[发明专利]用于受控和触发释放的纳米结构胶体体

说明书

描述了含有活性剂的胶体体及其用途。该胶体体可以包括(a)响应性微米或纳米结构多孔壳，其由多个纳米材料和在微米或纳米材料之间形成的间隙限定；和(b)由响应性微米或纳米结构多孔壳限定的核。该壳负载有能够响应于刺激而从壳释放的活性剂。

相关申请的交叉引用

本申请要求2016年6月13日提交的美国临时专利申请第62/349500号和2017年5月24日提交的美国临时专利申请第62/510343号的优先权权益。每个上述引用的公开的全部内容通过引用明确地并入本文，且无放弃的内容。

背景技术

A.发明领域

本发明总体上涉及一种胶体体，其包括由多个纳米材料限定的响应性纳米结构多孔壳和在纳米材料之间形成的间隙。胶体体的壳可以负载有能够响应于刺激而从壳释放的活性剂。

B.相关的现有技术

纳米结构包封体系(例如，胶体体、包封的纳米颗粒、脂质体等)可以提供改善的活性剂摄取和活性剂向预期靶标(例如，人、动物、无生命的物体等)的有效运输或递送。通常形成胶体体以使核负载有活性剂。已经从这种胶体体的核释放出调料、香料、空气清新剂、洗液、乳膏、营养素、纺织品香料、药物等(参见Ajazzuddin等人，Recent Patents onNanomedicine,2015,5,3-11)。

Bausch等人的美国专利申请公开第20040096515号描述了用于制备自组装的选择性渗透的胶体体的方法，该胶体体具有可控的孔径、孔隙率和机械性能。Sander等人(Langmuir,2013,29(49),第15168页至第15173页)描述了将功能性纳米颗粒包封在胶体体的中空核内。纳米颗粒可以通过胶体体壳的溶胀或破裂从核释放。Nallani等人的美国专利申请第2013/0316008号描述了一种负载有活性化合物的多区室化囊泡结构。可以从多区室化结构的核释放出活性化合物。Zhang等人的美国专利申请第2015/0368407号描述了适合于向目标位置递送和在目标位置选择性释放包囊的嵌套胶囊。

然而，这种核负载的胶体体体系具有一些局限性。举例来说，这些体系往往具有更加尖锐或突发的活性剂释放曲线，而不是更受控且可调节的释放曲线。此外，难以将多种活性剂负载到核或嵌套结构中并防止活性剂彼此之间发生化学反应或混合。另外，胶体体的负载能力受其核体积的限制并且壳的组成可对待储存的活性物质的类型构成热力学限制。此外，可用于从核释放活性剂的刺激类型是有限的。

发明内容

所作出的发现解决了与其核内负载有活性物质的纳米结构胶体体体系相关的上述问题。该解决方案在于微米或纳米结构的胶体体，该胶体体包括其中负载有活性剂的响应性微米或纳米结构多孔壳。特别地，壳可以由多个微米或纳米材料以及纳米材料之间形成的间隙限定。活性剂可以负载于微米或纳米材料中、微米或纳米材料的表面上、和/或微米或纳米材料的间隙内、或其任意组合。胶体体壳的这种负载结构和容量提供响应于各种刺激(例如，pH范围、电磁辐射、温度范围、机械力、湿度、是否存在化学物质、气味、或其任意组合)的各种可能的释放机制。壳可以具有单壳或多壳(例如，分层的)胶体体结构，其中每个壳或层可以负载有一种或多种活性剂。与其中核是用于储存活性剂的唯一区室的常规胶体体相比，本发明的纳米结构壳扩展了活性剂负载选择和最终用于触发的且可控的释放响应的可能性。换句话说，本发明的纳米结构胶体体可以具有增加的负载效率(相对于通过使用壳的活性剂)和响应于各种刺激的多种释放曲线，从而实现满足各种需求或目标的各种可能性。

另外，由于壳的微米或纳米级组分和孔隙率或物质组合物与所存在界面的折射率差异，本发明的胶体体结构能够实现尺寸依赖性的光-物质和/或蛋白石样现象。在整个说明书中描述的制备微米或纳米材料的方法可以有利于胶体体的可调性，这可以有助于增加或缩小光-物质相互作用的光谱。这允许赋予具有本发明的胶体体的组合物以各种颜色。