本發(fā)明涉及一種用于制備人為目標(biāo)物質(zhì)的方法。

背景技術(shù)：

1、納米顆粒和納米微粒正在我們的生活中發(fā)揮越來(lái)越重要的作用。這涉及例如使用這些顆粒和微粒用于制藥行業(yè)（例如，與封裝的mrna活性成分相關(guān)）、食品技術(shù)、或電氣工程或電子行業(yè)（例如，與量子點(diǎn)相關(guān)）中的各種應(yīng)用，并且在這方面也涉及這些顆粒和微粒的生產(chǎn)。

2、由于它們的小尺寸和相關(guān)聯(lián)的物理特性的變化，納米顆粒或納米微粒可以用于將藥物運(yùn)輸?shù)狡谕钠鞴伲驗(yàn)樗鼈兛梢源┩秆X屏障（例如，適合用于在藥理學(xué)中使用）和皮膚（例如，適合用于在化妝品行業(yè)中使用）。納米顆粒或納米微粒也用于診斷用途——例如用于基于膠體金的快速測(cè)試中的顏色檢測(cè)。它們還使食物穩(wěn)定并且由此確保更長(zhǎng)的保質(zhì)期。

3、納米顆粒或納米微粒幾乎完全是人為物質(zhì)。這意味著納米顆粒或納米微粒已經(jīng)由人類通過(guò)工業(yè)、商業(yè)和公共過(guò)程產(chǎn)生，而不是例如由生物有機(jī)體產(chǎn)生。可能的組分包括天然聚合物，諸如白蛋白，但也包括生物相容性合成聚合物，諸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚氰基丙烯酸烷基酯和共聚物，以及各種無(wú)機(jī)或有機(jī)顆粒。

4、納米顆粒的大多數(shù)制造方法基于溶膠凝膠法、乳液聚合、界面聚合和類似方法。在過(guò)程結(jié)束時(shí)，納米顆粒乳液存在于合適的溶劑中。

5、溶劑中的期望的納米顆粒的濃度在生產(chǎn)過(guò)程期間自然地波動(dòng)并且通常太低。因此必須濃縮所生產(chǎn)的納米顆粒或納米微粒。然而，由于尺寸小，這帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題。通常通過(guò)超速離心進(jìn)行濃縮。該方法是復(fù)雜的，并且對(duì)于大規(guī)模工業(yè)而言，通常只能以相對(duì)小的體積進(jìn)行。一些納米顆粒或納米微粒也可能在離心期間被破壞。由于納米顆粒或納米微粒的微小尺寸，因此過(guò)濾不是一種選擇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提出一種用于包含納米顆粒或納米微粒的人為目標(biāo)物質(zhì)的生產(chǎn)方法，其包括納米顆粒或納米微粒的簡(jiǎn)單、快速且普遍適用的濃縮方法。

2、該目的借助于權(quán)利要求1中限定的方法以令人驚訝的簡(jiǎn)單且普遍適用的方式實(shí)現(xiàn)。在從屬權(quán)利要求中列出了有利的實(shí)施例。

