[發(fā)明專利]用于使用聚焦聲制備納米晶體組合物的系統(tǒng)和方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201280044358.3
• 申請(qǐng)日: 2012-07-13
• 公開（公告）號(hào): CN103958744A
• 公開（公告）日: 2014-07-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 卡爾·貝克特;小詹姆斯·A·勞格哈恩;斯里坎斯·卡庫馬努
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 科瓦里斯股份有限公司
• 主分類號(hào): C30B7/00
• 分類號(hào): C30B7/00;C30B29/60;B01F11/02
• 代理公司: 北京集佳知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 彭鯤鵬;顧晉偉

背景

1.技術(shù)領(lǐng)域

本文中描述的一些方面涉及使用聚焦聲能(focused?acoustic?energy)來制備納米晶體組合物。在一些情況下，本文中討論的納米晶體組合物和相關(guān)的系統(tǒng)和方法可用于與遞送生物活性劑相關(guān)的領(lǐng)域。

2.相關(guān)領(lǐng)域

聲處理系統(tǒng)(acoustic?treatment?system)可用于使樣品暴露于聲場(acoustic?field)。可進(jìn)行聲處理的樣品包括遺傳物質(zhì)(例如，DNA、RNA)、組織材料(例如，骨、結(jié)締組織、血管組織)、植物材料(例如，葉、種子)、細(xì)胞以及其他物質(zhì)。聲處理系統(tǒng)可用于處理生物和／或非生物物品。在一些設(shè)置中，聲能(acoustic?energy)可相對(duì)強(qiáng)烈，引起樣品材料被破碎、裂解或以其他方式破壞。例如，可將含有多個(gè)細(xì)胞的樣品暴露于聲處理，以致細(xì)胞膜和其他組分被破壞或以其他方式降解，從而使DNA或其他遺傳物質(zhì)釋放到液體中。然后可收集所述遺傳物質(zhì)并將其用于多種類型的分析。聲處理系統(tǒng)使用聲換能器(acoustic?transducer)來為這些過程產(chǎn)生合適的聲場。所述聲場可以被聚焦或以其他方式設(shè)置，從而引起對(duì)樣品材料的期望作用。此類系統(tǒng)的實(shí)例在美國專利No.6,948,843；6,719,449；7,521,023；和7,687,026中描述。

發(fā)明概述

本文中描述的一些方面涉及用于使用聚焦超聲聲處理(focused?ultrasonic?acoustic?processing)制備納米晶體組合物的系統(tǒng)和方法。特別是，以誘導(dǎo)樣品中晶體生長的方式對(duì)通常具有較大體積(例如，大于通常被置于試管中的樣品的體積或者大于30mL)的樣品施加聚焦超聲聲能，并產(chǎn)生多個(gè)具有亞微米特征的穩(wěn)定納米晶體顆粒。在一些實(shí)施方案中，納米晶體顆粒可以作為顆粒在液體溶液中的懸液來形成。在某些情況下，盡管不是必需的，納米晶體顆粒可以作為用于生物活性劑(例如藥物和/或其他治療性化合物)之遞送系統(tǒng)中的試劑來提供。

大體積納米晶體組合物的制備并不是本公開內(nèi)容所要求的。因此，在一些實(shí)施方案中，可采用使用聚焦聲的系統(tǒng)和方法來處理小體積(例如，可以在試管或微孔板中進(jìn)行處理的樣品的體積，或小于30mL的體積)，從而產(chǎn)生合適的納米晶體組合物。例如，已發(fā)現(xiàn)與控制某些處理參數(shù)(例如每次猝發(fā)(burst)的周期數(shù)、占空比(duty?cycle)、聚焦聲處理的持續(xù)時(shí)間、聚焦聲場的功率水平)相關(guān)的一些方面在產(chǎn)生本文中所述的合適納米晶體組合物中有效。

在納米晶體組合物的制備中，例如可將具有通常較大體積的樣品可以置于和／或引入具有處理區(qū)(processing?region)或處理室(processing?chamber)的容器中，并且至少一部分樣品可暴露于小于2厘米之大小尺寸的聲能聚焦區(qū)(focal?zone)。聚焦聲場可由聲能來源(acoustic?energy?source)產(chǎn)生，所述來源在合適的功率水平、適當(dāng)?shù)臈l件下運(yùn)作一定的時(shí)間，從而在所述混合物充分暴露于聲場聚焦區(qū)之后，可產(chǎn)生含有多個(gè)平均大小為約10nm至約1微米之顆粒的穩(wěn)定納米晶體組合物。例如，聲能來源可以脈沖的形式產(chǎn)生聚焦聲場，并可產(chǎn)生大的周期數(shù)／猝發(fā)(例如高至5000個(gè)周期/猝發(fā))。

在一些情況中，聚焦聲場可使樣品內(nèi)的位點(diǎn)成核，引起在成核位點(diǎn)發(fā)生納米顆粒的晶體生長。聚焦聲場還可以增強(qiáng)納米顆粒的晶體生長，使得晶體在樣品中的生長速率快于樣品沒有經(jīng)進(jìn)一步聚焦聲場處理的納米顆粒的晶體生長速率。在一些實(shí)施方案中，聚焦聲場不僅使樣品內(nèi)的位點(diǎn)成核，在所述位點(diǎn)可隨后出現(xiàn)晶體生長，所述聚焦聲場還可以使樣品內(nèi)已經(jīng)生長的晶體材料的一部分中斷。盡管適當(dāng)?shù)木劢孤晥隹梢允箻悠穬?nèi)某些位置的晶體材料片中斷，但是在某些情況下，在斷裂發(fā)生的晶體區(qū)域，可以生長亞晶體。在一些情況中，亞晶體可以從其他的晶體部分生長，或在一些情況中，亞晶體可以從已經(jīng)從主晶體中斷的晶體部分生長。

可以通過聚焦聲對(duì)高體積的樣品進(jìn)行處理以通過晶體生長形成納米晶體顆粒，例如樣品大于50mL、大于100mL、大于1L、或甚至更大。在一些實(shí)施方案中，可以使用流通系統(tǒng)(flow?through?system)對(duì)具有高體積的樣品進(jìn)行聲處理。例如樣品可以以這樣的方式流經(jīng)容器的處理室，從而使當(dāng)樣品置于所述處理室中時(shí)暴露于聚焦聲場的聚焦區(qū)。在多種實(shí)施方案中，本文中描述的納米晶體組合物的合適制備不需要流通系統(tǒng)。例如，可以在沒有入口或出口的處理室(例如試管、移液管、多孔板)中使用聚焦聲處理樣品以形成納米晶體組合物，