性バッファー、エタノール、油などの液体又は任意の他の液体を使用してよい。
【００６３】
＜マイクロ流体ミキサー＞
【００６４】
一つの実施形態において、第１のミキサーが混合領域を含み、混合領域がマイクロ流体ミキサーを含み、マイクロ流体ミキサーが、第１の溶液及び第２の溶液を混合して、混合溶液を提供するように構成される。このようなマイクロ流体ミキサーは、当業者に一般に知られており、例示的なミキサーが、参照により本明細書に組み込まれる特許文献に開示されている。
【００６５】
一つの実施形態において、第１のミキサーがカオス的移流ミキサーである。
【００６６】
一つの実施形態において、混合領域がヘリンボンミキサーを含む。
【００６７】
一つの実施形態において、混合領域が、約２０マイクロメートル〜約３００マイクロメートルの流体力学直径を有する。
【００６８】
一つの実施形態において、第１のミキサーが、１０００未満のレイノルズ数で第１の溶液及び第２の溶液を混合するような大きさ及び構成である。
【００６９】
一つの実施形態において、マイクロ流体構造が、直列の複数のミキサーをさらに含む。
【００７０】
ある特定の態様において、使い捨てカートリッジがマイクロ流体部品を含み、このマイクロ流体部品は、２以上のストリームを迅速且つ制御可能に混合するためのマイクロ流体ミキサーである。この混合プロセスのための多くの方法が知られている。一つの実施形態において、混合がカオス的移流である。適合性のあるマイクロ流体混合方法及びデバイスが、参照により本明細書に組み込まれる特許出願に開示されている。さらに、代表的なマイクロ流体デバイスが、本明細書においてさらに詳細に開示される。ある実施形態において、本明細書中に開示されるタイプのナノ粒子を作製するためのデバイスが提供される。マイクロ流体デバイスは、本明細書中に開示される使い捨てカートリッジ及び方法に組み込まれる。
【００７１】
一つの実施形態において、図４を参照すると、マイクロ流体構造は以下の（ａ）〜（ｅ）を含む。
（ａ）第１の溶媒を含む第１の溶液を受容するための、第１の入口３０２
（ｂ）第１の入口と流体連通して、第１の溶媒を含む第１のストリームを提供する、第１の入口マイクロチャネル３０４
（ｃ）第２の溶媒中に脂質粒子形成材料を含む第２の溶液を受容するための、第２の入口３０６
（ｄ）第２の入口と流体連通して、第２の溶媒中に脂質粒子形成材料を含む第２のストリームを提供する、第２の入口マイクロチャネル３０８
（ｅ）第１のストリーム及び第２のストリームを受容するための、第３のマイクロチャネル３１０であって、この第３のマイクロチャネルが、第１のストリーム及び第２のストリームを流すように適合された第１の領域３１２、及び第１のストリーム及び第２のストリームの内容物を混合して、混合溶液を含む第３のストリームを提供するように適合された第２の領域３１４を有する、第３のマイクロチャネル３１０
マイクロ流体カートリッジの１つの用途において、混合溶液は、限界寸法の脂質ナノ粒子を含む。そのように形成された脂質ナノ粒子は、マイクロチャネル３１６によって、第２の（混合）領域から、出口３１８に案内される。
【００７２】
一つの実施形態において、マイクロチャネルの第２の領域は、浅浮き彫り構造を含む。ある実施形態において、マイクロチャネルの第２の領域は、１つの主要な流れ方向及び１又は複数の表面を有し、この１又は複数の表面は、そこに画定された少なくとも１つの溝又は突出部を有し、この溝又は突出部は、主要な方向と角度をなす幾何学的配置を有する。他の実施態様において、第２の領域がマイクロミキサーを含む。
【００７３】
本デバイス及びシステムにおいて、第１のストリーム及び第２のストリームの流量を変化させる手段が使用されて、ストリームを迅速に混合し、これによりナノ粒子を提供する。
【００７４】
ある実施形態において、本開示のデバイスは、１０ｍｓ未満で完全な混合を提供する。
【００７５】
ある実施形態において、デバイスの１又は複数の領域が加熱される。
【００７６】
一つの実施形態において、第１のミキサーが混合領域を含み、この混合領域がマイクロ流体ミキサーを含み、このマイクロ流体ミキサーが、第１の溶液及び第２の溶液を混合して、第１の溶液及び第２の溶液の混合から形成されるナノ粒子溶液を提供するように構成される。
【００７７】
一つの実施形態において、第１のミキサーがカオス的移流ミキサーである。
【００７８】
一つの実施形態において、混合領域がヘリンボンミキサーを含む。
【００７９】
ある特定の図（例えば、図４Ａ）において、スタッガードヘリンボンミキサー（ＳＨＭ）が示されてはいるが、他の混合構成もまた企図されるということを理解されたい。一つの実施形態において、ミキサーが、ディーン渦ミキサーである。別の実施形態において、ミキサーが、ディーン渦分岐ミキサー（ＤＶＢＭ）であり、このＤＶＢＭについては、以下でより詳細に論じられる。一つの実施形態において、マイクロ流体構造が、２つの異なるタイプのカオス的移流ミキサーを含む。さらなる実施形態において、２つの異なるタイプのカオス的移流ミキサーが、ＳＨＭ及びディーン渦である。一つの実施形態において、マイクロ流体構造が、２つの異なるタイプのカオス的移流ミキサーを含み、ここで、２つのカオス的移流ミキサーのうち少なくとも１つが、ＳＨＭ及びディーン渦からなる群より選択される。
【００８０】
一つの実施形態において、混合領域が、約２０マイクロメートル〜約３００マイクロメートルの流体力学直径を有する。一つの実施形態において、混合領域が、約１１３マイクロメートル〜約１８１マイクロメートルの流体力学直径を有する。一つの実施形態において、混合領域が、約１５０マイクロメートル〜約３００マイクロメートルの流体力学直径を有する。本明細書で使用されるように、流体力学直径は、チャネルの幅及び高さの寸法を使用して、（２＊幅＊高さ）／（幅＋高さ）として定義される。
【００８１】
混合領域はまた、標準の幅及び高さの寸法を使用して定義することもできる。一つの実施形態において、混合領域は、約１００〜約５００マイクロメートルの幅及び約５０〜約２００マイクロメートルの高さを有する。一つの実施形態において、混合領域は、約２００〜約４００マイクロメートルの幅及び約１００〜約１５０マイクロメートルの高さを有する。
【００８２】
層流を維持し、マイクロ流体デバイス中の溶液の挙動を予測可能に保ち、且つ本方法を繰り返し可能に保つために、システムは、低いレイノルズ数での流れをサポートするように設計される。一つの実施形態において、第１のミキサーが、２０００未満のレイノルズ数で第１の溶液及び第２の溶液を混合するような大きさ及び構成である。一つの実施形態において、第１のミキサーが、１０００未満のレイノルズ数で第１の溶液及び第２の溶液を混合するような大きさ及び構成である。一つの実施形態において、第１のミキサーが、９００未満のレイノルズ数で第１の溶液及び第２の溶液を混合するような大きさ及び構成である。一つの実施形態において、第１のミキサーが、５００未満のレイノルズ数で第１の溶液及び第２の溶液を混合するような大きさ及び構成である。
【００８３】
一つの実施形態において、マイクロ流体ミキサーデバイスが、１つのマイクロミキサーを含む。一つの実施形態において、単一ミキサーマイクロ流体デバイスが、２つの領域を有し、ここで第１の領域は、少なくとも２つのストリーム（例えば、１又は複数の第１のストリーム及び１又は複数の第２のストリーム）を受容して流すためのものである。第１のストリーム及び第２のストリームの内容物が、第２の領域のマイクロチャネルにおいて混合される。ここで、第１の領域及び第２の領域のマイクロチャネルが、約２０〜約５００マイクロメートルの流体力学直径を有する。さらなる実施形態において、マイクロチャネルの第２の領域は、１つの主要な流れ方向及び１又は複数の表面を有し、この１又は複数の表面は、そこに画定された少なくとも１つの溝又は突出部を有し、この溝又は突出部は、主要な方向と角度をなす幾何学的配置（例えば、スタッガードヘリンボンミキサー）を有する。このような幾何学的配置はＵＳ  ２００４／０２６２２２３号に説明されており、これは参照によりその全体が本明細書に明確に組み込まれる。一つの実施形態において、マイクロチャネルの第２の領域が、浅浮き彫り構造を含む。ある実施形態において、第２の領域がそれぞれ、１〜約５０ｍＬ／ｍｉｎの流体流量を有する。好ましい一実施形態において、マイクロ流体デバイスの混合チャネルは、幅が３００マイクロメートル及び高さが１３０マイクロメートルである。他の実施態様において、第１のストリーム及び第２のストリームが、他のマイクロミキサーで混合される。適切なマイクロミキサーとしては、小滴ミキサー、Ｔ−ミキサー、ジグザグ型ミキサー、マルチラミネートミキサー、又は他のアクティブミキサーが含まれる。
【００８４】
本明細書中に開示されるシステム及び方法の１つの機能は、溶液中のナノ粒子（「生成物」）を形成することである。参照により本明細書に組み込まれている特許出願などの、本発明者によるこれまでの開示は、本システムに適合するナノ粒子の作製に関するものである。既知の及び将来開発されるナノ粒子の方法は、この方法が、本明細書中に開示されるように、ナノ粒子生成物を形成するために第１の溶液と第２の溶液との制御された組み合わせを必要とする限りは、本開示のシステムで実施することができる。
【００８５】
第１の溶液は、本明細書では「水性試薬」とも呼ばれ、第１の溶液リザーバにおいて提供される。一つの実施形態において、第１の溶液が第１の溶媒を含む。一つの実施形態において、第１の溶液が活性医薬成分を含む。一つの実施形態において、第１の溶液が、第１の溶媒中に核酸を含む。別の実施形態において、第１の溶液がバッファーを含む。一つの実施形態において、第１の溶液がバッファーから本質的に成る。
【００８６】
第２の溶液は、本明細書では「溶媒試薬」とも呼ばれ、第２の溶液リザーバにおいて提供される。一つの実施形態において、第２の溶液が第２の溶媒を含む。一つの実施形態において、第２の溶液が、第２の溶媒中に脂質粒子形成材料を含む。一つの実施形態において、第２の溶媒が水混和性溶媒（例えば、エタノール又はアセトニトリル）である。ある実施形態において、第２の溶液が、ポリマーナノ粒子形成試薬を含む水性バッファーである。
