BR112014001868B1

BR112014001868B1 - Cápsulas supramoleculares, método para preparação das referidas cápsulas e método não-terapêutico de distribuir um componente a um local

Info

Publication number: BR112014001868B1
Application number: BR112014001868-5A
Authority: BR
Inventors: Oren Alexander Scherman; Roger Coulston; Christopher Abell; Jing Zhang
Original assignee: Cambridge Enterprise Limited
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2012-07-25
Publication date: 2022-01-11
Also published as: US20170028374A1; CN103827178A; ES2755782T3; US20140170214A1; EP2736962A1; EP2736962B1; ZA201400901B; US9439868B2; BR112014001868A2; CN103827178B; WO2013014452A1

Abstract

cápsulas supramoleculares. trata-se de uma cápsula tendo um invólucro de material que consiste em uma rede reticulada supramolecular. a rede é formada a partir de uma complexação hospedeiro-visitante de cucurbiturila (o hospedeiro) e um ou mais blocos de construção que compreende uma funcionalidade visitante adequada. o complexo reticula não-covalentemente o bloco de construção e/ou liga não-covalentemente o bloco de construção a outro bloco de construção, formando, assim, a rede reticulada supramolecular. as cápsulas são obtidas ou obteníveis pela complexação de uma composição que compreende cucurbiturila e um ou mais blocos de construção tendo uma funcionalidade visitante de cucurbiturila adequada para, desse modo, formar uma rede reticulada supramolecular.

Description

PRIORIDADE

[001]Este pedido reivindica a prioridade ao documento GB 1112893.1 depositado em 26 de julho de 2011 e ao documento GB 1202127.5 depositado em 08 de fevereiro de 2012, estando os conteúdos de ambos aqui incorporados em suas totalidades a título de referência.

CAMPO DA INVENÇÃO

[002]A presente invenção refere-se a cápsulas, particularmente, a microcáp- sulas, baseadas em uma rede reticulada de cucurbiturila, e a métodos para a preparação de tais cápsulas, e a seu uso em métodos para distribuir componentes encapsulados.

FUNDAMENTOS

[003]A microencapsulação de um componente por microesferas ocas auto- organizadas é um dos aspectos importantes da nanotecnologia e da ciência de materiais. O controle sobre o formato e a composição da estrutura de suporte, parâmetros que influenciam nas propriedades do material, é importante para muitas aplicações, tais como o diagnóstico, a distribuição de fármacos, exibições eletrônicas e catálise (vide Ke et al. Angew. Chem. 2011, 123, 3073; De Cock et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6954; Yang et al. Angew. Chem. 2011, 123, 497; Comiskey et al. Nature 1998, 394, 253; Peyratout et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3762). A preparação de microcápsulas poliméricas convencionais procede através de um esquema camada-por-camada (L-b-L), onde um suporte sólido é revestido pela adição sequencial de uma série de camadas de polieletrólito opostamente carregadas (vide Caruso et al. Science 1998, 282, 1111; Donath et al. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 2201). Esta estratégia proporciona um material uniforme, mas sofre de eficiências de encapsulação reduzidas devido ao modelo sólido. Um método alternativo utiliza modelagem via emulsão coloidal onde as interfaces líquido-líquido conduzem a auto-organização de componentes de invólucro (vide Cui et al. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1625). No entanto, é difícil controlar a monodispersão e a diversidade de material das microcápsulas resultantes, limitando, assim, sua funcionalidade em distribuição de fármacos e aplicações de captação.

[004]Em contrapartida, as gotículas microfluídicas, um subconjunto de emulsão coloidal, mostraram um grande potencial para fabricação de microcápsulas (vide Gunther et al. Lab Chip 2006, 6, 1487; Huebner et al. Lab Chip 2008, 8, 1244; Theberge et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 5846). Essas gotículas de distribuição de tamanho estreita (índice de polidispersão < 2%) podem ser geradas em frequência extremamente alta com uso econômico de reagentes (vide Xu et al. AIChE Journal 2006, 52, 3005). Esforços iniciais para preparar cápsulas com base na fabricação assistida por microgotícula se concentraram na separação de fase usando emulsão dupla e modelagem de núcleo de cristal líquido (vide Utada et al. Science 2005, 308, 537; Priest et al. Lab Chip 2008, 8, 2182). A formação de paredes de cápsula polimérica também foi descrita em uma abordagem que envolve tratamento superficial de dispositivo microfluídico e técnicas de polimerização rápida (vide Zhou et al. Electrophoresis 2009, 31, 2; Abraham et al. Advanced Materials 2008, 20, 2177). A parede é formada à medida que o solvente se evapora a partir das gotícu- las de solvente orgânico formadas. As cápsulas de arcabouço orgânico metálico também foram recentemente reportadas (vide Ameloot et al. Nat. Chem. 2011, 3, 382). Com as estratégias de reticulação iônica ou covalente atuais, no entanto, o desafio principal na fabricação de cápsula está na produção simultânea de cápsulas uniformes com altas eficiências de carregamento de carga e incorporação fácil e funcionalidade diversa no invólucro da cápsula.

[005]Agora, os presentes inventores estabeleceram uma cápsula com base em uma rede hospedeira-visitante à base de cucurbiturila. Projetar microestruturas usando multivalência e cooperatividade através de reconhecimento molecular pro-porciona uma oportunidade inigualável na fabricação de microcápsulas com intera-ções e funcionalidades adaptáveis. No entanto, os esforços na preparação de micro- cápsulas usando uma abordagem hospedeiro-visitante supramolecular, conforme descrito no presente documento, são escassos (vide De Cock et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6954).

[006]Revelações anteriores incluem uma microcápsula coloidal que compreende β-ciclodextrina e nanopartículas de ouro modificadas (AuNPs) preparadas através de modelagem via emulsão (Patra et al., Langmuir 2009, 25, 13852), e uma mi- crocápsula que compreende polímeros funcionalizados com ciclodextrina e ferroce- no preparados usando uma síntese L-b-L (Wang et al., Chemistry of Materials 2008, 20, 4194).

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[007]A presente invenção fornece, em geral, cápsulas tendo um invólucro de material que consiste em uma rede reticulada supramolecular. A rede é formada a partir de uma complexação hospedeiro-visitante de cucurbiturila (o hospedeiro) e um ou mais blocos de construção que compreendem uma funcionalidade de visitante adequada. O complexo reticula não-covalentemente o bloco de construção e/ou liga não-covalentemente o bloco de construção a outro bloco de construção, formando, assim, a rede.

[008]Em um aspecto geral, a presente invenção proporciona uma cápsula tendo um invólucro obtenível a partir da complexação de cucurbiturilas com moléculas visitantes adequadas.

[009]Em um primeiro aspecto da invenção, proporciona-se uma cápsula tendo um invólucro que é obtenível a partir da complexação de uma composição que compreende cucurbiturila e um ou mais blocos de construção tendo uma funcionali- dade visitante de cucurbiturila adequada para, desse modo, formar uma rede reticulada supramolecular.

[010]Em uma modalidade, o invólucro é obtenível a partir da complexação de (a) uma composição que compreende cucurbiturila e (1) ou (2); ou (b) uma composição que compreende uma pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas e (1), (2) ou (3).

[011]Em uma modalidade, o invólucro é obtenível a partir da complexação de uma composição que compreende cucurbiturila e (1) ou (2).

[012]Em uma modalidade, o invólucro é obtenível a partir da complexação de uma composição que compreende cucurbiturila e (1). (1) compreende um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes de cucurbiturila e um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de segundas moléculas visitantes de cucurbiturila, em que uma primeira molécula visitante e uma segunda molécula visitante juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário. (2) compreende um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes de cucurbiturila e uma pluralidade de segundas moléculas visitantes de cucurbiturila, em que uma primeira e uma segunda moléculas visitantes juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário. Opcionalmente, a composição compreende, ainda, um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma ou mais terceiras moléculas visitantes de cucurbiturila, uma ou mais quartas moléculas visitantes de cucurbiturila ou ambas, em que uma terceira e uma quarta moléculas juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário, e/ou a primeira e a quarta moléculas juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário, e/ou a segunda e a terceira moléculas juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário; (3) compreende um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes de cucurbiturila, em que as primeiras moléculas visitantes juntas com a cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro binário. Opcionalmente, a composição compreende, ainda, um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma ou mais segundas moléculas visitantes de cucurbiturila, em que as segundas moléculas visitantes juntas com a cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante- hospedeiro binário.

[013]Em uma modalidade, a cucurbiturila é selecionada a partir de CB[8] e variantes e derivados deste.

[014]Em uma modalidade, a cucurbiturila forma um complexo ternário com moléculas visitantes adequadas, por exemplo, com primeiras e segundas moléculas visitantes.

[015]Em uma modalidade, a cápsula é uma microcápsula.

[016]Em uma modalidade, a cápsula encapsula um componente.

[017]Em um segundo aspecto da invenção, proporciona-se um método para a preparação de uma cápsula tendo um invólucro, tal como a cápsula do primeiro aspecto da invenção, sendo que o método compreende a etapa de: (1) colocar um fluxo de uma primeira fase e um fluxo de uma segunda fase em contato em um canal, para, desse modo, gerar no canal uma dispersão de regiões discretas, de preferência, gotículas, da segunda fase na primeira fase, sendo que a segunda fase compreende cucurbiturila e um ou mais blocos de construção tendo uma funcionalidade visitante de cucurbiturila adequada para formar uma rede reticulada supramolecular, para, desse modo, formar uma invólucro de cápsula dentro da região discreta, sendo que a primeira e a segunda fases são imiscíveis.

[018]Em uma modalidade, a segunda fase compreende (a) uma cucurbiturila e (1) ou (2); ou (b) uma pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas e (1), (2) ou (3).

[019]Em uma modalidade, uma entre a primeira e a segunda fases é uma fase aquosa e a outra fase é uma fase imiscível em água.

[020]Em uma modalidade, a segunda fase é uma fase aquosa. A primeira fase é uma fase imiscível em água, por exemplo, uma fase oleosa.

[021]Em uma modalidade, a primeira fase é uma fase aquosa. A segunda fase é uma fase imiscível em água, por exemplo, uma fase oleosa.

[022]Em uma modalidade, o método compreende, ainda, a etapa de (ii) coletar o escoamento a partir do canal, para, desse modo, obter uma gotícula, que contém uma cápsula.

[023]Em uma modalidade, o método compreende a etapa (ii) anterior e (iii) opcionalmente secar a cápsula obtida na etapa (ii).

[024]Em uma modalidade, o canal é um canal microfluídico.

[025]Em uma modalidade, o fluxo da segunda fase é colocado em contato com o fluxo da primeira fase substancialmente perpendicular à primeira fase. Nesta modalidade, a estrutura do canal pode ser uma geometria de junção em T.

[026]Em uma modalidade, o fluxo da segunda fase compreende, ainda, um componente para encapsulação, e a etapa (i) proporciona uma cápsula tendo um invólucro que encapsula o componente.

[027]Em um terceiro aspecto da invenção, proporciona-se uma cápsula obtida ou obtenível pelo método do segundo aspecto da invenção.

[028]Em um quarto aspecto da invenção, proporciona-se um método de distribuir um componente a um local, sendo que o método compreende as etapas de: (i)proporcionar uma cápsula tendo um invólucro que encapsula um componente; (ii)distribuir a cápsula a um local alvo; (iii)liberar o componente a partir do invólucro.

[029]Em um aspecto alternativo da invenção, proporciona-se uma cápsula tendo um invólucro que é obtenível a partir da complexação de uma composição que compreende um hospedeiro e um ou mais blocos de construção tendo uma funcionalidade hospedeiro-visitante adequada para, desse modo, formar uma rede reticulada supramolecular.

[030]Em uma modalidade, o hospedeiro é selecionado a partir de ciclodextri- na, calix[n]areno, éter de coroa e cucurbiturila, e um ou mais blocos de construção tendo uma funcionalidade hospedeiro-visitante adequada para ciclodextrina, ca- lix[n]areno, éter de coroa ou hospedeiro de cucurbiturila. Em uma modalidade, as referências no primeiro ao quarto aspectos acima à cucurbiturila e a um hospedeiro de cucurbiturila podem ser interpretadas como uma referência a um hospedeiro alternativo e a um visitante adequado para tal hospedeiro.

SUMÁRIO DAS FIGURAS

[031]A Figura 1 (a) é uma representação esquemática do processo de geração de microgotículas usando um dispositivo de concentração de fluxo microfluídico, que consiste em uma fase contínua oleosa perpendicular a uma combinação de soluções aquosas de CB[8] 1, MV2+-AuNP 2, e Np-pol 3 como a fase dispersa. (b) Imagem microscópica e representação esquemática da região de concentração de fluxo, com um canal de mistura a jusante permitindo uma mistura criteriosa de reagentes online. (c) A alta monodispersão de gotículas microfluídicas é demonstrada por sua distribuição de tamanho estreita.

[032]Figura 2 (a) Imagens de campo claro do estágio tardio do processo de formação de cápsula à medida que a água se evapora, renderizando uma microcáp- sula colapsada. Barra de escala = 5 μm. (b) Imagem microscópica luminosa das cápsulas explodidas que mostram os resíduos do invólucro de cápsula. Barra de es- cala = 10 μm. (c) Imagem SEM de uma cápsula seca e pelo menos parcialmente colapsada. Barra de escala = 2 μm. (d) Imagem TEM do invólucro de microcápsula, mostrando AuNPs de 5 nm dispersos em uma malha de polímero. Barra de escala = 10 nm. (e) Representação esquemática do processo de formação de microcápsula proposto a partir da gotícula inicial (com diâmetro d) à cápsula estável desidratada (com diâmetro d’). A estrutura de reticulação de 1 e 2 para o material de cápsula também é proposta.

[033]Figura 3 (a) Estrutura química e representação esquemática de NP-RD- pol 4. (b) Imagem LSCM de gotículas contendo soluções aquosas de Np-RD-pol, CB[8] e MV-AuNP, e o perfil de intensidade de fluorescência. Barra de escala = 40 μm. (c) Imagem LSCM de uma gotícula (46 μm de diâmetro) contendo soluções aquosas de Np-RD-pol, CB[8], MV-AuNP e FITC-dextrano e o perfil de intensidade de fluorescência correspondente. Barra de escala = 7,5 μm. (d) Imagem LSCM de uma gotícula (23 μm de diâmetro) contendo soluções aquosas de Np-Rd-pol, CB[8], MV-AuNP e FITC-dextrano e o perfil de intensidade de fluorescência correspondente. Barra de escala = 10 μm.

[034]A Figura 4 são imagens de campo claro e de fluorescência de micro- cápsulas secas contendo FITC-dextrano antes e após a reidratação, mostrando (a) a expansão da parede de microcápsula acompanhada pelo vazamento de FITC- dextrano (10 kDa), (b) a retenção do FITC-dextrano (500 kDa), e (c) a permeabilidade parcial do FITC-dextrano (70 kDa) para microcápsulas contendo um reticulador CB[8] duplamente concentrado. Barras de escala = 20 μm.

[035]Figura 5 (a) Representação esquemática do efeito proposto da redução de MV2+ no complexo ternário CB[8]:MV2+-AuNP:Np-pol, e a formação resultante do complexo 2:1 (MV+,-AuNP)2: CB[8]. (b) As imagens de fluorescência do processo da desintegração do material de parede de microcápsula em uma solução aquosa de Na2S2O4 e em H2O durante 12 horas no ambiente de N2 a 25°C. Barras de escala = 5 μm.

[036]Figura 6 (a) Representações esquemáticas das microcápsulas com e sem MV2+-AuNPs (5 nm e 20 nm). Para um controle negativo, MV2+-pol 5 foi usado ao invés de AuNPs. (b) Espectros SERS de microcápsulas vazias consistindo em MV2+-pol, 5 nm de MV2+-AuNP, e 20 nm de MV2+-AuNP, mostrando os picos característicos para CB[8] e MV2+ (indicados pelas setas). (c) Espectros SERS de microcáp- sulas encapsuladas com FITC-dextrano consistindo em MV2+-pol e 20 nm MV2+-AuNP, mostrando picos característicos para FITC (indicados pelas setas) além dos materiais de invólucro de cápsula. Todos os espectros foram obtidos usando uma linha de laser de excitação de 633 nm. (d) Mapeamento SERS da microcápsu- la, mostrando a localização do sinal SERS para CB[8] e MV2+.

[037]A Figura 7 é o espectro de excitação de Np-RD-pol e os espectros de emissão excitados em 514 nm e 544 nm.

[038]A Figura 8 mostra a variação no diâmetro médio de gotículas como uma função da razão de Qoil/Qaq, de vários fluxos aquosos de Qaq = 80 μL/h, 100 μL/h, 120 μL/h usando uma junção em T e um canal com 40 μm de largura (linha contínua), e de vários fluxos aquosos de Qaq = 40 μL/h, 60 μL/h, 80 μL/h usando uma junção em T e um canal com 20 μm de largura (linha tracejada).

[039]A Figura 9 mostra a variação no diâmetro médio de gotículas como uma função da razão entre o fluxo oleoso e o fluxo aquoso, e como uma função da razão entre as taxas de fluxo aquoso individual.

[040]A Figura 10 é a imagem LSCM de uma gotícula contendo soluções aquosas de Np-RD-pol, CB[8], MV-AuNP e células E. coli expressando GFP e o perfil de intensidade de fluorescência correspondente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[041]Os presentes inventores estabeleceram que as cápsulas podem ser preparadas tendo um invólucro que seja obtenível a partir da complexação supramo- lecular de cucurbiturila com blocos de construção covalentemente ligados a moléculas visitantes de cucurbiturila apropriadas.

[042]As cápsulas são formadas usando técnicas de geração de gotículas flu- ídicas, dentre outras. A capacidade de a cucurbiturila e dos blocos de construção em formar um invólucro é surpreendente dado o comportamento previamente reportado de tais materiais.

[043]Um estudo anterior de um dos presentes inventores constatou que a cucurbiturila pode ser usada para formar uma rede reticulada supramolecular através de complexação hospedeiro-visitante (vide Appel et al. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14251). A rede se baseia na organização supramolecular de um complexo ternário de CB[8] junto com um polímero funcionalizado com metil viologênio (MV) e um polímero funcionalizado com naftol (Np). No entanto, as redes descritas no presente documento se encontram sob a forma de hidrogéis supramoleculares. As cápsulas não são descritas nem sugeridas.

[044]Os hidrogéis são preparados por sonicação do polímero funcionalizado com MV junto com CB[8], seguida pela adição do polímero funcionalizado com Np, com uma etapa de mistura curta subsequente.

[045]Portanto, a constatação por parte dos presentes inventores que a cu- curbiturila pode ser misturada junto com os blocos de construção conectados a moléculas visitantes apropriadas para, desse modo, produzir um invólucro de material foi inesperada. A cápsula é obtenível através do uso de técnicas de preparação de gotícula fluídica e técnicas de geração de gotículas volumosas. A primeira é particularmente benéfica pelo fato de que gera gotículas tendo uma distribuição muito baixa de tamanhos, que resulta em cápsulas tendo uma distribuição muito baixa em tamanhos. Ademais, os métodos da invenção permitem um controle estrito da formação da cápsula de produto. Alterações simples na técnica de preparação de gotículas fluídicas, tais como alterações nas taxas de fluxo podem ser usadas para controlar o tamanho da cápsula obtida, o tamanho dos poros no invólucro, e a espessura do invólucro, dentre outros.

[046]As cápsulas da invenção são mostradas como sendo robustas, e são capazes de suportar temperaturas de pelo menos 100°C. As cápsulas também mantêm sua integridade em pressão reduzida.

[047]As cápsulas da invenção são adequadas para encapsular um componente. Utilizando-se as técnicas de preparação de gotículas fluídicas descritas no presente documento, um invólucro de cápsula pode ser construído na presença do componente a ser encapsulado. Portanto, em um procedimento, o invólucro pode ser formado e o componente encapsulado. Portanto, de modo vantajoso, a cápsula pode ser construída sem a necessidade de uma etapa de difusão passiva posterior após a construção da cápsula. Adicionalmente, o método de encapsulação permite altas taxas de incorporação do material na cápsula, e o refugo de material é, dessa forma, minimizado.

[048]Agora, descrever-se-á a invenção em maiores detalhes com referência a cada recurso da invenção. Cápsulas

[049]Uma cápsula da invenção compreende um invólucro de material. O material é o complexo supramolecular que é formado a partir da complexação de cu- curbiturila com blocos de construção covalentemente ligados à molécula visitante de cucurbiturila apropriada. O invólucro define um espaço interno, que pode ser referido como um espaço oco, que é adequado para manter um componente. Portanto, em uma modalidade, as cápsulas da invenção se estendem àquelas cápsulas que encapsulam um componente dentro do invólucro. O invólucro pode formar uma barreira que limita ou evita a liberação de material encapsulado.

[050]O componente pode ser liberável a partir da cápsula, através de poros que estão presentes no invólucro. Em algumas modalidades, os poros são suficien- temente pequenos para evitar que o componente seja liberado. Portanto, a rede que constitui o invólucro pode ser pelo menos parcialmente desmontada, permitindo, assim, a liberação de material a partir de dentro do invólucro. Podem-se gerar poros adicionais pela aplicação de um estímulo externo ao invólucro. Neste caso, os poros podem ser gerados através de uma ruptura do complexo visitante de cucurbiturila. Portanto, essa descomplexação cria poros através dos quais os componentes encapsulados podem ser liberados a partir de dentro do invólucro. Em algumas modalidades da invenção, o material de invólucro pode ser subsequentemente reformado pela remontagem dos componentes de invólucro.

[051]Em uma modalidade, a cápsula mantém água dentro do invólucro. A água pode ser uma solução aquosa que compreende um ou mais dos reagentes que servem para uso na preparação do invólucro supramolecular, isto é, reagentes não- reagidos. Em uma modalidade, a solução aquosa compreende cucurbiturila e/ou (1) ou (2) ou (b) uma pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas e/ou (1), (2) ou (3). Dentro do invólucro também pode estar presente uma rede que seja formada a partir da complexação dos reagentes que foram usados para gerar o invólucro.

[052]Dentro do invólucro, pode-se proporcionar um material encapsulado, que pode ser proporcionado além da água e os reagentes que servem para uso na montagem supramolecular do invólucro.

[053]Quando se diz que a cápsula encapsula um componente, compreende- se que este componente encapsulado pode estar presente dentro do espaço interno definido pelo invólucro. Em uma modalidade, o encapsulante também está presente, pelo menos parcialmente, dentro dos poros do invólucro.

[054]A presença de um componente dentro do invólucro e/ou dentro dos poros do invólucro pode ser determinada usando técnicas analíticas adequadas que sejam capazes de distinguir o material de invólucro e o encapsulante. Por exemplo, cada um entre o material de invólucro e o componente pode ter um marcador detec- tável ou uma funcionalidade adequada que seja independentemente detectável (ortogonal) ao marcador ou funcionalidade do outro. Em uma modalidade, cada um entre o invólucro e o componente tem um marcador fluorescente ortogonal. Por exemplo, um tem um marcador de rodamina e o outro tem um marcador de fluoresceína. Podem-se usar técnicas de microscopia confocal de varredura a laser para detectar independentemente a fluorescência de cada marcador, localizando, assim, cada invólucro e encapsulante. Quando os sinais de componente estiverem localizados no mesmo ponto que os sinais do invólucro, compreende-se que o componente reside dentro de um poro do invólucro.

[055]O formato genérico do invólucro, e, portanto, o formato da cápsula, não é particularmente limitado. No entanto, na prática, o formato da cápsula pode ser ditado por seu método de preparação. Nos métodos de preparação descritos no presente documento, um invólucro de cápsula pode ser preparado usando técnicas de formação de gotículas fluídicas. Tipicamente, o material de invólucro é formado no limite de uma fase discreta (ou descontínua) em uma fase contínua. Por exemplo, uma fase pode ser uma fase aquosa, e a outra pode ser uma fase imiscível em água. A região discreta pode ser uma gotícula, tendo um formato substancialmente esférico. Portanto, o invólucro formado também é substancialmente esférico.

[056]Em determinadas modalidades, uma cápsula pode ser obtida quando o invólucro tiver um formato substancialmente esférico. Esta cápsula pode ser submetida a uma etapa de secagem, que reduz a quantidade de solvente (por exemplo, água) em e ao redor da cápsula. Como resultado desta etapa, a cápsula se contrai de tamanho. Primeiramente, o invólucro mantém um formato substancialmente esférico. Após uma secagem adicional, a esfera de cápsula pode se colapsar parcial ou completamente nela mesma. A integridade estrutural da cápsula é mantida e o invólucro simplesmente se altera para acomodar as alterações no volume interno. Portanto, as cápsulas da invenção incluem aquelas cápsulas onde o invólucro é uma esfera pelo menos parcialmente colapsada.

[057]Dada a formação do invólucro de cápsula no limite da região discreta (por exemplo, uma gotícula), referências às dimensões de uma gotícula também podem ser tomadas como referências à dimensão da cápsula. O invólucro de cápsula pode se formar antes de uma etapa de secagem.

[058]Os inventores estabeleceram que as cápsulas que se contraíram, por exemplo, pela dessolvatação, podem ser subsequentemente retornadas a seu formato substancialmente esférico original, por exemplo, ressolvatando-se a cápsula.

[059]O formato de uma cápsula pode ser determinado pela simples observação da cápsula formada usando um microscópio, tal como um microscópio de campo claro, microscópio eletrônico de varredura ou microscópio eletrônico de transmissão. Onde o material de invólucro compreende um marcador, a detecção do marcador através do invólucro revelará o formato da cápsula. Por exemplo, onde o marcador for um marcador fluorescente, pode-se usar o microscópio confocal de varredura a laser para localizar o material de invólucro e seu formato.

[060]O tamanho da cápsula não é particularmente limitado. Em uma modalidade, a cápsula é uma microcápsula e/ou uma nanocápsula.

[061]Em uma modalidade, cada cápsula tem um tamanho médio de pelo menos 0,1, 0,2, 0,5, 0,7, 1, 5, 10, 20, 30, 40, 50, 100 ou 200 μm de diâmetro.

[062]Em uma modalidade, cada cápsula tem um tamanho médio de no máximo 400, 200, 100, 75 ou 50 μm de diâmetro.

[063]Em uma modalidade, o tamanho de cápsula se encontra em uma faixa onde os diâmetros mínimo e máximo são selecionados a partir das modalidades anteriores. Por exemplo, o tamanho de cápsula se encontra na faixa de 10 a 100 μm de diâmetro.

[064]O tamanho médio se refere à média numérica de diâmetros medidos para uma amostra de cápsulas. Tipicamente, pelo menos 5 cápsulas na amostra são medidas. Uma medição em corte transversal é tomada a partir das bordas mais externas do invólucro.

[065]O corte transversal de uma cápsula pode ser determinado usando uma simples análise microscópica das cápsulas formadas. Por exemplo, as cápsulas formadas podem ser colocadas em uma lâmina de microscópio e as cápsulas analisadas. Alternativamente, o tamanho de cápsula pode ser medido durante o processo de preparação, por exemplo, à medida que as cápsulas são formadas em um canal de um dispositivo fluídico (isto é, em linha).

[066]A medição do corte transversal também pode ser obtida usando técnicas relacionadas à detecção de um marcador detectável ou funcionalidade presente dentro do material de invólucro. Conforme supramencionado em relação à detecção e à localização do componente encapsulado, o material de invólucro pode compreender um marcador fluorescente que pode ser detectado por técnicas de microsco- pia confocal de varredura a laser. A presença de múltiplos marcadores dentro e ao redor do invólucro de cápsula permite que o formato de corte transversal seja determinado, e o maior corte transversal medido.

[067]No método de preparação descrito no presente documento, uma cápsula é preparada usando uma técnica de geração de gotículas fluídicas. O invólucro de cápsula é formado em uma gotícula, que é criada em um canal de um dispositivo de geração de gotículas fluídicas, no limite da fase aquosa da gotícula com a fase contínua. Portanto, o tamanho da cápsula é substancialmente igual àquele da gotícula.

[068]Os presentes inventores estabeleceram que as cápsulas da invenção podem ser preparadas com uma baixa distribuição de tamanho. Isto é particularmente vantajoso, visto que um grande número de cápsulas pode ser preparado, cada um com características físicas e químicas previsíveis.

[069]Em uma modalidade, o diâmetro de cápsula tem um desvio padrão relativo (DPR) de no máximo 0,5%, no máximo 1%, no máximo 1,5%, no máximo 2%, no máximo 4%, no máximo 5%, no máximo 7%, ou no máximo 10%.

[070]O desvio padrão relativo é calculado a partir do desvio padrão dividido pela média numérica e multiplicado por 100. O tamanho da cápsula se refere ao maior corte transversal da cápsula, em qualquer seção. O corte transversal de uma cápsula substancialmente esférica é o diâmetro.

[071]O invólucro define uma cavidade interna que seja adequada para encapsular um componente. O tamanho do espaço interno corresponderá, em geral, ao tamanho da própria cápsula. Portanto, a dimensão, por exemplo, o diâmetro, do espaço interno pode ser selecionado a partir de qualquer um dos valores de diâmetro dados acima para o próprio invólucro.

[072]Quando o tamanho da cápsula for medido, o diâmetro se refere à distância a partir da borda mais externa até a borda mais externa do material de invólucro de dois pontos opostos, conforme supramencionado. Quando o tamanho do espaço interno for medido, o diâmetro se refere à distância a partir da borda mais interna até a borda mais interna do material de invólucro de dois pontos opostos.

[073]Os inventores estabeleceram técnicas que permitem que as bordas externas e internas do invólucro sejam determinadas. Por exemplo, a presença de um marcador detectável dentro do material de invólucro permite que as bordas mais externas e as bordas mais internas do invólucro sejam determinadas. Se essas bordas puderem ser detectadas, a espessura do invólucro pode ser determinada.