3、該技術(shù)方案是基于對(duì)所謂的超吸收劑的使用，利用該超吸收劑可以處理任何含水液體，例如乳液或懸浮液，以便濃縮液體中包含的納米顆粒或納米微粒。

4、超吸收劑（超吸收性聚合物，sap）是能夠吸收數(shù)倍于其自身重量的極性液體的塑料。這些主要是水或水溶液。當(dāng)吸收液體時(shí)，超吸收劑溶脹并形成水凝膠。水凝膠可以通過(guò)所有極性的交聯(lián)聚合物（例如，聚丙烯酰胺、聚乙烯吡咯烷酮、支鏈淀粉、明膠、纖維素）形成。然而，通常使用一方面是丙烯酸（丙烯酸，h2c=ch-cooh）或丙烯酸鈉（丙烯酸的鈉鹽，h2c=ch-coona）而另一方面是丙烯酰胺的共聚物，其中兩種單體彼此的比率可以變化。此外，所謂的核心交聯(lián)劑（cxl）被添加到單體溶液中，并通過(guò)化學(xué)橋（也稱為交聯(lián)）將形成的長(zhǎng)鏈聚合物分子在適當(dāng)位置中彼此連接。由于這些橋，因此聚合物是不溶于水的。這種所謂的基礎(chǔ)聚合物可能經(jīng)受所謂的表面交聯(lián)（sxl）。這里將另一種化學(xué)物質(zhì)施加到顆粒的表面，其通過(guò)加熱將第二網(wǎng)絡(luò)僅連接到細(xì)粒的外層。該外殼支撐溶脹的凝膠，以便在外部負(fù)載（移動(dòng)、壓力）下也保持在一起。

5、產(chǎn)品傳統(tǒng)上例如用作微粒尺寸為100至1000μm的白色細(xì)粒。它主要用于嬰兒尿布、衛(wèi)生巾、失禁護(hù)理品、繃帶中，并且少量也用于深海線纜的線纜護(hù)套中。另外的應(yīng)用領(lǐng)域是所謂的凝膠床、消防中的凝膠形成滅火劑、作為用于花瓶中的插花的機(jī)械穩(wěn)定劑、或作為植物土壤的添加劑，以便持續(xù)地儲(chǔ)存水。然而，由于其更好的環(huán)境相容性，這里使用鉀中和的丙烯酸。以球形顆粒的形式，使用超吸收劑作為玩具是已知的，其名稱為諸如“wasserperlen”、“aqua?beads”或“water?beads”。這些是以可變尺寸（數(shù)亞毫米至數(shù)厘米）的球的形式市售的超吸收劑。

6、本發(fā)明基于以下意外觀察：將水樣品與平均顆粒或微粒尺寸為30nm的熒光納米微粒混合。在添加市售的水珍珠珠粒并經(jīng)過(guò)培育時(shí)段——在其期間珠粒溶脹至其原始體積的若干倍——之后，示出了納米微粒不是被超吸收劑吸收，而是被濃縮在剩余的殘余液體中。

7、該觀察示出，通過(guò)使用超吸收劑，并且特別是以所謂的水珍珠珠粒的形式市售的超吸收劑，可以容易地且快速地將各種納米微粒濃縮在液體樣品中。在納米微粒或納米顆粒的工業(yè)制造過(guò)程中，這些可以通過(guò)這種簡(jiǎn)單的濃縮可能性（例如，不需要復(fù)雜且低效的超速離心或超濾）以更高濃度獲得。

8、基于該觀察，可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。

9、根據(jù)本發(fā)明的用于產(chǎn)生人為目標(biāo)物質(zhì)的方法包括：

10、-產(chǎn)生目標(biāo)物質(zhì)的乳液或懸浮液，其中乳液或懸浮液包含具有在納米范圍內(nèi)的平均顆粒尺寸或微粒尺寸的目標(biāo)物質(zhì)的顆粒和/或微粒，以及

11、-通過(guò)以下方式濃縮乳液或懸浮液：

12、a）將超吸收劑添加到乳液或懸浮液的初始第一液體體積中或者將第一液體體積添加到超吸收劑中，

13、b）在第一時(shí)間段內(nèi)培育通過(guò)混合超吸收劑和液體體積獲得的混合物，以及

14、c）從混合物的在培育之后存在的液體部分中去除第二液體體積。

15、“人為物質(zhì)”不是由自然界創(chuàng)造的物質(zhì)，而是由人類例如通過(guò)工業(yè)、商業(yè)或公共過(guò)程創(chuàng)造的物質(zhì)。例如，它們包括塑料，而且還包括農(nóng)藥、藥品、個(gè)人護(hù)理產(chǎn)品和工業(yè)化學(xué)品，以及它們的降解產(chǎn)物和代謝物。例如由微生物產(chǎn)生并且具有在納米范圍內(nèi)的類似尺寸的生物分子（例如，酶、dna/rna片段等）不屬于本技術(shù)中提到的人為物質(zhì)的微粒或顆粒。