【００８７】
一つの実施形態において、第１の溶液が、第１の溶媒中に核酸を含み、第２の溶液が、第２の溶媒中に脂質粒子形成材料を含む。
【００８８】
＜ディーン渦分岐ミキサー（「ＤＶＢＭ」）＞
【００８９】
上述したように、ＤＶＢＭは、開示されるマイクロ流体カートリッジにおけるミキサーとして有用である。本明細書中に開示されるタイプのＤＶＢＭは、効率的なミキサーとして機能し、その射出成形工具は、半径がＲ（例えば３００μｍ）のエンドミルによって生成することができる。提供されるＤＶＢＭミキサーは、複数のトロイダル混合要素（本明細書では「トロイダルミキサー」とも呼ばれる）を含む。本明細書で使用される「トロイド」は、２つの「区間（ｌｅｇ）」チャネルを有するほぼ円形の構造を指し、この２つの「区間」チャネルは、トロイダルミキサーの入口と出口との間でトロイドの外周を画定する。ある実施形態において、トロイダルミキサーは円形である。他の実施態様において、トロイダルミキサーは完璧な円形ではなく、代わりに卵形又は非規則的形状を有してよい。
【００９０】
図４Ｂは、開示される実施形態に係る一対のトロイダルＤＶＢＭミキサーを示す。図４Ｃは、開示される実施形態に係る例示的なトロイダルＤＶＢＭミキサーの写真である。
【００９１】
一つの実施形態において、ＤＶＢＭミキサーは、少なくとも第１の液体及び第２の液体を混合するように構成され、このミキサーは、直列に配置された複数のトロイダル混合要素に通じる入口チャネルを含む。ここで、複数のトロイダル混合要素は、入口チャネルの下流にある第１のトロイダル混合要素、及び第２のトロイダル混合要素を含み、この第２のトロイダル混合要素は、第１のネック領域を介して第１のトロイダル混合要素と流体連通する。またここで、第１のトロイダル混合要素は、入口チャネルと第１のネック領域との間の第１のネック角度を画定する。
【００９２】
一つの実施形態において、第１のネック角度が０〜１８０度である。
【００９３】
一つの実施形態において、第１のネック領域が、０．２ｍｍ以上の長さを有する。
【００９４】
一つの実施形態において、複数の混合要素が、約２０マイクロメートル〜約２ｍｍの流体力学直径を有するチャネルを含む。
【００９５】
一つの実施形態において、ミキサーが、１０００未満のレイノルズ数で第１の液体及び第２の液体を混合するような大きさ及び構成である。
【００９６】
一つの実施形態において、ミキサーが、並列の２以上のミキサーを含み、各ミキサーが複数のトロイダル混合要素を有する。
【００９７】
一つの実施形態において、第１のトロイダル混合要素及び第２のトロイダル混合要素が混合対を画定し、ミキサーが複数の混合対を含み、各混合対が、ネック領域によって、あるネック角度で接合される。
【００９８】
一つの実施形態において、第１のトロイダル混合要素が、第１の長さの第１の区間及び第２の長さの第２の区間を有し、第２のトロイダル混合要素が、第３の長さの第１の区間及び第４の長さの第２の区間を有する。
【００９９】
一つの実施形態において、第１の長さが第２の長さより大きい。
【０１００】
一つの実施形態において、第３の長さが第４の長さより大きい。
【０１０１】
一つの実施形態において、第１の長さと第２の長さとの比が、第３の長さと第４の長さとの比とほぼ等しい。
【０１０２】
一つの実施形態において、第１のトロイダル混合要素が、第１のインピーダンスの第１の区間及び第２のインピーダンスの第２の区間を有し、第２のトロイダル混合要素が、第３のインピーダンスの第１の区間及び第４のインピーダンスの第２の区間を有する。
【０１０３】
一つの実施形態において、第１のインピーダンスが第２のインピーダンスより大きい。
【０１０４】
一つの実施形態において、第３のインピーダンスが第４のインピーダンスより大きい。
【０１０５】
一つの実施形態において、第１のインピーダンスと第２のインピーダンスとの比が、第３のインピーダンスと第４のインピーダンスとの比とほぼ等しい。
【０１０６】
一つの実施形態において、ミキサーが、直列の２〜２０のトロイダル混合要素を含む。
【０１０７】
一つの実施形態において、ミキサーが、直列の１〜１０対のトロイダル混合要素を含む。
【０１０８】
一つの実施形態において、トロイダル混合要素が、約０．１ｍｍ〜約２ｍｍの内径を有する。
【０１０９】
本明細書中に開示されるようなマイクロ流体カートリッジを使用して第１の液体を第２の液体と混合する方法も提供され、この方法は、開示される実施形態に係る、ＤＶＢＭミキサーを通して、第１の液体及び第２の液体を流すステップを含む。
【０１１０】
＜滅菌性＞
【０１１１】
滅菌カートリッジは、ある特定の用途に不可欠であり、ユーザが、さらにろ過又は処理する必要なく、滅菌ナノ粒子を直接処方するための、便利なワークフローを提供する。このようなワークフローは、さらなる滅菌ステップに関連する材料の損失を最小限にする。一つの実施形態において、カートリッジの個々の部品が、組み立ての前に滅菌される。代表的な滅菌方法としては、蒸気オートクレーブ、乾熱、化学的滅菌（すなわち水酸化ナトリウム又はエチレンオキシド）、ガンマ放射線、ガス、及びそれらの組み合わせが含まれる。一つの特定の実施形態において、マイクロ流体構造、入口継手、出口継手及び任意の他の流体接触部品が、ガンマ放射線に適合する材料から形成され、当該手段によって滅菌される。ガンマ放射線に適合する材料は、照射可能な材料である。例えば、ポリカーボネート、環状オレフィンポリマー、環状オレフィンコポリマー、ポリプロピレン、及び高密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレンがある。照射することができない材料としては、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、及び任意の金属が含まれる。さらなる実施形態において、カートリッジが組み立ての後に滅菌される。
【０１１２】
一つの実施形態において、カートリッジが滅菌可能である。本明細書で使用される用語「滅菌可能」は、上記のような既知の滅菌方法に適合する材料から形成されたカートリッジを指す。一つの実施形態において、カートリッジは、ガンマ放射線によって特に滅菌可能である。さらなる実施形態において、カートリッジは、ポリプロピレン、ポリカーボネート、環状オレフィンポリマー、環状オレフィンコポリマー、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、及びそれらの組み合わせからなる群より選択されるポリマーから形成される。さらなる実施形態において、カートリッジは、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、又は任意の金属を含まない。
【０１１３】
一つの実施形態において、マイクロ流体カートリッジが滅菌である。
【０１１４】
一つの実施形態において、マイクロ流体カートリッジが、第１の入口コネクタ及び第２の入口コネクタから、マイクロ流体構造を通り、出口開口部に至る滅菌流体経路を含む。このような滅菌流体経路は、滅菌環境下での混合を可能にする。入口コネクタ及び出口開口部も滅菌であるため、容易に滅菌接続をすることができる。
【０１１５】
別の態様において、滅菌内容物が詰められた滅菌パッケージが提供される。一つの実施形態において、滅菌パッケージは、本明細書中に開示される実施形態のうちいずれかに係るマイクロ流体カートリッジを、滅菌状態で且つ滅菌パッケージ内に密封した状態で含む。滅菌パッケージは、滅菌内容物を含む封入容器によって画定される。一つの実施形態において、封入容器はバッグである。マイクロ流体カートリッジを滅菌状態で且つ滅菌パッケージ内に密封した状態で提供することによって、エンドユーザは、滅菌パッケージを滅菌環境下で開封し、それを、さらなる準備をする必要なく、混合のために使用することで、カートリッジを使用する滅菌マイクロ流体混合を容易に実施することができる。入口コネクタ又は流体経路（これらは滅菌である）のうちいずれかのために滅菌をする必要はない。
【０１１６】
一つの実施形態において、滅菌パッケージは、マイクロ流体カートリッジの第１の入口コネクタと連結するように構成される、第１の滅菌シリンジをさらに含む。このような実施形態において、滅菌パッケージはキットであり、このキットは、マイクロ流体カートリッジと、マイクロ流体カートリッジと共に使用するために構成される滅菌シリンジの両方を含む。一つの実施形態において、滅菌パッケージは、第１の滅菌シリンジ内に第１の溶液をさらに含む。
【０１１７】
一つの実施形態において、第１の溶液が、第１の溶媒中に核酸を含む。さらなる実施形態において、第１の溶液は、脂質ナノ粒子を形成するための使用のために構成されるタイプのものである。
【０１１８】
一つの実施形態において、滅菌パッケージは、マイクロ流体カートリッジの第２の入口コネクタと連結するように構成される第２の滅菌シリンジをさらに含む。
【０１１９】
一つの実施形態において、滅菌パッケージは、第２の滅菌シリンジ内に第２の溶液をさらに含む。
【０１２０】
一つの実施形態において、第２の溶液が、第２の溶媒中に脂質粒子形成材料を含む。このような第２の溶液は、マイクロ流体カートリッジを介して脂質ナノ粒子溶液を形成するために、第１の溶媒中に核酸を含む第１の溶液と組み合わせることができる。
【０１２１】
一つの実施形態において、滅菌パッケージが、出口開口部コネクタを介して、マイクロ流体カートリッジの出口開口部と連結するように構成される、滅菌受け器をさらに含む。
【０１２２】
一つの実施形態において、滅菌内容物が使い捨てである。
【０１２３】
＜マイクロ流体カートリッジを使用する方法＞
【０１２４】
別の態様において、ナノ粒子を形成する方法が提供される。一つの実施形態において、この方法は、開示される実施形態のうちいずれかに係るマイクロ流体カートリッジを通して第１の溶液及び第２の溶液を流すステップ、及び第１のミキサーにおいてナノ粒子溶液を形成するステップを含む。
【０１２５】