[074]Tipicamente, o diâmetro conforme medido a partir da borda mais externa até a borda mais externa não é significativamente diferente do diâmetro conforme medido a partir da borda mais interna até a borda mais interna. A diferença é a espessura do invólucro nos dois pontos opostos.

[075]Em uma modalidade, o invólucro tem uma espessura de pelo menos 0,02, pelo menos 0,05, pelo menos 0,1, pelo menos 0,5, pelo menos 1,0, pelo menos 2,0 ou pelo menos 5,0 μm.

[076]Conforme notado previamente, o invólucro tem poros. Em uma modalidade, os poros podem ser de um tamanho para permitir a passagem de material através dos mesmos. Por exemplo, os componentes encapsulados dentro da cápsula podem passar através dos poros do invólucro a ser liberado a partir da cápsula. De modo oposto, os poros podem ter um tamanho suficiente para permitir que os componentes passem no espaço interno do invólucro, e, assim, se tornem encapsulados. Isto pode ser referido como uma etapa de encapsulação de difusão passiva. Essa técnica pode ser usada para proporcionar uma cápsula tendo um encapsulante dentro da mesma. Conforme descrito no presente documento, os presentes inventores proporcionaram métodos alternativos para a encapsulação de material na etapa de preparação do invólucro. Esses métodos permitem um carregamento mais eficiente da cápsula com material, visto que o material é totalmente encapsulado dentro do invólucro.

[077]Em uma modalidade, os poros podem ter um tamanho que seja tão pequeno para permitir a passagem de material através dos mesmos. Por exemplo, pode-se evitar que os componentes encapsulados dentro da cápsula passem através dos poros do invólucro, e, portanto, não podem ser liberados a partir da cápsula. Esse material pode ser liberado a partir da cápsula, por exemplo, rompendo-se os complexos de cucurbiturila que mantêm o invólucro. Desta forma, a ruptura do invólucro cria poros maiores através dos quais o material pode passar.

[078]Acredita-se que o tamanho de poro possa ser aumentado mediante a solvatação de uma cápsula previamente dessolvatada. À medida que a cápsula se contrai, a porosidade da cápsula pode diminuir à medida que o material de invólucro se dobra, bloqueando, assim, pelo menos parcialmente alguns dos poros.

[079]O tamanho de um poro pode ser experimentalmente estimado usando uma faixa de componentes encapsulados tendo um corte transversal diferente, tal como um diâmetro diferente. O corte transversal pode ser conhecido ou pode ser previsto com base em um entendimento da configuração provável do componente. O tamanho de poro pode ser determinado com base em quais componentes são liberados a partir da cápsula e aqueles que não são.

[080]O corte transversal, tipicamente, o diâmetro, de um componente pode ser previsto com base no raio de giração calculado para cada componente encapsulado. Esses cálculos são mais adequados para determinar o tamanho de partículas globulares pequenas, e podem ser usados em relação a sistemas poliméricos, tais como polipeptídeos, polinucleotídeos e polissacarídeos. Os métodos para o cálculo do raio de giração são descritos em Andrieux et al. Analytical Chemistry 2002, 74, 5217, que se encontra aqui incorporado a título de referência.

[081]Uma cápsula que compreende um componente encapsulado pode ser preparada usando os métodos descritos no presente documento. Uma vez que a cápsula (com encapsulante) for preparada, a cápsula e suas adjacências aquosas podem ser analisadas para perda de material a partir de dentro do invólucro para fora até a fase aquosa externa. Os compostos encapsulados podem ter um marcador analítico para auxiliar a detecção. Marcadores adequados incluem marcadores fluorescentes que são detectáveis usando técnicas de microscopia de fluorescência padrão.

[082]Em uma modalidade, os compostos de dextrano de peso molecular diferente podem ser usados como compostos de teste para determinar o tamanho de poro de uma cápsula formada. O dextrano pode ser marcado, e, de preferência, com um marcador fluorescente.

[083]Os compostos de dextrano de peso molecular diferente se encontram prontamente disponíveis a partir de fontes comerciais, incluindo, por exemplo, Sigma Aldrich. Os dextranos tendo um peso molecular médio de 1.000 a 500.000 estão disponíveis. O dextrano com um peso molecular de 70 kDa tem um raio de giração de aproximadamente 8 nm, enquanto o dextrano com um peso molecular de 150 kDa tem um raio de giração de aproximadamente 11 nm (vide Granath Journal of Colloid Science 1958, 13, 308). Os compostos de dextrano tendo um marcador fluorescente, tal como isotiocianato de fluoresceína, também se encontram disponíveis a partir de fontes comerciais, incluindo, novamente, Sigma Aldrich.

[084]Em uma modalidade, o tamanho de poro é no máximo 20, no máximo 15, no máximo 10, no máximo 5, no máximo 1 ou no máximo 0,5 μm.

[085]Em uma modalidade, o tamanho de poro é no máximo 500, no máximo 200, no máximo 100, no máximo 50, ou no máximo 20 nm.

[086]Em uma modalidade, o tamanho de poro é pelo menos 0,5, pelo menos 1, ou pelo menos 5 nm.

[087]Em uma modalidade, o tamanho de poro se encontra em uma faixa onde os tamanhos de poro mínimo e máximo são selecionados a partir das modalidades anteriores. Por exemplo, o tamanho de poro se encontra na faixa de 1 a 20 nm.

[088]Como uma alternativa ao dextrano, podem-se usar padrões de proteína. Como uma alternativa aos compostos marcados descritos anteriormente, também é possível detectar o composto liberado a partir da cápsula usando espectros- copia, ou eletroforese de gel de proteína (para padrões de proteína).

[089]A área superficial, a porosidade e o tamanho de poro também podem ser determinados experimentalmente usando técnicas de absorção de gás BET.

[090]Conforme esperado, o tamanho de poro do invólucro é influenciado pela quantidade de cucurbiturila presente na composição complexável a partir da qual a cápsula pode ser preparada. Acredita-se que aumentar a quantidade de cucurbitu- rila presente na composição complexável aumente a quantidade de reticulação com a rede, reduzindo, assim, o tamanho dos poros no material de invólucro formado.

[091]O invólucro de cápsula pode compreender uma ou mais camadas de material. As camadas do material podem ser ligadas, por exemplo, por um complexo supramolecular ternário de cucurbiturila com uma primeira molécula visitante presen te em uma camada e uma segunda molécula visitante presente em uma segunda camada. Adicional, ou alternativamente, as camadas do material podem ser ligadas por um primeiro bloco de construção tendo uma pluralidade de moléculas visitantes, onde uma molécula visitante forma um complexo ternário com uma cucurbiturila e outra molécula visitante presente em uma primeira camada, e outra molécula visitante forma um complexo ternário com uma cucurbiturila e outra molécula visitante presente em uma segunda camada. Nessas modalidades, o invólucro pode ser visto como uma malha estendendo-se em três dimensões. Embora o invólucro possa ter uma profundidade de material, tal como uma espessura descrita no presente documento, compreende-se que a formação do invólucro proporcionará, todavia, um espaço interno no qual um componente pode residir. Portanto, não se pretende que a presente invenção abranja partículas não tendo espaço interno.

[092]Alternativamente, o invólucro de cápsula pode compreender uma pluralidade de camadas concêntricas de material de rede que não sejam interligadas. Em qualquer dessas modalidades, a referência ao tamanho de cápsula se refere ao corte transversal do invólucro mais externo.

[093]Conforme discutido anteriormente, o material de invólucro pode incluir marcadores detectáveis ou funcionalidades detectáveis.

[094]Uma funcionalidade detectável é uma funcionalidade de um componente de invólucro de cápsula tendo uma característica que seja detectável em relação às características que estão presentes em outros componentes da cápsula, ou até mesmo outras funcionalidades do mesmo componente. A funcionalidade detectável pode se referir a um grupo químico particular que produz um sinal exclusivo, por exemplo, em análise IR, UV-VIS, NMR ou Raman. A funcionalidade pode ser um elemento radioativo.

[095]Tipicamente, uma parte do material de invólucro ou do encapsulante é dotada de um marcador detectável, visto que a introdução de um marcador escolhi- do permite o uso de técnicas que sejam mais apropriadas para a propriedade que deve ser medida. Descrevem-se blocos de construção tendo marcadores detectá- veis fluorescentes. Descrevem-se, também, blocos de construção que sejam capazes de proporcionar um efeito de ressonância acentuado em superfície.

[096]O invólucro pode ter uma funcionalidade adicional em suas superfícies interna e/ou externa. Descrevem-se blocos de construção tendo uma funcionalidade para aperfeiçoar a solubilidade, auxiliar a detecção, funcionalidade reativa para uma elaboração futura do invólucro, e catálise, dentre outros.

[097]O invólucro de cápsula da invenção é estável e pode ser armazenado sem perda da estrutura do invólucro. Portanto, a integridade do invólucro permite que a cápsula seja usada como um recipiente de armazenamento para um encapsu- lante. As cápsulas da invenção são termicamente estáveis e o invólucro é conhecido por manter sua integridade pelo menos até 100°C. As cápsulas da invenção também são estáveis em pressões reduzidas (isto é, abaixo da pressão ambiente). O invólucro é conhecido por manter sua integridade até pelo menos 20 Pa.

[098]As cápsulas da invenção têm uma vida de prateleira longa. Os presentes inventores confirmaram que a integridade estrutural é mantida durante pelo menos 10 meses.

[099]A integridade estrutural do invólucro se deve, em parte, devido à resistência do complexo visitante-hospedeiro de cucurbiturila, que será descrito em maiores detalhes abaixo.

Recursos adicionais ou alternativos da cápsula

[0100]O invólucro de cápsula tem poros. A porosidade é ajustável por alterações apropriadas na estequiometria dos reagentes usados para formar a cápsula. Aumentar a reticulação entre os blocos de construção reduzirá o tamanho dos poros na cápsula. Alternativamente, os blocos de construção podem ser selecionados a fim de proporcionar um material de invólucro que tenha uma porosidade aumentada ou reduzida. Quando um encapsulante com tamanho relativamente pequeno precisar ser encapsulado, a cápsula é preparada com poros de diâmetro relativamente pequeno, para, desse modo, limitar ou evitar perdas do encapsulante para fora do invólucro. Quando um encapsulante relativamente grande precisar ser encapsulado, o tamanho de poro pode ser maior.

[0101]Conforme notado anteriormente, o invólucro pode ter uma funcionalidade adicional em suas superfícies interna e/ou externa. Em algumas modalidades, a funcionalidade é proporcionada para uma funcionalização química posterior do invólucro de cápsula, por exemplo, como um sítio de reação para ligação a um composto tendo uma reatividade particularmente desejável.

[0102]Em uma modalidade, o invólucro tem um grupo funcional químico disponível para reação na superfície externa e/ou interna da cápsula. O grupo funcional químico é selecionado a partir do grupo que consiste em hidroxila, amina (de preferência, amina primária e secundária), carbóxi, tiol, éster, tioéster, carbonato, uretano, e tioureia.

[0103]Em uma modalidade, o invólucro é ligado a um composto funcional.

[0104]Em uma modalidade, o composto funcional é um marcador analítico para auxiliar a detecção e a quantificação da cápsula. Isto é descrito na seção anterior.

[0105]O composto funcional pode ser catalítico (incluindo enzimático), anti- fúngico, herbicida, ou antigênico.

[0106]O composto funcional pode ter propriedades de adesão superficial. Essa funcionalidade pode ser usada para fixar a cápsula a uma superfície, seja co- valentemente ou não-covalentemente.

[0107]Os compostos funcionais podem ser capazes de se ligar (ou sequestrar) a um composto ou íon. Essa funcionalidade pode ser de assistência em purificação, tal como filtragem, e para a captura de elementos e compostos tóxicos e não- tóxicos.

[0108]Em uma modalidade, o composto funcional é uma biomolécula.

[0109]Em uma modalidade, o composto funcional é um polipeptídeo, um po- lissacarídeo, um polinucleotídeo, ou um lipídeo.

[0110]Exemplos de polipeptídeos incluem enzimas, anticorpos, hormônios e receptores.

[0111]A funcionalidade pode ser introduzida no invólucro pela escolha apropriada de um material de bloco de construção. Portanto, quando o bloco de construção for um polímero, uma funcionalidade adequada pode ser incorporada nos mo- nômeros do polímero, sendo que tal monômero pode estar presentes na cadeia principal do polímero, ou em uma cadeia lateral. Quando o bloco de construção for uma partícula, a superfície de tal partícula pode ser adequadamente funcionalizada.

[0112]Quando uma molécula funcional estiver presentes em uma superfície do invólucro, esta molécula pode ser adicionada após a cápsula ser formada. As moléculas funcionais podem ser ligadas ao invólucro usando um grupo funcional químico que tenha sido introduzido para este propósito.

[0113]A princípio, a cucurbiturila pode ter uma funcionalidade que esteja disponível para reação. No entanto, isto pode ser menos preferencial.

[0114]Quando necessário, grupos de proteção apropriados podem ser usados para proteger a funcionalidade durante o procedimento de preparação de cápsula. Os grupos de proteção podem ser removidos posteriormente, conforme e quando necessário.

Complexo

[0115]O invólucro de cápsula compreende uma rede que é mantida por uma algema supramolecular. O complexo que forma esta algema supramolecular se baseia em uma cucurbiturila que hospeda um visitante (complexo binário) ou dois visitantes (complexo ternário). A cucurbiturila forma uma ligação não-covalente a cada visitante. Os presentes inventores estabeleceram que os complexos de cucurbiturila são prontamente formados e proporciona ligações não-covalentes robustas entre os blocos de construção. A formação do complexo é tolerante de muitas funcionalidades dentro dos blocos de construção. Um dos presentes inventores demonstrou que as redes de polímero podem ser preparadas usando uma algema de cucurbiturila. No entanto, até agora, descreveu-se a formação de estruturas de polímero precisas, tais como cápsulas, usando cucurbiturila.

[0116]Em uma modalidade, o invólucro é uma rede tendo uma pluralidade de complexos, em que cada complexo compreende cucurbiturila que hospeda uma primeira molécula visitante e uma segunda molécula visitante. A primeira e a segunda moléculas visitantes são covalentemente ligadas a um primeiro bloco de construção, ou a um primeiro bloco de construção e a um segundo bloco de construção.

[0117]Quando o complexo compreender dois visitantes dentro da cavidade de cucurbiturila, a constante de associação, Ka, para tal complexo é pelo menos 103 M-2, pelo menos 104 M-2, pelo menos 105 M-2, pelo menos 106 M-2, pelo menos 107 M-2, pelo menos 108 M-2, pelo menos 109 M-2, pelo menos 1010 M-2, pelo menos 1011 M-2, ou pelo menos 1012 M-2.

[0118]Quando uma cucurbiturila hospedar duas moléculas visitantes, as moléculas visitantes podem ser iguais ou podem ser diferentes. Uma cucurbiturila que seja capaz de hospedar duas moléculas visitantes também pode ser capaz de formar um complexo binário estável com um único visitante. Acredita-se que a formação de um complexo visitante-hospedeiro ternário proceda através de um complexo binário intermediário. Dentro do invólucro, pode estar presente um complexo binário formado entre uma molécula visitante e uma cucurbiturila. O complexo binário pode ser considerado como um complexo ternário parcialmente formado que ainda não formou uma ligação não-covalente à outra molécula visitante.

[0119]Em uma modalidade, o invólucro é uma rede tendo uma pluralidade de complexos, em que cada complexo compreende cucurbiturila hospedando uma mo-lécula visitante, e cada cucurbiturila é covalentemente ligada a pelo menos outra cu- curbiturila. As moléculas visitantes são covalentemente ligadas a um primeiro bloco de construção, ou a um primeiro bloco de construção e a um segundo bloco de construção.

[0120]Quando o complexo compreender um visitante dentro da cavidade de cucurbiturila, a constante de associação, Ka, para tal complexo é pelo menos 103 M1, de pelo menos 104 M-1, de pelo menos 105 M-1, de pelo menos 106 M-1, de pelo menos 107 M-1, de pelo menos 108 M-1, de pelo menos 109 M-1, de pelo menos 1010 M-1, de pelo menos 1011 M-1, ou de pelo menos 1012 M-1.

[0121]Em uma modalidade, o visitante é um composto capaz de formar um complexo que tenha uma constante de associação na faixa de 104 a 107 M-1.

[0122]Em uma modalidade, a formação do complexo é reversível. A des- complexação do complexo para separar o visitante ou visitantes pode ocorrer em resposta a um estímulo externo, incluindo, por exemplo, um composto visitante competidor. Essa descomplexação pode ser induzida a fim de proporcionar poros adicionais ou maiores na cápsula através dos quais um material encapsulado pode passar.

[0123]Conforme notado anteriormente em relação ao invólucro de cápsula, o complexo de cucurbiturila com um ou dois visitantes é a ligação não-covalente que liga e/ou interliga os blocos de construção para formar uma rede supramolecular de material. O complexo é termicamente estável e não se separa em pressão reduzida, conforme explicado para o invólucro.

Rede

[0124]A formação de um complexo supramolecular serve para ligar e/ou interligar os blocos de construção, formando, assim, uma rede de material. Esta é o invólucro de cápsula.

[0125]Dois tipos de rede são proporcionados. O primeiro tipo se baseia na formação de uma pluralidade de complexos ternários, sendo que cada complexo compreende um hospedeiro de cucurbiturila com uma primeira molécula visitante e uma segunda molécula visitante. O segundo tipo se baseia na formação de uma pluralidade de complexos binários, sendo que cada complexo compreende um hospedeiro de cucurbiturila com uma primeira molécula visitante. Neste segundo tipo, cada cucurbiturila é covalentemente ligada a pelo menos outra cucurbiturila. Esses tipos de rede podem ser combinados com um invólucro.

[0126]Quando um bloco de construção for dotado de uma pluralidade de moléculas visitantes, todas as moléculas visitantes não precisam participar de um complexo com cucurbiturila. Quando a rede se basear em uma ligação entre estruturas ternárias, uma molécula visitante de um bloco de construção pode estar em um complexo binário com uma cucurbiturila. O complexo binário pode ser considerado como um complexo ternário parcialmente formado que ainda não foi combinado com uma molécula visitante adicional para gerar a forma ternária.

[0127]Ao longo da descrição, as referências são feitas a um bloco de construção, um primeiro bloco de construção e a um segundo bloco de construção. Compreende-se que uma referência a isto consiste em uma referência a uma coleção das moléculas individuais, partículas, polímeros etc. que são os blocos de construção. Quando uma referência for destinada a uma molécula de bloco de construção individual, partícula etc. o termo “único” é usado em referência aos blocos de construção, por exemplo, um único primeiro bloco de construção.

[0128]As redes descritas abaixo são as redes básicas que são obteníveis a partir das composições descritas. Compreende-se que a presente invenção se estende a redes mais complexas que sejam obteníveis a partir de composições que compreendem blocos de construção adicionais. Rede de complexos ternários baseada em cucurbiturila

[0129]Esta rede é obtenível a partir da montagem de uma primeira molécula visitante e de uma segunda molécula visitante juntas com um hospedeiro de cucurbi- turila. As moléculas visitantes podem ser proporcionadas em um ou dois (ou mais) blocos de construção conforme descrito abaixo.

[0130]Em uma modalidade, uma rede é obtenível ou obtida a partir da com- plexação de uma composição que compreende uma cucurbiturila, um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes de cucurbiturila e um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de segundas moléculas visitantes de cucurbiturila, em que uma primeira molécula visitante e uma segunda molécula visitante juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário.

[0131]O complexo ternário serve para ligar não-covalentemente o primeiro e o segundo blocos de construção. Um único primeiro bloco de construção pode formar uma pluralidade de ligações não-covalentes a uma pluralidade de segundo blocos de construção. De modo similar, um único segundo bloco de construção pode formar uma pluralidade de ligações não-covalentes a uma pluralidade de primeiros blocos de construção. Desta forma, estabelece-se uma rede de material.

[0132]Nota-se que em algumas modalidades, a primeira e a segunda moléculas visitantes podem ser idênticas. Portanto, o primeiro e o segundo blocos de construção podem diferir em suas composições. Em algumas modalidades, o primeiro e o segundo blocos de construção podem ser idênticos. Neste caso, a primeira e a segunda moléculas visitantes são diferentes.

[0133]Mostra-se abaixo uma estrutura esquemática de uma rede básica formada entre a cucurbiturila, um único primeiro bloco de construção e dois púnicos segundos blocos de construção. Nos diagramas esquemáticos incluídos neste texto, as moléculas visitantes são retratadas como retângulos que são covalentemente ligados (linha vertical) a um bloco de construção (linha horizontal). A linha vertical pode retratar uma ligação covalente direta ou um ligante ao bloco de construção. O bloco de construção pode ser uma molécula polimérica, uma partícula ou similares, conforme descrito no presente documento.

[0134]No diagrama esquemático abaixo, algumas das primeiras moléculas visitantes (retângulos não-sombreados) do primeiro bloco de construção estão no complexo com hospedeiros de cucurbiturila (barris) e as segundas moléculas visitantes (retângulos sombreados) dos segundos blocos de construção.

[0135]Fica aparente que nem todas as moléculas visitantes presentes participam de um complexo na rede final. Cada um dos primeiros e segundos blocos de construção pode formar complexos com outros segundos e primeiros blocos de construção, respectivamente. As moléculas visitantes são sombreadas para facilidade de compreensão. No entanto, conforme explicado no presente documento, as moléculas visitantes dos primeiros e segundos blocos de construção podem ser as mesmas.

[0136]Em uma modalidade alternativa, uma rede é obtenível ou obtida a partir da complexação de uma composição que compreende uma cucurbiturila e um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes de cucurbiturila e uma pluralidade de segundas moléculas visitantes de cucurbiturila, em que uma primeira e uma segunda molécula visitante juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário.

[0137]O complexo ternário serve para ligar link e/ou interligar não- covalentemente o primeiro bloco de construção. Um único primeiro bloco de construção pode formar uma pluralidade de ligações não-covalentes a uma pluralidade de outros primeiros blocos de construção. Adicional, ou alternativamente, um único primeiro bloco de construção pode formar uma pluralidade de interligações não- covalentes com ele mesmo, para, desse modo, reticular o único primeiro bloco de construção.

[0138]Como antes, a primeira e a segunda moléculas visitantes podem ser idênticas.

[0139]Mostra-se abaixo uma estrutura esquemática de uma rede básica formada entre cucurbiturila e dois únicos primeiros blocos de construção cada um tendo uma pluralidade de primeiras e segundas moléculas visitantes. Algumas das primeiras moléculas visitantes (retângulos não-sombreados) do primeiro bloco de construção estão no complexo com hospedeiros de cucurbiturila (barris) e segundas moléculas visitantes (retângulos sombreados) de outro primeiro bloco de construção. Pode-se observar a partir da rede ilustrada que um primeiro bloco de construção pode formar complexos intramoleculares, reticulando, assim, um único primeiro bloco de construção.

[0140]Fica aparente que nem todas as moléculas visitantes presentes precisam participar de um complexo na rede final. Cada um dos primeiros blocos de construção pode formar complexos com outros primeiros blocos de construção, ou com outras partes do mesmo bloco de construção. Conforme explicado no presente documento, as primeiras e segundas moléculas visitantes podem ser as mesmas.

[0141]Opcionalmente, a composição compreende, ainda, um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma ou mais terceiras moléculas visitantes de cucurbiturila, uma ou mais quartas moléculas visitantes de cucurbiturila ou ambas, em que uma terceira e uma quarta moléculas juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário, ou a primeira e a quarta moléculas visitantes juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário, ou a segunda e terceira moléculas visitantes juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante- hospedeiro ternário.

[0142]Quando o segundo bloco de construção for dotado de uma pluralidade de terceiras e quartas moléculas visitantes, o complexo ternário serve para ligar e/ou interligar não-covalentemente o segundo bloco de construção. Um único segundo bloco de construção pode formar uma pluralidade de ligações não-covalentes a uma pluralidade de outros segundos blocos de construção. Adicional, ou alternativamente, um único segundo bloco de construção pode formar uma ou mais interligações não-covalentes com ele mesmo, para, desse modo, reticular, o único segundo bloco de construção.

[0143]As terceiras e quartas moléculas visitantes podem ser adequadas para formar complexos com as primeiras e segundas moléculas visitantes do primeiro bloco de construção. Em uma modalidade, as primeiras e terceiras moléculas visitantes são as mesmas. Em uma modalidade, as segundas e quartas moléculas visitantes são as mesmas. No presente documento, o complexo ternário serve para ligar não-covalentemente os primeiros e segundo blocos de construção, por exemplo, através de um complexo das primeiras e quartas moléculas visitantes e/ou através de um complexo das segundas e terceiras moléculas visitantes.

[0144]Portanto, um único primeiro bloco de construção pode formar uma pluralidade de ligações não-covalentes a uma pluralidade de segundos blocos de construção. De modo similar, um único segundo bloco de construção pode formar uma pluralidade de ligações não-covalentes a uma pluralidade de primeiros blocos de construção. Desta forma, estabelece-se uma rede de material. Os blocos de construção também podem formar ligações não-covalentes intermoleculares conforme descrito previamente.

[0145]Quando um segundo bloco de construção for covalentemente ligado a uma ou mais terceiras moléculas visitantes ou uma ou mais quartas moléculas visitantes, as primeiras e quartas moléculas juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário, e as segundas e terceiras moléculas juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário. Portanto, o complexo ternário serve para ligar não- covalentemente o segundo bloco de construção ao primeiro bloco de construção.

[0146]Mostra-se abaixo uma estrutura esquemática de uma rede básica formada entre cucurbiturila, três únicos primeiros blocos de construção cada um tendo uma pluralidade de primeiras e segundas moléculas visitantes, e dois segundos blocos de construção cada um tendo uma pluralidade de terceiras e quartas moléculas visitantes. Algumas das primeiras moléculas visitantes (retângulos não-sombreados) do primeiro bloco de construção estão no complexo com hospedeiros de cucurbituri- la (barris) e as segundas moléculas visitantes (retângulos sombreados) de outro primeiro bloco de construção. Algumas das terceiras moléculas visitantes (retângulos parcialmente sombreados) do segundo bloco de construção estão no complexo com hospedeiros de cucurbiturila (barris) e as quartas moléculas visitantes (retângulos tracejados) de outro segundo bloco de construção. Uma primeira molécula visitante do primeiro bloco de construção está no complexo com um hospedeiro de cucurbitu- rila e uma quarta molécula visitante (retângulos tracejados) de um segundo bloco de construção. Uma segunda molécula visitante do primeiro bloco de construção está no complexo com um hospedeiro de cucurbiturila e uma terceira molécula visitante de um segundo bloco de construção.

[0147]As primeiras e terceiras moléculas visitantes podem ser as mesmas. As segundas e quartas moléculas visitantes podem ser as mesmas.

[0148]Um segundo bloco de construção pode ser covalentemente ligado a uma molécula visitante (que pode ser uma terceira ou uma quarta molécula visitante). Nesta modalidade, o segundo bloco de construção não é capaz de formar uma pluralidade de ligações a outros blocos de construção. Como tal, o bloco de construção não contribuiria para a formação de reticulações dentro da rede. No entanto, o segundo bloco de construção pode ser proporcionado a fim de introduzir na rede uma característica física ou química particular que é possuída pelo segundo bloco de construção. Por exemplo, o segundo bloco de construção pode compreender um marcador detectável ou um grupo funcional, tal como um grupo solubilizante. Portanto, a incorporação do segundo bloco de construção na rede permite a modificação das características físicas ou químicas da rede geral.

[0149]Mostra-se abaixo uma estrutura esquemática de uma rede básica formada entre cucurbiturila, dois únicos primeiros blocos de construção cada um tendo uma pluralidade de primeiras e segundas moléculas visitantes, e incluindo também um único segundo bloco de construção, que é covalentemente ligado a uma quarta molécula visitante, e um marcador detectável. Algumas das primeiras moléculas visitantes (retângulos não-sombreados) do primeiro bloco de construção estão no complexo com hospedeiros de cucurbiturila (barris) e segundas moléculas visitantes (retângulos sombreados) de outro primeiro bloco de construção. Uma primeira molécula visitante do primeiro bloco de construção está no complexo com um hospedeiro de cucurbiturila e uma quarta molécula visitante. O marcador detectável (círculo parcialmente sombreado) pode ser proporcionado a fim de permitir a identificação da rede resultante.

Rede de complexos binários baseada em uma pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas

[0150]Esta rede é obtenível a partir da montagem de uma primeira molécula visitante junto com um hospedeiro de cucurbiturila, sendo que tal hospedeiro é cova- lentemente ligado a uma ou mais outras cucurbiturilas. As moléculas visitantes podem ser proporcionadas em um, ou dois (ou mais) blocos de construção conforme descrito no presente documento.

[0151]As cucurbiturilas covalentemente ligadas servem para ligar as moléculas de bloco de construção através da pluralidade de complexos que são formados dentro de cada uma das cucurbiturilas covalentemente ligadas.

[0152]Mostra-se abaixo uma estrutura esquemática de uma rede básica for- mada entre uma pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas e dois únicos primeiros blocos de construção cada um tendo uma pluralidade de primeiras molécu-las visitantes. Algumas das primeiras moléculas visitantes (retângulos não- sombreados) de cada único primeiro bloco de construção estão em um complexo binário com hospedeiros de cucurbiturila (barril). As cucurbiturilas são ligadas, para, desse modo, formar uma ligação entre cada um dos primeiros blocos de construção.

[0153]Fica aparente que nem todas as moléculas visitantes presentes precisam participar de um complexo na rede final. Cada um dos únicos primeiros blocos de construção pode formar complexos com outros primeiros blocos de construção respectivamente, ou pode formar uma reticulação intramolecular com outra porção do mesmo bloco de construção. Conforme explicado no presente documento, as moléculas visitantes dos primeiros e segundos blocos de construção podem ser as mesmas. Na estrutura esquemática anterior, um dos primeiros blocos de construção pode ser substituído por um segundo bloco de construção que é covalentemente ligado a uma segunda molécula visitante. A segunda molécula visitante é aquela capaz de formar um complexo binário com a cucurbiturila. A segunda molécula visitante pode ser a mesma da primeira molécula visitante.