16、在上述根據(jù)本發(fā)明的方法中，從液體和超吸收劑的混合物的在培育之后存在的液體部分中去除的第二液體體積可以是全部剩余的液體部分。然而，也可以僅去除給定液體部分的部分體積作為第二液體體積。

17、在第二液體體積中，納米顆粒或納米微粒以高濃度存在。可以在隨后的分析中，例如借助于光譜檢查，檢查正確物質(zhì)的濃度或存在。然而，第二液體體積也可以在級(jí)聯(lián)方法中在一個(gè)或多個(gè)附加階段中被進(jìn)一步濃縮，例如通過(guò)再添加超吸收劑和/或再添加到超吸收劑中并再培育，或者借助于用于濃縮目標(biāo)物質(zhì)的常規(guī)方法——例如，通過(guò)在一開(kāi)始指定的方法之一。如果僅液體部分的一部分作為第二液體體積被去除，則在去除之后剩余的混合物的液體部分中的目標(biāo)物質(zhì)可以通過(guò)在第二時(shí)間段內(nèi)再培育而被進(jìn)一步濃縮。該方法的兩種變體都可以被重復(fù)地進(jìn)行，使得在級(jí)聯(lián)濃縮的每個(gè)階段處獲得更高濃度的目標(biāo)物質(zhì)。

18、在該方法的有利實(shí)施例中，規(guī)定了乳液或懸浮液是通過(guò)溶膠凝膠法、乳液聚合法或界面聚合法而產(chǎn)生的。可替選地，乳液或懸浮液是通過(guò)結(jié)晶或復(fù)合物形成而產(chǎn)生的。這些是已建立的用于產(chǎn)生納米顆粒或納米微粒的方法，其中納米顆粒或納米微粒在過(guò)程完成之后存在于乳液或懸浮液中。

19、在第一階段中，有利的是借助于根據(jù)本發(fā)明的方法使用超吸收劑來(lái)減小初始樣品體積，并且在隨后的第二階段中借助于常規(guī)濃縮技術(shù)——例如過(guò)濾、超濾、沉淀反應(yīng)、超速離心或借助于ep2283026?b1中描述的方法進(jìn)行涂覆——來(lái)進(jìn)行對(duì)目標(biāo)物質(zhì)的進(jìn)一步濃縮。這些已知技術(shù)在已經(jīng)減小的液體體積中可以比在更強(qiáng)烈地稀釋的溶液中顯著更高效地被使用。由此，根據(jù)本發(fā)明的方法適用于顯著簡(jiǎn)化用于對(duì)于大體積樣品液體和/或包含低濃度的目標(biāo)物質(zhì)的樣品液體濃縮納米顆粒或納米微粒的已知方法。如上所述，在有利的實(shí)施例中，在去除第一樣品之后，該方法可以包括對(duì)去除的第一樣品中的目標(biāo)物質(zhì)的進(jìn)一步濃縮。

20、對(duì)去除的第二液體體積中的目標(biāo)物質(zhì)的進(jìn)一步濃縮可以是借助于過(guò)濾、超濾或沉淀反應(yīng)技術(shù)進(jìn)行的。

21、然而，可替選地，對(duì)去除的第二液體體積中的目標(biāo)物質(zhì)的進(jìn)一步濃縮也可以通過(guò)進(jìn)行以下方法步驟再次進(jìn)行并且任選地以級(jí)聯(lián)方式進(jìn)行一次或多次：

22、-將超吸收劑添加到第一樣品中或者將第一樣品添加到超吸收劑中，

23、-在第二時(shí)間段內(nèi)培育通過(guò)混合超吸收劑和第二液體體積獲得的混合物，以及

24、-去除混合物的在培育之后存在的液體部分中的濃縮的第三液體體積。

25、如上所述，在級(jí)聯(lián)的第一階段中，從在培育之后剩余的液體部分中去除的濃縮的第三液體體積可以包括液體部分的全部體積。可替選地，濃縮的第三液體體積可以是剩余液體部分的部分體積。