マイクロ流体ミキサーを使用してナノ粒子を形成する方法は、本技術分野において一般に知られており、これらの方法は、開示されるマイクロ流体カートリッジに適用可能である。開示されるマイクロ流体カートリッジは、既知の方法を実施するための、向上及び簡素化された方法を本質的に提供する。例示的な方法が、参照により本明細書に組み込まれる特許文献に開示されている。以下の実施例は、例示的なマイクロ流体カートリッジを使用してｓｉＲＮＡ脂質ナノ粒子を作製するための特定の方法を説明する。
【０１２６】
一つの実施形態において、第１の溶液が、第１の溶媒中に核酸を含む。
【０１２７】
一つの実施形態において、第２の溶液が、第２の溶媒中に脂質粒子形成材料を含む。
【０１２８】
一つの実施形態において、マイクロ流体カートリッジが複数のミキサーを含み、本方法が、複数のミキサーを通して第１の溶液及び第２の溶液を流して、ナノ粒子溶液を形成するステップをさらに含み、ここで、複数のミキサーが第１のミキサーを含む。このような実施形態は、（例えば、第１のミキサーにおいて形成される脂質ナノ粒子溶液を安定化するために）混合溶液を希釈するための、第３の溶液の導入を企図する。第３のミキサー、又は後続のミキサーの、別の代表的な使用は、混合溶液へのさらなる成分（例えば、第１のミキサーにおいて既に生成した脂質ナノ粒子に対するターゲティングリガンドなど）の添加である。
【０１２９】
開示される方法は、マイクロ流体カートリッジを保持及び／又は操作するための装置によって、容易にすることができる。これに関して、図５Ａは、マイクロ流体システム５００の一実施形態を示しており、これは、カートリッジホルダー５０５を含み、このカートリッジホルダー５０５は、マイクロ流体カートリッジ１００、具体的には入口コネクタ１１０及び１１５と、それぞれシリンジ５１０及び５１５との間の接続を容易にするように構成され、その中に含まれる溶液を混合し、混合溶液をマイクロ流体カートリッジ１００の出口開口部１２０に送達する。図示される実施形態において、出口開口部１２０で生成した混合溶液を回収するための回収バイアル（示されず）を支持するために、クランプ５２０が提供される。
【０１３０】
ホルダー５０５は、カートリッジ１００を保持するための機構（示されず）を含む。このような保持機構は、本明細書の他の場所に開示されている。そして、このような保持機構は、カートリッジ１００内の磁石（図２及び３のパーツ１６５参照）を含み、この磁石は、カートリッジ１００を所定の位置に固定するのに十分な磁気引力を、ホルダー５０５の一部に生成するように構成される。
【０１３１】
図５Ｃ及び５Ｈは、マイクロ流体システムを示す写真であり、このマイクロ流体システムは、マイクロ流体カートリッジと２つのシリンジとの間の接続を容易にするホルダーを含む。写真に示されたホルダーはまた、シリンジを操作し混合を容易にするように構成されたプラットフォームを含む。
【０１３２】
マイクロ流体カートリッジを使用する方法はまた、ある特定のナノ粒子（例えば、ナノメディシン）を形成する際に望ましいような、滅菌環境下で実施される方法を含む。したがって、一つの実施形態において、マイクロ流体カートリッジが滅菌流体経路を有する。このような実施形態及び利点は、マイクロ流体カートリッジに関して上述されている。
【０１３３】
一つの実施形態において、本方法が、マイクロ流体カートリッジを通して第１の溶液及び第２の溶液を流すステップの前に、流体経路を滅菌するステップをさらに含む。
【０１３４】
一つの実施形態において、流体経路を滅菌するステップが、放射線でマイクロ流体カートリッジを滅菌するステップを含む。
【０１３５】
一つの実施形態において、流体経路を滅菌するステップが、マイクロ流体カートリッジを組み立てる前に、マイクロ流体カートリッジの部分を滅菌するステップを含む。
【０１３６】
一つの実施形態において、滅菌流体経路が、第１の入口コネクタ及び第２の入口コネクタから、マイクロ流体構造を通り、出口開口部に至る、流体経路を含む。
【０１３７】
一つの実施形態において、滅菌流体経路が第１のシリンジをさらに含み、第１のシリンジが、第１の溶液を含み、第１の入口に連結されている。
【０１３８】
一つの実施形態において、滅菌流体経路が第２のシリンジをさらに含み、第２のシリンジが、第２の溶液を含み、第２の入口に連結されている。
【０１３９】
一つの実施形態において、滅菌流体経路が、滅菌受け器をさらに含み、滅菌受け器が、出口開口部コネクタを介してマイクロ流体カートリッジの出口開口部と連結されており、本方法が、ミキサーから滅菌受け器に、出口マイクロチャネル及び出口開口部を介して、ナノ粒子溶液を送達するステップをさらに含む。
【０１４０】
一つの実施形態において、本方法が、マイクロ流体構造をキャリアに一体的に組み込むステップを含まない。本マイクロ流体カートリッジの利点の１つは、マイクロ流体チップをキャリアに組み立てる必要がないことである。それ故に、この実施形態に係る方法を実施する場合、マイクロ流体カートリッジの組み立ては実施されない。
【０１４１】
一つの実施形態において、本方法が、マイクロ流体カートリッジを通して第１の溶液及び第２の溶液を流すステップの前に、マイクロ流体カートリッジを滅菌パッケージから取り外すステップをさらに含む。マイクロ流体カートリッジを使用する滅菌方法に関して、且つマイクロ流体カートリッジが滅菌パッケージにおいて提供される場合に、本方法は、マイクロ流体カートリッジを使用して溶液を混合する前に、マイクロ流体カートリッジを滅菌パッケージから取り外すステップを含む。
【０１４２】
＜＜定義＞＞
【０１４３】
＜マイクロ流体＞
【０１４４】
本明細書で使用される用語「マイクロ流体（ｍｉｃｒｏｆｌｕｉｄｉｃ）」は、マイクロメートルスケールの寸法（すなわち、１ｍｍ未満の寸法）を有する少なくとも１つのチャネルを含む、流体サンプルを操作する（例えば、流す、混合する、など）ためのシステム又はデバイスを指す。
【０１４５】
＜治療的材料＞
【０１４６】
本明細書で使用される用語「治療的材料」は、疾患の診断、治癒、緩和、理解、治療又は予防において、薬理的活性を与えること又は他の方法で直接的な効果を有すること、又は生理学的機能の回復、矯正又は改変に直接的な効果を有することが意図される物質として定義される。治療的材料としては、小分子薬物、核酸、タンパク質、ペプチド、多糖、無機イオン及び放射性核種が含まれるが、これらに限定されない。
【０１４７】
＜ナノ粒子＞
【０１４８】
本明細書で使用される用語「ナノ粒子」は、治療的材料をカプセル化するために使用され、２５０ナノメートル未満の最小寸法を有する成分材料（例えば脂質、ポリマーなど）を１つより多く含む、均一な粒子として定義される。ナノ粒子としては、脂質ナノ粒子及びポリマーナノ粒子が含まれるが、これらに限定されない。
【０１４９】
＜脂質ナノ粒子＞
【０１５０】
一つの実施形態において、脂質ナノ粒子が、
（ａ）コア；及び
（ｂ）コアを取り囲むシェル、
を含み、シェルがリン脂質を含む。
【０１５１】
一つの実施形態において、コアが脂質（例えば、脂肪酸トリグリセリド）を含み、コアが固体である。別の実施形態において、コアが液体（例えば、水溶液）であり、粒子がリポソームなどのベシクルである。一つの実施形態において、コアを取り囲むシェルが単分子層である。
【０１５２】
上述したように、一つの実施形態において、脂質コアが脂肪酸トリグリセリドを含む。適切な脂肪酸トリグリセリドとしては、Ｃ８−Ｃ２０脂肪酸トリグリセリドが含まれる。一つの実施形態において、脂肪酸トリグリセリドがオレイン酸トリグリセリドである。
【０１５３】
脂質ナノ粒子はシェルを含み、このシェルは、コアを取り囲むリン脂質を含む。適切なリン脂質としては、ジアシルホスファチジルコリン、ジアシルホスファチジルエタノールアミン、セラミド、スフィンゴミエリン、ジヒドロスフィンゴミエリン、セファリン、及びセレブロシドが含まれる。一つの実施形態において、リン脂質が、Ｃ８−Ｃ２０脂肪酸ジアシルホスファチジルコリンである。代表的なリン脂質は、１−パルミトイル−２−オレオイルホスファチジルコリン（ＰＯＰＣ）である。
【０１５４】
ある実施形態において、リン脂質と脂肪酸トリグリセリドとの比が、２０：８０（ｍｏｌ：ｍｏｌ）〜６０：４０（ｍｏｌ：ｍｏｌ）である。好ましくは、トリグリセリドが、４０％超且つ８０％未満の割合で存在する。
【０１５５】
ある実施形態において、ナノ粒子がステロールをさらに含む。代表的なステロールとしては、コレステロールが含まれる。一つの実施形態において、リン脂質とコレステロールとの比が５５：４５（ｍｏｌ：ｍｏｌ）である。代表的な実施形態において、ナノ粒子が、５５−１００％のＰＯＰＣ及び１０ｍｏｌ％以下のＰＥＧ−脂質を含む。
【０１５６】
他の実施態様において、本開示の脂質ナノ粒子は、ホスホグリセリドを含む１又は複数の他の脂質を含んでよい。ホスホグリセリドの代表的な例としては、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホスファチジルセリン、ホスファチジルイノシトール、ホスファチジン酸、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン、リゾホスファチジルコリン、リゾホスファチジルエタノールアミン、ジパルミトイルホスファチジルコリン、ジオレオイルホスファチジルコリン、ジステアロイルホスファチジルコリン、及びジリノレオイルホスファチジルコリンが含まれる。リンを含まない他の化合物、例えばスフィンゴ脂質及びスフィンゴ糖脂質族などが有用である。トリアシルグリセロールもまた有用である。
【０１５７】
本開示の代表的なナノ粒子は、約１０〜約１００ｎｍの直径を有する。直径の下限は約１０〜約１５ｎｍである。
【０１５８】
本開示の限界寸法の脂質ナノ粒子は、１又は複数の治療的及び／又は診断的薬剤を含むことができる。これらの薬剤は典型的には、粒子コア内に含まれる。本開示のナノ粒子は、多種多様な治療的及び／又は診断的薬剤を含むことができる。
【０１５９】
適切な治療的薬剤としては、化学療法剤（すなわち、抗新生物剤）、麻酔剤、ベータ−アドレナリン遮断剤、抗高血圧剤、抗うつ剤、抗痙攣剤、制吐剤、抗ヒスタミン剤、抗不整脈剤、及び抗マラリア剤が含まれる。