[0154]Na estrutura esquemática, duas cucurbiturilas são mostradas ligadas juntas. A presente invenção abrange o uso de sistemas onde mais de duas cucurbi- turilas são ligadas juntas. Por exemplo, múltiplas cucurbiturilas podem ser pendentes a uma molécula polimérica.

Rede de complexos ternários baseada em uma pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas

[0155]Ficará aparente a partir da descrição das redes acima, que cada um dos hospedeiros de cucurbiturila na pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas pode ser adequado para formar complexos ternários. Portanto, a pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas pode ser usada ao invés da cucurbiturila descrita para uso na rede de complexos ternários baseados em cucurbiturila.

[0156]Mostra-se abaixo uma estrutura esquemática de uma rede básica formada entre uma pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas, dois únicos primeiros blocos de construção cada um tendo uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes, e dois únicos segundos blocos de construção cada um tendo uma pluralidade de segundas moléculas visitantes. Algumas das primeiras moléculas visitantes (retângulos não-sombreados) do primeiro bloco de construção estão em um complexo terciário com um hospedeiro de cucurbiturila (barril) e as segundas moléculas visitantes (retângulos sombreados) do segundo bloco de construção. As cu- curbiturilas são ligadas, para, desse modo, formar uma ligação entre cada um dos primeiros e segundos blocos de construção.

[0157]Como antes, as primeiras e segundas moléculas visitantes pode ser as mesmas. Cada um dos primeiros e segundos blocos de construção pode formar complexos com outros segundos e primeiros blocos de construção respectivamente. Outras permutações são possíveis, por exemplo, onde a pluralidade de cucurbituri- las covalentemente ligadas tiver mais de duas cucurbiturilas.

Outras redes

[0158]Descrevem-se abaixo redes básicas da invenção que são obtidas ou obteníveis a partir das composições descritas. Ficará claro a um indivíduo versado na técnica que as composições descritas podem incluir blocos de construção adicionais, por exemplo, terceiros e quartos blocos de construção, cada um ligado a uma ou mais moléculas visitantes de cucurbiturila. A presente invenção também cobre as cápsulas onde o invólucro compreende uma mistura de qualquer uma das redes descritas acima. Essas são obteníveis a partir de composições que compreendem uma seleção apropriada de cucurbiturila, cucurbiturilas covalentemente ligadas, primeiro bloco de construção e segundo bloco de construção conforme apropriado.

[0159]A invenção também se refere a uma cápsula tendo um invólucro que consiste m uma rede que compreende cucurbiturilas diferentes. As cucurbiturilas diferentes podem ser escolhidas a fim de obter uma rede que se baseia em complexo ternários e binários. As cucurbiturilas diferentes podem ser escolhidas a fim de gerar redes que resultam a partir da complexação seletiva de cada cucurbiturila para moléculas visitantes diferentes, que podem estar presentes nos mesmos ou em blocos de construção diferentes.

Cucurbiturila

[0160]A presente invenção proporciona o uso de cucurbiturila como uma algema supramolecular para ligar e/ou reticular blocos de construção. A cucurbiturila pode ser usada para formar complexos ternários com primeiras e segundas moléculas visitantes presentes em um ou mais blocos de construção. A formação desses complexos liga blocos de construção individuais para, desse modo, formar uma rede de material. Esta rede é o invólucro da cápsula.

[0161]Adicional, ou alternativamente, proporciona-se uma pluralidade de cu- curbiturilas covalentemente ligadas e cada cucurbiturila pode ser usada para formar complexos binários com uma molécula visitante presente em um ou mais blocos de construção. A formação de um complexo binário com cada uma das cucurbiturilas covalentemente ligadas forma, desse modo, uma rede de material. Esta rede é o invólucro da cápsula.

[0162]Em uma modalidade, a cucurbiturila é capaz de formar um complexo ternário. Por exemplo, CB[8], é capaz de formar um complexo ternário.

[0163]Em uma modalidade, a cucurbiturila é capaz de formar um complexo binário. Por exemplo, CB[7], é capaz de formar um complexo binário.

[0164]Em uma modalidade, a cucurbiturila é capaz de formar complexos ternários e binários. Por exemplo, CB[8], é capaz de formar um complexo ternário ou um complexo binário, dependendo da natureza do visitante.

[0165]Em uma modalidade, a cucurbiturila é um composto CB[5], CB[6], CB[7], CB[8], CB[9], CB[10], CB[11] ou CB[12].

[0166]Em uma modalidade, a cucurbiturila é um composto CB[6], CB[7], ou CB[8].

[0167]Em uma modalidade, a cucurbiturila é um composto CB[8].

[0168]Em uma modalidade, referências a um composto de cucurbiturila são referências a variantes e derivados deste.

[0169]Os compostos de cucurbiturila diferem em sua solubilidade em água. Os métodos de preparação de cápsula podem ser adaptados para levar em consideração esta solubilidade, conforme descrito mais adiante. Portanto, a escolha de composto de cucurbiturila não se limita por sua solubilidade aquosa.

[0170]Em uma modalidade, o composto de cucurbiturila tem uma solubilidade de pelo menos 0,01 mg/mL, pelo menos 0,02 mg/mL, pelo menos 0,05 mg/mL, ou pelo menos 0,10 mg/mL.

[0171]Em uma modalidade, a solubilidade se refere à solubilidade aquosa (isto é, uma fase aquosa).

[0172]Em uma modalidade, a solubilidade se refere à solubilidade em uma fase imiscível em água, tal como uma fase oleosa ou uma fase orgânica.

[0173]Cucurbit[8]urila (CB[8]; CAS 259886-51-6) é uma molécula de recipiente com formato de barril que tem oito unidades de glicolurila repetidas e um tamanho de cavidade interna de 479A3 (vide a estrutura abaixo). CB[8] é prontamente sintetizado usando técnicas padrão e se encontra comercialmente disponível (por exemplo, Sigma-Aldrich, MO, EUA).

[0174]Em outros aspectos da invenção, as variantes de CB[8] são proporcionadas e encontram uso nos métodos descritos no presente documento.

[0175]Uma variante de CB[8] pode incluir uma estrutura tendo uma ou mais unidades de repetição que são estruturalmente análogas a glicolurila. A unidade de repetição pode incluir uma unidade de etilureia. Onde todas as unidades são unidades de etilureia, a variante é uma hemicucurbiturila. A variante pode ser uma hemi- cucurbit[12]urila (mostrada abaixo, vide também Lagona et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 4844).

[0176]Em outros aspectos da invenção, os derivados de cucurbiturila são proporcionados e encontram uso nos métodos descritos no presente documento. Um derivado de uma cucurbiturila é uma estrutura tendo uma, duas, três, quatro ou mais unidades de glicolurila substituída. Um composto de cucurbiturila substituída pode ser representado pela estrutura abaixo:

em que: n é um número inteiro pelo menos igual a 5; e para cada unidade de glicolurila cada X é O, S ou NR3, e -R1 e -R2 são independentemente selecionados a partir de -H e dos grupos substituídos opcionalmente substituídos a seguir: -R3, -OH, -OR3, -COOH, -COOR3, - NH2, -NHR3 e -N(R3)2 onde -R3 é independentemente selecionado a partir de C1-20 alquil, C6-20 carboaril, e C5-20 heteroaril, ou onde -R1 e/ou -R2 é -N(R3)2, ambos -R3 juntos formam um anel heterocíclico C5-7; ou juntos -R1 e -R2 são C4-6 alquileno formando um anel carbocíclico C6-8 junto com a armação de uracila.

[0177]Em uma modalidade, uma das unidades de glicolurila é uma unidade de glicolurila substituída. Portanto, -R1 e -R2 são independentemente -H para n-1 das unidades de glicolurila

[0178]Em uma modalidade, n é 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 ou 12.

[0179]Em uma modalidade, n é 5, 6, 7, 8, 10 ou 12.

[0180]Em uma modalidade, n é 8.

[0181]Em uma modalidade, cada X é O.

[0182]Em uma modalidade, cada X é S.

[0183]Em uma modalidade, R1 e R2 são independentemente H.

[0184]Em uma modalidade, para cada unidade de um R1 e R2 é H e o outro é independentemente selecionado a partir de -H e dos grupos opcionalmente substituídos a seguir: -R3, -OH, -OR3, -COOH, -COOR3, -NH2, -NHR3 e -N(R3)2. Em uma modalidade, para uma unidade de um R1 e R2 é H e o outro é independentemente selecionado a partir de -H e dos grupos opcionalmente substituídos a seguir: -R3, - OH, -OR3, -COOH, -COOR3, -NH2, -NHR3 e -N(R3)2. Nesta modalidade, as unidades de glicolurila restantes são de modo que R1 e R2 sejam independentemente H.

[0185]De preferência, -R3 é C1 -20 alquil, com a máxima preferência, C1-6 al- quil. O grupo C1-20 alquil pode ser linear e/ou saturado. Cada grupo -R3 pode ser independentemente não-substituído ou substituído. Os substituintes preferenciais são selecionados a partir de: -R4, -OH, -OR4, -SH, -SR4, -COOH, -COOR4, -NH2, -NHR4 e -N(R4)2, em que -R4 é selecionado a partir de C1-20 alquil, C6-20 carboaril, e C5-20 heteroaril. Os substituintes podem ser independentemente selecionados a partir de - COOH e -COOR4.

[0186]Em algumas modalidades, -R4 não é igual a -R3. Em algumas modalidades, -R4 é preferencialmente não-substituído.

[0187]Onde -R1 e/ou -R2 é -OR3, -NHR3 ou -N(R3)2, então, -R3 é, de preferência, C1-6 alquil. Em algumas modalidades, -R3 é substituído por um substituinte - OR4, -NHR4 ou -N(R4)2. Cada -R4 é C1-6 alquil e é, de preferência, substituído.

[0188]Em algumas modalidades da invenção, proporciona-se o uso de uma pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas. Essas cucurbiturilas covalen- temente ligadas são adequadas para formar redes baseadas na complexação da cucurbiturila com moléculas visitantes de um bloco de construção. Os complexos formados podem ser complexos ternários ou binários.

[0189]Uma cucurbiturila pode ser covalentemente ligada à outra cucurbiturila através de um grupo ligante que seja um substituinte na posição R1 ou R2 em uma das unidades de glicolurila na cucurbiturila conforme representado na estrutura mostrada acima. Não existem limitações particulares à ligação covalente entre as cucur- biturilas. O ligante pode estar sob a forma de um simples grupo alquileno, um grupo polióxi alquileno ou um polímero, tal como uma molécula polimérica descrita no presente documento para uso no bloco de construção. Quando o ligante for uma molé- cula polimérica, as cucurbiturilas podem ser pendentes a tal polímero.

Bloco de construção

[0190]A cucurbiturila é usada como uma algema supramolecular para unir um ou mais blocos de construção. A formação de um complexo da cucurbiturila com componentes visitantes adequados que são ligados aos blocos de construção forma uma rede de material. Este material é o invólucro de cápsula. O complexo não- covalentemente reticula o bloco de construção ou liga não-covalentemente o bloco de construção a outro bloco de construção.

[0191]Compreende-se a partir disto que um bloco de construção é uma entidade que serve para proporcionar estrutura à rede formada. O bloco de construção também serve como a ligação entre uma pluralidade de moléculas visitantes, e pode, portanto, ser referido como um ligante. Em algumas some modalidades, um bloco de construção é proporcionado para o propósito de introduzir uma característica física ou química desejável na rede formada. Conforme supramencionado em relação à rede, um bloco de construção pode incluir uma funcionalidade para auxiliar na detecção e caracterização do invólucro. Esses blocos de construção não precisam necessariamente participar de uma reticulação.

[0192]Um bloco de construção, tal como um primeiro bloco de construção, pode ser covalentemente ligada a uma pluralidade de moléculas visitantes de cucur- biturila. Portanto, um bloco de construção se ligará não-covalentemente a uma pluralidade de cucurbiturilas, sendo que essas cucurbiturilas se ligarão não- covalentemente a outros blocos de construção, para, desse modo, gerar uma rede de material.

[0193]Um bloco de construção, tal como um primeiro bloco de construção ou um segundo bloco de construção, pode ser covalentemente ligado a uma pluralidade de moléculas visitantes de cucurbiturila. Em uma modalidade, um bloco de construção é covalentemente ligado a pelo menos 3, pelo menos 4, pelo menos 5, pelo me- nos 10, pelo menos 20, pelo menos 50, pelo menos 100, pelo menos 500, pelo menos 1.000, pelo menos 2.000, pelo menos 5.000 ou pelo menos 10.000 moléculas visitantes de cucurbiturila.

[0194]Em determinadas modalidades, podem-se usar os blocos de construção covalentemente ligados a uma ou mais moléculas visitantes de cucurbiturila. No entanto, tais blocos de construção são usados somente em combinação com outros blocos de construção que são covalentemente ligados a pelo menos duas moléculas visitantes de cucurbiturila.

[0195]Em uma modalidade, proporciona-se um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes e um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de segundas moléculas visitantes. Cada um entre os primeiros e segundos blocos de construção pode ser covalentemente ligado a pelo menos um número de moléculas visitantes descrito anteriormente.

[0196]Em uma modalidade, proporciona-se um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes e cova- lentemente ligado a uma pluralidade de segundas moléculas visitantes.

[0197]O primeiro bloco de construção pode ser covalentemente ligado a pelo menos um número de moléculas visitantes descrito anteriormente, sendo que tais números podem se referir independentemente ao número de primeiras moléculas visitantes e ao número de segundas moléculas visitantes.

[0198]Em uma modalidade, proporciona-se um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma ou mais terceiras moléculas visitantes e/ou covalen- temente ligadas a uma ou mais quartas moléculas visitantes. Em uma modalidade, o segundo bloco de construção é covalentemente ligado a pelo menos um número de moléculas visitantes descrito anteriormente, sendo que tais números podem se referir independentemente ao número de terceiras moléculas visitantes e ao número de quartas moléculas visitantes. Esse segundo bloco de construção pode ser usado junto com o primeiro bloco de construção descrito no parágrafo anterior.

[0199]Ao longo da descrição, realizam-se referências aos primeiros e segundos blocos de construção. Em algumas modalidades, os primeiros e segundos blocos de construção podem ser distinguidos uns dos outros devido a diferenças, pelo menos, na estrutura dos próprios blocos de construção. Em algumas some modalidades, as estruturas dos primeiros e segundos blocos de construção são as mesmas. Neste caso, os blocos de construção podem ser distinguidos entre si devido a diferenças, pelo menos, nas moléculas visitantes que são covalentemente ligadas a cada uma entre as primeiras e segundas moléculas visitantes. Portanto, os termos primeiro e segundo são destinados a comunicar uma diferença entre o primeiro bloco de construção junto com suas moléculas visitantes e o segundo bloco de construção junto com suas moléculas visitantes.

[0200]Os blocos de construção não são particularmente limitados, e o bloco de construção inclui compostos e partículas, e podem abranger montagens desses. As moléculas visitantes são covalentemente ligadas a alguma porção do bloco de construção.

[0201]Em sua forma mais simples, um bloco de construção é um ligante para a conexão de moléculas visitantes.

[0202]Em uma modalidade, o bloco de construção é uma molécula poliméri- ca ou uma partícula.

[0203]De modo vantajoso, um bloco de construção pode ser dotado de determinada funcionalidade para auxiliar na formação do invólucro de cápsula, ou aperfeiçoar suas propriedades físicas ou químicas.

[0204]Em uma modalidade, o bloco de construção é dotado de uma funcionalidade para alterar, ou, de preferência, aperfeiçoar, solubilidade em água. A funcionalidade pode assumir a forma de um grupo de solubilização, tal como um grupo que compreende uma funcionalidade de polietileno glicol. Outros exemplos incluem grupos que compreendem uma funcionalidade amino, hidróxi, tiol, e carbóxi.

[0205]Em uma modalidade, o bloco de construção é dotado de uma funcionalidade para auxiliar na detecção ou análise do bloco de construção, e auxiliar na detecção ou análise do invólucro formado. De modo vantajoso, essa funcionalidade também pode auxiliar na detecção de material encapsulado dentro do invólucro. A funcionalidade pode assumir a forma de um marcador detectável, tal como um marcador fluorescente.

[0206]Em uma modalidade, o bloco de construção é dotado de uma funcionalidade reativa para uso na elaboração posterior do material de invólucro. A funcionalidade reativa pode ser protegida para o invólucro que forma reações, então, posteriormente desprotegida para revelar a funcionalidade. A funcionalidade pode ser um grupo que compreende uma funcionalidade amino, hidróxi, tiol, e carbóxi.

[0207]Quando o bloco de construção for dotado de uma funcionalidade reativa, esta funcionalidade pode ser adequada para ligar o bloco de construção (e, portanto, a cápsula formada) a uma superfície.

[0208]Em uma modalidade, o bloco de construção é dotado de um catalisador para uso posterior na catálise de uma reação em ou próxima à superfície do invólucro. O catalisador pode ser proporcionado nas bordas internas ou externas do invólucro para, desse modo, catalisar as reações internas e/ou externas.

[0209]Em uma modalidade, o bloco de construção é escolhido por sua capacidade em influenciar nas propriedades opticoeletrônicas do encapsulante. Adicional ou alternativamente, o bloco de construção pode ser escolhido por sua capacidade de ser influenciado pelo encapsulante. O bloco de construção pode ser adequado para transferir sinais a partir do encapsulante ao ambiente externo.

[0210]Em uma modalidade, um bloco de construção é capaz de proporcionar um efeito de ressonância acentuado em superfície.

[0211]Quando a funcionalidade for proporcionada, a mesma pode estar localizada no lado externo, no lado interno e/ou dentro do invólucro. Portanto, a funcionalidade pode ser proporcionada em conexão aos aperfeiçoamentos relacionados ao ambiente fora do invólucro, dentro do espaço interno (o espaço para manter um encapsulante) do invólucro e/ou dentro do invólucro (dentro da rede de material de invólucro).

[0212]Para os propósitos dos métodos descritos no presente documento, o bloco de construção, junto às moléculas visitantes às quais este é covalentemente ligado, deve ser solúvel, por exemplo, na segunda fase.

[0213]Em uma modalidade, o bloco de construção tem uma solubilidade de pelo menos 0,01 mg/mL, pelo menos 0,02 mg/mL, pelo menos 0,05 mg/mL, ou pelo menos 0,10 mg/mL.

[0214]Em uma modalidade, a solubilidade se refere à solubilidade aquosa (isto é, uma fase aquosa).

[0215]Em uma modalidade, a solubilidade se refere à solubilidade em uma fase imiscível em água, tal como uma fase oleosa ou uma fase orgânica.

[0216]Um bloco de construção é ligado a uma molécula visitante ou moléculas visitantes de cucurbiturila por ligações covalentes. A ligação covalente pode ser uma ligação carbono-carbono, uma ligação carbono-nitrogênio, uma ligação carbo- no-oxigênio. A ligação pode ser parte de um grupo de ligação, tal como um éster ou uma amida, e/ou parte de um grupo que compreende uma funcionalidade de alquile- no ou alcoxileno.

[0217]Cada molécula visitante pode ser ligada ao bloco de construção usando técnicas de ligação química de rotina. Por exemplo, as moléculas visitantes podem ser ligadas ao bloco de construção por: alquilação de um bloco de construção portando um grupo de partida; reações de esterificação; reações de amidação; reações de formação de éter; metátese cruzada de olefina; ou reações iniciadas por molécula visitante pequena nas quais uma cadeia de polímero é desenvolvida fora de uma molécula visitante de iniciação.

[0218]Em uma modalidade, o peso molecular médio de um bloco de construção, opcionalmente junto com quaisquer moléculas visitantes, é pelo menos 1.000, pelo menos 5.000, pelo menos 10.000, ou pelo menos 20.000.

[0219]Em uma modalidade, o peso molecular médio de um bloco de construção, opcionalmente junto com quaisquer moléculas visitantes, é no máximo 30.000, no máximo 50.000, no máximo 100.000, no máximo 200.000, no máximo 500.000, no máximo 1.000.000, ou no máximo 2.000.000.

[0220]O peso molecular médio pode se referir ao peso molecular numérico médio ou ao peso molecular ponderado médio.

[0221]Em uma modalidade, o peso molecular médio de um bloco de construção se encontra em uma faixa onde as quantidades mínimas e máximas são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, o peso molecular médio se encontra na faixa de 1.000 a 100.000.

[0222]Em uma modalidade, um bloco de construção é capaz de proporcionar um efeito de ressonância acentuado em superfície. Tipicamente, essa capacidade é proporcionada por uma partícula, e, mais particularmente, uma partícula contendo metal. Essas partículas são aquelas descritas no presente documento. Mais adequadas são aquelas partículas que são capazes de proporcionar um efeito acentuado em superfície para uma espectroscopia de Raman acentuada em superfície.

[0223]Descrevem-se abaixo blocos de construção que se baseiam em moléculas e partículas poliméricas, incluindo nanopartículas.

[0224]Em uma modalidade, quando a rede for obtenível a partir de uma composição que compreende primeiros e segundos blocos de construção, o primeiro bloco de construção é uma molécula polimérica e o segundo bloco de construção é uma partícula ou uma molécula polimérica. Em uma modalidade, quando a rede for obtenível a partir de uma composição que compreende primeiros e segundos blocos de construção, o primeiro bloco de construção é uma molécula polimérica e o segundo bloco de construção é uma partícula.

[0225]Em uma modalidade, quando a rede for obtenível a partir de uma composição que compreende um primeiro, o primeiro bloco de construção é uma molécula polimérica.

Molécula polimérica

[0226]Em uma modalidade, um bloco de construção é uma molécula polimé- rica.

[0227]Os compostos poliméricos que são covalentemente ligados a moléculas visitantes de cucurbiturila são conhecidos a partir do documento WO 2009/071899, que se encontra aqui incorporado a título de referência.

[0228]As moléculas poliméricas compreendem uma pluralidade de unidades estruturais de repetição (monômeros) que são conectados por ligações covalentes. As moléculas poliméricas podem compreender um único tipo de monômero (homo- polímeros), ou mais de um tipo de monômero (copolímeros). As moléculas poliméri- cas podem ser lineares ou ramificadas. Quando a molécula polimérica for um copo- límero, este pode ser um polímero aleatório, alternativo, periódico, estatístico, ou polímero de bloco, ou uma mistura destes. O copolímero também pode ser um polímero de enxerto.

[0229]Em uma modalidade, a molécula polimérica tem 2, 3, 4 ou 5 unidades de repetição. Por motivos de conveniência, esse polímero pode ser referido como um oligômero.

[0230]Em outras modalidades, a molécula polimérica tem pelo menos 4, pelo menos 8, pelo menos 15, pelo menos 100, ou pelo menos 1.000 unidades de mo- nômero. O número de unidades pode ser um número médio de unidades.

[0231]Em outras modalidades, a molécula polimérica tem um número médio de unidades de monômero em uma faixa selecionada de 10 a 200, 50 a 200, 50 a 150 ou 75 a 125.

[0232]O número de moléculas visitantes por bloco de construção de molécula polimérica é conforme preparado acima. Alternativamente, o número de moléculas visitantes pode ser expresso como a porcentagem de monômeros presentes no polímero que são fixados às moléculas visitantes como um total de todos os monôme- ros presentes na molécula polimérica. Este pode ser referido como uma porcentagem de funcionalidade.

[0233]Em uma modalidade, a funcionalidade de uma molécula polimérica é pelo menos 1 %, pelo menos 2 % ou pelo menos 5 %.

[0234]Em uma modalidade, a funcionalidade de uma molécula polimérica é no máximo 50 %, no máximo 40%, no máximo 20 %, no máximo 15 ou no máximo 10 %.

[0235]Em uma modalidade, a funcionalidade se encontra em uma faixa onde as quantidades mínimas e máximas são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a funcionalidade se encontra na faixa de 5 a 40 %.

[0236]A porcentagem de funcionalidade pode ser determinada a partir de medições NMR de próton de uma amostra de polímero.

[0237]Em uma modalidade, a molécula polimérica tem um peso molecular (Mw) maior que 500, maior que 1000, maior que 2000, maior que 3000 ou maior que 4000. O peso molecular pode ser o peso molecular ponderado médio ou o peso molecular numérico médio. Os pesos moleculares numérico e ponderado médios de um polímero podem ser determinados por técnicas convencionais.

[0238]Em uma modalidade, o polímero é um polímero polidisperso sintético. Um polímero polidisperso compreende moléculas poliméricas tendo uma faixa de massas moleculares. O índice de polidispersão (PDI) (peso molecular ponderado médio dividido pelo peso molecular numérico médio) de um polímero polidisperso é maior que 1, e pode estar na faixa de 5 a 20. A polidispersão de uma molécula poli- mérica pode ser determinada por técnicas convencionais, como penetração de gel ou cromatografia por exclusão de tamanho.

[0239]Adequadas para uso na presente invenção são as moléculas poliméri- cas tendo uma polidispersão relativamente baixa. Essas moléculas poliméricas podem ter uma polidispersão na faixa selecionada de 1 a 5, 1 a 3, ou 1 a 2. Esses polímeros podem ser referidos como disperso baixo ou monodisperso em vista de sua dispersão relativamente baixa.

[0240]O uso de moléculas poliméricas com baixa dispersão ou monodisper- sas é particularmente atraente, visto que a reatividade de moléculas individuais é relativamente uniforme, e os produtos que resultam a partir de seu uso também podem ser física e quimicamente relativamente uniformes, e podem ser dispersos relativamente baixos ou monodispersos. Os métodos para a preparação de polímeros dispersos baixos ou monodispersos são bem conhecidos na técnica, e incluem reações de polimerização com base em polimerização iniciada em radical, incluindo po- limerização RAFT (transferência de cadeia de fragmentação por adição reversível) (vide, por exemplo, Chiefari et al. Macromolecules 1998, 31, 5559). Uma síntese exemplificadora de um polímero tendo uma dispersão baixa também é proporcionada no presente documento.

[0241]Muitas moléculas poliméricas são conhecidas na técnica e podem ser usadas para produzir um material de invólucro conforme descrito no presente documento. A escolha da molécula polimérica dependerá da aplicação particular da cápsula. As moléculas poliméricas adequadas incluem polímeros naturais, como proteínas, oligopeptídeos, ácidos nucléicos, glicosaminoglicanos ou polissacarídeos (incluindo celulose e formas relacionada, como guar, quitosana, agarose, e alginato e seus derivados funcionalizados), ou polímeros sintéticos, como polietileno glicol (PEG), cis-1,4-poliisopreno (PI), poli(met)acrilato, poliestireno, poliacrilamida, e álco- ol polivinílico. O polímero pode ser um homopolímero ou um copolímero.

[0242]A molécula polimérica pode compreender dois ou mais polímeros naturais e/ou sintéticos. Esses polímeros podem ser dispostos em uma arquitetura linear, arquitetura cíclica, arquitetura de pente ou enxerto, arquitetura (hi- per)ramificada ou arquitetura em estrela.

[0243]As moléculas poliméricas adequadas incluem aquelas moléculas poli- méricas tendo características hidrofílicas. Portanto, uma parte do polímero, sendo que tal parte se refere, dentre outros, a uma unidade de monômero, à própria cadeia principal, a uma cadeia lateral ou a um polímero enxertado, é hidrofílica. Em uma modalidade, a molécula polimérica é capaz de formar ligações de hidrogênio em um solvente polar, tal como água. A molécula polimérica é solúvel em água para formar uma fase contínua.

[0244]Em uma modalidade, a molécula polimérica é anfifílica.

[0245]Quando dois ou mais blocos de construção forem proporcionados, tal como um primeiro e um segundo bloco de construção, cada bloco de construção pode ser independentemente selecionado a partir das moléculas poliméricas descritas anteriormente. Em uma modalidade, os primeiros e segundos blocos de construção são diferentes. Em uma modalidade, os primeiros e segundos blocos de construção são iguais. Neste último caso, os próprios blocos de construção são diferentes somente em relação às moléculas visitantes que são covalentemente ligadas entre si.

[0246]Em uma modalidade, a molécula polimérica é ou compreende um polímero de poli(met)acrilato, poliestireno e/ou poli(met)acrilamida.

[0247]Em uma modalidade, o polímero é ou compreende um polímero de po- li(met)acrilato, que pode ser ou compreender um polímero de poliacrilato.

[0248]A funcionalidade de acrilato do (met)acrilato pode ser o sítio para conectar a funcionalidade desejada, por exemplo, para conectar um grupo de solubili- zação ou um marcador detectável.

[0249]Em uma modalidade, a molécula polimérica é obtida ou obtenível a partir de uma composição polimerizável que compreende: (i)monômero, tal como a (met)acrilato ou um estireno, que é ligado a uma molécula visitante de cucurbiturila; e, opcionalmente, compreende, ainda: (ii) um monômero, tal como um (met)acrilato ou um estireno, que é ligado a um marcador detectável; e/ou (iii) um monômero, tal como um (met)acrilato ou um estireno, que é ligado a um grupo de solubilização, tal como um grupo de solubilização aquoso.

[0250]Em uma modalidade, cada monômero é um monômero de (met)acrilato.

[0251]Em uma modalidade, cada monômero é um monômero de estireno.

[0252]Quando (i) estiver presente com outros componentes, tais como (ii) ou (iii), o mesmo está presente na composição polimerizável em pelo menos 1, pelo menos 5, pelo menos 10 ou pelo menos 20 % em mol.

[0253]Quando (i) estiver presente com outros componentes, tais como (ii) ou (iii), o mesmo está presente na composição polimerizável em no máximo 90, no máximo 50, no máximo 40 ou pelo menos 30 % em mol.