26、借助于過(guò)濾、超濾或沉淀反應(yīng)，目標(biāo)物質(zhì)可以在濃縮的第三液體體積中或在通過(guò)特別是借助于超吸收劑進(jìn)一步濃縮獲得的進(jìn)一步濃縮的第三液體體積中被進(jìn)一步濃縮。如果濃縮的第一樣品的體積僅對(duì)應(yīng)于幾毫升，例如1至10ml，則這是有利的。

27、在根據(jù)本發(fā)明的方法中，最初使用的第一液體體積，即乳液或懸浮液，可以包含極性液體，特別是作為主要組分。在根據(jù)本發(fā)明的方法的有利實(shí)施例中，液體體積可以包含極性溶劑，特別是作為主要組分。例如，液體體積可以由質(zhì)量分?jǐn)?shù)為至少50%的極性溶劑組成。例如，極性液體或極性溶劑可以是水。

28、目標(biāo)物質(zhì)是納米顆粒或納米微粒。這種物質(zhì)由人為物質(zhì)組成，特別是由至少一種天然聚合物組成、由至少一種生物相容性合成聚合物組成、由無(wú)機(jī)材料組成或由有機(jī)材料組成。

29、如上所述，在有利的實(shí)施例中，超吸收劑可以是塑料或包括塑料，其吸收一定比例的第一液體體積，例如包含在第一液體體積中的極性溶劑，諸如水，以形成凝膠或水凝膠。有利地，選擇塑料使得其基本上不吸收納米微粒或納米顆粒。例如，在上述由所提到的聚合物和/或共聚物材料制成的超吸收劑——例如市售的wasserperlen、waterbeads等——中，是這種情況。

30、超吸收劑可以以顆粒的形式被使用，例如作為粉末、作為細(xì)粒，或者以幾何體的形式被使用，特別是珠粒（球形顆粒）。因此可以以這種顆粒的形式將其添加到液體體積和/或第一樣品中，或者可以將液體體積和/或第一樣品添加到以這種形式的超吸收劑中。顆粒或珠粒的直徑可以在100至5000μm之間。

31、有利地，超吸收劑是市售的超吸收劑球——例如，以名稱“aquabeads”、“waterbeads”、“wasserperlen”、“aquaperlen”、“hydrokugeln”、“gelkugeln”可獲得的超吸收劑珠粒。

32、在有利的方法實(shí)施例中，在培育的步驟之后剩余的液體部分的體積以及由此在剩余液體部分中的目標(biāo)物質(zhì)的濃度由培育的一個(gè)或多個(gè)時(shí)間段的長(zhǎng)度、由添加到樣品液體和/或第一樣品的最初使用的第一液體體積中的超吸收劑顆粒或超吸收劑球的尺寸和數(shù)量、和/或由在培育期間占主導(dǎo)的溫度來(lái)控制。

33、用于定性和/或定量檢測(cè)去除的液體體積中的納米顆粒或納米微粒的后續(xù)物理檢測(cè)方法也是可能的——例如，以確定某些納米顆粒或納米微粒是否存在于對(duì)應(yīng)的濃縮的液體體積中或其濃度有多高。在乳液或懸浮液中，將無(wú)法使用物理檢測(cè)方法檢測(cè)到這些，因?yàn)樗鼈兊臐舛忍汀ｏ@微鏡用于定性和/或定量測(cè)定。在這種情況下，例如，納米顆粒或納米微粒在定義的尺寸的區(qū)段中被計(jì)數(shù)。可替選地，使用熒光測(cè)量方法或光譜測(cè)量方法。為此目的，納米顆粒或納米微粒必須包含熒光染料，熒光染料特別是在濃縮之前被添加。