【０１６０】
代表的な抗新生物剤としては、ドキソルビシン、ダウノルビシン、マイトマイシン、ブレオマイシン、ストレプトゾシン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、メクロレタミン、塩酸塩、メルファラン、シクロホスファミド、トリエチレンチオホスホルアミド、カルムスチン（ｃａｒｍａｕｓｔｉｎｅ）、ロムスチン、セムスチン、フルオロウラシル、ヒドロキシ尿素、チオグアニン、シタラビン、フロクスウリジン、ダカルバジン（ｄｅｃａｒｂａｚｉｎｅ）、シスプラチン、プロカルバジン、ビノレルビン、シプロフロキサシン（ｃｉｐｒｏｆｌｏｘａｃｉｏｎ）、ノルフロキサシン、パクリタキセル、ドセタキセル、エトポシド、ベキサロテン、テニポシド、トレチノイン、イソトレチノイン、シロリムス、フルベストラント、バルルビシン、ビンデシン、ロイコボリン、イリノテカン、カペシタビン、ゲムシタビン、ミトキサントロン塩酸塩、オキサリプラチン、アドリアマイシン、メトトレキセート、カルボプラチン、エストラムスチン、及びそれらの医薬的に許容される塩が含まれる。
【０１６１】
別の実施形態において、脂質ナノ粒子は、核酸脂質ナノ粒子である。
【０１６２】
用語「核酸−脂質ナノ粒子」は、核酸を含有する脂質ナノ粒子を指す。脂質ナノ粒子は、１又は複数のカチオン性脂質、１又は複数の第２の脂質、及び１又は複数の核酸を含む。
【０１６３】
カチオン性脂質。脂質ナノ粒子はカチオン性脂質を含む。本明細書で使用される用語「カチオン性脂質」は、カチオン性であるか、又はｐＨが脂質のイオン化可能基のｐＫより低いときにカチオン性になり（プロトン化され）、しかしより高いｐＨ値では累進的により中性となる、脂質を指す。ｐＫより低いｐＨ値では、脂質は次いで、負に荷電した核酸（例えば、オリゴヌクレオチド）と会合することができる。本明細書で使用される用語「カチオン性脂質」は、ｐＨが低下すると正電荷を帯びる両性イオン性脂質を含む。
【０１６４】
用語「カチオン性脂質」は、選択的なｐＨ、例えば生理学的ｐＨなどで、正味の正電荷を有する多数の脂質種のうち任意のものを指す。このような脂質としては、Ｎ，Ｎ−ジオレイル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムクロリド（ＤＯＤＡＣ）；Ｎ−（２，３−ジオレイルオキシ）プロピル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロリド（ＤＯＴＭＡ）；Ｎ，Ｎ−ジステアリル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムブロミド（ＤＤＡＢ）；Ｎ−（２，３−ジオレオイルオキシ）プロピル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロリド（ＤＯＴＡＰ）；３−（Ｎ−（Ｎ'，Ｎ'−ジメチルアミノエタン）−カルバモイル）コレステロール（ＤＣ−Ｃｈｏｌ）及びＮ−（１，２−ジミリスチルオキシプロパ−３−イル）−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルアンモニウムブロミド（ＤＭＲＩＥ）が含まれるが、これらに限定されない。加えて、本開示において使用することのできる多数のカチオン性脂質の市販製剤が利用可能である。これらには、例えば、ＬＩＰＯＦＥＣＴＩＮ（登録商標）（ＧＩＢＣＯ／ＢＲＬ、Ｇｒａｎｄ  Ｉｓｌａｎｄ、ＮＹからの、ＤＯＴＭＡ及び１，２−ジオレオイル−ｓｎ−３−ホスホエタノールアミン（ＤＯＰＥ）を含む市販のカチオン性リポソーム）；ＬＩＰＯＦＥＣＴＡＭＩＮＥ（登録商標）（ＧＩＢＣＯ／ＢＲＬからの、Ｎ−（１−（２，３−ジオレイルオキシ）プロピル）−Ｎ−（２−（スペルミンカルボキサミド）エチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムトリフルオロアセテート（ＤＯＳＰＡ）及び（ＤＯＰＥ）を含む市販のカチオン性リポソーム）；及びＴＲＡＮＳＦＥＣＴＡＭ（登録商標）（Ｐｒｏｍｅｇａ  Ｃｏｒｐ．、Ｍａｄｉｓｏｎ、ＷＩからの、エタノール中にジオクタデシルアミドグリシルカルボキシスペルミン（ＤＯＧＳ）を含む市販のカチオン性脂質）が含まれる。以下の脂質はカチオン性であり、生理学的ｐＨより低いｐＨで正電荷を有する：ＤＯＤＡＰ、ＤＯＤＭＡ、ＤＭＤＭＡ、１，２−ジリノレイルオキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロパン（ＤＬｉｎＤＭＡ）、１，２−ジリノレニルオキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロパン（ＤＬｅｎＤＭＡ）。
【０１６５】
一つの実施形態において、カチオン性脂質がアミノ脂質である。本開示において有用な適切なアミノ脂質は、ＷＯ２００９／０９６５５８において説明されるものを含み、このＷＯ２００９／０９６５５８は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。代表的なアミノ脂質としては、１，２−ジリノレイルオキシ−３−（ジメチルアミノ）アセトキシプロパン（ＤＬｉｎ−ＤＡＣ）、１，２−ジリノレイルオキシ−３−モルホリノプロパン（ＤＬｉｎ−ＭＡ）、１，２−ジリノレオイル−３−ジメチルアミノプロパン（ＤＬｉｎＤＡＰ）、１，２−ジリノレイルチオ−３−ジメチルアミノプロパン（ＤＬｉｎ−Ｓ−ＤＭＡ）、１−リノレオイル−２−リノレイルオキシ−３−ジメチルアミノプロパン（ＤＬｉｎ−２−ＤＭＡＰ）、１，２−ジリノレイルオキシ−３−トリメチルアミノプロパン塩化物塩（ＤＬｉｎ−ＴＭＡ・Ｃｌ）、１，２−ジリノレオイル−３−トリメチルアミノプロパン塩化物塩（ＤＬｉｎ−ＴＡＰ・Ｃｌ）、１，２−ジリノレイルオキシ−３−（Ｎ−メチルピペラジノ）プロパン（ＤＬｉｎ−ＭＰＺ）、３−（Ｎ，Ｎ−ジリノレイルアミノ）−１，２−プロパンジオール（ＤＬｉｎＡＰ）、３−（Ｎ，Ｎ−ジオレイルアミノ）−１，２−プロパンジオール（ＤＯＡＰ）、１，２−ジリノレイルオキソ−３−（２−Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ）エトキシプロパン（ＤＬｉｎ−ＥＧ−ＤＭＡ）、及び２，２−ジリノレイル−４−ジメチルアミノメチル−［１，３］−ジオキソラン（ＤＬｉｎ−Ｋ−ＤＭＡ）が含まれる。
【０１６６】
適切なアミノ脂質としては、以下の式を有するものが含まれる。
【化１】
2018525209.tif 000002
式中、Ｒ１及びＲ２が、同一であるか又は異なっており、独立して、任意選択的に置換されたＣ１０−Ｃ２４アルキル、任意選択的に置換されたＣ１０−Ｃ２４アルケニル、任意選択的に置換されたＣ１０−Ｃ２４アルキニル、又は任意選択的に置換されたＣ１０−Ｃ２４アシルであり；
Ｒ３及びＲ４が、同一であるか又は異なっており、独立して、任意選択的に置換されたＣ１−Ｃ６アルキル、任意選択的に置換されたＣ２−Ｃ６アルケニル、又は任意選択的に置換されたＣ２−Ｃ６アルキニルであるか、又はＲ３及びＲ４が、結合して、４〜６の炭素原子及び窒素及び酸素から選択される１又は２のヘテロ原子の、任意選択的に置換された複素環を形成してよく；
Ｒ５が存在しないか又は存在し、存在する場合には水素又はＣ１−Ｃ６アルキルであり；
ｍ、ｎ、及びｐが、同一であるか又は異なっており、独立して、０又は１であり、但しｍ、ｎ、及びｐが同時に０ではなく；
ｑが０、１、２、３、又は４であり；
Ｙ及びＺが、同一であるか又は異なっており、独立して、Ｏ、Ｓ、又はＮＨである。
【０１６７】
一つの実施形態において、Ｒ１及びＲ２がそれぞれリノレイルであり、アミノ脂質がジリノレイルアミノ脂質である。一つの実施形態において、アミノ脂質がジリノレイルアミノ脂質である。
【０１６８】
代表的な有用なジリノレイルアミノ脂質は、以下の式を有する。
【化２】
2018525209.tif 000003
式中、ｎが０、１、２、３、又は４である。
【０１６９】
一つの実施形態において、カチオン性脂質がＤＬｉｎ−Ｋ−ＤＭＡである。一つの実施形態において、カチオン性脂質がＤＬｉｎ−ＫＣ２−ＤＭＡ（上記のＤＬｉｎ−Ｋ−ＤＭＡであって、ｎが２である）である。
【０１７０】
他の適切なカチオン性脂質としては、生理学的ｐＨ付近で正味の正電荷を有するカチオン性脂質であって、具体的に上述したものに加えて、Ｎ，Ｎ−ジオレイル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムクロリド（ＤＯＤＡＣ）；Ｎ−（２，３−ジオレイルオキシ）プロピル−Ｎ，Ｎ−Ｎ−トリエチルアンモニウムクロリド（ＤＯＴＭＡ）；Ｎ，Ｎ−ジステアリル−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムブロミド（ＤＤＡＢ）；Ｎ−（２，３−ジオレオイルオキシ）プロピル）−Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアンモニウムクロリド（ＤＯＴＡＰ）；１，２−ジオレイルオキシ−３−トリメチルアミノプロパン塩化物塩（ＤＯＴＡＰ・Ｃｌ）；３β−（Ｎ−（Ｎ'，Ｎ'−ジメチルアミノエタン）カルバモイル）コレステロール（ＤＣ−Ｃｈｏｌ）、Ｎ−（１−（２，３−ジオレオイルオキシ）プロピル）−Ｎ−２−（スペルミンカルボキサミド）エチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムトリフルオロアセテート（ＤＯＳＰＡ）、ジオクタデシルアミドグリシルカルボキシスペルミン（ＤＯＧＳ）、１，２−ジオレオイル−３−ジメチルアンモニウムプロパン（ＤＯＤＡＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチル−２，３−ジオレオイルオキシ）プロピルアミン（ＤＯＤＭＡ）、及びＮ−（１，２−ジミリスチルオキシプロパ−３−イル）−Ｎ，Ｎ−ジメチル−Ｎ−ヒドロキシエチルアンモニウムブロミド（ＤＭＲＩＥ）が含まれる。加えて、例えば、ＬＩＰＯＦＥＣＴＩＮ（ＤＯＴＭＡ及びＤＯＰＥを含む、ＧＩＢＣＯ／ＢＲＬより入手可能）、及びＬＩＰＯＦＥＣＴＡＭＩＮＥ（ＤＯＳＰＡ及びＤＯＰＥを含む、ＧＩＢＣＯ／ＢＲＬより入手可能）などの、多数のカチオン性脂質の市販製剤を使用することができる。