[0254]Em uma modalidade, a quantidade de (i) presente se encontra em uma faixa onde as quantidades mínima e máxima são selecionadas a partir das modalidades anteriores. Por exemplo, a quantidade presente na faixa de 10 a 50 % em mol.

[0255]Em uma modalidade, (i) está presente em um nível suficiente para proporcionar uma molécula polimérica tendo uma pluralidade de moléculas visitantes de cucurbiturila ligadas a cada molécula de polímero único.

[0256]Em uma modalidade, (i) está presente em um nível suficiente para proporcionar uma molécula polimérica tendo únicas moléculas visitantes de cucurbi- turila ligadas a cada molécula de polímero único.

[0257]Em uma modalidade, (i) está presente em um nível suficiente para proporcionar uma molécula polimérica tendo a % de funcionalidade descrita anteriormente.

[0258]Quando (ii) estiver presente, o mesmo está presente na composição polimerizável em pelo menos 0,5, pelo menos 1, ou pelo menos 2% em mol.

[0259]Quando (ii) estiver presente, o mesmo está presente na composição polimerizável em no máximo 20, no máximo 10, ou no máximo 5% em mol.

[0260]Em uma modalidade, a quantidade de (ii) presente se encontra em uma faixa onde as quantidades mínima e máxima são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a quantidade presente na faixa de 1 a 5% em mol.

[0261]Quando (iii) estiver presente, o mesmo está presente na composição polimerizável em pelo menos 0,5, pelo menos 1, pelo menos 2, pelo menos 5, pelo menos 10, pelo menos 20, ou pelo menos 50% em mol

[0262]Quando (iii) estiver presente, o mesmo está presente na composição polimerizável em n no máximo 90, no máximo 80, ou no máximo 70% em mol.

[0263]Em uma modalidade, a quantidade de (iii) presente se encontra em uma faixa onde as quantidades mínima e máxima são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a quantidade presente na faixa de 10 a 80% em mol.

[0264]Quando uma referência for feita a % em mol, esta é uma referência à quantidade de um componente presente em relação à quantidade total, em moles, de (i), e (ii) e (iii), quando presente, e quaisquer outros monômeros polimerizáveis, quando presentes. O componente referido pode ser um entre (i), (ii), (iii), ou quaisquer outros monômeros polimerizáveis.

[0265]Em uma modalidade, a composição compreende, ainda, um ou mais monômeros de (met)acrilato adicionais. Um monômero pode ser um monômero de (met)acrilato. Um ou mais monômeros podem ser um monômero de (met)acrilato que seja substituído no grupo éster.

[0266]Quando uma referência for feita a % em mol, esta é uma referência à quantidade de um componente presente em relação à quantidade total, em moles, de (i), e (ii) e (iii), quando presente, e quaisquer outros monômeros polimerizáveis, quando presentes. O componente referido pode ser um entre (i), (ii), (iii), ou quaisquer outros monômeros polimerizáveis. O componente referido pode ser um agente de transferência de cadeia ou um iniciador de radical, conforme descrito anteriormente.

[0267]O termo “fixado” se refere à conexão do acrilato (éster), grupo ou o grupo de fenila do estireno, seja direta ou indiretamente ao grupo especificado. Quando existir uma conexão indireta, compreende-se que um grupo ligante pode formar uma conexão entre o acrilato e o grupo especificado. Em uma modalidade, o ligante pode compreender um grupo (poli)etileno glicol (PEG).

[0268]Em uma modalidade, o marcador detectável é um marcador fluorescente. O marcador fluorescente pode ser um marcador de fluoresceína ou rodamina. A “cor” do marcador não é particularmente restrita, e marcadores verde, vermelho, amarelo, ciano e laranja são adequados para uso.

[0269]Em uma modalidade, o grupo de solubilização aquoso é um grupo PEG. O grupo PEG pode ter pelo menos 2, 3, 4, 5 ou 10 unidades de etileno glicol de repetição. O grupo PEG pode ter no máximo 50, 40, 20, ou 15 unidades de etile- no glicol de repetição.

[0270]Em uma modalidade, o grupo de solubilização aquoso é ou compreende amino, hidróxi, carbóxi, ou ácido sulfônico.

[0271]Em uma modalidade, o grupo amino é um grupo amino quaternário, por exemplo, um grupo trimetilamino.

[0272]Em uma modalidade, a composição compreende, ainda, um agente de transferência de cadeia.

[0273]Em uma modalidade, o agente de transferência de cadeia é um composto de tiocarboniltio.

[0274]Quando um agente de transferência de cadeia estiver presente, o mesmo está presente na composição polimerizável em pelo menos 0,1, pelo menos 0,5, ou pelo menos 1 % em mol.

[0275]Quando um agente de transferência de cadeia estiver presente, o mesmo está presente na composição polimerizável em no máximo 10, no máximo 5, ou no máximo 2 % em mol.

[0276]Em uma modalidade, a quantidade de um agente de transferência de cadeia presente se encontra em uma faixa onde as quantidades mínima e máxima são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a quantidade presente na faixa de 0,5 a 2 % em mol.

[0277]Em uma modalidade, a composição compreende, ainda, um iniciador de radical.

[0278]Quando um iniciador de radical estiver presente, o mesmo está presente na composição polimerizável em pelo menos 0,01, pelo menos 0,05, pelo menos 0,1 % em mol.

[0279]Quando um iniciador de radical estiver presente, o mesmo está presente na composição polimerizável em no máximo 5, no máximo 2, no máximo 1, ou no máximo 0,5 % em mol.

[0280]Em uma modalidade, a quantidade de um iniciador de radical presente se encontra em uma faixa onde as quantidades mínima e máxima são selecionadas a partir das modalidades anteriores. Por exemplo, a quantidade presente na faixa de 0,1 a 0,5 % em mol.

[0281]Em uma modalidade, o iniciador de radical é selecionado a partir do grupo que consiste em AIBN (azobisisobutironitrila), ACPA (ácido 4,4'-azobis(4- cianopentanóico)) e ACVA (ácido 4,4'-Azobis(4-cianovalérico).

[0282]Em uma modalidade, a molécula polimérica é obtida ou obtenível a partir da polimerização de uma composição que compreende (i) e opcionalmente (ii) e/ou (iii) usando o agente de transferência de cadeia e/ou um iniciador de radical descritos.

[0283]Em uma modalidade, a molécula polimérica é obtenível ou obtida a partir de uma composição descrita no presente documento usando um processo de polimerização de radical.

[0284]Em uma modalidade, a reação de polimerização é realizada em temperatura elevada. A reação pode ser realizada em uma temperatura de pelo menos 30, pelo menos 40 ou pelo menos 50°C.

[0285]A reação pode ser realizada em uma temperatura de no máximo 100, no máximo 90 ou no máximo 80°C.

[0286]Em uma modalidade, a reação de polimerização é realizada em um solvente orgânico. O solvente orgânico pode ser um solvente de éter, por exemplo, 1,4-dioxano, ou um solvente de álcool alquílico, por exemplo, etanol. A reação de polimerização pode ser realizada em temperatura de refluxo.

[0287]A concentração da mistura polimerizável no solvente orgânico pode ser no máximo 5,0, no máximo 2,0, ou no máximo 1,5 M.

[0288]A concentração da mistura polimerizável no solvente orgânico pode ser pelo menos 0,05, pelo menos 0,1, pelo menos 0,5 M, ou pelo menos 1,0 M.

[0289]Em uma modalidade, a concentração se encontra em uma faixa onde as quantidades mínima e máxima são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a concentração está na faixa de 1,0 a 2,0 M.

[0290]Em uma modalidade, a reação de polimerização é realizada durante pelo menos 1, pelo menos 5 ou pelo menos 10 horas.

[0291]Em uma modalidade, a reação de polimerização é realizada durante no máximo 72, ou no máximo 48 horas.

[0292]A reação de polimerização pode ser interrompida usando técnicas familiares aos indivíduos versados na técnica. As etapas podem incluir diluição de mistura de reação e/ou redução de temperatura.

[0293]Em uma modalidade, a reação de polimerização é realizada durante um tempo suficiente para obter uma molécula polimérica tendo um peso molecular conforme descrito no presente documento.

[0294]Em uma modalidade, a reação de polimerização é realizada durante um tempo suficiente para obter uma molécula polimérica tendo uma pluralidade de moléculas visitantes.

[0295]Em uma modalidade, a reação de polimerização é realizada durante um tempo suficiente para obter uma molécula polimérica tendo uma molécula visitante.

[0296]A concentração da mistura polimerizável se refere à quantidade total de monômero presente (que inclui (i), e (ii) e (iii), quando presente, e quaisquer outros monômeros polimerizáveis, quando presentes) em moles, em volume unitário de solvente orgânico (isto é, por litro).

[0297]Em uma modalidade, o polímero pode ser formado como uma partícula.

Partícula

[0298]Em uma modalidade, o bloco de construção é uma partícula. O tipo de partícula para uso na presente invenção não é particularmente limitado.

[0299]Em uma modalidade, a partícula é um primeiro bloco de construção e a partícula é ligada a uma pluralidade de moléculas visitantes de cucurbiturila.

[0300]Em uma modalidade, a partícula é um segundo bloco de construção e a partícula é ligada a uma ou mais moléculas visitantes de cucurbiturila.

[0301]Em uma modalidade, a partícula é um segundo bloco de construção e a partícula é ligada a uma pluralidade de moléculas visitantes de cucurbiturila.

[0302]Tipicamente, a partícula tem um tamanho que seja uma, duas, três ou quatro magnitudes menores que o tamanho da cápsula.

[0303]Em uma modalidade, a partícula é uma nanopartícula. Uma nanopartí- cula tem um tamanho médio de pelo menos 1, pelo menos 5, ou pelo menos 10 nm de diâmetro. Uma nanopartícula tem um tamanho médio de no máximo 900, no máximo 500, no máximo 200, ou no máximo 100 nm de diâmetro.

[0304]Em uma modalidade, a nanopartícula tem um tamanho médio na faixa de 1 a 100 nm ou 5 a 60 de diâmetro.

[0305]A média se refere à média numérica. O diâmetro de uma partícula pode ser medido usando técnicas microscópicas, inclusive TEM.

[0306]Em uma modalidade, as partículas têm um desvio padrão relativo (RSD) de no máximo 0,5%, no máximo 1%, no máximo 1,5%, no máximo 2%, no máximo 4%, no máximo 5%, no máximo 7%, no máximo 10%, no máximo 15 %, no máximo 20 % ou no máximo 25 %.

[0307]Em uma modalidade, a partícula tem um diâmetro hidrodinâmico de pelo menos 1, pelo menos 5, ou pelo menos 10 nM de diâmetro.

[0308]Em uma modalidade, a partícula tem um diâmetro hidrodinâmico de no máximo 900, no máximo 500, no máximo 200, ou no máximo 100 nM de diâmetro.

[0309]O diâmetro hidrodinâmico pode se referir à média numérica ou à média volumétrica. O diâmetro hidrodinâmico pode ser determinado a partir de medições de difusão de luz dinâmica (DLS) de uma amostra de partícula.

[0310]Em uma modalidade, a partícula é uma partícula de metal.

[0311]Em uma modalidade, a partícula é uma partícula de metal de transição.

[0312]Em uma modalidade, a partícula é uma partícula de metal nobre.

[0313]Em uma modalidade, a partícula é ou compreende cobre, rutênio, pa- ládio, platina, titânio, óxido de zinco, ouro ou prata, ou misturas desses.

[0314]Em uma modalidade, a partícula é ou compreende uma partícula de ouro, uma partícula de prata, ou uma mistura dessas.

[0315]Em uma modalidade, a partícula é uma partícula de ouro ou uma partícula de prata, ou uma mistura dessas.

[0316]Em uma modalidade, a partícula é uma nanopartícula de ouro (AuNP).

[0317]Em uma modalidade, a partícula é ou compreende sílica ou carbonato de cálcio.

[0318]Em uma modalidade, a partícula é um ponto quântico.

[0319]Em uma modalidade, a partícula é ou compreende um polímero. O polímero pode ser polímero um poliestireno ou um polímero de poliacrilamida. O polímero pode ser um polímero biológico incluindo, por exemplo, um polipeptídeo ou um polinucleotídeo.

[0320]Em uma modalidade, a partícula compreende um material adequado para uso em espectroscopia de Raman acentuada em superfície (SERS). As partículas de ouro e/ou prata e/ou outros metais de transição são adequadas para tal uso.

[0321]As partículas de ouro e prata podem ser preparadas usando técnicas conhecidas na técnica. Exemplos de preparações incluem aquelas descritas por Coulston et al. (Chem. Commun. 2011, 47, 164) Martin et al. (Martin et al. Langmuir 2010, 26, 7410) e Frens (Frens Nature Phys. Sci. 1973, 241, 20), que se encontram aqui incorporados em suas totalidades a título de referência.

[0322]A partícula é ligada a uma ou mais moléculas visitantes, conforme apropriado. Tipicamente, quando a partícula for um primeiro bloco de construção, a mesma é dotada pelo menos de uma pluralidade de moléculas visitantes. Quando a partícula for um segundo bloco de construção, a mesma é proporcionada em uma ou mais moléculas visitantes.

[0323]Em uma modalidade, uma molécula visitante pode ser covalentemente ligada a uma partícula através de um grupo de ligação. O grupo de ligação pode ser um elemento espaçador para proporcionar uma distância entre a molécula visitante e o volume de partícula. O ligante pode incluir uma funcionalidade para acentuar a solubilidade em água da construção combinada de bloco de construção e molécula visitante. O ligante é dotado de uma funcionalidade para permitir a conexão à super-fície da partícula. Por exemplo, quando a partícula for uma partícula de ouro, o ligan- te tem uma funcionalidade de tiol para a formação de uma ligação de conexão ouro- enxofre.

[0324]Alternativamente, uma molécula visitante pode ser fixada diretamente à superfície de partícula, através de uma funcionalidade adequada. Por exemplo, quando a partícula for uma partícula de ouro, a molécula visitante pode ser fixada à superfície de ouro através de uma funcionalidade de tiol da molécula visitante.

[0325]Em uma modalidade, a partícula compreende grupos de solubilização de modo que a partícula, junto com suas moléculas visitantes, seja solúvel em água ou seja solúvel em uma fase imiscível em água.

[0326]Os grupos de solubilização são fixados à superfície da partícula. O grupo de solubilização pode ser covalentemente fixado à partícula através de uma funcionalidade adequada. Quando a partícula for uma partícula de ouro, o grupo de solubilização é fixado através de uma ligação de enxofre à superfície de ouro.

[0327]O grupo de solubilização pode ser, ou compreender, polietileno glicol ou amina, hidróxi, carbóxi ou uma funcionalidade tiol.

[0328]Em uma modalidade, o bloco de construção é obtido ou obtenível a partir de uma composição que compreende: (iv) uma partícula de ouro; (v) ) uma molécula visitante junto a um grupo de ligação que tenha uma funci-onalidade tiol; e (vi) ) uma molécula de solubilização tendo uma funcionalidade tiol; e opcio- nalmente compreendendo, ainda (iv)uma molécula visitante adicional, junto a um grupo de ligação que tenha uma funcionalidade tiol.

[0329]Em uma modalidade, a quantidade de molécula visitante presente na composição é pelo menos 1, pelo menos 5, pelo menos 10 ou pelo menos 15 % em mol.

[0330]Em uma modalidade, a quantidade de molécula visitante presente na composição é no máximo 80, no máximo 50, ou no máximo 25 % em mol.

[0331]Uma referência a % em mol é uma referência à quantidade de molécula visitante presente como uma percentagem da quantidade total de (ii) e (iii), e (iv) quando presente, na composição.

[0332]A quantidade de (ii) presente na composição pode ser de modo a permitir a preparação de um bloco de construção de partícula tendo uma pluralidade de moléculas visitantes.

Visitante de cucurbiturila

[0333]Conforme notado anteriormente, o visitante é um composto que seja capaz de formar um complexo visitante-hospedeiro com uma cucurbiturila. Portanto, o termo “complexação” se refere ao estabelecimento do complexo visitante- hospedeiro.

[0334]Em algumas modalidades da invenção, o complexo visitante- hospedeiro é um complexo ternário que compreende o hospedeiro de cucurbiturila e uma primeira molécula visitante e uma segunda molécula. Tipicamente, esses complexos se baseiam em CB[8] e variantes e derivados deste.

[0335]Em algumas modalidades da invenção, o complexo visitante- hospedeiro é um complexo binário que compreende o hospedeiro de cucurbiturila e uma primeira molécula visitante. Tipicamente, esses complexos se baseiam em CB[5] ou CB[7], e variantes de derivados destes. Na presente invenção, os comple- xos binários são obteníveis a partir de uma pluralidade de cucurbiturilas covalente- mente ligadas. CB[8], e variantes de derivados deste, também podem formar complexos binários.

[0336]Principalmente, qualquer composto tendo uma afinidade de ligação adequada pode ser usado nos métodos da presente invenção. O composto usado pode ser selecionado com base no tamanho das porções que se imaginam interagir com a cavidade da cucurbiturila. O tamanho dessas porções pode ser suficientemente grande para permitir a complexação somente com formas de cucurbiturila maiores.

[0337]O termo seletivo pode ser usado para se referir à quantidade de complexo visitante-hospedeiro formado, quando a cucurbiturila (a primeira cucurbiturila) e uma segunda cucurbiturila estiverem presentes em uma mistura com uma molécula visitante ou moléculas visitantes particulares. O complexo visitante-hospedeiro formado entre a primeira cucurbiturila e o hospedeiro (em um complexo binário) ou hospedeiros (em um complexo ternário) pode ter pelo menos 60% em mol, pelo menos 70% em mol, pelo menos 80% em mol, pelo menos 90% em mol, pelo menos 95% em mol, pelo menos 97% em mol, pelo menos 98% em mol, ou pelo menos 99% em mol, da quantidade total de complexo visitante-hospedeiro formado (pro exemplo, levando-se em consideração a quantidade de complexo visitante- hospedeiro formado entre a segunda cucurbiturila e o hospedeiro ou hospedeiros, caso existam).

[0338]Em uma modalidade, o complexo visitante-hospedeiro formado a partir da (primeira) cucurbiturila e do visitante ou visitantes tem uma afinidade de ligação que seja pelo menos 100 vezes maior que a afinidade de ligação de um complexo visitante-hospedeiro formado a partir da segunda cucurbiturila do visitante ou visitantes. De preferência, a afinidade de ligação é pelo menos 103, pelo menos 104, pelo menos 105, pelo menos 106, ou pelo menos 107 maior.

[0339]As moléculas visitantes de cucurbiturila são bem conhecidas na técnica. Exemplos de compostos visitantes para uso incluem aqueles descritos em WO 2009/071899, Jiao et al. (Jiao et al. Org. Lett. 2011, 13, 3044), Jiao et al. (Jiao et al. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15734) e Rauwald et al. (Rauwald et al. J. Phys. Chem. 2010, 114, 8606).

[0340]Descrevem-se abaixo moléculas visitantes que sejam adequadas para uso na formação de um invólucro de cápsula. Essas moléculas visitantes podem ser conectadas a um bloco de construção usando técnicas sintéticas padrão.

[0341]Uma molécula visitante de cucurbiturila pode ser derivada a partir de, ou conter, uma estrutura da tabela abaixo:

onde a estrutura pode ser um sal, incluindo formas protonatadas, quando apropriado. Em uma modalidade, as moléculas visitantes são moléculas visitantes para CB[8].

[0342]Em uma modalidade, a molécula visitante é, ou é derivada a partir de, ou contém, uma estrutura A1-A43, A46 ou B1-B4, na tabela acima.

[0343]Em uma modalidade, a molécula visitante é, ou é derivada a partir de, ou contém, uma estrutura A1, A2, ou A13 na tabela acima.

[0344]Em uma modalidade, a molécula visitante é, ou é derivada a partir de, ou contém, uma estrutura B1.

[0345]Adicionalmente, a molécula visitante é ou é derivada a partir de, ou contém, adamantano, ferroceno ou ciclooctano (incluindo biciclo[2.2.2]octano). Estes são descritos por Moghaddam et al. (vide J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3570).

[0346]Em algumas some modalidades, as primeiras e segundas moléculas visitantes formam um par que pode interagir com a cavidade de cucurbiturila para formar um complexo hospedeiro-visitante ternário estável. Qualquer par hospedeiro que se encaixe na cavidade de cucurbiturila pode ser empregado. Em algumas some modalidades, o par de moléculas visitantes pode formar um par de transferência de carga que compreende um composto rico em elétrons e um composto deficiente em elétrons. Uma a primeira e segunda moléculas visitantes atua como um aceptor de elétrons e ao outra como um doador de elétron no par CT. Por exemplo, a primeira molécula visitante pode ser uma molécula deficiente em elétrons que atua como um aceptor de elétrons e a segunda molécula visitante pode ser uma molécula rica em elétrons que atua como um doador de elétrons ou vice-versa. Em uma modalidade, a cucurbiturila é CB[8].

[0347]Os aceptores de elétrons adequados incluem derivados de 4,4’- bipiridínio, por exemplo, N,N’-dimetil dipiridiliumil etileno, e outros aceptores relacionados, tais como aqueles baseados em diazapirenos e diazafenantrenos. Os compostos de viologênio que incluem alquil viologênios são particularmente adequados para uso na presente invenção. Exemplos de compostos de alquil viologênio incluem sais de N,N'-dimetil-4,4'-bipiridínio (também conhecidos como Paraquat).

[0348]Os doadores de elétrons adequados incluem moléculas aromáticas ricas em elétrons, por exemplo 1,2-diidróxi benzeno, 1,3-diidróxi benzeno, 1,4-diidróxi benzeno, tetratiafulvaleno, naftalenos, como 2,6-diidróxi naftaleno e 2-naftol, indols e sesamol (3,4-metileno dioxifenol). Os compostos aromáticos policíclicos em geral podem encontrar uso como doadores de elétrons na presente invenção. Exemplos desses compostos incluem antraceno e naftaceno.

[0349]Aminoácidos, como triptofano, tirosina e fenilalanina podem ser adequados para uso como doadores de elétrons. Podem-se usar as sequências de pep- tídeo que compreendem esses aminoácidos em suas terminações. Por exemplo, pode-se usar um doador que compreende uma sequência de aminoácido N-WGG-C, N-GGW-C ou N-GWG-C.

[0350]Em algumas modalidades, as moléculas visitantes consistem em um par de compostos, por exemplo, primeiras e segundas moléculas visitantes, onde um dos pares é um composto A conforme apresentado na tabela anterior (por exemplo, A1, A2, A3 etc.), e o outro par é um composto B conforme apresentado na tabela acima (por exemplo, B1, B2, B3 etc.). Em uma modalidade, o composto A é selecionado a partir de A1-A43 e A46. Em uma modalidade, o composto B é B1.

[0351]Outras moléculas visitantes adequadas incluem peptídeos, como WGG (Bush, M. E. et al J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14511-14517).

[0352]Uma molécula visitante rica em elétrons pode ser correlacionada com qualquer molécula visitante CB[8] deficiente em elétrons. Exemplos de pares adequados de moléculas visitantes, por exemplo, primeiras e segundas moléculas visitantes, para uso conforme descrito no presente documento podem incluir: viologênio e naftol; viologênio e diidróxi benzeno; viologênio e tetratiafulvaleno; viologênio e indol; metil viologênio e naftol; metil viologênio e diidróxi benzeno; metil viologênio e tetratiafulvaleno; metil viologênio e indol; N,N’-dimetil dipiridiliumil etileno e naftol; N,N’-dimetil dipiridiliumil etileno e diidróxi benzeno; N,N’-dimetil dipiridiliumil etileno e tetratiafulvaleno; N,N’-dimetil dipiridiliumil etileno e indol; 2.7- dimetil diazapirênio e naftol; 2.8- dimetil diazapirênio e diidróxi benzeno; 2.9- dimetil diazapirênio e tetratiafulvaleno; e 2.7- dimetil diazapirênio e indol.

[0353]Em particular, os pares adequados de moléculas visitantes para uso conforme descrito no presente documento podem incluir 2-naftol e metil viologênio, 2,6-diidróxi naftaleno e metil viologênio e tetratiafulvaleno e metil viologênio.

[0354]Em uma modalidade, o par vizinho é 2-naftol e metil viologênio.

[0355]Em uma modalidade, o par vizinho é uma referência a um par de moléculas visitantes adequado para formar um complexo ternário com CB[8].

[0356]Em uma modalidade, a molécula visitante é preferencialmente um líquido iônico. Tipicamente, esses visitantes são adequados para formar um complexo com CB[7]. No entanto, eles também podem formar complexos com CB[8] em um complexo binário, ou em um complexo ternário junto com outra molécula visitante pequena ou solvente (vide Jiao et al. Org. Lett. 2011, 13, 3044).

[0357]O líquido iônico tipicamente compreende um heterociclo de nitrogênio orgânico catiônico, que pode ser um heterociclo de nitrogênio aromático (uma hete- roarila) ou um heterociclo de nitrogenio não-aromático. O líquido iônico também compreende tipicamente compreende um contra-ânion ao heterociclo de nitrogênio orgânico catiônico. O grupo de heteroarila de nitrogênio é, de preferência, um grupo heteroarila C5-10 de nitrogênio, com a máxima preferência, um grupo heteroarila C5-6 de nitrogênio, onde o subscrito se refere ao número total de átomos no anel ou anéis, incluindo átomos de carbono e nitrogênio. O heterociclo de nitrogênio aromático é, de preferência, um heterociclo C5-6 de nitrogênio, onde o subscrito se refere ao número total de átomos no anel ou anéis, incluindo átomos de carbono e nitrogênio. Um átomo de nitrogênio no anel do heterociclo de nitrogênio é quaternizado.

[0358]O contra-ânion pode ser um haleto, de preferência, um brometo. Outros contra-ânions adequados para uso são aqueles que resultam em um complexo que seja solúvel em água.

[0359]O visitante é, de preferência, um composto, incluindo um sal, que compreende um dos grupos a seguir selecionados a partir da lista que consiste em: porção de imidazólio; porção de piridínio; porção de quinolínio; porção de pirimidínio; porção de pirrólio; e porção de pirrolidina quaternária.

[0360]De preferência, o visitante compreende uma porção de imidazólio. Um visitante especialmente preferencial é 1-alquil-3-alquilimidazólio, onde os grupos alquila são opcionalmente substituídos.

[0361]Compostos de 1-alquil-3-alquilimidazólio, onde os grupos alquila são não-substituídos, são especialmente adequados para formação de um complexo com CB[7].

[0362]Compostos de 1-alquil-3-alquilimidazólio, onde os grupos alquila são não-substituídos, são especialmente adequados para formação de um complexo com CB[6]

[0363]Compostos de 1-alquil-3-alquilimidazólio, onde um grupo alquila é substituído por arila (de preferência, naftil), são especialmente adequados para formação de um complexo com CB[8].

[0364]Os substituintes de 1-alquil e 3-alquil podem ser iguais ou diferentes. De preferência, eles são diferentes.

[0365]Em uma modalidade, o substituinte de 3-alquil é metila, e, de preferência, é não-substituído.

[0366]Em uma modalidade, o substituinte de 1-alquil é etila ou butila, e, de preferência, é não-substituído.

[0367]Em uma modalidade, o substituinte opcional é arila, de preferência, aril C5-10. Aril inclui carboaril e heteroaril. Os grupos arila incluem fenil, naftil e quinolinil.

[0368]Em uma modalidade, os grupos alquila descritos no presente documento são grupos de alquila linear.

[0369]Cada grupo alquila é independentemente um grupo alquila C1-6, de preferência, um grupo alquila C1-4.

[0370]O substituinte de arila pode ser outra porção de 1 alquil-3-imidazólio substituído (onde o grupo alquila é fixado à posição 3 do anel).

[0371]Em outra modalidade, o composto compreende, de preferência, uma porção de piridínio.

[0372]As moléculas líquidas iônicas descritas anteriormente são particularmente úteis para formar complexos visitante-hospedeiro binários. Os complexos que compreende duas moléculas líquidas iônicas como visitantes dentro de um hospe- deiro de cucurbiturila também são abrangidos pela presente invenção.

[0373]Uma cucurbiturila pode ser capaz de formar tanto complexos binários como ternários. Por exemplo, notou-se previamente que compostos CB[6] formam complexos ternários com moléculas visitantes de 1-alquil-3-metilimidazólio de cadeia curta, enquanto as moléculas visitantes de 1-alquil-3-metilimidazólio de cadeia mais longa formam complexos binários com o hospedeiro de cucurbiturila.

[0374]Os visitantes preferenciais para uso na presente invenção são da for- ma H+X-, onde H+ é um dos cátions a seguir,

e X- é um contra-ânion adequado, conforme definido anteriormente. Um con- tra-ânion preferencial é um ânion de haleto, de preferência, Br-.

[0375]Em uma modalidade preferencial, o cátion A ou cátion B podem ser usados para formar um complexo com CB[7] ou CB[6].

[0376]Em uma modalidade preferencial, o cátion D ou cátion E podem ser usados para formar um complexo com CB[8].

[0377]Os cátions A e B podem ser referidos como 1-etil-3-metilimidazólio e 1-butil-3-metilimidazólio, respectivamente.

[0378]Os cátions D e E podem ser referidos como 1-naftalenilmetil-3- metilimidazólio, onde D é 1-naftalen-2-ilmetil-3-metilimidazólio e E é 1-naftalen-1- ilmetil-3-metilimidazólio.

[0379]Alternativa ou adicionalmente, os compostos visinhos podem ser um sal de imidazólio de fórmula (I):

em que X- é um contra-ânion; R1 é independentemente selecionado a partir de H e alquil C1-6 saturado; R2 é independentemente alquil C1-10 que pode opcionalmente conter uma ou mais ligações duplas ou triplas, e pode ser opcionalmente interrompido por um hete- roátomo selecionado a partir de -O-, -S-, -NH-, e -B-, e pode ser opcionalmente substituído.