【０１７１】
カチオン性脂質は約３０〜約９５モルパーセントの量で脂質粒子中に存在する。一つの実施形態において、カチオン性脂質が約３０〜約７０モルパーセントの量で脂質粒子中に存在する。一つの実施形態において、カチオン性脂質が約４０〜約６０モルパーセントの量で脂質粒子中に存在する。
【０１７２】
一つの実施形態において、脂質粒子が、１又は複数のカチオン性脂質及び１又は複数の核酸のみを含む（「から成る」）。
【０１７３】
第２の脂質。ある実施形態において、脂質ナノ粒子が、１又は複数の第２の脂質を含む。適切な第２の脂質が、ナノ粒子の形成中に、ナノ粒子の形成を安定化する。
【０１７４】
用語「脂質」は、脂肪酸のエステルであり、水に不溶性であるが、多くの有機溶媒に可溶性であることによって特徴付けられる、有機化合物の群を指す。脂質は通常、少なくとも３クラスに分割される：（１）脂肪及び油並びにワックスを含む、「単純脂質」；（２）リン脂質及び糖脂質を含む、「複合脂質」；及び（３）ステロイドなどの「誘導脂質」。
【０１７５】
適切な安定化脂質としては、中性脂質及びアニオン性脂質が含まれる。
【０１７６】
中性脂質。用語「中性脂質」は、生理学的ｐＨで非電荷の形態又は中性の両性イオンの形態で存在する多数の脂質種のうち任意の１つを指す。代表的な中性脂質としては、ジアシルホスファチジルコリン、ジアシルホスファチジルエタノールアミン、セラミド、スフィンゴミエリン、ジヒドロスフィンゴミエリン、セファリン、及びセレブロシドが含まれる。
【０１７７】
例示的な脂質としては、例えば、ジステアロイルホスファチジルコリン（ＤＳＰＣ）、ジオレオイルホスファチジルコリン（ＤＯＰＣ）、ジパルミトイルホスファチジルコリン（ＤＰＰＣ）、ジオレオイルホスファチジルグリセロール（ＤＯＰＧ）、ジパルミトイルホスファチジルグリセロール（ＤＰＰＧ）、ジオレオイル−ホスファチジルエタノールアミン（ＤＯＰＥ）、パルミトイルオレオイルホスファチジルコリン（ＰＯＰＣ）、パルミトイルオレオイル−ホスファチジルエタノールアミン（ＰＯＰＥ）及びジオレオイル−ホスファチジルエタノールアミン４−（Ｎ−マレイミドメチル）−シクロヘキサン−１−カルボキシレート（ＤＯＰＥ−ｍａｌ）、ジパルミトイルホスファチジルエタノールアミン（ＤＰＰＥ）、ジミリストイルホスホエタノールアミン（ＤＭＰＥ）、ジステアロイル−ホスファチジルエタノールアミン（ＤＳＰＥ）、１６−Ｏ−モノメチルＰＥ、１６−Ｏ−ジメチルＰＥ、１８−１−ｔｒａｎｓＰＥ、１−ステアロイル−２−オレオイル−ホスファチジルエタノールアミン（ＳＯＰＥ）、及び１，２−ジエライドイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホエタノールアミン（ｔｒａｎｓＤＯＰＥ）が含まれる。
【０１７８】
一つの実施形態において、中性脂質が、１，２−ジステアロイル−ｓｎ−グリセロ−３−ホスホコリン（ＤＳＰＣ）である。
【０１７９】
アニオン性脂質。用語「アニオン性脂質」は、生理学的ｐＨで負に荷電した任意の脂質を指す。これらの脂質としては、ホスファチジルグリセロール、カルジオリピン、ジアシルホスファチジルセリン、ジアシルホスファチジン酸、Ｎ−ドデカノイルホスファチジルエタノールアミン、Ｎ−スクシニルホスファチジルエタノールアミン、Ｎ−グルタリルホスファチジルエタノールアミン、リシルホスファチジルグリセロール、パルミトイルオレオイルホスファチジルグリセロール（ＰＯＰＧ）、及び中性脂質に結合した他のアニオン性修飾基が含まれる。
【０１８０】
他の適切な脂質としては、糖脂質（例えば、モノシアロガングリオシドＧＭ１）が含まれる。他の適切な第２の脂質としては、コレステロールなどのステロールが含まれる。
【０１８１】
ポリエチレングリコール−脂質。ある実施形態において、第２の脂質がポリエチレングリコール−脂質である。適切なポリエチレングリコール−脂質としては、ＰＥＧ修飾ホスファチジルエタノールアミン、ＰＥＧ修飾ホスファチジン酸、ＰＥＧ修飾セラミド（例えば、ＰＥＧ−ＣｅｒＣ１４又はＰＥＧ−ＣｅｒＣ２０）、ＰＥＧ修飾ジアルキルアミン、ＰＥＧ修飾ジアシルグリセロール、ＰＥＧ修飾ジアルキルグリセロールが含まれる。代表的なポリエチレングリコール−脂質としては、ＰＥＧ−ｃ−ＤＯＭＧ、ＰＥＧ−ｃ−ＤＭＡ、及びＰＥＧ−ｓ−ＤＭＧが含まれる。一つの実施形態において、ポリエチレングリコール−脂質が、Ｎ−［（メトキシポリ（エチレングリコール）２０００）カルバミル］−１，２−ジミリスチルオキシプロピル−３−アミン（ＰＥＧ−ｃ−ＤＭＡ）である。一つの実施形態において、ポリエチレングリコール−脂質が、ＰＥＧ−ｃ−ＤＯＭＧである。
【０１８２】
ある実施形態において、第２の脂質が、約０．５〜約１０モルパーセントの量で脂質粒子中に存在する。一つの実施形態において、第２の脂質が、約１〜約５モルパーセントの量で脂質粒子中に存在する。一つの実施形態において、第２の脂質が、約１モルパーセントで脂質粒子中に存在する。
【０１８３】
核酸。本開示の脂質ナノ粒子は、核酸の全身的な又は局所的な送達に有用である。本明細書に記載されるように、核酸は、脂質粒子の形成中に、脂質粒子に組み込まれる。
【０１８４】
本明細書で使用される用語「核酸」は、任意のオリゴヌクレオチド又はポリヌクレオチドを含むことが意図される。５０個以下のヌクレオチドを含む断片は一般に、オリゴヌクレオチドと呼ばれ、より長い断片はポリヌクレオチドと呼ばれる。具体的な実施形態において、本開示のオリゴヌクレオチドは、２０−５０ヌクレオチド長である。本開示の文脈において、用語「ポリヌクレオチド」及び「オリゴヌクレオチド」は、天然に存在する塩基、糖及び糖間（骨格）結合から成る、ヌクレオチド又はヌクレオシドモノマーのポリマー又はオリゴマーを指す。用語「ポリヌクレオチド」及び「オリゴヌクレオチド」はまた、同様に機能する、天然に存在しないモノマーを含むポリマー又はオリゴマー、又はそれらの一部、を含む。このような修飾又は置換されたオリゴヌクレオチドはしばしば、例えば、細胞内取込が強化されている、及びヌクレアーゼの存在下での安定性が増加しているなどの特性のために、天然型よりも好ましい。オリゴヌクレオチドは、デオキシリボオリゴヌクレオチド又はリボオリゴヌクレオチドとして分類される。デオキシリボオリゴヌクレオチドは、デオキシリボースと呼ばれる５炭素糖から成り、このデオキシリボースは、この糖の５'炭素及び３'炭素でリン酸に共有結合して、交互の、非分岐ポリマーを形成している。リボオリゴヌクレオチドは、５炭素糖がリボースである同様の繰り返し構造から成る。本開示に係る脂質粒子中に存在する核酸は、既知の任意の形態の核酸を含む。本明細書で使用される核酸は、一本鎖ＤＮＡ又はＲＮＡ、又は二本鎖ＤＮＡ又はＲＮＡ、又はＤＮＡ−ＲＮＡハイブリッドが可能である。二本鎖ＤＮＡの例としては、構造遺伝子、制御領域及び終止領域を含む遺伝子、及びウイルス又はプラスミドＤＮＡなどの自己複製システムが含まれる。二本鎖ＲＮＡの例としては、ｓｉＲＮＡ及び他のＲＮＡ干渉試薬が含まれる。一本鎖核酸としては、アンチセンスオリゴヌクレオチド、リボザイム、マイクロＲＮＡ、ｍＲＮＡ、及び三本鎖形成オリゴヌクレオチドが含まれる。
【０１８５】
一つの実施形態において、ポリ核酸がアンチセンスオリゴヌクレオチドである。ある実施形態において、核酸が、アンチセンス核酸、リボザイム、ｔＲＮＡ、ｓｎＲＮＡ、ｓｉＲＮＡ、ｓｈＲＮＡ、ｎｃＲＮＡ、ｍｉＲＮＡ、ｍＲＮＡ、ｌｎｃＲＮＡ、ｓｇＲＮＡ、予備濃縮ＤＮＡ、又はアプタマーである。
【０１８６】
用語「核酸」はまた、リボヌクレオチド、デオキシヌクレオチド、修飾リボヌクレオチド、修飾デオキシリボヌクレオチド、修飾リン酸−糖−骨格オリゴヌクレオチド、他のヌクレオチド、ヌクレオチド類似体、及びそれらの組み合わせを指し、且つ必要に応じて、一本鎖であるか、二本鎖であるか、又は二本鎖配列と一本鎖配列の両方の部分を含むことができる。
【０１８７】
本明細書で使用される用語「ヌクレオチド」は、一般的に、以下の用語を包含し、これらの用語は以降で定義される：ヌクレオチド塩基、ヌクレオシド、ヌクレオチド類似体、及びユニバーサルヌクレオチド。
【０１８８】
本明細書で使用される用語「ヌクレオチド塩基」は、置換又は非置換の１又は複数の親芳香環を指す。いくつかの実施形態において、この１又は複数の芳香環は、少なくとも１つの窒素原子を含む。いくつかの実施形態において、ヌクレオチド塩基は、適切な相補性ヌクレオチド塩基と、ワトソン・クリック及び／又はフーグスティーン水素結合を形成することができる。例示的なヌクレオチド塩基及びそれらの類似体としては、プリン、例えば２−アミノプリン、２，６−ジアミノプリン、アデニン（Ａ）、エテノアデニン、Ｎ６−２−イソペンテニルアデニン（６ｉＡ）、Ｎ６−２−イソペンテニル−２−メチルチオアデニン（２ｍｓ６ｉＡ）、Ｎ６−メチルアデニン、グアニン（Ｇ）、イソグアニン、Ｎ２−ジメチルグアニン（ｄｍＧ）、７−メチルグアニン（７ｍＧ）、２−チオピリミジン、６−チオグアニン（６ｓＧ）ヒポキサンチン及びＯ６−メチルグアニン；７−デアザ−プリン、例えば７−デアザアデニン（７−デアザ−Ａ）及び７−デアザグアニン（７−デアザ−Ｇ）；ピリミジン、例えばシトシン（Ｃ）、５−プロピニルシトシン、イソシトシン、チミン（Ｔ）、４−チオチミン（４ｓＴ）、５，６−ジヒドロチミン、Ｏ４−メチルチミン、ウラシル（Ｕ）、４−チオウラシル（４ｓＵ）及び５，６−ジヒドロウラシル（ジヒドロウラシル；Ｄ）；インドール、例えばニトロインドール及び４−メチルインドール；ピロール、例えばニトロピロール；ネブラリン；塩基（Ｙ）が含まれるが、これらに限定されない。いくつかの実施形態において、ヌクレオチド塩基はユニバーサルヌクレオチド塩基である。追加の例示的なヌクレオチド塩基は、Ｆａｓｍａｎ、１９８９、Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ  ｏｆ  Ｂｉｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ａｎｄ  Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｉｏｌｏｇｙ、ｐｐ．  ３８５−３９４、ＣＲＣ  Ｐｒｅｓｓ、Ｂｏｃａ  Ｒａｔｏｎ、Ｆｌａ．及びそこに引用されている参考文献に見出すことができる。ユニバーサル塩基のさらなる例は、例えば、Ｌｏａｋｅｓ、Ｎ．  Ａ．  Ｒ．  ２００１、ｖｏｌ  ２９：２４３７−２４４７及びＳｅｅｌａ  Ｎ．  Ａ．  Ｒ．  ２０００、ｖｏｌ  ２８：３２２４−３２３２に見出すことができる。
【０１８９】
本明細書で使用される用語「ヌクレオシド」は、ペントース糖のＣ−１'炭素に共有結合したヌクレオチド塩基を有する化合物を指す。いくつかの実施形態において、結合はヘテロ芳香環窒素を介する。典型的なペントース糖としては、炭素原子のうち１又は複数がそれぞれ独立して、同一の又は異なる−Ｒ、−ＯＲ、−ＮＲＲ又はハロゲン基（ここで、各Ｒが独立して水素、（Ｃ１−Ｃ６）アルキル又は（Ｃ５−Ｃ１４）アリールである）のうち１又は複数で置換されているペントースが含まれるが、これらに限定されない。このペントース糖は、飽和又は不飽和であってよい。例示的なペントース糖及びその類似体としては、リボース、２'−デオキシリボース、２'−（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシリボース、２'−（Ｃ５−Ｃ１４）アリールオキシリボース、２'，３'−ジデオキシリボース、２'，３'−ジデヒドロリボース、２'−デオキシ−３'−ハロリボース、２'−デオキシ−３'−フルオロリボース、２'−デオキシ−３'−クロロリボース、２'−デオキシ−３'−アミノリボース、２'−デオキシ−３'−（Ｃ１−Ｃ６）アルキルリボース、２'−デオキシ−３'−（Ｃ１−Ｃ６）アルコキシリボース及び２'−デオキシ−３'−（Ｃ５−Ｃ１４）アリールオキシリボースが含まれるが、これらに限定されない。例えば、２'−Ｏ−メチル，４'−．アルファ．−アノマーヌクレオチド、１'−．アルファ．−アノマーヌクレオチド（Ａｓｓｅｌｉｎｅ  （１９９１）  Ｎｕｃｌ．  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．  １９：４０６７−７４）、２'−４'−及び３'−４'−結合した及び他の「ロックされた（ロックド）」又は「ＬＮＡ」、二環式糖修飾（ＷＯ９８／２２４８９；ＷＯ９８／３９３５２；ＷＯ９９／１４２２６）もまた参照されたい。「ＬＮＡ」又は「ロックド核酸」は、リボース環が、２'−酸素と３'−又は４'−炭素との間のメチレン結合によって束縛されるように、立体配座的にロックされたＤＮＡ類似体である。結合によって課せられた立体配座の制限はしばしば、相補性配列に対する結合親和性を増加させ、そのような二本鎖の熱安定性を増加させる。
【０１９０】
糖は、２'又は３'位に、メトキシ、エトキシ、アリルオキシ、イソプロポキシ、ブトキシ、イソブトキシ、メトキシエチル、アルコキシ、フェノキシ、アジド、アミノ、アルキルアミノ、フルオロ、クロロ及びブロモなどの修飾を含む。ヌクレオシド及びヌクレオチドは、天然Ｄ型立体配置異性体（Ｄ体）、及びＬ型立体配置異性体（Ｌ体）を含む（Ｂｅｉｇｅｌｍａｎ、米国特許第６，２５１，６６６号；Ｃｈｕ、米国特許第５，７５３，７８９号；Ｓｈｕｄｏ、ＥＰ０５４０７４２；Ｇａｒｂｅｓｉ  （１９９３）  Ｎｕｃｌ．  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．  ２１：４１５９−６５；Ｆｕｊｉｍｏｒｉ  （１９９０）  Ｊ．  Ａｍｅｒ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  １１２：７４３５；Ｕｒａｔａ、（１９９３）  Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｓｅｒ．  Ｎｏ．  ２９：６９−７０）。核酸塩基がプリン、例えば、Ａ又はＧである場合、リボース糖が核酸塩基のＮ９位に結合する。核酸塩基がピリミジン、例えば、Ｃ、Ｔ又はＵである場合、ペントース糖が核酸塩基のＮ１位に結合する（Ｋｏｒｎｂｅｒｇ及びＢａｋｅｒ、（１９９２）  ＤＮＡ  Ｒｅｐｌｉｃａｔｉｏｎ、２ｎｄ  Ｅｄ．、Ｆｒｅｅｍａｎ、Ｓａｎ  Ｆｒａｎｃｉｓｃｏ、Ｃａｌｉｆ．）。
【０１９１】
ヌクレオシドのペントース炭素のうち１又は複数が、リン酸エステルで置換されてよい。いくつかの実施形態において、リン酸エステルがペントースの３'−又は５'−炭素に結合する。いくつかの実施形態において、ヌクレオシドは、ヌクレオチド塩基が、プリン、７−デアザプリン、ピリミジン、ユニバーサルヌクレオチド塩基、特定のヌクレオチド塩基、又はそれらの類似体であるヌクレオシドである。
【０１９２】
本明細書で使用される用語「ヌクレオチド類似体」は、ペントース糖及び／又はヌクレオチド塩基及び／又はヌクレオシドのリン酸エステルのうち１又は複数、が、そのそれぞれの類似体で置き換えられ得る実施形態を指す。いくつかの実施形態において、例示的なペントース糖類似体は、上記のものである。いくつかの実施形態において、ヌクレオチド類似体は、上述のヌクレオチド塩基類似体を有する。いくつかの実施形態において、例示的なリン酸エステル類似体としては、アルキルホスホネート、メチルホスホネート、ホスホルアミデート、ホスホトリエステル、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、ホスホロセレノアート、ホスホロジセレノアート、ホスホロアニロチオエート（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏａｎｉｌｏｔｈｉｏａｔｅ）、ホスホロアニリデート（ｐｈｏｓｐｈｏｒｏａｎｉｌｉｄａｔｅ）、ホスホロアミデート、ボロノホスフェート（ｂｏｒｏｎｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）が含まれるがこれらに限定されず、例示的なリン酸エステル類似体は、会合した対イオンを含んでよい。他の核酸類似体及び塩基としては、例えばインターカレーション核酸（ＩＮＡｓ、Ｃｈｒｉｓｔｅｎｓｅｎ及びＰｅｄｅｒｓｅｎ、２００２に説明されるような）、及びＡＥＧＩＳ塩基（Ｅｒａｇｅｎ、米国特許第５，４３２，２７２号）が含まれる。様々な核酸類似体の追加の説明は、例えば、（Ｂｅａｕｃａｇｅら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  ４９（１０）：１９２５  （１９９３）及びその参考文献；Ｌｅｔｓｉｎｇｅｒ、Ｊ．  Ｏｒｇ．  Ｃｈｅｍ．  ３５：３８００  （１９７０）；Ｓｐｒｉｎｚｌら、Ｅｕｒ．  Ｊ．  Ｂｉｏｃｈｅｍ．  ８１：５７９  （１９７７）；Ｌｅｔｓｉｎｇｅｒら、Ｎｕｃｌ．  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．  １４：３４８７  （１９８６）；Ｓａｗａｉら、Ｃｈｅｍ．  Ｌｅｔｔ．  ８０５  （１９８４）、Ｌｅｔｓｉｎｇｅｒら、Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  １１０：４４７０  （１９８８）；及びＰａｕｗｅｌｓら、Ｃｈｅｍｉｃａ  Ｓｃｒｉｐｔａ  ２６：１４１  ９１９８６））、ホスホロチオエート（Ｍａｇら、Ｎｕｃｌｅｉｃ  Ａｃｉｄｓ  Ｒｅｓ．  １９：１４３７  （１９９１）；及び米国特許第５，６４４，０４８号にも見出される。他の核酸類似体としては、以下のものが含まれる：ホスホロジチオエート（Ｂｒｉｕら、Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  １１１：２３２１  （１９８９）、Ｏ−メチルホスホロアミダイト結合（Ｅｃｋｓｔｅｉｎ、Ｏｌｉｇｏｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｓ  ａｎｄ  Ａｎａｌｏｇｕｅｓ：  Ａ  Ｐｒａｃｔｉｃａｌ  Ａｐｐｒｏａｃｈ、Ｏｘｆｏｒｄ  Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ  Ｐｒｅｓｓ参照）、陽性の骨格を有する類似体（Ｄｅｎｐｃｙら、Ｐｒｏｃ．  Ｎａｔｌ．  Ａｃａｄ．  Ｓｃｉ．  ＵＳＡ  ９２：６０９７  （１９９５）；非イオン性の骨格を有する類似体（米国特許第５，３８６，０２３号、５，３８６，０２３号、５，６３７，６８４号、５，６０２，２４０号、５，２１６，１４１号、及び４，４６９，８６３号、Ｋｉｅｄｒｏｗｓｈｉら、Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔｌ．  Ｅｄ．  Ｅｎｇｌｉｓｈ  ３０：４２３  （１９９１）；Ｌｅｔｓｉｎｇｅｒら、Ｊ．  Ａｍ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  １１０：４４７０  （１９８８）；Ｌｅｔ���ｉｎｇｅｒら、Ｎｕｃｌｅｏｓｉｄｅ  ＆  Ｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅ  １３：１５９７  （１９４）：  Ｃｈａｐｔｅｒｓ  ２  ａｎｄ  ３、ＡＳＣ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｓｅｒｉｅｓ  ５８０、「Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ  Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ａｎｔｉｓｅｎｓｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ」、Ｅｄ．  Ｙ．  Ｓ．  Ｓａｎｇｈｕｉ及びＰ．  Ｄａｎ  Ｃｏｏｋ；Ｍｅｓｍａｅｋｅｒら、Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ  ＆  Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ  Ｃｈｅｍ．  Ｌｅｔｔ．  ４：３９５  （１９９４）；Ｊｅｆｆｓら、Ｊ．  Ｂｉｏｍｏｌｅｃｕｌａｒ  ＮＭＲ  ３４：１７  （１９９４）；Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ  Ｌｅｔｔ．  ３７：７４３  （１９９６））及び非リボース骨格を有する類似体（これは、米国特許第５，２３５，０３３号及び５，０３４，５０６号、及びＣｈａｐｔｅｒｓ  ６  ａｎｄ  ７、ＡＳＣ  Ｓｙｍｐｏｓｉｕｍ  Ｓｅｒｉｅｓ  ５８０、「Ｃａｒｂｏｈｙｄｒａｔｅ  Ｍｏｄｉｆｉｃａｔｉｏｎｓ  ｉｎ  Ａｎｔｉｓｅｎｓｅ  Ｒｅｓｅａｒｃｈ」、Ｅｄ．  Ｙ．  Ｓ．  Ｓａｎｇｈｕｉ及びＰ．  Ｄａｎ  Ｃｏｏｋにおいて説明されるものを含む）。１又は複数の炭素環糖を含む核酸もまた、核酸の定義内に含まれる（Ｊｅｎｋｉｎｓら、Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  Ｒｅｖ．  （１９９５）  ｐｐ１６９−１７６参照）。いくつかの核酸類似体は、Ｒａｗｌｓ、Ｃ  ＆  Ｅ  Ｎｅｗｓ  Ｊｕｎｅ  ２、１９９７  ｐａｇｅ  ３５においても説明される。