[0380]Em uma modalidade, X- é independentemente selecionado a partir do grupo que consiste em Cl-, Br-, I-, BF4-, PF6-, OH-, SH-, HSO4-, HCO3-, NTf2, C2N5O4, AlCl4-, Fe3Cl12, NO3-, NMeS2-, MeSO3-, SbF6-, PrCB11H11-, AuCl4-, HF2-, NO2-, Ag(CN)2-, e NiCl4-. Em uma modalidade, X- é selecionado a partir de Cl-, Br-, e I-.

[0381]Em uma modalidade, R1 é selecionado a partir de H e alquil C1-6 saturado linear.

[0382]Em uma modalidade, R2 é alquil C1-10, que pode opcionalmente conter uma ou mais ligações duplas, e pode ser opcionalmente interrompido por um hete- roátomo selecionado a partir de -O-, -S-, -NH-, e -B-, e pode ser opcionalmente substituído.

[0383]Em uma modalidade, R2 é alquil C1-10 linear, que pode opcionalmente conter uma ou mais ligações duplas, e pode ser opcionalmente substituído.

[0384]Em uma modalidade, onde uma ligação dupla ou tripla estiver presente, esta pode ser conjugada à porção de imidazólio. Alternativamente, a ligação dupla ou tripla pode não ser conjugada à porção de imidazólio.

[0385]Em uma modalidade, os substituintes opcionais são independentemente selecionados a partir do grupo que consiste em halo, aril C5-20 opcionalmente substituído, -OR3, -OCOR3, =O, -SR3, =S, -BR3, -NR3R4, -NR3COR3, -N(R3)CONR3R4, -COOR3, -C(O)R3, -C(=O)SR3, -CONR3R4, -C(S)R3, -C(=S)SR3, e -C(=S)NR3R4, onde cada R3 e R4 é independentemente selecionado a partir de H e alquil C1-6 saturado opcionalmente substituído, aril C5-20 e aril C1-6 alquileno-C5-20. ou R3 e R4 podem juntos formar um anel heterociclo com 5, 6 ou 7 membros opcionalmente saturado que seja opcionalmente substituído por um grupo -R3.

[0386]Em uma modalidade, os substituintes opcionais são independentemente selecionados a partir do grupo que consiste em halo, aril C5-20 opcionalmente substituído, -OR3, -OCOR3, -NR3R4, -NR3COR3, -N(R3)CONR3R4, -COOR3, -C(O)R3, e -CONR3R4, onde R3 e R4 são definidos conforme acima.

[0387]Cada grupo aril C5-20 pode ser independentemente selecionado a partir de um grupo carboaril C6-20 ou de um grupo heteroaril C5-20.

[0388]Exemplos de grupos carboaril C6-20 incluem fenil e naftil.

[0389]Exemplos de grupos heteroaril C5-20 incluem pirrola (azola) (C5), piridi- na (azina) (C6), furano (oxola) (C5), tiofeno (tiola) (C5), oxazola (C5), tiazola (C5), imi- dazola (1,3-diazola) (C5), pirazola (1,2-diazola) (C5), piridazina (1,2-diazina) (C6), e pirimidina (1,3-diazina) (C6) (por exemplo, citosina, timina, uracila).

[0390]Cada aril C5-20 é preferencialmente selecionado a partir de fenil, naftil e imidazólio opcionalmente substituídos.

[0391]Cada grupo aril C5-20 é opcionalmente substituído. Os substituintes opcionais são independentemente selecionados a partir de halo, alquil C1-6, -OR3, -OCOR3, -NR3R4, -NR3COR3, -N(R3)CONR3R4, -COOR3, -C(O)R3, e -CONR3R4, onde R3 e R4 são definidos conforme anteriormente.

[0392]Em uma modalidade, cada grupo aril C5-20 é opcionalmente substituído por alquil C1-6.

[0393]Quando o grupo aril C5-20 for um imidazólio, este é preferencialmente substituído em nitrogênio por um grupo R1 (formando, assim, um nitrogênio quaternário).

[0394]O composto de fórmula (I) compreende uma porção de imidazólio tendo um substituinte R2 na posição 1 e um substituinte R1 na posição 3. Em um aspecto adicional da invenção, o composto de fórmula (I) pode ser opcionalmente substituído na posição 2, 4 ou 5 por um grupo RA, em que RA tem o mesmo significado de R1.

[0395]As modalidades acima são combináveis em qualquer combinação, conforme apropriado.

Encapsulante

[0396]A cápsula da invenção pode ser usada para encapsular um componente (o encapsulante). Em uma modalidade, proporciona-se uma cápsula que compreende um encapsulante. A cápsula é adequada para armazenar um componente, e este componente pode ser posteriormente liberado em um local escolhido.

[0397]Compreende-se que uma referência a um componente encapsulado não é uma referência a uma molécula de solvente. Por exemplo, o componente encapsulado não é água, não é um óleo bem um solvente orgânico. Compreende-se, também, que uma referência a um componente encapsulado não é uma referência a uma cucurbiturila ou um bloco de construção para uso na preparação do invólucro de cápsula. De outro modo, o componente não é particularmente limitado.

[0398]Portanto, o encapsulante é um componente da cápsula que é proporcionado além do solvente que pode estar presente dentro do invólucro.

[0399]Nos métodos da invenção, o invólucro de cápsula é preparado a partir de uma composição que compreende uma cucurbiturila e um ou mais blocos de construção, conforme apropriado. Nem toda a cucurbiturila e um ou mais blocos de construção podem reagir para formar um material de invólucro. Adicionalmente, a cucurbiturila e um ou mais blocos de construção podem reagir para formar uma rede, mas esta rede pode não estar incluída no invólucro que forma a cápsula. Esses reagentes não-reagidos ou parcialmente reagidos podem estar contidos dentro do invólucro, e podem estar contidos além do encapsulante. Portanto, o encapsulante é um componente da cápsula que é proporcionado além dos reagentes e produtos não reagidos ou parcialmente reagidos que podem estar presentes dentro do invólucro.

[0400]Em uma modalidade, o composto de encapsulante tem uma solubilidade de pelo menos 0,01 mg/mL, pelo menos 0,02 mg/mL, pelo menos 0,05 mg/mL, ou pelo menos 0,10 mg/mL.

[0401]Em uma modalidade, a solubilidade se refere à solubilidade aquosa (isto é, uma fase aquosa).

[0402]Em uma modalidade, a solubilidade se refere à solubilidade em uma fase oleosa ou uma fase orgânica.

[0403]As cápsulas da invenção podem ser usadas para encapsular uma ampla faixa de componentes

[0404]Em uma modalidade, o componente encapsulado tem um peso molecular de pelo menos 100, pelo menos 200, pelo menos 300, pelo menos 1.000, pelo menos 5.000 (1k), pelo menos 10.000 (10k), pelo menos 50.000 (50k), pelo menos 100.000 (100k) ou pelo menos 200.000 (200k).

[0405]Em uma modalidade, o encapsulante é um composto terapêutico.

[0406]Em uma modalidade, o encapsulante é uma molécula biológica, tal como um polinucleotídeo (por exemplo, DNA e RNA), um polipeptídeo ou um polis- sacarídeo.

[0407]Em uma modalidade, o encapsulante é uma molécula polimérica, incluindo polímeros biológicos, como aqueles polímeros supramencionados.

[0408]Em uma modalidade, o encapsulante é uma célula.

[0409]Em uma modalidade, o encapsulante é uma tinta.

[0410]Em uma modalidade, o encapsulante é um nanotubo de carbono.

[0411]Em uma modalidade, o encapsulante é uma partícula. A partícula pode ser uma partícula metálica.

[0412]O tamanho da cápsula é selecionado a fim de acomodar o tamanho do encapsulante. Portanto, o diâmetro interno (a distância a partir da parede mais interna até a parede mais interna) é maior que a maior dimensão do encapsulante.

[0413]Em uma modalidade, o encapsulante tem um marcador detectável. O marcador detectável pode ser usado para quantificar e/ou localizar o encapsulante. O marcador pode ser usado para determinar a quantidade de encapsulante contida com a cápsula.

[0414]Em uma modalidade, o marcador detectável é um marcador lumines- cente. Em uma modalidade, o marcador detectável é um marcador fluorescente ou um marcador fosforescente.

[0415]Em uma modalidade, o marcador detectável é visível.

[0416]Em uma modalidade, o marcador fluorescente é um marcador de ro- damina ou fluoresceína.

[0417]Em uma modalidade, a cápsula da invenção serve para uso como um reator. O método de preparação da cápsula conforme descrito no presente documento une os reagentes, que são fornecidos em subfluxos separados de segunda fase, e são colocados em contato substancialmente ao mesmo tempo em que as segundas fases entram em contato com a primeira fase. Um invólucro de material é formado na interface das regiões discretas, e este invólucro contém os reagentes que podem ser permitidos reagir. A localização de reagentes dentro de uma região discreta permite um controle sobre as temporizações de reação.

[0418]Quando a cápsula servir para uso como um microrreactor, compreende-se que a composição do espaço interno do invólucro se alterará com o tempo à medida que os reagentes reagem para formar um produto, junto aos subprodutos associados, caso existam. Conforme ficará aparente, a quantidade de reagente será reduzida à medida que a reação progride.

Encapsulantes adicionais e alternativos

[0419]Além disso, ou como alternativas aos encapsulantes supramencionados, o encapsulante pode ser selecionado a partir de um ou mais dos encapsulantes discutidos abaixo. Em uma modalidade, as preferências de peso molecular dadas acima se aplicam a esses encapsulantes.

[0420]Em uma modalidade, o encapsulante é selecionado a partir do grupo que consiste em moléculas tóxicas (como agentes nervosos e metais pesados), hormônios, herbicidas, pesticidas, anticorpos, patógenos (como vírus), adjuvantes, géis, nanopartículas (incluindo partículas metálicas ou não-metálicas), polímeros (incluindo polímeros sintéticos e naturais), catalisadores (orgânicos, inorgânicos, e organometálicos), adesivos e selantes.

[0421]Um patógeno é um agente que seja capaz de causar uma doença em um hospedeiro. O patógeno pode ser um vírus, uma bactéria, um fungo, ou um prí- on.

[0422]Em uma modalidade, o encapsulante é um vírus.

[0423]O vírus pode ser um vírus selecionado a partir de uma família selecionada a partir do grupo que consiste em adenoviridae (por exemplo, adenovírus), herpesviridae (por exemplo, Herpes simplex, tipo 1 e tipo 2, e Epstein-barr), papillo- maviridae (por exemplo, papillomavírus humano), hepadnaviridae (por exemplo, Hepatite B), flaviviridae (por exemplo, Hepatite C, febre amarela, dengue, vírus do Nilo Ocidental), retroviridae (por exemplo, vpirus da imunodeficiência (HIV)), orthomyxo- viridae (por exemplo, Influenza), paramyxoviridae (por exemplo, sarampo, caxumba), rhabdoviridae (por exemplo, raiva), e reoviridae (por exemplo, rotavírus).

[0424]Em uma modalidade, o encapsulante é um microorganismo.

[0425]Conforme notado anteriormente, em uma modalidade, o encapsulante é uma célula. A célula pode ser uma célula procariótica ou eucariótica.

[0426]A célula pode ser uma célula de mamífero, tal como uma célula humana, uma célula de roedor (por exemplo, um porquinho da Índia, um hamster, um rato, um camundongo), uma célula de lagomorfo (por exemplo, um coelho), uma célula de ave (por exemplo, um pássaro), uma célula de canino (por exemplo, um cachorro), uma célula de felino (por exemplo, um gato), uma célula de eqüino (por exemplo, um cavalo), uma célula de porcino (por exemplo, um porco), uma célula de ovino (por exemplo, um carneiro), uma célula de bovino (por exemplo, uma vaca), uma célula de símio (por exemplo, um macaco ou primata), uma célula de macaco (por exemplo, mico, babuíno), uma célula de primata (por exemplo, gorila, chimpan- zé, orangotango, gibão), ou uma célula de ornithorhynchidae (por exemplo, ornitorrinco).

[0427]A célula pode ser uma célula de tumor, que pode ser uma célula de tumor benigno ou maligno.

[0428]Exemplos de células eucarióticas incluem células epiteliais, endoteri- ais, neurais, esqueletais, e fibroblasto, dentre outras.

[0429]Em uma modalidade, o encapsulante é uma bactéria, tal como uma bactéria gram positiva e uma bactéria gram negativa.

[0430]Exemplos de bactérias gram positivas incluem Corynebacterium, Mycobacterium, Nocardia, Streptomyces, Staphylococcus (como S. aureus), Streptococcus (como S. pneumoniae), Enterococcus (como E. faecium), Bacillus, Clostridium (como C. diff.) e Listeria.

[0431]Exemplos de bactérias gram negativas incluem Hemophilus, Klebsiella, Legionella, Pseudomonas, Escherichia (como E. coli), Proteus, Enterobacter, Ser- ratia, Helicobacter (como Helicobacter pylori), e Salmonella.

[0432]Em uma modalidade, o encapsulante é um anticorpo.

[0433]O termo “anticorpo” é usado no sentido mais amplo e cobre especificamente os anticorpos monoclonais, anticorpos policlonais, dímeros, multímeros, anticorpos multiespecíficos (por exemplo, anticorpos biespecíficos), e fragmentos de anticorpo, desde que exibam a atividade biológica desejada. Os anticorpos podem ser derivados de murino, humano, humanizado, quimérico, ou derivado de outras espécies. Um anticorpo é uma proteína gerada pelo sistema imune que é capaz de reconhecer e se ligar a um antígeno específico. Um antígeno alvo geralmente tem vários sítios de ligação, também denominados como epítopos, reconhecidos por CDRs em múltiplos anticorpos. Cada anticorpo que se liga especificamente a um epítopo diferente tem uma estrutura diferente. Portanto, um antígeno pode ter mais de um anticorpo correspondente. Um anticorpo inclui uma molécula de imunoglobu- lina de comprimento total ou uma porção imunologicamente ativa de uma molécula de imunoglobulina de comprimento total, isto é, uma molécula que contém um sítio de ligação de antígeno que se liga de modo imunoespecífico a um antígeno de um alvo de interesse ou parte deste, esses alvos incluem, mas não se limitam a, célula ou células cancerígenas que produzem anticorpos autoimunes associados a uma doença autoimune. A imunoglobulina pode ser de qualquer tipo (por exemplo, IgG, IgE, IgM, IgD, e IgA), classe (por exemplo, IgG1, IgG2, IgG3, IgG4, IgA1 e IgA2) ou subclasse de molécula de imunoglobulina. As imunoglobulinas podem ser derivadas a partir de quaisquer espécies, incluindo origem humana, murino, ou coelho.

[0434]Os “fragmentos de anticorpo” compreendem uma porção de um anticorpo de comprimento total, geralmente a ligação de antígeno ou a região variável desta. Exemplos de fragmentos de anticorpo incluem Fab, Fab', F(ab')2, e fragmentos Fv; anticorpos scFv divalentes (“diabodies”); anticorpos lineares; fragmentos produzidos por uma biblioteca de expressão Fab, anticorpos anti-idiotípicos (anti-Id), CDR (região de determinação complementar), e fragmentos de ligação a epítopo de qualquer um dos anteriores que se ligam de modo imunoespecífico a antígenos de célula cancerígena, antígenos virais ou antígenos microbiais, moléculas de anticorpo de cadeia única; e anticorpos multiespecíficos formados a partir de fragmentos de anticorpo.

[0435]O termo “anticorpo monoclonal” conforme o uso em questão se refere a um anticorpo obtido a partir de uma população de anticorpos substancialmente homogêneos, isto é, os anticorpos individuais que compreendem a população são idênticos exceto pelas possíveis mutações de ocorrência natural que podem estar presentes em quantidades mínimas. Os anticorpos monoclonais são altamente específicos, sendo direcionados contra um sítio de ligação único. Adicionalmente, em contraste às preparações de anticorpo policlonal que incluem diferentes anticorpos direcionados contra diferentes determinantes (epítopos), cada anticorpo monoclonal é direcionado contra um único determinante no antígeno. Além de sua especificidade, os anticorpos monoclonais são vantajosos pelo fato de que podem ser sintetizados não-contaminados por outros anticorpos. O modificador “monoclonal” indica o caráter do anticorpo sendo obtido a partir de uma população substancialmente homogênea de anticorpos, e não deve ser construído como requerendo uma produção de anticorpos por nenhum método particular. Por exemplo, os anticorpos monoclo- nais a serem usados de acordo com a presente invenção podem ser feitos pelo método de hibridoma, ou podem ser feitos por métodos de DNA recombinante. Os anticorpos monoclonais também podem ser isolados das bibliotecas de anticorpo de fago.

[0436]De modo específico, os anticorpos monoclonais incluem anticorpos “quiméricos” nos quais uma porção da cadeia pesada e/ou leve é idêntica ou homologa às sequências correspondentes em anticorpos derivados a partir de uma espécie particular pertencente a uma classe ou subclasse de anticorpo particular, enquanto restante da cadeia é idêntico ou homologo às sequências correspondentes em anticorpos derivados a partir de outra espécie ou pertencente a outra classe ou subclasse de anticorpo, bem como fragmentos de tais anticorpos, desde que exibam uma atividade biológica desejada

[0437]Em uma modalidade, o anticorpo é um conjugado anticorpo-fármaco (ADC).

[0438]O anticorpo pode ser adequadamente marcado para detecção e análise, seja enquanto mantido na cápsula, para uso posterior, quando o anticorpo for liberado.

[0439]Em uma modalidade, o encapsulante é um hormônio. O hormônio pode ser um hormônio peptídico, tal como insulina ou hormônio de crescimento, ou um hormônio de lipídeo, tal como um hormônio esteróide, por exemplo, prostaglandina e estrogênio.

[0440]Em uma modalidade, o encapsulante é um polipeptídeo. Em uma modalidade, o polipeptídeo é uma proteína. Em uma modalidade, a proteína tem uma atividade catalítica, por exemplo, tendo atividade ligase, isomerase, liase, hidrolase, transferase ou oxidoreductase.

[0441]Em uma modalidade, o encapsulante é um polímero. Em algumas modalidades, o invólucro de cápsula da presente invenção inclui um bloco de construção que é um polímero funcionalizado. Quando tal bloco de construção estiver presente, um polímero que é um encapsulante difere do bloco de construção. Em uma modalidade, o polímero de encapsulante não é adequado para formar uma ligação não-covalente com uma cucurbiturila.

[0442]Em uma modalidade, o encapsulante é uma partícula metálica.

[0443]Em uma modalidade, a nanopartícula é ou compreende um metal nobre.

[0444]Em uma modalidade, a nanopartícula é ou compreende um metal de transição.

[0445]Em algumas modalidades, o invólucro de cápsula da presente invenção inclui um bloco de construção que seja uma partícula funcionalizada. Quando tal bloco de construção estiver presente, uma partícula que é um encapsulante difere do bloco de construção. Em uma modalidade, a partícula de encapsulante não é adequada para formar uma ligação não-covalente com uma cucurbiturila.

[0446]Em uma modalidade, a nanopartícula é uma nanopartícula de ouro (AuNP) ou uma nanopartícula de prata (AgNP), ou uma nanopartícula que compreende tanto prata como ouro.

[0447]Em geral, a partícula é substancialmente esférica. No entanto, as partículas tendo outros formatos podem ser usadas, caso seja apropriado ou desejável.

[0448]Em uma modalidade, a nanopartícula tem um diâmetro de no máximo 500 nm, no máximo 200 nm, no máximo 150 nm, no máximo 100 nm, no máximo 80 nm, ou no máximo 70 nm.

[0449]Em uma modalidade, a nanopartícula tem um diâmetro de pelo menos 1 nm, pelo menos 2 nm, pelo menos 5 nm, pelo menos 10 nm, pelo menos 15 nm, pelo menos 20 nm, pelo menos 30 nm, ou pelo menos 40 nm.

[0450]Em uma modalidade, o diâmetro da partícula se encontra em uma faixa onde as taxas mínima e máxima são selecionadas a partir das modalidades anteriores. Por exemplo, o diâmetro se encontra na faixa de 1 a 100 nm, ou, por exemplo, na faixa de 10 a 100 nm. Por exemplo, o diâmetro está na faixa de 2 a 500 nm

[0451]Em uma modalidade, a nanopartícula tem um diâmetro de cerca de 20 nm.

[0452]A média se refere a média numérica. O diâmetro de uma partícula pode ser medido usando técnicas microscópicas, incluindo TEM.

[0453]As partículas usadas na presente invenção são sustentavelmente mo- nodispersas ou têm uma dispersão muito baixa. Em uma modalidade, as partículas têm um desvio padrão relativo (RSD) de no máximo 0,5%, no máximo 1%, no máximo 1,5%, no máximo 2%, no máximo 4%, no máximo 5%, no máximo 7%, no máximo 10%, no máximo 15 %, no máximo 20 % ou no máximo 25 %.

[0454]Em uma modalidade, a partícula tem um diâmetro hidrodinâmico de pelo menos 5 nm, pelo menos 10 nm, pelo menos 15 nm, pelo menos 20 nm, pelo menos 30 nm, pelo menos 40 nm.

[0455]Em uma modalidade, a partícula tem um diâmetro hidrodinâmico de no máximo 500 nm, no máximo 200 nm, no máximo 150 nm, no máximo 100 nm, no máximo 80 nm, ou no máximo 70 nm.

[0456]O diâmetro hidrodinâmico pode se referir à média numérica ou à média volumétrica. O diâmetro hidrodinâmico pode ser determinado a partir de medições de difusão de luz dinâmica (DLS) de uma amostra de partícula.

[0457]O tamanho da partícula e da composição da partícula pode ser seleci- onado para proporcionar um efeito acentuado em superfície mais apropriado ou benéfico.

[0458]As partículas de ouro e prata podem ser preparadas usando técnicas conhecidas na técnica. Exemplos de preparações incluem aquelas descritas por Coulston (Coulston et al Chem. Commun. 2011, 47, 164) e Martin (Martin et al. Langmuir 2010, 26, 7410) e Frens (Frens Nature Phys. Sci. 1973, 241, 20), que se encontram aqui incorporados em suas totalidades a título de referência.

[0459]Em uma modalidade, o encapsulante é um polímero. Em uma modalidade, o polímero não é um polímero que está presente como um bloco de construção no invólucro de cápsula. De outro modo, o polímero não é particularmente limitado.

Encapsulantes adicionais e alternativos

[0460]Além disso, ou como alternativas aos encapsulantes supramencionados e aos encapsulantes adicionais e alternativos supramencionados, o encapsulan- te pode ser selecionado a partir de um ou mais encapsulantes adicionais discutidos abaixo. Em uma modalidade, as preferências de peso molecular dadas acima se aplicam a esses encapsulantes.

[0461]Em uma modalidade, o encapsulante é um composto de fragrância ou uma composição de fragrância. Um composto ou composição de fragrância tem propriedades odorantes adequadas para uso em um perfume.

[0462]Em uma modalidade, o encapsulante é um composto flavorizante ou uma composição flavorizante. Um flavorizante pode ser ou incluir um acentuador de sabor, tal como um adoçante.

[0463]Em uma modalidade, o encapsulante é um óleo, tal como um óleo essencial. Exemplos de óleos essenciais incluem aqueles obtidos ou obteníveis a partir de laranja-lima, hortelã, limão e cravo, dentre outros.

[0464]Em uma modalidade, o encapsulante é ele próprio um veículo para manter um encapsulante. Por exemplo, o encapsulante pode ser um lipossomo, mi- cela, ou vesícula. O lipossomo, micela, ou vesícula podem manter um encapsulante, como um dos encapsulantes descritos no presente documento. Os lipossomos, mi- celas ou vesículas adequadamente carregados podem ser preparados usando técnicas padrão conhecidas na técnica. O lipossomo, micela ou vesícula carregados podem, então, ser encapsulados nas cápsulas supramoleculares da invenção usando os métodos descritos no presente documento. Métodos para preparação de cápsulas

[0465]Em um segundo aspecto da invenção, proporciona-se um método para a preparação de uma cápsula que tem um invólucro, tal como a cápsula do primeiro aspecto da invenção, o método que compreende as etapas de: (i)colocar um fluxo de uma primeira fase e um fluxo de uma segunda fase em contato com um canal para, deste modo, gerar no canal uma dispersão de regiões discretas, de preferência, gotículas, da segunda fase na primeira fase, em que a segunda fase compreende cucurbiturila e um ou mais blocos de construção que tem funcionalidade visitante de cucurbiturila adequada para formar uma rede reticulada supramolecular para, deste modo, formar um invólucro de cápsula dentro da região discreta, em que a primeira e a segundas fases são imiscível.

[0466]Em uma modalidade, a segunda fase compreende (a) uma cucurbituri- la e (1) ou (2); ou (b) uma pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas e (1), (2) ou (3) para, deste modo, formar um invólucro de cápsula dentro da região discreta, em que a primeira e a segundas fases são imiscíveis.

[0467]Em uma modalidade, a segunda fase compreende uma cucurbiturila e (1) ou (2).

[0468]Em uma modalidade, a segunda fase compreende uma cucurbiturila e (1).

[0469]No método da invenção uma dispersão da segunda fase é criada den- tro da primeira fase contínua. Em uma modalidade, uma entre a primeira e a segundas fases é uma fase aquosa e a outra fase é uma fase imiscível em água.

[0470]Em uma modalidade, a segunda fase é uma fase aquosa. A primeira fase é uma fase imiscível em água, por exemplo, uma fase oleosa.

[0471]Em uma modalidade, a primeira fase é uma fase aquosa. A segunda fase é uma fase imiscível em água, por exemplo, uma fase oleosa.

[0472]Em uma modalidade, o método compreende, ainda, a etapa de (ii) coletar o escoamento a partir do canal para, deste modo, obter uma gotícula, dentro da qual se encontra uma cápsula.

[0473]Em uma modalidade, o método compreende a etapa (ii) acima e (iii) que seca opcionalmente a cápsula obtida na etapa (ii). A etapa de secagem se refere à dessolvatação da gotícula e da cápsula. Onde a segunda fase for uma fase aquosa, a etapa de secagem é uma desidratação.

[0474]Em uma modalidade, o fluxo da segunda fase (dispersa) é um fluxo gerado pela combinação de uma pluralidade de subfluxos, onde cada subfluxo compreende um reagente para uso na preparação do invólucro. Portanto, um subfluxo pode compreender uma cucurbiturila (como no caso (a)) ou a pluralidade de cucurbi- turilas covalentemente ligadas (como no caso (b)). Os subfluxos adicionais podem compreender um primeiro bloco de construção e um segundo bloco de construção (como no caso da composição (1)). Os primeiro e segundos blocos de construção podem ser contidos dentro do subfluxo ou subfluxos diferentes.

[0475]Em uma modalidade, a cucurbiturila e o bloco de construção (ou blocos) são proporcionados em subfluxos separados.

[0476]Em uma modalidade, um subfluxo é proporcionado para cada reagente para uso na preparação do invólucro. Nesta modalidade, é possível alterar independentemente a taxa de fluxo de cada subfluxo alterando, deste modo, independentemente a concentração final de um reagente particular na região discreta formada. A capacidade de alterar independentemente a taxa de fluxo e, portanto, a concentração de reagente permite o controle ao longo da estrutura do invólucro formado. Portanto, o tamanho de poro e a espessura do invólucro podem ser controlados por alterações apropriadas nas taxas de subfluxo.

[0477]Os subfluxos podem ser colocados em contato antes de entrar em contato com o fluxo da primeira fase. Nesta disposição, múltiplos subfluxos podem ser colocados em contato ao mesmo tempo, ou podem ser colocados em contato em uma sequência. De maneira alternativa, os subfluxos podem ser colocados em contato substancialmente ao mesmo tempo em que as segundas fases são colocadas em contato com o fluxo da primeira fase.

[0478]A fim de minimizar a formação de uma agregação não estruturada, que inclui, por exemplo, um hidrogel, dentro da segunda fase, a cucurbiturila ou a pluralidade de cucurbiturilas covalentemente ligadas é colocada em contato com os blocos de construção imediatamente antes ou substancialmente ao mesmo tempo em que as segundas fases são colocadas em contato com o fluxo da primeira fase.

[0479]Em uma modalidade, o fluxo da segunda fase é colocado em contato com o fluxo da primeira fase substancialmente perpendicular à primeira fase. Nesta modalidade, a estrutura de canal pode ser uma geometria de junção em T. O caminho do canal pode seguir o caminho do fluxo da primeira fase, em cujo caso o segundo fluxo será substancialmente perpendicular ao fluxo combinado resultante no canal. De maneira alternativa, o caminho do canal pode seguir o caminho do fluxo da segunda fase, em cujo caso o fluxo de primeira fase será substancialmente perpendicular ao fluxo combinado resultante no canal.

[0480]Os métodos que utilizam uma geometria de junção em T proporcionam regiões discretas, tipicamente gotículas, da fase aquosa na fase oleosa como um resultado das forças de cisalhamento induzidas dentro do sistema de duas fases.

[0481]Em uma modalidade, um fluxo adicional da primeira fase é proporcio- nado. Os fluxos de primeira fase são colocados em contato com cada lado do fluxo de segunda fase em um canal, e o fluxo de fases é, então, passado através de uma região do canal de corte transversal reduzido (um orifício) para gerar, deste modo, uma região discreta, de preferência, uma gotícula, da segunda fase no canal. Tais métodos que têm um fluxo de segunda fase interno e dois fluxos de primeira fase externos, são referidos como configurações de focalização de fluxo.

[0482]Os métodos que usam técnicas de focalização de fluxo proporcionam regiões discretas, tipicamente gotículas, da segunda fase na primeira fase como um resultado da primeira fase externa que aplica tensões de pressão e viscosas à segunda fase interna gerando, deste modo, um fluxo estreito desta fase. Este fluxo estreito, então, se separa em regiões discretas, tipicamente, gotículas, no orifício ou logo depois o fluxo combinado ter passado através do orifício.