【０１９３】
本明細書で使用される用語「ユニバーサルヌクレオチド塩基」又は「ユニバーサル塩基」は、芳香環部分を指し、この芳香環部分は、窒素原子を含んでも含まなくてもよい。いくつかの実施形態において、ユニバーサル塩基をペントース糖のＣ−１'炭素に共有結合させて、ユニバーサルヌクレオチドを作製してよい。いくつかの実施形態において、ユニバーサルヌクレオチド塩基は、別のヌクレオチド塩基と特異的に水素結合しない。いくつかの実施形態において、ユニバーサルヌクレオチド塩基は、ヌクレオチド塩基（これには、最大で、特定の標的ポリヌクレオチド中の全てのヌクレオチド塩基が含まれる）と水素結合する。いくつかの実施形態において、ヌクレオチド塩基は、疎水性のスタッキングによって、同一の核酸鎖上の隣接するヌクレオチド塩基と相互作用し得る。ユニバーサルヌクレオチドとしては、デオキシ−７−アザインドール三リン酸（ｄ７ＡＩＴＰ）、デオキシイソカルボスチリル三リン酸（ｄＩＣＳＴＰ）、デオキシプロピニルイソカルボスチリル三リン酸（ｄＰＩＣＳＴＰ）、デオキシメチル−７−アザインドール三リン酸（ｄＭ７ＡＩＴＰ）、デオキシＩｍＰｙ三リン酸（ｄＩｍＰｙＴＰ）、デオキシＰＰ三リン酸（ｄＰＰＴＰ）、又はデオキシプロピニル−７−アザインドール三リン酸（ｄＰ７ＡＩＴＰ）が含まれるが、これらに限定されない。このようなユニバーサル塩基のさらなる例は、なかでも、公開された米国特許出願第１０／２９０６７２号、及び米国特許第６，４３３，１３４号に見出すことができる。
【０１９４】
本明細書で使用される用語「ポリヌクレオチド」及び「オリゴヌクレオチド」は、交換可能に使用され、ヌクレオチドモノマーの一本鎖ポリマー及び二本鎖ポリマーを意味し、これには、ヌクレオチド間ホスホジエステル結合、例えば、３'−５'及び２'−５'、反転結合、例えば、３'−３'及び５'−５'、分岐構造、又はヌクレオチド間類似体によって結合された、２'−デオキシリボヌクレオチド（ＤＮＡ）及びリボヌクレオチド（ＲＮＡ）が含まれる。ポリヌクレオチドは、会合した対イオン、例えば、Ｈ＋、ＮＨ４＋、トリアルキルアンモニウム、Ｍｇ２＋、Ｎａ＋などを有する。ポリヌクレオチドは、完全にデオキシリボヌクレオチドから、完全にリボヌクレオチドから、又はそれらのキメラ混合物から、構成されてよい。ポリヌクレオチドは、ヌクレオチド間類似体、核酸塩基類似体及び／又は糖類似体から構成されてよい。ポリヌクレオチドのサイズは典型的には、数個のモノマー単位、例えば、３−４０（この場合、このようなポリヌクレオチドは、本技術分野において、より一般に頻繁にオリゴヌクレオチドと呼ばれる）から、数千個のモノマーヌクレオチド単位までの範囲にある。他に示されない限り、ポリヌクレオチド配列が表されるときは常に、ヌクレオチドは、左から右に５'から３'の順にあること、及び他に記載のない限り、「Ａ」がデオキシアデノシンを示し、「Ｃ」がデオキシシトシンを示し、「Ｇ」がデオキシグアノシンを示し、「Ｔ」がチミジンを示す、ということが理解されるだろう。
【０１９５】
本明細書で使用される「核酸塩基」は、天然に存在する及び天然に存在しない複素環式部分であって、核酸に配列特異的に結合することができるポリマーを生じることが、核酸技術を利用する又はペプチド核酸技術を利用する者に一般に知られている、複素環式部分を意味する。適切な核酸塩基の非限定的な例としては、アデニン、シトシン、グアニン、チミン、ウラシル、５−プロピニル−ウラシル、２−チオ−５−プロピニル−ウラシル、５−メチルシトシン、シュードイソシトシン、２−チオウラシル及び２−チオチミン、２−アミノプリン、Ｎ９−（２−アミノ−６−クロロプリン）、Ｎ９−（２，６−ジアミノプリン）、ヒポキサンチン、Ｎ９−（７−デアザ−グアニン）、Ｎ９−（７−デアザ−８−アザ−グアニン）及びＮ８−（７−デアザ−８−アザ−アデニン）が含まれる。適切な核酸塩基の他の非限定的な例としては、Ｂｕｃｈａｒｄｔら（ＷＯ９２／２０７０２又はＷＯ９２／２０７０３）の図２（Ａ）及び２（Ｂ）に示される核酸塩基が含まれる。
【０１９６】
本明細書で使用される「核酸塩基配列」は、核酸塩基含有サブユニットを含むポリマーの任意のセグメント、又は２以上のセグメントの集合体（例えば、２以上のオリゴマーブロックの集合体核酸塩基配列）を意味する。適切なポリマー又はポリマーセグメントの非限定的な例としては、オリゴデオキシヌクレオチド（例えばＤＮＡ）、オリゴリボヌクレオチド（例えばＲＮＡ）、ペプチド核酸（ＰＮＡ）、ＰＮＡキメラ、ＰＮＡ組み合わせオリゴマー、核酸類似体及び／又は核酸模倣物が含まれる。
【０１９７】
本明細書で使用される「ポリ核酸塩基鎖」は、核酸塩基サブユニットを含む完全な単一ポリマー鎖を意味する。例えば、二本鎖核酸の単一核酸鎖が、ポリ核酸塩基鎖である。
【０１９８】
本明細書で使用される「核酸」は、ヌクレオチド、又はその類似体から形成される骨格を有する、核酸塩基配列含有ポリマー、又はポリマーセグメントである。
【０１９９】
好ましい核酸は、ＤＮＡ及びＲＮＡである。
【０２００】
本明細書で使用されるように、核酸は、「ペプチド核酸」又は「ＰＮＡ」を指してもよく、この「ペプチド核酸」又は「ＰＮＡ」は、２以上のＰＮＡサブユニット（残基）を含むが、核酸サブユニット（又はその類似体）を含まない、任意のオリゴマー又はポリマーセグメント（例えばブロックオリゴマー）を意味する。これには、米国特許第５，５３９，０８２号、第５，５２７，６７５号、第５，６２３，０４９号、第５，７１４，３３１号、第５，７１８，２６２号、第５，７３６，３３６号、第５，７７３，５７１号、第５，７６６，８５５号、第５，７８６，４６１号、第５，８３７，４５９号、第５，８９１，６２５号、第５，９７２，６１０号、第５，９８６，０５３号及び第６，１０７，４７０号（これらの全ては参照により本明細書に組み込まれる）において、ペプチド核酸として、言及される又は特許請求の範囲に記載されるオリゴマー又はポリマーセグメントのうち任意のものが含まれるが、これらに限定されない。用語「ペプチド核酸」又は「ＰＮＡ」は、以下の刊行物において説明される核酸模倣物の２以上のサブユニットを含む任意のオリゴマー又はポリマーセグメントにも適用されるべきものである：Ｌａｇｒｉｆｆｏｕｌら、Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ  ＆  Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、４：  １０８１−１０８２  （１９９４）；Ｐｅｔｅｒｓｅｎら、Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ  ＆  Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、６：  ７９３−７９６  （１９９６）；Ｄｉｄｅｒｉｃｈｓｅｎら、Ｔｅｔｔ．  Ｌｅｔｔ．  ３７：  ４７５−４７８  （１９９６）；Ｆｕｊｉｉら、Ｂｉｏｏｒｇ．  Ｍｅｄ．  Ｃｈｅｍ．  Ｌｅｔｔ．  ７：  ６３７−６２７  （１９９７）；Ｊｏｒｄａｎら、Ｂｉｏｏｒｇ．  Ｍｅｄ．  Ｃｈｅｍ．  Ｌｅｔｔ．  ７：  ６８７−６９０  （１９９７）；Ｋｒｏｔｚら、Ｔｅｔｔ．  Ｌｅｔｔ．  ３６：  ６９４１−６９４４  （１９９５）；Ｌａｇｒｉｆｆｏｕｌら、Ｂｉｏｏｒｇ．  Ｍｅｄ．  Ｃｈｅｍ．  Ｌｅｔｔ．  ４：  １０８１−１０８２  （１９９４）；Ｄｉｅｄｅｒｉｃｈｓｅｎ，  Ｕ．、Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ  ＆  Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、７：  １７４３−１７４６  （１９９７）；Ｌｏｗｅら、Ｊ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  Ｐｅｒｋｉｎ  Ｔｒａｎｓ．  １、（１９９７）  １：  ５３９−５４６；Ｌｏｗｅら、Ｊ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  Ｐｅｒｋｉｎ  Ｔｒａｎｓ．  １１：  ５４７−５５４  （１９９７）；Ｌｏｗｅら、Ｊ．  Ｃｈｅｍ．  Ｓｏｃ．  Ｐｅｒｋｉｎ  Ｔｒａｎｓ．  １１：５５５−５６０  （１９９７）；Ｈｏｗａｒｔｈら、Ｊ．  Ｏｒｇ．  Ｃｈｅｍ．  ６２：  ５４４１−５４５０  （１９９７）；Ａｌｔｍａｎｎ，  Ｋ−Ｈら、Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ  ＆  Ｍｅｄｉｃｉｎａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  Ｌｅｔｔｅｒｓ、７：  １１１９−１１２２  （１９９７）；Ｄｉｅｄｅｒｉｃｈｓｅｎ，  Ｕ．、Ｂｉｏｏｒｇａｎｉｃ  ＆  Ｍｅｄ．  Ｃｈｅｍ．  Ｌｅｔｔ．、８：  １６５−１６８  （１９９８）；Ｄｉｅｄｅｒｉｃｈｓｅｎら、Ａｎｇｅｗ．  Ｃｈｅｍ．  Ｉｎｔ．  Ｅｄ．、３７：  ３０２−３０５  （１９９８）；Ｃａｎｔｉｎら、Ｔｅｔｔ．  Ｌｅｔｔ．、３８：  ４���１１−４２１４  （１９９７）；Ｃｉａｐｅｔｔｉら、Ｔｅｔｒａｈｅｄｒｏｎ、５３：  １１６７−１１７６  （１９９７）；Ｌａｇｒｉｆｆｏｕｌｅら、Ｃｈｅｍ．  Ｅｕｒ．  Ｊ．、３：  ９１２−９１９  （１９９７）；Ｋｕｍａｒら、Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｌｅｔｔｅｒｓ  ３（９）：  １２６９−１２７２  （２００１）；及びＷＯ９６／０４０００に開示されるようなＳｈａｈらのペプチド系核酸模倣物（ＰＥＮＡＭＳ）。
【０２０１】
＜ポリマーナノ粒子＞
【０２０２】
用語「ポリマーナノ粒子」は、治療的材料を含有するポリマーナノ粒子を指す。ポリマーナノ粒子は、幅広い材料を使用して開発されてきた。この幅広い材料としては、以下のものが含まれるが、これらに限定されない：合成ホモポリマー、例えばポリエチレングリコール、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリ（ラクチド−コグリコリド）、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ無水物、ポリリシン、ポリエチレンイミン；合成コポリマー、例えばポリ（ラクチド−コグリコリド）、ポリ（ラクチド）−ポリ（エチレングリコール）、ポリ（ラクチド−コ−グリコリド）−ポリ（エチレングリコール）、ポリ（カプロラクトン）−ポリ（エチレングリコール）；天然ポリマー、例えばセルロース、キチン、及びアルジネート、並びにポリマー−治療的材料コンジュゲート。
【０２０３】
本明細書で使用される用語「ポリマー」は、共に結合された多数の類似の単位から、主として又は完全に構築された、通常高分子量の化合物を指す。このようなポリマーとしては、多数の天然ポリマー、合成ポリマー及び半合成ポリマーのうち任意のものが含まれる。
【０２０４】
用語「天然ポリマー」は、天然由来の任意の数のポリマー種を指す。このようなポリマーとしては、多糖、セルロース、キチン、及びアルジネートが含まれるが、これらに限定されない。
【０２０５】
用語「合成ポリマー」は、天然には見出されない任意の数の合成ポリマー種を指す。このような合成ポリマーとしては、合成ホモポリマー及び合成コポリマーが含まれるが、これらに限定されない。
【０２０６】
合成ホモポリマーとしては、ポリエチレングリコール、ポリラクチド、ポリグリコリド、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリカプロラクトン、ポリオルトエステル、ポリ無水物、ポリリシン、及びポリエチレンイミンが含まれるが、これらに限定されない。
【０２０７】
「合成コポリマー」は、２以上の合成ホモポリマーサブユニットで作製された任意の数の合成ポリマー種を指す。このような合成コポリマーとしては、ポリ（ラクチド−コ−グリコリド）、ポリ（ラクチド）−ポリ（エチレングリコール）、ポリ（ラクチド−コ−グリコリド）−ポリ（エチレングリコール）、及びポリ（カプロラクトン）−ポリ（エチレングリコール）が含まれるが、これらに限定されない。
【０２０８】
用語「半合成ポリマー」は、天然ポリマーの化学的又は酵素的処理によって得られた任意の数のポリマーを指す。このようなポリマーとしては、カルボキシメチルセルロース、アセチル化カルボキシメチルセルロース、シクロデキストリン、キトサン及びゼラチンが含まれるが、これらに限定されない。
【０２０９】
本明細書で使用される用語「ポリマーコンジュゲート」は、共有結合的に、又は非共有結合的に、１又は複数の分子種をポリマーにコンジュゲートさせることによって調製された化合物を指す。このようなポリマーコンジュゲートとしては、ポリマー−治療的材料コンジュゲートが含まれるが、これに限定されない。
【０２１０】
ポリマー−治療的材料コンジュゲートは、コンジュゲートされた分子種のうち１又は複数が治療的材料であるポリマーコンジュゲートを指す。このようなポリマー−治療的材料コンジュゲートとしては、ポリマー−薬物コンジュゲートが含まれるが、これに限定されない。
【０２１１】
「ポリマー−薬物コンジュゲート」は、任意の数の薬物種にコンジュゲートされた任意の数のポリマー種を指す。このようなポリマー薬物コンジュゲートとしては、アセチルメチルセルロース−ポリエチレングリコール−ドセタキソール（ｄｏｃｅｔａｘｏｌ）が含まれるが、これに限定されない。
【０２１２】
本明細書で使用される用語「約」は、関連する値が、特に指示のない限り、プラス又はマイナス５パーセント（＋／−５％）で修正されることができ、開示される実施形態の範囲内にとどまることを示す。
【０２１３】
以下の実施例は、説明された実施形態を例示するためのものであって、限定するためのものではない。
【実施例】
【０２１４】
＜例１：ナノ粒子製造のための使い捨てマイクロ流体カートリッジ＞
【０２１５】
一つの態様において、完全に一体化された使い捨てマイクロ流体カートリッジは、射出成形されたキャリア；ＣＯＣマイクロ流体ミキサー構造；レーザーカットクランプ片；３つのＯリング；３つのネオジム磁石から成り、セルフタッピングプラスチックねじを使用して共に保持される。このようなカートリッジが図１Ａ−３及び５Ａ−５Ｈに示される。
【０２１６】
キャリア（１６ｍｍ  ｘ  ６７ｍｍ  ｘ  ５５ｍｍ）は、ポリプロピレンから射出成形される。このキャリアは、２つの雌型ルアースリップコネクタ（ＩＳＯ５９４準拠）；出口ノズル（４ｍｍ  ＯＤ、２ｍｍ  ＩＤ  Ｘ  ４ｍｍ）；ルアーコネクタ及び出口ノズルの上の３つのＯリング溝（５．３ｍｍ  ＯＤ  Ｘ  ０．９ｍｍ）；マイクロ流体デバイスのための受け器（５２ｍｍ  ｘ  ３６ｍｍ  ｘ  １．６ｍｍ）及び厚さ１．８ｍｍ高さ７ｍｍの外部壁から成る。
【０２１７】
クランプ（６３ｍｍ  ｘ  ５１ｍｍ  ｘ  １／８インチ）は、アクリルからレーザーカットされる。クランプには、３つの穴が存在し、その中にネオジム磁石が圧入される。また、クランプには、セルフタッピングねじのための６つのパイロット穴が存在する。
【０２１８】
カートリッジは、Ｏリングを３つの溝のそれぞれの中に配置し、マイクロ流体ミキサー構造を上に置くことによって組み立てられる。カートリッジの内側の端に沿ってガイドが作られているため、別個に整列させることなく、ポートが２つの入口及び１つの出口の上に整列し、カートリッジが確実に正しい位置に収まる。次いで、ネオジム磁石を備えるアクリルクランプを上に置き、一連のクリップを使用して所定の位置に保持する。次いでこの組み立て体を反転させ、６つのセルフタッピングねじを使用して共に保持する。
【０２１９】
マイクロ流体構造の大半は、ＣＯＣを射出成形することにより作製される。
【０２２０】
マイクロ流体構造の設計は、図面において写真で示されているものと同様である。２つのマイクロ流体入口ポートは、正方形の断面を備えるチャネルに接続され、進んで、角度を成して交わり、単一のチャネルを形成する。この単一のチャネルは、複数のターンを含む蛇行混合領域に入る。この単一のチャネルは、混合チャンバーを離れて、出口ポートでデバイスを出る。
【０２２１】
マイクロ流体カートリッジを通る流量は１−４０ｍＬ／ｍｉｎであり、流体が交わってから完全に混合するまでの時間（混合スピード）は１−３ｍｓである。圧力は１００ｐｓｉと推定される。
【０２２２】
この使い捨てマイクロ流体カートリッジは、既存のチップ／金属ホルダーと本質的に同じくらい効率的であることが実証されている。以下の表１は、開示される実施形態に係る使い捨てマイクロ流体（ＭＦ）カートリッジと比較したときの、既存の金属チップホルダー及びチップの構成（「チップホルダー＋チップ」）でのｓｉＲＮＡ−脂質ナノ粒子の形成に関連するデータを示している。比較は、ｓｉＲＮＡ−脂質ナノ粒子（ｓｉＲＮＡ−ＬＮＰ）のナノ粒子径（ｎｍ）；多分散性指数（ＰＤＩ）；及びカプセル化効率について提供される。全てのデータについての流量は１２ｍＬ／ｍｉｎである。
【０２２３】
【表１】
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【０２２４】
表１に示される結果を考慮すると、使い捨てＭＦカートリッジは、現在最新式の非使い捨て金属チップホルダー及びチップと実質的に同様の性能を有する。これらの２つのマイクロ流体デバイス間の性能は同様であるが、使い捨てＭＦカートリッジは、使い捨てで、便利に滅菌可能であり、セットアップの複雑さと時間を劇的に低減するという追加の利益を提供する。
【０２２５】
例示的な実施形態を示し説明してきたが、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、様々な変更を行うことができるということを理解されたい。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図５Ｅ】
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【図５Ｆ】
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【図５Ｇ】
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【図５Ｈ】
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【国際調査報告】
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