[0483]Em uma modalidade, a região discreta é uma gotícula.

[0484]Em uma modalidade, a região discreta é uma pepita.

[0485]Após a região discreta ser formada no canal, a região discreta pode ser passada ao longo do canal até uma área de coleta. O tempo de residência da região discreta no canal não é particularmente limitado. Em uma modalidade, o tempo de residência é suficiente para permitir que o invólucro se forme.

[0486]À medida que a região discreta é passada ao longo do canal esta pode ser submetida a um estágio de mistura por meio do qual os componentes da região discreta são mais uniformemente distribuídos ao redor desta região discreta. Em uma modalidade, o canal compreende uma região de enrolamento. A região de enrolamento pode adotar a forma de um caminho substancialmente sigmóide através do qual a região discreta é passada.

[0487]Em uma modalidade, a segunda fase compreende, ainda, um componente para encapsulação, e a etapa (i) proporciona uma cápsula que encapsula o componente.

[0488]A primeira fase e a segunda fase podem entrar em contato em uma junção em T simples. A segunda fase pode ser formada a partir da combinação de fluxos separados de cucurbiturila e (1), (2) ou (3), conforme apropriado. Onde existem mais de dois componentes, estes componentes podem ser colocados em contato de maneira simultânea ou sequencial.

[0489]Estes fluxos podem entrar em contato antes do contato com a primeira fase. De maneira alternativa, eles podem ser colocados em contato de maneira simultânea com a primeira fase.

[0490]As regiões discretas da segunda fase são geradas no canal à medida que a primeira fase imiscível rompe a segunda fase. A frequência de cisalhamento é dependente da razão de taxa de fluxo das duas fases.

[0491]Em uma modalidade, a taxa de fluxo é selecionada, a fim de proporcionar um número ajustado de gotículas por unidade de tempo (gotículas por segundo).

[0492]As gotículas podem ser preparadas em uma taxa de no máximo 10.000, no máximo, 5.000, no máximo 1.000 ou no máximo 500 Hz.

[0493]As gotículas podem ser preparadas em uma taxa de pelo menos 1, pelo menos 10, pelo menos 50, pelo menos 100, ou pelo menos 200 Hz.

[0494]Em uma modalidade, as gotículas podem ser preparadas em uma taxa que se encontra em uma faixa onde as taxas mínimas e máximas são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a taxa se encontra na faixa 100 a 500 Hz.

[0495]Em uma modalidade, o método compreende a etapa de (iii) secar a cápsula. A etapa de secagem remove pelo menos parcialmente o solvente (que pode ser água ou solvente orgânico) da cápsula e pode ser referida como dessolvata- ção.

[0496]Não existem limitações particulares sobre o método para secar as cápsulas. Em uma modalidade, as cápsulas obtidas podem ser simplesmente permitidas a permanecer em condições ambientes, e o solvente permitido a evaporar.

[0497]Em uma modalidade, o método compreende as etapas (ii) e (iii) e, op-cionalmente, a etapa (iv), cuja etapa é uma etapa de lavagem, por meio da qual as cápsulas obtidas são lavadas com um solvente. O propósito da etapa de lavagem pode ser remover o tensoativo (onde usado) ou qualquer outro componente usado na etapa de formação de invólucro. A etapa (iv) pode ser realizada como uma etapa intermediária entre as etapas (ii) e (iii)

[0498]Em uma modalidade, o método compreende a etapa de (iii) secar a cápsula e (v) subsequentemente ressolvatar a cápsula. A etapa de ressolvatação pode ser realizada minutos, horas, dias, semanas ou meses após a etapa (iii) ser concluída.

[0499]Em uma modalidade, uma referência a um tamanho de uma gotícula também é uma referência direta a um tamanho de uma cápsula. A gotícula é uma gotícula formada em um canal de um dispositivo fluídico ou uma gotícula que é coletada a partir do canal de tal dispositivo. O tamanho se refere a uma gotícula que não foi submetida a uma etapa de dessolvatação.

[0500]As cápsulas podem ser dessolvatadas para armazenamento e subsequentemente ressolvatadas para uso. Na etapa de ressolvatação, a cápsula é colocada em contato com o solvente para, deste modo, ressolvatar a cápsula.

[0501]Uma cápsula diretamente formada após a preparação é substancialmente esférica. A dessolvatação da cápsula pode resultar no colapso da cápsula à medida que a borda esférica se torna distorcida. O material de invólucro parece se dobrar de uma maneira aleatória.

[0502]No método de preparação descrito no presente documento, uma gotí- cula é formada e o invólucro de uma cápsula se forma na interface da gotícula. A gotícula formada pode ser submetida a uma etapa de dessolvatação resultando, deste modo, no encolhimento do invólucro de cápsula. Em uma modalidade, o tamanho da cápsula se refere ao tamanho de uma cápsula que foi submetida a uma etapa de desidratação.

[0503]O invólucro da cápsula pode ter poros. Tais poros podem ser de um tamanho adequado para permitir que uma molécula encapsulada passe através do invólucro para, deste modo, ser liberada da cápsula.

[0504]A taxa de fluxo da primeira fase e/ou da segunda fase pode ser variada para permitir a preparação de gotículas e, portanto, as cápsulas, de um tamanho desejado. À medida que a taxa de fluxo da primeira fase for aumentada em relação à segunda fase, o tamanho médio da gotícula diminui, e o tamanho de cápsula formada também diminui.

[0505]Tipicamente, a taxa de fluxo da primeira fase é pelo menos 1,5, 2, 3, 4, 5 ou 10 vezes maior que aquela da segunda fase.

[0506]Em uma modalidade, as taxas de fluxos da primeira e da segunda fases são selecionadas a fim de proporcionar gotículas que têm um diâmetro médio desejado.

[0507]O tamanho médio de partícula pode ser determinado a partir das medições de uma amostra de gotículas coletadas a partir do canal de fluxo que usa técnicas de microscopia simples.

[0508]Em uma modalidade, cada gotícula é uma microgotícula.

[0509]Em uma modalidade, cada gotícula é uma nanogotícula.

[0510]Em uma modalidade, o tamanho médio da gotícula é de pelo menos 1, 5, 10, 20, 30, ou 40 μm de diâmetro.

[0511]Em uma modalidade, o tamanho médio da gotícula é de no máximo 400, 200, 100, 75 ou 50 μm de diâmetro.

[0512]Em uma modalidade, o tamanho médio da gotícula se encontra em uma faixa onde as taxas mínimas e máximas são selecionadas a partir das modali dades acima. Por exemplo, o tamanho médio se encontra na faixa de 1 a 100 μm.

[0513]A gotícula formada a partir da preparação fluídica tem uma distribuição de tamanho estreita. Esta pode ser empiricamente medida através da observação da embalagem das gotículas coletadas. Uma disposição de embalagem quase hexagonal das gotículas coletadas é indicativa de um valor de baixa monodispersividade (vide, por exemplo, L.J. De Cock et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6954).

[0514]Em uma modalidade, as gotículas têm um desvio padrão relativo (RSD) de no máximo 1,5%, no máximo 2%, no máximo 4%, no máximo 5%, no máximo 7%, ou no máximo 10%.

[0515]A concentração de um ou mais componentes na segunda fase pode ser alterada. As alterações na concentração podem alterar as propriedades físicas e químicas do material de invólucro subsequentemente formado.

[0516]Em uma modalidade, a concentração de cucurbiturila pode ser alterada, a fim de alterar o grau de ligação e/ou reticulação na rede formada. Um aumento na ligação ou reticulação é associado a uma diminuição no tamanho de poro no material.

[0517]Em uma modalidade, a concentração de cucurbiturila e o bloco de construção presente na segunda fase podem ser alterados, a fim de alterar a espessura do invólucro.

[0518]Em uma modalidade, a concentração da cucurbiturila na segunda fase é de pelo menos 0,05, pelo menos 0,1, pelo menos 0.2, pelo menos 0.3, pelo menos 0,5, pelo menos 1,0, pelo menos 5,0 ou pelo menos 10 μM.

[0519]Em uma modalidade, a concentração da cucurbiturila na segunda fase é de no máximo 500, no máximo 200, no máximo 100, no máximo 75, no máximo 50 μM.

[0520]Em uma modalidade, a concentração da cucurbiturila na segunda fase se encontra em uma faixa onde as taxas mínimas e máximas são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a concentração da cucurbiturila na segunda fase se encontra na faixa de 0,1 a 100 μM.

[0521]Em uma modalidade, a concentração de um bloco de construção na segunda fase é de pelo menos 0,05, pelo menos 0,1, pelo menos 0,2, pelo menos 0,3, pelo menos 0,5, pelo menos 1,0, pelo menos 5,0 ou pelo menos 10 μM.

[0522]Em uma modalidade, a concentração de um bloco de construção na segunda fase é de no máximo 500, no máximo 200, no máximo 100, no máximo 75, no máximo 50 μM.

[0523]Em uma modalidade, a concentração de um bloco de construção na segunda fase se encontra em uma faixa onde as taxas mínimas e máximas são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a concentração de um bloco de construção na segunda fase se encontra na faixa de 0,1 a 100 μM.

[0524]A referência a um bloco de construção pode se referir a um primeiro bloco de construção ou a um segundo bloco de construção, conforme descrito no presente documento.

[0525]Em uma modalidade, a razão entre a concentração de cucurbiturila e a concentração de bloco de construção na segunda fase é selecionada a partir do grupo que consiste em: 1:1, 1:2, 2:3, 1:3, 15:85, 7.5:92.5 e 5:95.

[0526]Onde dois ou mais blocos de construção forem presentes, a concentração do bloco de construção pode se referir à concentração combinada de todos os blocos de construção presentes.

[0527]Em uma modalidade, a concentração da cucurbiturila e do bloco de construção se refere à concentração na segunda fase após quaisquer subfluxos, onde presentes, terem sido colocados em conjunto.

[0528]De maneira alternativa, a concentração da cucurbiturila e do bloco de construção se refere à concentração dentro de um subfluxo, antes da reunião dos subfluxos para produzir a segunda fase. Nesta modalidade, será avaliado que a concentração final de um reagente particular na segunda fase será menor que a concentração deste reagente no subfluxo. A concentração final de um reagente particular na segunda fase combinada final é determinada pela taxa de fluxo do subflu- xo em relação à taxa de fluxo de um ou mais subfluxos com os quais esta é combinada. A razão das taxas de fluxo, portanto, irá influenciar a concentração final de um reagente.

[0529]Em uma modalidade, a concentração de um componente na segunda fase pode ser 5%, 7.5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 33%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 66%, 70%, 75%, 80%, 85% 90%, ou 95% da concentração deste componente no subfluxo.

[0530]Em uma modalidade, a segunda fase é gerada a partir da combinação de três subfluxos separados. Estes fluxos compreendem independentemente uma cucurbiturila, um primeiro bloco de construção e um segundo bloco de construção. Onde, as taxas de fluxo são iguais, será avaliado que a concentração de cada cu- curbiturila, primeiro bloco de construção e segundo bloco de construção na fase aquosa combinada será uma terceira concentração de cada um dos reagentes dentro dos respectivos subfluxos.

[0531]Em uma modalidade, a razão entre as taxas de fluxo e os subfluxos de cucurbiturila, primeiro bloco de construção e segundo bloco de construção é selecionada a partir do grupo que consiste em: 1:1:1, 2:2:1, 1:1:2, 15:15:70, 7.5:7.5:85, e 5:5:90.

[0532]Nesta modalidade, o primeiro bloco de construção pode compreender uma molécula polimérica e o segundo bloco de construção pode compreender uma partícula.

[0533]Em uma modalidade, os métodos da invenção são realizados em temperatura ambiente.

[0534]Em uma modalidade, os métodos da invenção são realizados a cerca de 5, 10, 15, 20, 25, ou superior a 25°C.

Aparelho

[0535]Os métodos da presente invenção requerem que um fluxo de uma segunda fase e um fluxo de uma primeira fase, que é imiscível com a segunda fase, sejam reunidos em um canal para gerar, deste modo, uma dispersão da segunda fase na primeira fase. Os métodos para a geração de um fluxo de uma primeira fase e uma segunda fase são bem conhecidos na técnica.

[0536]Em uma modalidade, cada fluxo (um fluxo ou um subfluxo) pode ser gerado a partir de uma seringa sob o controle de uma bomba de seringa programável. Cada seringa é carregada com uma solução aquosa ou fase imiscível em água apropriada.

[0537]No método da invenção, as gotículas podem ser coletadas apenas quando os fluxos se encontrarem na taxa de fluxo requerida.

[0538]O canal no qual os fluxos de primeira fase e segunda fase entram em contato não é particularmente limitado.

[0539]Em uma modalidade, o canal é um canal microfluídico.

[0540]Em uma modalidade, o canal tem um corte transversal maior de no máximo 1.000, no máximo 500, no máximo 200, no máximo 100 ou no máximo 50 μm.

[0541]Em uma modalidade, o canal tem um corte transversal maior de pelo menos 0,1, pelo menos 1, pelo menos 10 ou pelo menos 20 μm.

[0542]O canal pode ser proporcionado em um substrato apropriado. O substrato é aquele que não irá reagir com os componentes da composição complexa.

[0543]O substrato pode ser um substrato à base de PDMS.

[0544]A preparação de substratos para uso em técnicas de fluxo fluídicas é bem conhecida para aqueles versados na técnica. Os exemplos na técnica incluem a preparação descrita por Yang et al. (Yang et al. Lab Chip 2009, 9, 961), que é in- corporada no presente documento.

Segunda fase

[0545]A segunda fase é imiscível com a primeira fase. A segunda fase pode ser referida como uma fase dispersa, particularmente, uma vez que esta entrou em contato com a primeira fase e foi separada em regiões discretas, tais como, gotícu- las.

[0546]Em uma modalidade, uma entre a primeira ou segunda fase é uma fase aquosa. Portanto, a outra primeira ou segunda fase é imiscível em água.

[0547]Entretanto, não é essencial que uma das fases seja uma fase aquosa, e aqueles familiarizados com as técnicas fluídicas irão reconhecer que outras combinações de fases imiscíveis podem ser usadas. Por exemplo, o uso de uma fase orgânica de clorofórmio junto com uma fase de álcool polivinílico foi descrito (vide Yang et al. Lab Chip 2009, 9, 961).

[0548]Tipicamente, a segunda fase é uma fase que é adequada para conter, por exemplo, dissolver, um ou mais entre a cucurbiturila e os blocos de construção, e o encapsulante, onde presente.

[0549]Em uma modalidade, a segunda fase é escolhida por sua capacidade de dissolver a cucurbiturila.

[0550]Os compostos de cucurbiturila diferem em sua solubilidade em água. Os métodos de preparação podem ser adaptados para levar em consideração esta solubilidade. Conforme descrito no presente documento, os métodos da invenção requerem o uso de uma segunda fase que compreende a cucurbiturila. A segunda fase pode ser selecionada como uma fase que é adequada para dissolver a cucurbi- turila. Onde o composto de cucurbiturila for solúvel em água, a segunda fase pode ser uma fase aquosa. Onde o composto de cucurbiturila tiver baixa solubilidade ou nenhuma solubilidade em água, a segunda fase pode ser uma fase imiscível em água, tal como, uma fase oleosa ou uma fase orgânica.

[0551]Em uma modalidade, a taxa de fluxo da segunda fase é no máximo 1.000, no máximo 500, no máximo 250, ou no máximo 100 μL/min.

[0552]Em uma modalidade, a taxa de fluxo da segunda fase é pelo menos 0,05, pelo menos 0,1, pelo menos 0,5, pelo menos 1, pelo menos 5, pelo menos 10, ou pelo menos 50 μL/min.

[0553]Em uma modalidade, a taxa de fluxo da segunda fase se encontra em uma faixa onde as taxas mínimas e máximas são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a taxa de fluxo da segunda fase fica na faixa de 0,1 a 100 μL/min.

[0554]A taxa de fluxo da segunda fase se refere à taxa de fluxo desta fase antes de a fase entrar em contato com a primeira fase.

[0555]Onde o segundo fluxo for uma combinação de dois ou mais subfluxos que são colocados em contato, a taxa de fluxo da segunda fase se refere à soma numérica das taxas de fluxo de cada um dos subfluxos. A taxa de fluxo se refere à taxa de fluxo combinada dos subfluxos quando eles forem colocados em contato, o que pode ser antes ou substancialmente ao mesmo tempo em que os fluxos entram em contato com a primeira fase.

Primeira fase

[0556]A primeira fase compreende um componente que é imiscível com a segunda fase. A primeira fase pode ser referida como uma fase continua ou carrea- dora.

[0557]Em uma modalidade, a taxa de fluxo da primeira fase é de no máximo 1.000, no máximo 500, ou no máximo 250 μL/min.

[0558]Em uma modalidade, a taxa de fluxo da primeira fase é de pelo menos 10, pelo menos 50, ou pelo menos 100 μL/min.

[0559]Em uma modalidade, a taxa de fluxo da primeira fase se encontra em uma faixa onde as taxas mínimas e máximas são selecionadas a partir das modali- dades acima. Por exemplo, a taxa de fluxo da primeira fase se encontra na faixa de 100 a 250 μL/min.

[0560]A taxa de fluxo da primeira fase se refere à taxa de fluxo daquela fase antes de a fase entrar em contato com a segunda fase.

[0561]Onde uma técnica de focalização de fluxo for usada para desenvolver regiões discretas de uma segunda fase, as taxas de fluxo das duas primeiras fases podem ser iguais.

[0562]A primeira fase pode compreender adicionalmente um tensoativo. O tensoativo é proporcionado na primeira fase, a fim de estabilizar a macroemulsão que é formada nos métodos de preparação fluídicos. A etapa de formação da região discreta (tal como, uma gotícula) pode requerer a presença de um tensoativo. Além disso, a presença de um tensoativo é útil na limitação ou prevenção da coalescência das gotículas coletadas.

[0563]O tensoativo escolhido não é particularmente limitado, e abrange qualquer tensoativo que seja capaz de promover e/ou estabilizar a formação de regiões discretas, tais como, gotículas, da segunda fase na primeira fase.

[0564]Os tensoativos adequados ao uso na presente invenção incluem aqueles descritos por Holtze et al. Lab Chip 2008, 8, 1632. Tipicamente, tais tensoa- tivos compreendem um poliéter perfluorado oligomérico (PFPE) ligado a um polieti- leno glicol. Tais tensoativos são especialmente úteis para estabilizar as emulsões de óleo de fluorocarbono em água.

[0565]O tensoativo encontra-se presente no máximo 0,1%, no máximo 0.2%, no máximo 0,5%, no máximo 0.75%, no máximo 1%, no máximo 2%, no máximo 5% em peso da fase total.

[0566]O tensoativo encontra-se presente pelo menos 0,05% ou pelo menos 0,07% em peso da fase total.

[0567]Onde a primeira fase for uma fase aquosa, o tensoativo pode ser ál- cool polivinílico.

[0568]Em uma modalidade, a primeira fase tem uma solubilidade na segunda fase de no máximo 50, no máximo 20, no máximo 10, ou no máximo 5 ppmw.

[0569]Em uma modalidade, a segunda fase tem uma solubilidade na primeira fase de no máximo 50, no máximo 20, no máximo 10, ou no máximo 5 ppmw. Fase aquosa

[0570]A presente invenção requer o uso de uma fase aquosa como uma fase contínua ou dispersa nos métodos da invenção. Os métodos para a preparação de soluções aquosas adequadas que compreendem os componentes apropriados serão aparentes para aqueles versados na técnica.

Fase imiscível em água

[0571]A presente invenção requer o uso de uma fase que é imiscível em água. Esta fase pode ser uma fase à base de óleo (fase oleosa) ou uma fase à base de solvente orgânico (fase orgânica), ou uma combinação das duas.

[0572]Em uma modalidade, a fase imiscível em água é uma fase líquida.

[0573]Em outra modalidade, a fase imiscível em água é uma fase gasosa. Tipicamente, esta modalidade é apropriada onde a fase imiscível em água for a primeira fase.

[0574]A fase oleosa tem como um componente principal um óleo. O óleo é um liquido em temperatura ambiente.

[0575]O óleo é inerte. Ou seja, não reage com a cucurbiturila para formar um complexo, ou qualquer outro produto. O óleo não reage com nenhum bloco de construção presente. O óleo não reage com o invólucro.

[0576]Em uma modalidade, o óleo é um óleo à base de hidrocarboneto.

[0577]Em uma modalidade, o óleo é um óleo mineral.

[0578]Em uma modalidade, o óleo é um óleo de hidrocarboneto fluorado.

[0579]Em uma modalidade, o óleo é um óleo perfluorado. Um exemplo de um óleo perfluorado para uso na invenção é o FC-40 (Fluoroinert disponível junto a 3M).

[0580]Em uma modalidade, o óleo é um óleo de silicone.

[0581]Em uma modalidade, a fase imiscível em água tem como um componente principal um solvente orgânico. Por exemplo, o solvente orgânico é selecionado a partir de clorofórmio e octano. Cápsula com encapsulante

[0582]Os métodos da invenção são adequados à incorporação de um material em uma cápsula. Portanto, a cápsula produzida compreende um material encapsulado (um encapsulante).

[0583]Em um aspecto adicional da invenção proporciona-se um método para a preparação de uma cápsula que tem um invólucro, em que a cápsula encapsula um componente, o método que compreende as etapas de: (i)entrar em contato com um fluxo de uma primeira fase e um fluxo de uma segunda fase em um canal para gerar, deste modo, uma região discreta, de preferência, uma gotícula da segunda fase no canal, em que a segunda fase compreende (a) uma cucurbiturila, um componente e (1) ou (2); ou (b) uma pluralidade de cucur- biturilas covalentemente ligadas, um componente e (1), (2) ou (3) para formar, deste modo, um invólucro de cápsula dentro da região discreta, em que a cápsula encapsula o componente e a primeira e a segunda fases são imiscíveis.

[0584]O método da invenção é particularmente atrativo à medida que este permite que todos os componentes presentes no fluxo de segunda fase sejam encapsulados dentro do invólucro de cápsula. A formação do invólucro de cápsula ocorre no limite da gotícula na interface com a primeira fase. Todo o componente, portanto, é encapsulado dentro do invólucro formado. O método presente, portanto, proporciona um método eficiente para a incorporação do componente em uma cápsula.

[0585]Em uma modalidade, o componente a ser encapsulado é proporcionado em um subfluxo. Este subfluxo é colocado em contato com um ou mais outros subfluxos que compreendem os reagentes para a preparação do invólucro, por exemplo, a cucurbiturila e um ou mais blocos de construção. O subfluxo que compreende o componente a ser encapsulado pode ser colocado em contato com outro subfluxo ante do contato com o fluxo da primeira fase. De maneira alternativa, o sub- fluxo que compreende o componente a ser encapsulado pode ser colocado em contato com outro subfluxo substancialmente ao mesmo tempo em que a primeira fase é colocada em contato com o fluxo da segunda fase.

[0586]O fornecimento de um subfluxo para o componente a ser encapsulado separado de um subfluxo que compreende um material para o invólucro de cápsula permite que a concentração do componente na região discreta formada (tal como, uma gotícula) seja controlada, e a quantidade final de encapsulante presente dentro do invólucro seja igualmente controlada.

[0587]Em uma modalidade, o método é um método para a preparação de uma cápsula que encapsula uma pluralidade de componentes. Nesta modalidade, a fase aquosa compreende pelo menos um primeiro componente a ser encapsulado e um segundo componente a ser encapsulado. A pluralidade de componentes pode ser proporcionada em subfluxos separados que entram em contato antes do contato com a primeira fase ou substancialmente ao mesmo tempo em que as segundas fases são colocadas em contato com o fluxo da primeira fase.

[0588]Em uma modalidade, a concentração de um componente a ser encapsulado na segunda fase é de pelo menos 0,01, pelo menos 0,02, pelo menos 0,05, pelo menos 0,1, pelo menos 0,2, pelo menos 0,3, pelo menos 0,5, pelo menos 1,0, ou pelo menos 5,0 μM.

[0589]Em uma modalidade, a concentração de um componente a ser encapsulado na segunda fase é no máximo 500, no máximo 200, no máximo 100, no má- ximo 75, no máximo 50, ou no máximo 10 μM.

[0590]Em uma modalidade, a concentração de um componente a ser encapsulado na segunda fase se encontra em uma faixa onde as taxas mínimas e máximas são selecionadas a partir das modalidades acima. Por exemplo, a concentração de um componente a ser encapsulado na segunda fase se encontra na faixa de 0,02 a 50 μM.

[0591]Em uma modalidade, a concentração do componente a ser encapsulado se refere à concentração na segunda fase após quaisquer subfluxos, onde presentes, terem sido reunidos.

[0592]De maneira alternativa, onde o fluxo aquoso é uma combinação de dois ou mais subfluxos que são colocados em contato, a concentração do componente a ser encapsulado se refere à concentração dentro de um subfluxo, antes da reunião dos subfluxos para produzir a segunda fase. Nesta modalidade, será avaliado que a concentração final do encapsulante na segunda fase será menor que a concentração deste reagente no subfluxo. A concentração final do encapsulante na segunda fase combinada final é determinada pela taxa de fluxo do subfluxo em relação à taxa de fluxo de um ou mais subfluxos com os quais esta é combinada. A razão das taxas de fluxo, portanto, irá influenciar a concentração final de um reagente.

[0593]Em uma modalidade, a concentração de um componente na fase aquosa pode ser 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50%, 55%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, 85% 90%, ou 95% da concentração deste componente no subfluxo.

[0594]Onde um subfluxo encapsulante adicional for proporcionado junto com os subfluxos de cada cucurbiturila e um ou mais fluxos de bloco de construção, as taxas de fluxo para cada cucurbiturila e um ou mais blocos de construção podem ser alteradas para levar em consideração o efeito de diluição de proporcionar um subflu- xo adicional para o encapsulante.

[0595]A presente invenção proporciona uma cápsula que é obtida ou obtenível a partir de qualquer um dos métodos descritos no presente documento. A cápsula pode compreender um componente encapsulado, que também pode ser preparada usando os métodos descritos no presente documento.

Análise de cápsula

[0596]Nas seções acima, descreve-se a análise do material de invólucro, formato de invólucro, dimensões de invólucro. Por exemplo, a cápsula pode ser analisada por microscopia de campo claro simples para determinar o formato do invólucro de cápsula. As imagens obtidas também podem ser usadas para determinar o corte transversal, tipicamente o diâmetro, do invólucro de cápsula.

[0597]O invólucro de cápsula também pode ser analisado quanto ao formato, corte transversal e sua espessura utilizando microscopia eletrônica de varredura e microscopia eletrônica de transmissão. A última é particularmente útil para estudar as composições da rede de invólucro. Por exemplo, onde a rede compreende um bloco de construção de composto polimérico e um bloco de construção de nanopar- tícula, as nanopartículas podem ser observadas como dispersas ao longo de um material polimérico. Essa dispersão é o resultado da complexação e interligação de na- nopartículas e moléculas poliméricas com a cucurbiturila.

[0598]Os presentes inventores geralmente incorporaram um marcador de- tectável no material de invólucro e no encapsulante, para então permitir que cada um seja localizado e definido. Quando este marcador for um marcador fluorescente, esse pode ser detectado por microscopia fluorescente de varredura a laser, por exemplo.

[0599]Os presentes inventores também geraram cápsulas que possuem blocos de construção que são capazes de proporcionar um efeito de ressonância aumentada por superfície. Particularmente, esse efeito é proporcionado por partículas, como nanopartículas de metal, que são usadas como blocos de construção.

[0600]A presença de blocos de construção dentro do invólucro que são capazes de proporcionar um efeito de ressonância aumentada por superfície pode ser vantajosamente usada para analisar o próprio invólucro, ou o material encapsulado. Um bloco de construção pode ser selecionado para proporcionar o maior aumento adequadamente útil. Por exemplo, um bloco de construção de nanopartícula maior, por exemplo, uma nanopartícula de 5 nm de diâmetro, pode proporcionar um aumento maior que aquele de uma nanopartícula de 2 nm de diâmetro.

[0601]Em uma modalidade, a espectroscopia aumentada por superfície é uma espectroscopia Raman aumentada por superfície (SERS).

[0602]Em uma modalidade, a espectroscopia aumentada por superfície é a espectroscopia Raman Coerente anti-Stokes (CARS).

[0603]Em uma modalidade, a espectroscopia aumentada por superfície é a espectroscopia fotoluminescente.

[0604]Em uma modalidade, a espectroscopia aumentada por superfície é espectroscopia de infravermelho.

[0605]Os presentes inventores demonstraram que a espectroscopia de ressonância aumentada por superfície pode ser usada para confirmar a presença de um encapsulante dentro da cápsula. Por exemplo, a SERS pode ser usada para identificar a presença de uma molécula biológica, como dextrano, por identificação dos sinais característicos no espectro Raman do dextrano.

[0606]A intensidade dos picos pode ser usada para quantificar a quantidade de encapsulante presente dentro da cápsula.

[0607]As técnicas espectroscópicas aumentadas por superfície são bem conhecidas pelos elementos versados na técnica, e técnicas adequadas são descritas em detalhes aqui.

Uso de cápsulas

[0608]As cápsulas conforme descrito no presente documento são adequa- das para uso como encapsulantes de material. Esse material pode ser armazenado dentro da cápsula e liberado da cápsula conforme exigido.

[0609]Em uma modalidade, proporciona-se uma cápsula da invenção que compreende um componente encapsulado.

[0610]Em um aspecto, a presente invenção proporciona um método de aplicar um componente a um local, sendo que o método compreende as etapas de: (i)fornecer uma cápsula da invenção, que compreende um componente encapsulado; (ii)aplicar a cápsula a um local; e (iii)permitir a liberação do componente encapsulado da cápsula no local.

[0611]Em uma modalidade, o local é in vivo.

[0612]Em uma modalidade, o local é ex vivo.

[0613]Em uma modalidade, a liberação do componente encapsulado ocorre em resposta a um estímulo externo.

[0614]Em uma modalidade, o estímulo externo é selecionado a partir do grupo que consiste em um composto visitante o competidor, luz, agente oxidante, e agente redutor.

[0615]Em uma modalidade, a liberação do componente encapsulado ocorre em resposta a uma mudança nas condições locais.

[0616]Em uma modalidade, a mudança nas condições locais pode ser uma mudança em pH, uma mudança em temperatura, uma mudança em nível de oxidação, mudança em concentração, ou o surgimento de uma entidade química reativa.

[0617]Em uma modalidade, a liberação do encapsulante é realizada ao romper o complexo formado entre a cucurbiturila e a molécula ou moléculas visitantes. Em uma modalidade, um composto covalentemente ligado a uma molécula visitante competidora é fornecido no local de liberação. A molécula visitante competidora desloca uma molécula visitante de um bloco de construção para então romper a rede que forma o invólucro de cápsula. Essa ruptura pode fazer com que surjam poros no invólucro, através desses o composto encapsulado pode passar e ser liberado. Em uma modalidade, a molécula visitante competidora causa a ruptura extensiva do invólucro de cápsula.

[0618]Em uma modalidade, a liberação do encapsulante é realizada ao romper o complexo utilizando luz, por exemplo, uma luz laser incidente. Em seus experimentos para determinar as propriedades espectroscópicas aumentadas por superfície das cápsulas da invenção (por exemplo, aquelas cápsulas que contêm partículas), os presentes inventores descobriram que a exposição da cápsula a uma luz laser resulta na perda pelo menos parcial de integridade da cápsula. Os inventores descobriram que a análise SERS ainda pode ser conduzida nas cápsulas da invenção. Quando a potência da luz laser incidente for aumentada e/ou o tempo de exposição das cápsulas à luz laser for aumentado, observa-se que as cápsulas se degradam. O efeito degradante pode ser influências dos componentes do invólucro, por exemplo, a natureza dos blocos de construção. Por exemplo, pequenas nanopartícu- las de ouro (por exemplo, 5 nm de diâmetro) são conhecidas por absorver em vez de difundir a luz laser incidente. Essa luz absorvida pode se irradiar como calor, isso pode ter o efeito de romper a rede local de complexos.

[0619]Em uma modalidade, a cápsula encapsula dois, ou mais, componentes.

[0620]Quando houver dois ou mais componentes, os componentes podem ser posteriormente liberados de maneira simultânea ou sequencial.

[0621]Em uma modalidade, um primeiro componente é liberado. Um segundo componente é liberado após o primeiro componente.

[0622]Em uma modalidade, a cápsula da invenção é adequada para conexão a uma superfície. Por exemplo, a cápsula pode ser fornecida com uma funcionalidade que é adequada para formar uma ligação, como uma ligação covalente, à su- perfície. Essa funcionalidade pode estar contida dentro de um bloco de construção que é um componente do invólucro. As cápsulas podem ficar dispostas sobre uma superfície para proporcionar uma matriz. Complexos supramoleculares visitante-hospedeiro alternativos

[0623]As cápsulas descritas aqui possuem um invólucro que é obtenível a partir da complexação supramolecular de cucurbiturila com blocos de construção covalentemente ligados às moléculas visitantes de cucurbiturila apropriadas.

[0624]Em um aspecto geral adicional da invenção, a presente invenção proporciona cápsulas que possuem um invólucro que é obtenível a partir da complexa- ção supramolecular com um hospedeiro com blocos de construção covalentemente ligados às moléculas visitantes hospedeiras apropriadas.

[0625]Como observado acima, o hospedeiro pode ser cucurbiturila e o visitante pode ser uma molécula visitante de cucurbiturila. Outros complexos visitante- hospedeiro podem ser usados, alternativamente ao complexo visitante-hospedeiro de cucurbiturila ou além do complexo visitante-hospedeiro de cucurbiturila.

[0626]Portanto, a presente invenção abrange o uso de um visitante que é capaz de hospedar não-covalentemente um ou dois visitantes, desse modo, para reticular os blocos de construção aos quais os visitantes estão covalentemente ligados.

[0627]O uso de cucurbiturila é preferido devido às constantes de ligação altas que estão disponíveis e à facilidade através das quais os complexos, e cápsulas, podem ser montados.

[0628]Uma referência à cucurbiturila no presente pedido pode ser, portanto, adotada como uma referência a um hospedeiro alternativo. Uma referência a uma molécula visitante de cucurbiturila pode ser, portanto, adotada como uma referência a uma molécula visitante hospedeira alternativa. As preferências estabelecidas nas seções referentes à cápsula, ao complexo, ao bloco de construção, ao método de preparação, e ao uso da cápsula se aplicam ao visitante e hospedeiros adicionais e alternativos descritos aqui, com adaptações apropriadas das características, conforme necessário. Portanto, os inventores acreditam que os métodos técnicas descritos aqui são geralmente aplicáveis a outros sistemas visitante-hospedeiro.

[0629]Um hospedeiro alternativo pode ser capaz de formar um complexo ternário. Quando o complexo compreender dois visitantes dentro de uma cavidade do visitante, a constante de associação, Ka, daquele complexo é pelo menos 103 M-2, pelo menos 104 M-2, pelo menos 105 M-2, pelo menos 106 M-2, pelo menos 107 M-2, pelo menos 108 M-2, pelo menos 109 M-2, pelo menos 1010 M-2, pelo menos 1011 M-2, ou pelo menos 1012 M-2. Nessa modalidade, o invólucro é uma rede que possui uma pluralidade de complexos, em que cada complexo compreende um hospedeiro que hospeda uma primeira molécula visitante e uma segunda molécula visitante. As primeiras e segundas moléculas visitantes são covalentemente ligadas a um primeiro bloco de construção, ou a um primeiro bloco de construção e um segundo bloco de construção.

[0630]Um hospedeiro alternativo pode ser capaz de formar um complexo binário. Quando o complexo compreender um visitante dentro de uma cavidade do visitante, a constante de associação, Ka, daquele complexo é pelo menos 103 M-1, de pelo menos 104 M-1, de pelo menos 105 M-1, de pelo menos 106 M-1, de pelo menos 107 M-1, de pelo menos 108 M-1, de pelo menos 109 M-1, de pelo menos 1010 M-1, de pelo menos 1011 M-1, ou de pelo menos 1012 M-1. Nessa modalidade, o invólucro é uma rede que possui uma pluralidade de complexos, em que cada complexo com-preende um hospedeiro que hospeda uma molécula visitante, e cada hospedeiro é covalentemente ligado a pelo menos outro hospedeiro. As moléculas visitantes são covalentemente ligadas a um primeiro bloco de construção, ou a um primeiro bloco de construção e a um segundo bloco de construção.

[0631]Em uma modalidade, o hospedeiro é selecionado a partir de ciclodex- trina, calix[n]areno, éter de coroa e cucurbiturila, e um ou mais blocos de construção possuem funcionalidade hospedeiro-visitante adequada para a ciclodextrina, ca- lix[n]areno, éter de coroa ou hospedeiro de cucurbiturila respectivamente.

[0632]Em uma modalidade, o hospedeiro é selecionado a partir de ciclodex- trina, calix[n]areno, e éter de coroa, e um ou mais blocos de construção possuem funcionalidade hospedeiro-visitante adequada para a ciclodextrina, calix[n]areno, ou éter de coroa respectivamente.

[0633]Em uma modalidade, o hospedeiro é ciclodextrina e um ou mais blocos de construção possuem funcionalidade de visitante de ciclodextrina adequada.

[0634]O hospedeiro pode formar um complexo binário com um visitante. Nesses casos, o hospedeiro será covalentemente ligado a uma ou mais outras moléculas visitantes para permitir a formação de reticulações entre os blocos de construção.

[0635]Em uma modalidade, o hospedeiro é ciclodextrina. Os compostos de ciclodextrina estão facilmente disponíveis a partir de fontes comerciais. Muitos compostos visitantes para uso com ciclodextrina também são conhecidos.

[0636]A ciclodextrina consiste em oligômeros cíclicos não simétricos em forma de barril de D-glicopiranose. Tipicamente, a ciclodextrina é capaz de hospedar visitantes não carregados hidrofóbicos. Por exemplo, os visitantes incluem aquelas moléculas que possuem hidrocarboneto e funcionalidades aromáticas como ada- mantano, azobenzeno, e derivados de estilbeno. Outras moléculas visitantes de ci- clodextrina incluem biomoléculas como xilose, triptofano, estriol, esterona e estradiol.

[0637]Em uma modalidade, a ciclodextrina é uma a-, β- ou y-ciclodextrina. Em uma modalidade, a ciclodextrina é uma β- ou y-ciclodextrina. Tipicamente, visitantes maiores são usados juntamente com uma y-ciclodextrina.

[0638]A ciclodextrina possui uma geometria toróide, com os grupos hidroxila secundária da D-glicopiranose localizados na abertura maior, e os grupos hidroxila primária na abertura menor. Um ou mais grupos hidroxila, que podem ser os grupos hidróxi secundários ou primários, podem ser funcionalizados. Tipicamente, os grupos hidroxila primária são funcionalizados. Em uma modalidade, referências a um composto ciclodextrina são referências a derivados dessas. Por exemplo, um ou dois grupos hidroxila primária da ciclodextrina são funcionalizados com um subsistente contendo alquilamina. Em outro exemplo, um, dois ou três grupos hidroxila dentro de cada unidade de D-glicopiranose são substituídos por um grupo éter alquila, por exemplo, um grupo metóxi. Uma pluralidade de ciclodextrinas covalentemente ligadas pode ser conectada através dos grupos hidroxila.

[0639]Exemplos de ciclodextrinas não funcionalizadas e funcionalizadas são apresentados no Gráfico 1 de Rekharsky et al. (Chem. Rev. 1998, 98, 1875), e exemplos de compostos para uso como visitantes são apresentados nas Tabelas 1 a 3 e o Gráfico 2. Rekharsky et al. está incorporado a título de referência aqui.

[0640]Nos métodos de preparação, a ciclodextrina pode estar presente na segunda fase, por exemplo, em uma fase aquosa, conforme descrito no presente documento.

[0641]Em uma modalidade, o hospedeiro é calix[n]areno. Os compostos ca- lix[n]areno estão facilmente disponíveis a partir de fontes comerciais, ou podem ser preparados por condensação de fenol, resorcinol e pirogalol aldeídos, por exemplo, formaldeído.

[0642]Muitos compostos visitantes para uso com calix[n]arenos são conhecidos. Tipicamente, o calix[n]areno é capaz de hospedar moléculas contendo amino. Os compostos à base de piperidina e compostos cicloexila amino-funcionalizados podem ser utilizados como visitantes. Exemplos adicionais de visitantes incluem include atropina, critando, fenol azul, e antrol azul entre outros.

[0643]Exemplos de ciclodextrinas não funcionalizadas e funcionalizadas são apresentados no Gráfico 1 de Danil de Namor et al. (Chem. Rev. 1998, 98, 24952525), que está aqui incorporado a título de referência. Exemplos de compostos para uso como visitantes são apresentados nas Tabelas 2, 3, 5 e 10 de Danil de Na- mor et al.

[0644]Em uma modalidade, o calix[n]areno é um calix[4]areno, calix[5]areno ou calix[6]areno. Em uma modalidade, o calix[n]areno é um calix[4]areno.

[0645]Os calix[n]arenos adequadamente funcionalizados podem ser preparados através do uso de hidróxi aril aldeídos adequadamente funcionalizados. Por exemplo, o grupo hidroxila pode ser substituído por um grupo contendo alquil éter ou um grupo contendo etileno glicol. Uma pluralidade de calix[n]arenos covalentemente ligados pode ser conectada através dos grupos hidroxila.

[0646]Nos métodos de preparação, o calix[n]areno pode estar presente na segunda fase, por exemplo, em uma fase aquosa ou uma fase imiscível em água, conforme descrito no presente documento.

[0647]Em uma modalidade, o hospedeiro é um éter de coroa. Os compostos éter de coroa estão facilmente disponíveis a partir de fontes comerciais ou podem ser facilmente preparados.

[0648]Muitos compostos visitantes para uso com éter de coroa também são conhecidos. Por exemplo, visitantes catiônicos como moléculas amino e piridínio funcionalizadas podem ser moléculas visitantes adequadas.

[0649]Exemplos de ciclodextrinas não funcionalizadas e funcionalizadas são apresentados ao longo de Gokel et al. (Chem. Rev. 2004, 104, 2723-2750), que está aqui incorporado a titulo de referência. Exemplos de compostos para uso como visitantes são descritos ao longo do texto.

[0650]Em uma modalidade, o éter de coroa é selecionado a partir dos grupos que consistem em 18-coroa-6, dibenzo-18-coroa-6, diaza-18-coroa-6 e 21- coroa-7. Na presente invenção, éteres de coroa maiores são preferidos. Éteres de coroa menores podem ser capazes de ligar apenas íons de metal pequenos. Éteres de coroa maiores são capazes de ligar grupos funcionais e moléculas.

[0651]Em algumas modalidades, o hospedeiro é um visitante que possui funcionalidade de éter de coroa e calix[n]areno. Esses hospedeiros são referidos como calix[n]coroas.

[0652]Nos métodos de preparação, o éter de coroa pode estar presente na segunda fase, por exemplo, em uma fase imiscível em água, conforme descrito no presente documento.

[0653]Outras relações visitante-hospedeiro podem ser usadas como será evidente para um elemento versado na técnica. Outros complexos visitante- hospedeiro para uso na presente invenção incluem aqueles destacados por Dsouza et al. (Chem. Rev. 2011, 111, 7941-7980) que está aqui incorporado a título de referência, e em particular aqueles hospedeiros apresentados nos Esquemas 6 e 7, que incluem cucurbiturila, cildoextrina, e calixerano bem como ciclofano AVCyc, calixpiri- dina C4P e esquarimida SQAM.

[0654]O uso de ciclodextrina é preferido sobre hospedeiros de éter de coroa e calix[n]areno.

Outras preferências

[0655]Cada e toda combinação compatível das modalidades descritas acima está explicitamente descrita, como se cada combinação fosse individual e explicitamente citada.

[0656]Vários aspectos e modalidades adicionais da presente invenção serão evidentes para os elementos versados na técnica em vista da presente descrição. “e/ou” quando usado aqui deve ser adotado como a descrição específica de cada uma das duas características ou componentes especificados com ou sem o outro. Por exemplo, “A e/ou B” deve ser adotado como a descrição específica de cada (i) A, (ii) B e (iii) A e B, apenas como se cada um estivesse apresentado indivi- dualmente aqui.

[0657]Exceto onde o contexto dita em contrário, as descrições e definições das características apresentadas acima não são limitadas a nenhum aspecto ou modalidade particular da invenção e se aplicam igualmente a todos os aspectos e modalidades que são descritos.

[0658]Alguns aspectos e modalidades da invenção serão ilustrados agora a título de exemplo e com referência às figuras descritas acima. Experimentos e Resultados

[0659]Os espectros IH NMR (400 MHz) foram registrados utilizando um Bruker Avance QNP 400. Os deslocamentos químicos são registrados em ppm (δ) em CDCl3 com a referência interna ajustada para d 7,26 ppm ou MeOD com a referência interna ajustada para d 3,31 ppm. Os deslocamentos químicos são registrados em ppm (δ) em CDCl3 com a referência interna ajustada para d 77,16 ppm e d 49,00 ppm, respectivamente. A espectroscopia ATR FT-IR foi realizada utilizando um espectrômetro Perkin-Elmer Spectrum 100 series FT-IR equipado com um acessório de amostragem universal ATR. Estudos Visíveis em UV foram realizados em um es- pectrofotômetro Varian Cary 4000 UV-Vis. Espectros de massa de alta resolução foram registrados em um espectrômetro de massa Bruker BioASpex II 4.7e FT-ICR por espectrometria de massa de cromatografia líquida Waters ZQ. Todos os materiais de partida foram adquiridos junto à Alfa Aesar e Sigma Aldrich e usados como recebidos, exceto onde estabelecido em contrário. CB[8] foi preparado como anteriormente documentado por Kim (veja Kim et al. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 540). MV2+-AuNP (5 nm) e Np-pol foram sintetizados de acordo com os métodos da literatura (veja Coulston et al. Chem. Commun. 2011, 47, 164), enquanto MV2+-pol foi preparado como anteriormente relatado (veja Appel et al. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14251). Toda a fase aquosa foi dissolvida em água deionizada tratada com um sistema de reagente Milli-QTM que garante uma resistividade de >15 MQcm-1. Estratégia geral para a formação de cápsulas

[0660]A estratégia geral para a preparação de cápsulas é descrita abaixo. Os detalhes experimentais detalhados são fornecidos em seções subsequentes.

[0661]Em um procedimento de preparação de microcápsula típico, microgo- tículas foram primeiramente geradas utilizando uma geometria de junção T simples (veja Xu et al. AIChE Journal 2006, 52, 3005 e Thorsen et al. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 4163) como esquematicamente representado na Figura 1a. Nesse experimento, a primeira fase é uma fase oleosa que compreende um tensoativos, e a segunda fase é uma fase aquosa. A fase de veículo oleosa foi dirigida para o dispositivo perpendicular à fase dispersa aquosa, que compreende três entradas para a solução de CB[8] 1, a solução de MV2+-AuNP 2, e a solução de Np-pol 3. Gotículas são geradas à medida que a fase oleosa imiscível corta a fase aquosa em uma frequência que é dependente da razão de taxa de fluxo das duas fases. Imediatamente após a geração, as gotículas passam através de um canal espiral que é desenhado para a mistura completa dos três reagentes em linha, como mostrado na Figura 1b. Com uma razão de taxa de fluxo de óleo:água de 2:1 (onde a taxa de fluxo da fase aquosa se refere à taxa de fluxo combinada dos três subfluxos), as gotículas foram geradas em uma frequência de 300 Hz e exibem um alto nível de monodispersividade quando coletadas em uma lâmina de microscópio, como indicado por sua distribuição de tamanho limitada e um baixo coeficiente de variação de 1,3% (Figura 1c).

[0662]A formação de microcápsulas foi observada após a desidratação das microgotículas. O processo foi capturado na Figura 2a onde no estágio final do encolhimento de gotículas, a formação da microcápsula foi visível visto o formato esférico da gotícula foi distorcido. Esse parece ser dobrado na borda de maneira aleatória, aparentemente deformado. A natureza dessa estrutura tipo cápsula foi adicionalmente verificada quando as cápsulas explodidas foram observadas após a indução do mecanismo de força osmótica de reidratação (Figura 2b). A imagem de microsco- pia eletrônica de varredura (SEM) também foi obtida (Figura 2c), mostrando uma estrutura altamente enrugada, aleatoriamente dobrada que parece uma cápsula oca que foi deformada devido à falta de suporte interno. O invólucro de cápsula consiste em uma rede de MV2+-AuNPs e polímeros, como mostrado na imagem de microsco- pia eletrônica de transmissão (TEM) (Figura 2d), com isso MV2+-AuNPs individuais foram interligados através de uma rede de polímeros presumidamente Np. É provável que os invólucros de cápsulas consistam em múltiplas camadas, visto que as MV2+-AuNPs parecem estar sobrepostas umas às outras. O processo dessa formação de microcápsula supramolecular é esquematicamente representado como na Figura 2e. Embora a mistura aquosa de CB[8], MV2+-AuNP, e Np-pol seja confinada nas gotículas inicialmente, acredita-se que a deposição do compósito supramolecu- lar reticulado na interface óleo-água seja assistida não só pela força impulsora de evaporação de água, como também a estabilização de energia interfacial através de nanopartículas coloidais (veja Patra et al. Chemistry - An Asian journal 2010, 5, 2442). Uma vez formadas, essas microcápsulas são altamente resistentes ao calor (100°C) e pressão reduzida, presumidamente devido à cadeia principal altamente estável de complexos ternários CB[8] 1:1:1. A formação de microcápsula não foi observada quando CB[8] é substituído por CB[7], que é incapaz de formar complexos ternários, ou quando as AuNPs não forem funcionalizadas com o ligante MV2+ (veja abaixo).

[0663]O efeito de moldagem interfacial foi adicionalmente investigado ao incorporar um fluoróforo no polímero de modo que a distribuição do polímero possa ser visualizada durante a formação das cápsulas. Como mostrado na Figura 3a, a funcionalidade de rodamina-6G foi incorporada no polímero contendo funcionalidade de PEG e NP (NP-RD-pol 4) através de polimerização RAFT (Informações Complementares). A solução aquosa NP-RD-pol foi então injetada no dispositivo de geração de gotícula juntamente com a solução aquosa dos outros dois componentes da mi- crocápsula como descrito antes. As gotículas foram conduzidas e coletadas por um reservatório PDMS montado em uma lâmina de vidro e as imagens de fluorescência das gotículas aquosas em óleo foram registradas utilizando um microscópio confocal de varredura a laser (LSCM) com uma objetiva de imersão em óleo 63 x. A Figura 3b mostra uma camada claramente definida de fluorescência de rodamina confinada na interface água-óleo de uma gotícula, indicativa da distribuição do polímero durante a formação da microcápsula. Essa observação se deve à interação hidrofóbica entre o óleo fluoroso e o polímero, e é compatível com a síntese moldada interfacial anteriormente relatada de microcápsulas poliméricas (veja Abraham et al. Advanced Materials 2008, 20, 2177 e Yang et al. Lab Chip 2009, 9, 961).

[0664]O fato que uma cápsula oca pode ser facilmente fabricada através de encapsulação assistida por microgotícula, por sua vez, resulta na noção que as cargas solúveis em água podem ser carregadas dentro dessas microcápsulas com 100% de eficiência, visto que o carregamento não conta com a síntese pós- microcápsula de difusão passiva (veja Peyratout et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3762; Abraham et al. Advanced Materials 2008, 20, 2177; An et al. Biomacromolecules 2006, 7, 580). A hipótese foi testada por dextrano marcado com isotiocianato de fluoresceína de carregamento (FITC-dextrano) nas cápsulas. Os dextranos, devi-do à sua alta biocompatibilidade e versatilidade, foram amplamente explorados para a entrega de fármacos, proteínas e agentes de formação de imagens (veja Mehvar Journal of Controlled Liberação 2000, 69, 1). Utilizando-se o sistema microfluídico atual, o carregamento do FITC-dextrano foi realizado simplesmente ao incorporar uma solução de FITC-dextrano em uma das entradas aquosas. As microgotículas geradas desse modo continham 25% vIv de FITC-dextrano além da mistura de CB[8], MV2+-AuNP, e Np-RD-pol.

[0665]As imagens LSCM foram registradas e analisadas como antes e mostradas na Figura 3c. A gotícula inicial de 46 μm de diâmetro exibiu uma camada de- finida de fluorescência de rodamina na interface água-óleo, enquanto o centro da cápsula foi uniformemente preenchido com fluorescência FITC do FITC-dextrano. Ao examinar o gráfico de intensidade de fluorescência, uma pessoa pode observar claramente que a rodamina exterior é distribuída na borda externa de FITC-interior, mostrando que o "invólucro" é de fato formado fora da "carga". À medida que as go- tículas se desidratam ao longo do tempo, o material se torna mais concentrado e então a intensidade de fluorescência aumenta. A mesma gotícula de 23 μm de diâmetro, com sua imagem LSCM e o perfil de intensidade de fluorescência registrado (Figura 3d), mostrou um limite visível menor entre o FITC interior e a rodamina exterior. Na verdade, FITC-interior parece ter começado a se tornar uma parte da parede de invólucro, mais provavelmente através dos sítios intersticiais do invólucro de cápsula. Essa observação proporciona a base para a análise SERS desse material, que será posteriormente elaborada. Geralmente, esses resultados LSCM demonstraram claramente a natureza oca dessas microcápsulas supramoleculares que exibem eficiência de carregamento quantitativa com invólucros de cápsula construídos de maneira supramolecular facilmente subjetivos a várias funcionalidades.

Estratégia geral para a formação de cápsulas que compreendem um encapsulate

[0666]A permeabilidade de microcápsulas poliméricas é geralmente estudada utilizando FITC-dextranos comercialmente disponíveis de peso molecular variado como uma carga modelo, devido à sua simplicidade em composição química e uniformidade em formato (veja An et al. Biomacromolecules 2006, 7, 580; Hermanson et al. Physical Chemistry Chemical Physics 2007, 9, 6442). A permeabilidade das presentes microcápsulas foi estudada ao encapsular uma solução aquosa do FITC- dextrano seguido por desidratação completa, e então reidratação das cápsulas enquanto monitora a distribuição de FITC utilizando um microscópio de fluorescência. Como mostrado na Figura 4a, as microcápsulas secas contendo FITC-dextrano exi- bem fluorescência brilhante apesar da superfície enrugada. A permeação da cargo fluorescente foi iniciada ao dispersar novamente as cápsulas em água. Quando 10 kDa de microcápsulas contendo FITC-dextrano forem hidratados, a parede da cápsula se expande para retomar o esboço esférico inicial, enquanto a fluorescência de FITC anteriormente confinado é derramada na fase aquosa externa (Figura 4a). Em contrapartida, quando 500 kDa de FITC-dextrano forem encapsulados nas cápsulas, mediante a reidratação, a fluorescência foi estritamente localizada dentro das cápsulas sem qualquer permeação (Figura 4b). Esse resultado revela a natureza porosa do invólucro de microcápsula, que possui um determinado limite para uma carga dimensionada particular. Isso está de acordo com muitas microcápsulas poliméricas e polieletrólito anteriormente relatadas (veja An et al. Biomacromolecules 2006, 7, 580; Cavalieri et al. ACS Nano 2009, 3, 234; Ameloot et al. Nat. Chem. 2011, 3, 382). Apesar da dilatação e expansão da parede da cápsula até certo ponto, essas cápsulas são estáveis em água durante pelo menos 48 h.

[0667]Além dos FITC-dextranos mencionados acima, outra sonda fluorescente de peso molecular também foi testada para explicar adicionalmente a permeabilidade das microcápsulas. Os resultados estão resumidos na Tabela 1a, onde uma permeabilidade "0" denota o bloqueio completo dos dextranos pelo invólucro de mi- crocápsula, e "100%" significa que as cápsulas são completamente permeáveis. Cada resultado foi observado em mais de 20 cápsulas. Para essa microcápsula particular fabricada a partir de uma determinada razão dos componentes, quaisquer dex- tranos com um peso molecular de 70 kDa e abaixo são capazes de se espalhar fora das cápsulas com facilidade enquanto quaisquer dextranos com um peso molecular de 150 kDa e acima são completamente aprisionados pelo invólucro de cápsula. Considerando que a conformação de cadeia de dextrano pode ser observada como uma pequena partícula globular em solução, o raio de giro (RE) do FITC-dextrano pode fornecer uma avaliação satisfatória do tamanho de poro (veja Andrieux et al. Analytical Chemistry 2002, 74, 5217). FITC-dextrano com um peso molecular de 70 kDa possui um raio de giro de aproximadamente 8 nm, enquanto sua contraparte de 150 kDa possui um raio de 11 nm (veja Granath Journal of Colloid Science 1958, 13, 308). Coma variação de permeabilidade como uma função do peso molecular de FITC-dextrano, isso indica que a microcápsula é permeável a macromoléculas com um tamanho menor que 11 nm.

[0668]A Tabela 1 possui dados da variação de permeabilidade qualitativa de (a) microcápsulas contendo MV2+-AuNP, CB[8] e Np-pol com uma razão molar de 2:1:2 para MV2+:CB[8]:Np, e (b) microcápsulas contendo MV2+-AuNP, CB[8] e Np-pol com uma razão molar de 1:1:1 para MV2+:CB[8]:Np, como uma função do peso molecular (PM) da sonda fluorescente.

[0669]A relação entre esse grau de permeabilidade do invólucro de cápsula e a extensão de reticulação entre MV2+-AuNP e Np-pol, a via CB[8] também foi investigada. Para esse propósito, uma microcápsula diferente foi fabricada contendo duas vezes a quantidade de CB[8], simplesmente ao variar a taxa de fluxo dos reagentes e então a porcentagem do componente. Acredita-se que isso aumente o grau de reticulação, consequentemente, visto que mais reticulações são fornecidas antes de todos os sítios de ligação serem saturados. Estudos de permeabilidade foram então realizados ao encapsular e difundir FITC-dextranos com peso molecular varia- do em água. Os resultados estão resumidos na Tabela 1b, mostrando que essas cápsulas são completamente permeáveis a FITC-dextrano com um peso molecular de 40 kDa e são impermeáveis àqueles com um peso molecular de 70 kDa e acima. Em comparação com o corte de permeabilidade de sua contraparte com apenas 50% de CB[8] na mistura, essas cápsulas são permeáveis a macromoléculas com um tamanho menor que 8 nm. Isso demonstra a facilidade de ajuste do tamanho de poro dessas microcápsulas supramoleculares ao variar a razão de componentes de invólucro de cápsula, fornecendo um grande potencial para que o tamanho de poro seja customizado dependendo das propriedades da carga que será liberada. Comentários adicionais sobre a estratégia geral para a formação de cápsulas que compreendem um encapsulante

[0670]Os presentes inventores confirmaram também que os métodos da presente invenção podem ser usados para preparar uma cápsula que encapsula um microorganismo, e, em particular, uma célula. Nos exemplos descritos anteriormente para a preparação de uma cápsula contendo dextrano, a fase contendo dextrano foi adaptada de modo que uma suspensão de célula bacteriana fosse usada no lugar do dextrano. Neste caso, utilizou-se uma suspensão E. coli de expressão de proteína fluorescente verde (GFP). Uma cápsula contendo E. coli foi obtida e analisada por LSCM. A imagem LCSM e o perfil de intensidade são mostrados na Figura 10. Métodos gerais para determinar os efeitos de ressonância acentuados em superfície de cápsula

[0671]O potencial de usar essas microcápsulas contendo AuNP como um tipo inovador de material plasmônico para espectroscopia de Raman acentuada em superfície também foi investigado. Dado que a desidratação procede durante a formação de cápsula, uma pequena quantidade do material encapsulado aparenta estar localizada nos poros do invólucro, essas cápsulas teriam o potencia de acentuar não somente os sinais de Raman a partir do próprio material de invólucro de cápsu- la, mas também possivelmente que qualquer material que tenha sido encapsulado pela microcápsula. Esta hipótese foi investigada preparando-se diferentes microcáp- sulas contendo MV2+-AuNPs de 5 nm e 20 nm e com um polímero funcionalidade de metil viologênio multivalente (MV2+-pol 5) (Figura 6a). Em ambos os exemplos de cápsulas contendo AuNP, quando a amostra foi excitada usando uma linha de laser de 633 nm, os sinais SERS característicos para CB[8] e MV foram adquiridos: deformação C-N-C e deformação angula de cadeia CH2 para CB[8] (830 cm-1), e esti- camento de anel C-C para MV2+ (1630 cm-1), esticamento de anel C-N para MV2+ (1560 cm-1), e esticamento de inter-anel C-C para MV2+ (picos de 1308 cm-1) (vide Forster et al. Journal of Raman Spectroscopy 1982,12, 36) (Figura 6b). No entanto, a intensidade de sinal das cápsulas contendo MV2+-AuNPs de 5 nm é quase desprezível comparada àquela das cápsulas contendo MV2+-AuNPs de 20 nm. Isto está de acordo com o fato de que a acentuação de campo SERS é dependente da distância entre NPs e, logo, do tamanho de NPs (vide Anema et al. Annual Review of Analytical Chemistry 2011). O mapeamento SERS de uma microcápsula mostrou que os sinais SERS foram uniformemente localizados somente à área da cápsula (Figura 6c). Uma indicação verdadeira da utilidade do nosso método de fabricação de mi- crocápsula, uma microcápsula de controle negativo também foi sintetizada substituindo-se os MV2+-AuNPs por um MV2+-polímero 5 multivalente, para produzir uma microcápsula hospedeiro-visitante polímero-polímero. Para este sistema, nenhum sinal SERS foi gravado (Figura 6c). Esses resultados demonstram que essas micro- cápsulas supramoleculares podem ser usadas como um material plasmônico efetivo que produz sinais SERS fortes para compostos entre os AuNPs.

[0672]Para investigar a possibilidade da detecção de materiais encapsulados, FITC-dextrano foi carregado nas cápsulas contendo MV2+-AuNPs. Uma acentuação de Raman significativa a partir de FITC foi observada além daquela a partir de CB[8] e MV: 1186, 1232 e 1400 cm-1 (Figura 6d). Uma dependência similar do grau de acentuação no tamanho de AuNPs foi observada onde sinais fortes foram medidos para as cápsulas contendo os MV2+-AuNPs de 20 nm, uma acentuação desprezível para aqueles contendo os MV2+-AuNPs de 5 nm, enquanto nenhum sinal foi gravado quando nenhum AuNP foi incorporado no invólucro. Isto também pode ser atribuído à natureza altamente absorvente dos MV2+-AuNPs de tamanho menor (vide Link et al. The Journal of Physical Chemistry B 1999, 103, 4212), onde a luz é convertida com maior eficiência em calor e, portanto, fornecendo sinais SERS fracos. AuNPs com um diâmetro de 20 nm, de modo oposto, têm uma ressonância plasmô- nica mais forte (vide Kelly et al. Journal of Physical Chemistry B 2002, 107, 668) e, portanto, produzem sinais SERS fortes. Este resultado demonstrou de modo indiscutível que o invólucro poroso desta microcápsula supramolecular pode ser usado como um substrato SERS para a detecção de materiais encapsulados. Síntese de MV-AuNPs de 30 nm

[0673]Os AuNPs foram sintetizados através de um Método de literatura modificada (vide Martin et al. Langmuir 2010, 26, 7410). Em resumo, a uma solução aquosa (200 mL) de triidrato de cloreto de ouro (III) (24 mg, 0,06 mmol), adicionou- se boroidrato de sódio (3,4 mg, 0,09 mmol) em 50% (v/v) de etanol aquoso (5 mL) e a solução resultante resfriada imediatamente em um banho de gelo durante 30 segundos. A solução se tornou vermelha em cor e foi armazenada na geladeira (aproximadamente 4°C) até um uso futuro (Nota: AuNPs foram usados dentro de 2 a 3 dias de preparação). As soluções de estoque (5 mL) para cada um dos tióis EG3 S1 (4,72 mg, 1,98 x 10-2 mmol) e MV2+ S2 (8,5 mg, 1,98 x 10-2 mmol) foram preparadas em água (5 mL). Alíquotas das soluções de estoque (MV2+ S2: 0,45 mL, MV2+ 20%, aproximadamente 1170 MV ligantes por AuNP; EG3 S1: 1,8 mL) foram combinadas e adicionadas rapidamente a uma solução em redemoinho (10 mL) dos AuNPs sintetizados. A mistura foi, então, incubada durante 48 horas. Os MV2+-AuNPs foram purificados usando uma centrífuga (120 segundos, 12.100 g) e lavados com água Milli- Q. Na lavagem final, os AuNPs foram concentrados a 1 mL e usados diretamente para preparar as microcápsulas.

[0674]Diâmetro médio: 32 nm ± 5 nm, (TEM), λmax 529 nm.

Síntese de MV-AuNPs de 50 nm

[0675]A síntese de AuNPs estabilizados em citrato seguiram um método de literatura padrão (vide G. Frens Nature Phys. Sci. 1973, 241, 20). Os AuNPs estabili- zados em citrato (10 mL) foram adicionados por gotejamento a uma solução aquosa (10 mL) de CTAB (3,6 mg, 9,8 μmol). Os AuNPs foram, então, lavados usando uma centrífuga (120 segundos, 12.100g) e água Milli-Q para remover quaisquer ligantes em excesso. As soluções de estoque (5 mL) para cada um dos tióis EG3 S1 (4,72 mg, 1,98 x 10-2 mmol) e MV2+ S2 (8,5 mg, 1,98 x 10-2 mmol) foram preparadas em água (5 mL). Alíquotas das soluções de estoque (MV2+ S2: 0,45 mL, MV 20%, aproximadamente 7340 MV ligantes por AuNP; EG3 S1: 1,8 mL) foram combinadas e, então, adicionadas rapidamente a uma solução em redemoinho (10 mL) dos AuNPs estabilizados em CTAB. A mistura foi, então, colocada em um agitador durante 48 horas a 150 rpm. Os MV2+-AuNPs d 50 mm foram, então, isolados dos ligantes em excesso com duas lavagens usando uma centrífuga (1 x 60 s, 12.100 g e 1 x 45 s, 12.100 g) e água Milli-Q. Na lavagem final, os AuNPs foram concentrados a 1 mL e usados diretamente para preparar as microcápsulas. Diâmetro médio: 52 nm ± 7 nm (TEM), Àmax 547 nm.

Síntese geral de Np e polímero funcional de rodamina

[0676]Com base na polimerização RAFT (vide Chiefari et al. Macromolecules 1998, 31, 5559), S1 (6,3 mg, 0,026 mmol), S2 (0,50 g, 1,05 mmol), S3 (0,18 g, 0,52 mmol), 54 (34,0 mg, 0,052 mmol), ácido 4,4-azobis(4-cianopentanóico (ACPA, 1,4 mg, 0,0052 mmol), e dioxano (1,0 mL) foram adicionados a um tubo Schlenk e a mistura foi profundamente desgaseificada usando três ciclos de congelamento- bombeamento-descongelamento. A mistura foi subsequentemente imersa em um banho de óleo com termostato em 70°C durante 10 horas. A polimerização foi arrefecida bruscamente usando nitrogênio líquido, seguida pela diluição com THF antes de a solução ser adicionada por gotejamento a dietil éter. O polímero foi dissolvido em água e, então, colocado em uma tubagem de diálise (corte NMWCO 2.000 Da) e foi dializado em relação à água por mais de 48 horas com 3 substituições de água. A solução aquosa foi, então, seca por congelamento para fornecer o polímero 5 como um óleo rosa (0,46 g, 68%). Espectroscopia 1H-NMR (D2O, 500 MHz, 298,5 K) δ = 7,41, 7,18, 6,98, 4,11,3,60, 3,31, 0,91, 0,35ppm, FT-IR (ATR) v = 2867,61, 1730,65, 1629,16, 1600,63, 1511,08, 1452,77, 1390,05, 1349,85, 1257,03, 1218,03, 1099,26, 1038,26, 947,86, 844,85, 751,49 cm-1, GPC (DMF): Mn = 25,7 kDa (PDI) = 1,18. Es-pectro de fluorescência: Àex max (H2O) = 566 nm , Àem max (H2O) = 580 nm.

[0677]O espectro de excitação do Np-RD-pol isolado é mostrado na Figura 8. Dispositivo microfluídico

[0678]O procedimento detalhado de litografia suave para fabricação padrão foi conforme reportado pro Duffy (vide Duffy, et al. Anal. Chem. 1998, 70, 4974). O dispositivo microfluídico foi fabricado cobrindo-se o padrão com uma mistura vigorosamente agitada de polidimetil siloxano (PDMS) e seu agente de cura (10% pIp) (Sylgard (RTM) 184, Dow Coring). O PDMS foi deixado se solidificar a 70°C de um dia para o outro antes de ser descascado, enquanto entradas e saídas foram geradas usando uma punção de biópsia (Kai Medical, ID 1,0 mm). Os canais microfluídi- cos confinados foram formados fixando-se a réplica de PDMS moldada sobre lâminas de microscópio (Thermo Scientific) após a exposição a um plasma de oxigênio (Femto, 40 kHz, 100 W, Diener Electronic). Os microcanais de dispositivos vedados foram rapidamente enxaguados com Aquapel (Duxback™) antes da lavagem com Flourinert FC-40 (3M). Fabricação e caracterização das microcápsulas

[0679]A fase oleosa fluorosa e a solução de fase dispersa apropriada foram carregadas em seringas (Hamilton, Gasligh (RTM)) com agulhas (Becton Dickinson, PrecisionGlide (RTM)) fixadas. As agulhas foram equipadas com uma tubagem de polietileno (Portex (RTM) Fine Bore, 0,38 mm ID, 1,09 mm 00). As seringas foram montadas em bombas de seringa (Harvard PHD 2000 Infusion), enquanto a outra extremidade da tubagem foi inserida nas entradas apropriadas no dispositivo PDMS. Os dispositivos foram representados por imagens em tempo real usando um microscópio invertido (IX71, Olympus) conectado a uma câmera rápida Phantom (V72, Vision Research). Imagens imóveis e vídeos foram gravados e analisados usando o software Phantom. A formação de gotículas foi iniciada à medida que o óleo foi primeiramente bombeado no dispositivo a 200 μL/h para preencher os canais apropriados. A fase dispersa aquosa foi, então, bombeada no dispositivo a 10-90 μL/h dependendo do experimento individual. O tensoativo fluoroso (1% plv) foi dissolvido em óleo FC-40 e usado como a fase carreadora. Em um experimento típico, as concentrações das soluções de estoque dos reagentes foram 0,3 a 80 μM, produzindo a concentração final Cn de um determinado reagente em gotículas adicionalmente diluídas com base em sua concentração inicial (C0), sua taxa de fluxo Qn, e a taxa de fluxo total de todos os fluxos aquosos (QT) uma vez encapsulados em gotículas:

[0680]Após a formação, as gotículas foram coletadas no reservatório PDMS a jusante ou transferidos a uma lâmina de microscópio (76 x 26 mm, 1,2 mm, Menzel-Glaser). Mediante a coleta, as gotículas foram permitidas desidratar com o tempo para uma formação completa de microcápsulas.

Exemplo de preparação detalhada de cápsulas

[0681]Em um experimento de fabricação de cápsula padrão, uma fase oleosa foi introduzida no canal do dispositivo microfluídico descrito anteriormente em uma taxa de fluxo de 200 μL/h, sendo que tal taxa de fluxo foi mantida constante. As fases aquosas foram introduzidas no canal em uma taxa de fluxo total de 100 μL/h, onde as taxas de fluxo individuais foram 50 μL/h para CB[8] 1 (40 μM), 25 μL/h para MV2+-AuNP 2 (0,4 μM), e 25 μL/h para Np-pol 3 (2,3 μM). Essa combinação de taxas de fluxo na geometria de junção em T de 40 μm (corte transversal) gera gotículas aquosas discretas em óleo com um diâmetro de aproximadamente 60 μm. Mediante a secagem, as cápsulas individuais estáveis resultantes retêm um diâmetro de apro-ximadamente 25 μm. Uma amostra das microcápsulas geradas usando os parâmetros anteriores foi coletada e o tamanho (diâmetro) das gotículas foi medido:

[0682]O tamanho das gotículas e, logo, aquele das cápsulas são subjetivos à alteração com base na geometria da junção em T e na razão entre a taxa de fluxo da fase contínua e a taxa de fluxo total da fase dispersa (vide, por exemplo, Garstecki et al.). O efeito desses fatores é investigado e resumido na Figura 8.

[0683]No entanto, variar as taxas de fluxo de fluxos aquosos individuais não alterará o tamanho resultante das gotículas desde que a taxa de fluxo total dos fluxos aquosos permaneça na mesma razão da fase oleosa. O gráfico abaixo mostra que enquanto o tamanho de gotícula geral varia dependendo da razão entre a taxa de fluxo de óleo e a taxa de fluxo aquoso combinado, a variação na razão entre as taxas de fluxo de fluxos aquosos individuais não resulta em nenhuma alteração significativa na distribuição resultante do tamanho de gotícula. Os dados brutos estão resumidos na tabela abaixo.

Experimentos e análise de microscopia confocal de varredura a laser

[0684]A preparação de amostra envolveu inicialmente coletar gotículas aquosas em óleo FC40 em um reservatório PDMS montado em uma lâmina de microscópio (22 x 50 mm, 0,17 mm, MenzelGlaser). A amostra teve sua imagem formada no reservatório em diferentes intervalos de tempo para capturar as cápsulas em diferentes estágios de desidratação. As medições LSCM foram realizadas usando um microscópio confocal Leica TCS SP5 usando uma lente objetiva 63x (NA = 1,4, Leica HCX PL APO Lambda azul) com água ou óleo (Fluido de Imersão Tipo F Leica, n23 = 1,518) usado como o meio de imersão dependendo do experimento. As amostras foram iluminadas com linhas de laser de 488 nm ou 544 nm para excitar o FITC-dextrano e o polímero contendo rodamina, respectivamente. A emissão de FITC-dextranos, com pico em 520 nm (planilha de dados de produto) e a emissão de Np-RD-pol, com pico em 582 nm (mostrado na Figura 7), foram coletadas por passos de banda de emissão de 550 a 540 nm e 560 a 650 nm, respectivamente. As imagens de fluorescência foram analisadas e os perfis de intensidade obtidos usando o software Leica LAS AF 2.3.6. Microscopia de elétrons

[0685]Para uma microscopia de elétrons de varredura (SEM), as amostras foram preparadas desidratando-se as cápsulas em um reservatório antes de transferi-las para um frasco e lavadas com óleo FC-40 fresco duas vezes por centrifugação. Uma suspensão oleosa de cápsulas secas foi depositada em um wafer de sílica seguido por um sopro gentil de nitrogênio para remover o óleo em excesso. As medições foram feitas e as imagens gravadas usando um SEM de pressão variável Leo 1530 e um detector InLens. Para a microscopia de elétrons de transmissão (TEM), realizou-se uma preparação de amostra similar aplicando-se várias gotas da suspensão oleosa das cápsulas secas sobre uma grade de amostra TEM de cobre revestido com carbono (400 mesh). O óleo em excesso foi removido secando-se pri-meiramente em temperatura ambiente e, então, no forno (100 °C). As medições e as imagens foram obtidas usando um TEM JEOL 2000FX sob uma tensão de aceleração de 200 kV. Ajuste de câmera Andor e análise de permeabilidade por fluorescência

[0686]As imagens de fluorescência de microcápsulas foram gravadas usando uma câmera EM-CCO (Xion+, Andor Technologies modelo A247 junto a Pixelin- kand) conectada a um microscópio invertido (IX 71, Olympus) operando em modo de epifluorescência, montado com um estágio de microscópio automático (ProScan II, Prior Scientific). Uma lâmpada de mercúrio (U-LH100HG, Olympus) foi instalada para uma iluminação de espectro ampliado com filtros FITC e lâmpadas dicróicas (Bri- ghtLine©, Semrock) encaixadas para separar a excitação de fluorescência e a luz de emissão. Um obturador controlado por computador foi adicionado à trajetória de excitação para reduzir o tempo durante o qual o espécime foi excitado para minimizar a fotobranqueamento. A câmera, o estágio e o obturador foram controlados por um software escrito padrão (LabVIEW 8.2, National Instruments), que foi usado para gravar e analisar as imagens de campo claro e fluorescência.

[0687]A permeabilidade das microcápsulas foi analisada encapsulando-se FITC-dextranos de vários pesos moleculares. A encapsulação foi gerada introduzindo-se um fluxo separado de uma solução aquosa de FITC-dextrano (1-10 μM) online, seja adicionando-se um canal de entrada separado no dispositivo, ou incorporando-se a solução de FITC-dextrano com uma solução aquosa existente. As taxas de fluxo foram ajustadas de modo correspondente para gerar uma variedade de concentrações de FITC-dextrano na microcápsula antes de a concentração para uma qualidade de formação de imagem ótima ser obtida. As gotículas foram, então, deixadas desidratar em lâminas de vidro completamente conforme descrito previamente e suas imagens de campo claro e fluorescentes foram capturadas. As cápsulas secas foram re-dispersas em H2O cobrindo-se a amostra com uma gota de água e uma lâmina de microscópio. Outro conjunto de imagens de campo claro e fluorescentes foram imediatamente capturadas após a reidratação, enquanto a permeabilidade da cápsula foi julgada pela distribuição da fluorescência FITC em relação à localização das cápsulas.

[0688]Para demonstrar a liberação ativa e responsiva de redução do FITC- dextrano, as cápsulas foram fabricadas contendo FITC-dextrano (500 kDa) e secas em lâminas de vidro conforme descrito previamente. A amostra foi colocada em uma câmara transparente vedada com parafilme. O nitrogênio foi direcionado na câmara para criar um ambiente livre de oxigênio. A câmara foi, então, montada no microscópio Andor, e algumas gotas de solução aquosa de ditionita de sódio em excesso (Na2S2O4) foram aplicadas sobre as cápsulas secas usando uma seringa. As imagens fluorescentes das cápsulas foram capturadas a cada 30 minutos durante 10 horas. Medições SERS

[0689]Todos os experimentos SERS foram realizados em um microscópio confocal Renishaw InVia Raman com uma lente objetiva 100 x (NA = 0,85) na geo- metria de dispersão reversa. As amostras de microcápsula para SERS foram preparadas coletando-se e secando-se as gotículas em uma lâmina de vidro. Os espectros SERS foram adquiridos usando a linha de laser de 633 nm ou de 785 nm tipicamente com uma potência incidente de 0,015 mW e 0,20 mW, respectivamente, com um tempo de aquisição variando entre 1 e 20 segundos. Os mapas de imagem SERS foram coletados usando uma varredura Streamline® e duraram de 2 a 20 minutos dependendo das acentuações SERS específicas à amostra e das condições de aquisição (incluindo a área) com tempos de contato de pixel típicos de 1 a 20 segundos. Todas as medições foram realizadas em temperatura ambiente.

REFERÊNCIAS

[0690]Todos os documentos mencionados neste relatório descritivo se encontram aqui incorporados em sua totalidade a título de referência. Abraham et al. Advanced Materials 2008, 20, 2177 Ameloot et al. Nat. Chem. 2011, 3, 382 An et al. Biomacromolecules 2006, 7, 580 Andrieux et al. Analytical Chemistry 2002, 74, 5217 Anema et al. Annual Review of Analytical Chemistry 2011 Appel et al. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14251 Bush, M. E. et al. J. Am. Chem. Soc. 2005, 127, 14511 Caruso et al. Science 1998, 282, 1111 Cavalieri et al. ACS Nano 2009, 3, 234 Chiefari et al. Macromolecules 1998, 31, 5559 Comiskey et al. Nature 1998, 394, 253 Coulston et al. Chem. Commun. 2011, 47, 164 Cui et al. Adv. Funct. Mater. 2010, 20, 1625 De Cock et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 6954 Donath et al. Angew. Chem. Int. Ed. 1998, 37, 2201 Duffy, et al. Anal. Chem. 1998, 70, 4974 Forster et al. Journal of Raman Spectroscopy 1982,12, 36 Frens Nature Phys. Sci. 1973, 241, 20 Garstecki et al. Lab Chip 2006, 6, 437 Granath Journal of Colloid Science 1958, 13, 308 Gunther et al. Lab Chip 2006, 6, 1487 Hermanson et al. Physical Chemistry Chemical Physics 2007, 9, 6442 Huebner et al. Lab Chip 2008, 8, 1244 Holtze et al. Lab Chip 2008, 8, 1632 Jiao et al. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 15734 Jiao et al. Org. Lett. 2011, 13, 3044 Kelly et al. Journal of Physical Chemistry B 2002, 107, 668 Kim et al. J. Am. Chem. Soc. 2000, 122, 540 Lagona et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2005, 44, 4844 Link et al. The Journal of Physical Chemistry B 1999, 103, 4212 Martin et al. Langmuir 2010, 26, 7410 Mehvar Journal of Controlled Release 2000, 69, 1 Moghaddam et al. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 3570 Patra et al., Langmuir 2009, 25, 13852 Patra et al. Chemistry - An Asian journal 2010, 5, 2442 Peyratout et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2004, 43, 3762 Priest et al. Lab Chip 2008, 8, 2182 Rauwald et al. J. Phys. Chem. 2010, 114, 8606 Theberge et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 5846 Thorsen et al. Phys. Rev. Lett. 2001, 86, 4163 Utada et al. Science 2005, 308, 537 Wang et al., Chemistry of Materials 2008, 20, 419 WO 2009/071899. Xu et al. AIChE Journal 2006, 52, 3005 Yang et al. Lab Chip 2009, 9, 961 Yang et al. Angew. Chem. 2011, 123, 497 Zhou et al. Electrophoresis 2009, 31, 2 Adicionalmente Coulston et al Chem. Commun. 2011, 47, 164 Danil de Namor et al., Chem. Rev. 1998, 98, 2495-2525 Dsouza et al. Chem. Rev. 2011, 111, 7941-7980 Frens Nature Phys. Sci. 1973, 241, 20 Gokel et al., Chem. Rev. 2004, 104, 2723-2750 Martin et al. Langmuir 2010, 26, 7410 Rekharsky et al. Chem. Rev. 1998, 98, 1875

Claims

1. Cápsula, CARACTERIZADA pelo fato de que tem um invólucro que é um complexo de um hospedeiro e um ou mais blocos de construção tendo uma funcionalidade hospedeiro-visitante adequada para, desse modo, formar uma rede reticulada supramolecular, em que o hospedeiro é cucurbiturila, e o um ou mais blocos de construção tendo funcionalidade hospedeiro-visitante adequada para o hospedeiro cucurbiturila, em que um primeiro bloco de construção é uma molécula polimérica, prefe-rencialmente a molécula polimérica é ou compreende um polímero de po- li(met)acrilato, poliestireno e/ou poli(met)acrilamida, e opcionalmente a molécula po- limérica compreende um marcador detectável.

2. Cápsula, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADA pelo fato de que o invólucro é um complexo de (a) uma composição que compreende cucurbi- turila e (1) ou (2); ou (b) uma composição que compreende uma pluralidade de cu- curbiturilas covalentemente ligadas e (1), (2) ou (3), em que: (1) compreende um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes de cucurbiturila e um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de segundas moléculas visitantes de cucurbiturila, em que uma primeira molécula visitante e uma segunda molécula visitante juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário; (2) compreende um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes de cucurbiturila e uma pluralidade de segundas moléculas visitantes de cucurbiturila, em que uma primeira e uma segunda molécula visitante juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário e opcionalmente a composição compreende, ainda, um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma ou mais ter- ceiras moléculas visitantes de cucurbiturila, uma ou mais quartas moléculas visitantes de cucurbiturila ou ambas, em que uma terceira e uma quarta moléculas juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário, e/ou as primeiras e quartas moléculas juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário, e/ou as segundas e terceiras moléculas juntas com cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro ternário; e (3) compreende um primeiro bloco de construção covalentemente ligado a uma pluralidade de primeiras moléculas visitantes de cucurbiturila, em que a primeira molécula visitante junta com a cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro binário, opcionalmente a composição compreende, ainda, um segundo bloco de construção covalentemente ligado a uma ou mais segundas moléculas visitantes de cucurbiturila, em que a segunda molécula visitante junta com a cucurbiturila são adequadas para formar um complexo visitante-hospedeiro binário.

3. Cápsula, de acordo com a reivindicação 2, CARACTERIZADA pelo fato de que o invólucro é um complexo de uma composição que compreende cucurbituri- la e (1) ou (2).

4. Cápsula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, CARACTERIZADA pelo fato de que a cucurbiturila é selecionada a partir de CB[8] e variantes e derivados deste, em que os variantes e derivados deste são selecionados a partir de um composto onde um ou mais unidades de repetição em CD[8] é uma unidade de etilureia, ou o composto é representado pela estrutura abaixo:

em que: n é 8; e para cada unidade de glicolurila cada X é O, S ou NR3, e -R1 e -R2 são cada um independentemente selecionados a partir de -H e dos grupos substituídos opcionalmente a seguir: -R3, -OH, -OR3, -COOH, -COOR3, - NH2, -NHR3 e -N(R3)2 onde -R3 é independentemente selecionado a partir de C1-20alquil, C6-20carboaril, e C5-20heteroaril, ou em que -R1 e/ou -R2 é -N(R3)2, ambos -R3 juntos formam um anel heterociclico C5-7 ou juntos -R1 e -R2 são C4-6alquileno formando um anel carbociclico C6-8 junto com a armação de uracila.

5. Cápsula, de acordo com a reivindicação 4, CARACTERIZADA pelo fato de que a cucurbiturila forma um complexo ternário com uma primeira molécula visitante e uma segunda molécula visitante, e a primeira e a segunda moléculas visitantes são selecionadas a partir dos pares a seguir: viologênio e naftol; viologênio e diidróxi benzeno; viologênio e tetratiafulvaleno; viologênio e indol; metil viologênio e naftol; metil viologênio e diidróxi benzeno; metil viologênio e tetratiafulvaleno; metil viologênio e indol; N,N’-dimetil dipiridiliumil etileno e naftol; N,N’-dimetil dipiridiliumil etileno e diidróxi benzeno; N,N’-dimetil dipiridiliumil etileno e tetratiafulvaleno; N,N’-dimetil dipiridiliumil etileno e indol; 2,7-dimetil diazapirênio e naftol; 2,7-dimetil diazapirênio e diidróxi benzeno; 2,7-dimetil diazapirênio e tetratiafulvaleno; e 2,7-dimetil diazapirênio e indol.

6. Cápsula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, CARACTERIZADA pelo fato de que o segundo bloco de construção, quando presente, é uma partícula ou uma molécula polimérica, e opcionalmente a partícula é ou compreende ouro ou prata ou misturas desses.

7. Cápsula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, CARACTERIZADA pelo fato de que: (i) o tamanho da cápsula está na faixa de 0,5 μm a 400 μm, preferencialmente de 10 μm a 100 μm de diâmetro; e/ou (ii) o diâmetro da cápsula tem um desvio padrão relativo (RSD) de no máximo 10%; e/ou (iii) o tamanho de poro do invólucro é de pelo menos 0,5 nm e está preferen-cialmente na faixa 1 a 20 nm.

8. Cápsula, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, CARACTERIZADA pelo fato de que a cápsula encapsula um componente, preferencialmente o componente é uma molécula biológica, preferencialmente a molécula biológica é um polinucleotídeo, um polipeptídeo ou um polissacarídeo, por exemplo o polinucleotídeo é DNA ou RNA.

9. Cápsula, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o componente é um composto ou composição de fragrância ou um composto ou composição flavorizante.

10. Cápsula, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o componente é um herbicida, pesticida ou um catalisador.

11. Método para a preparação de uma cápsula tendo um invólucro, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende a etapa de: (1) contatar um fluxo de uma primeira fase e um fluxo de uma segunda fase em um canal, para, desse modo, gerar no canal uma dispersão de regiões discretas, preferencialmente gotículas, da segunda fase na primeira fase, em que a segunda fase compreende cucurbiturila e um ou mais blocos de construção tendo funcionalidade visitante adequada para cucurbiturila para formar uma rede reticulada supra- molecular, para, desse modo, formar um invólucro de cápsula dentro da região discreta, onde a primeira e a segunda fases são imiscíveis; e opcionalmente em que a segunda fase compreende, ainda, um componente para encapsulação, e a etapa (i) proporciona uma cápsula tendo um invólucro que encapsula o componente.

12. Método, de acordo com a reivindicação 11, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende, ainda, a etapa de (ii) coletar o escoamento a partir do canal, para, desse modo, obter uma gotícula, que contém uma cápsula, opcionalmente compreende, ainda, a etapa de secar a cápsula obtida na etapa (ii).

13. Método não-terapêutico de distribuir um componente a um local, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende as etapas de: (i) proporcionar uma cápsula tendo um invólucro que encapsula um componente, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 8 a 10; (ii) distribuir a cápsula a um local alvo; (iii) liberar o componente a partir do invólucro, preferencialmente em que a etapa de liberar o componente do invólucro é uma resposta para uma mudança nas condições locais, preferencialmente uma mudança na concentração.

14. Cápsula, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADO pelo fato de que é para uso como um medicamento.