DE19812083A1

DE19812083A1 - Simple preparation of coated particles, used to prepare systems for slow and/or targeted release of actives including pharmaceuticals, contrast agents, herbicides, pesticides, catalysts and pigments

Info

Publication number: DE19812083A1
Application number: DE1998112083
Authority: DE
Inventors: Edwin Donath; Gleb Sukhorukov; Karl Lerche
Original assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Current assignee: Max Planck Gesellschaft zur Foerderung der Wissenschaften eV
Priority date: 1998-03-19
Filing date: 1998-03-19
Publication date: 1999-09-30

Abstract

A process for preparing coated particles comprises providing template particles and coating with a multilayer comprising: (a) alternating layers of oppositely charged nanoparticles and polyelectrolytes; and/or (b) alternating layers of oppositely charged nanoparticles. An Independent claim is also included for hollow shell obtained by disintegrating the template particle of coated particles.

Description

Die Erfindung betrifft Nano- bzw. Mikrokapseln, die eine Polyelektrolythülle umfassen, ein Verfahren zur Herstellung dieser Kapseln sowie ihre Verwendung.The invention relates to nano or microcapsules that have a polyelectrolyte shell include a process for making these capsules as well as their Use.

Mikrokapseln sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt und werden insbesondere für die kontrollierte Freisetzung und den zielgerichte ten Transport von pharmazeutischen Wirkstoffen sowie zum Schutz von empfindlichen Wirkstoffen, wie etwa Enzymen und Proteinen verwendet (siehe z. B. D. D. Lewis, "Biodegradable Polymers and Drug Delivery Systems", M. Chasin and R. Langer, Hrsg. (Marcel Decker, New York, 1990); J. P. McGee et al., J. Control. Release 34 (1995), 77).Microcapsules are known in various embodiments and are especially for controlled release and targeted transport of active pharmaceutical ingredients and for the protection of sensitive active ingredients, such as enzymes and proteins (See, e.g., D. D. Lewis, "Biodegradable Polymers and Drug Delivery Systems ", M. Chasin and R. Langer, eds. (Marcel Decker, New York, 1990); J.P. McGee et al., J. Control. Release 34 (1995), 77).

Mikrokapseln können durch mechanisch-physikalische Verfahren, wie z. B. Versprühen und nachfolgende Beschichtung hergestellt werden. Die auf diese Weise erhältlichen Mikrokapseln weisen jedoch eine Reihe von Nachteilen auf. Insbesondere ist es mit den bekannten mechanisch physikalischen Verfahren nicht möglich, Mikrokapseln mit einer Größe von < 10 µm (Durchmesser) herzustellen. Vielmehr sind nur Mikrokapseln mit relativ großen Durchmessern erhältlich, deren Anwendungsbereich jedoch aufgrund ihrer Größe beschränkt sind. Weiterhin wird bei den bekannten mechanisch-physikalischen Verfahren keine monodisperse Kapselver teilung, sondern vielmehr eine uneinheitliche Verteilung von Kapseln ver schiedener Größe erhalten. Auch dies ist für viele Anwendungen, bei denen die Größe der Kapsel wichtig ist, nachteilig. Microcapsules can by mechanical-physical methods such. B. Spray and subsequent coating can be made. The on microcapsules obtainable in this way, however, have a number of Disadvantages on. In particular, it is mechanical with the known ones physical process not possible, microcapsules with a size of <10 µm (diameter). Rather, only microcapsules are included relatively large diameters available, but their scope are limited due to their size. Furthermore, the known mechanical-physical process no monodisperse capsule server division, but rather a non-uniform distribution of capsules received different sizes. This is also for many applications where the size of the capsule is important, disadvantageous.

Neben den mechanisch-physikalischen Verfahren sind auch chemische Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln bekannt. So können Mikrokap seln durch Grenzflächenpolymerisation bzw. -kondensation oder durch Polymerphasentrennung aus einem Polymer/Lösungsmittelgemisch hergestellt werden (B. Miksa et al., Colloid Polym. Sci. 273 (1995), 47; G. Crotts et al., J. Control. Release 35 (1995), 91; S. L. Regen et al., J. Am. Chem. Soc. 106 (1984), 5756). Aber auch die durch bekannte chemische Verfahren hergestellten Mikrokapseln weisen eine Reihe von Nachteilen auf. Insbesondere sind eine hohe Polydispersität, eine un gleichmäßige Umhüllung sowie oftmals eine Verfestigung des Kerns zu beobachten. Ein weiterer wesentlicher Nachteil der bekannten chemischen Verfahren liegt in der Verwendung von organischen Lösungsmitteln und polymerisierbaren organischen Monomeren, was zu beträchtlichen Beschränkungen hinsichtlich der verwendbaren einzukapselnden Wirkstoffe führt. Insbesondere die oftmals dadurch notwendige Verwendung von mit Wasser nicht mischbaren organischen Flüssigkeiten als Kernmaterial schränkt den Anwendungsbereich solcher Mikrokapseln, gerade im Hinblick auf Proteine oder Enzyme drastisch ein.In addition to the mechanical-physical processes, there are also chemical ones Processes for the production of microcapsules are known. So microcap seln by interfacial polymerization or condensation or by Polymer phase separation from a polymer / solvent mixture (B. Miksa et al., Colloid Polym. Sci. 273 (1995), 47; G. Crotts et al., J. Control. Release 35 (1995), 91; S.L. Regen et al., J. Am. Chem. Soc. 106: 5756 (1984). But also by known ones Microcapsules manufactured by chemical processes exhibit a number of Disadvantages on. In particular, a high polydispersity, an un uniform coating and often solidification of the core observe. Another major disadvantage of the known chemical Process lies in the use of organic solvents and polymerizable organic monomers, leading to considerable Restrictions on the active ingredients that can be encapsulated leads. In particular the often necessary use of Water-immiscible organic liquids as the core material limits the scope of such microcapsules, especially with regard to to proteins or enzymes drastically.

Ein weiteres System, das zur Einkapselung von anorganischen und organischen Materialien verwendet wurde, sind Lipidliposomen (D. D. Lasic, "Liposomes: From Physics to Applications" (Elsevier, Amsterdam, 1993); S. L. Regen et al., J. Am. Chem. Soc. 106 (1984), 2446). Die Einkapselung von Wirkstoffen in Lipidliposomen gestattet die Herstellung von Mikrokapseln unter relativ schonenden Bedingungen, weshalb Liposomen als Trägersy steme für verschiedene pharmazeutische und kosmetische Wirkstoffe verwendet werden. Die biologische, chemische und mechanische Stabilität solcher Liposomkapseln ist jedoch sehr gering, was die allgemeine Verwendbarkeit solcher Kapseln limitiert. Einen weiteren Nachteil stellt die geringe Permeabilität von Liposomenkapseln, insbesondere für polare Moleküle, dar, die einen Stoffaustausch mit dem Umgebungsmedium verhindert. Another system that encapsulates inorganic and organic materials used are lipid liposomes (D. D. Lasic, "Liposomes: From Physics to Applications" (Elsevier, Amsterdam, 1993); S.L. Regen et al., J. Am. Chem. Soc. 106: 2446 (1984). The encapsulation of Active ingredients in lipid liposomes allow the production of microcapsules under relatively mild conditions, which is why liposomes are used as carriers systems for various pharmaceutical and cosmetic active ingredients be used. The biological, chemical and mechanical stability such liposome capsules, however, is very small, which is the general Limited use of such capsules. Another disadvantage is the low permeability of liposome capsules, especially for polar ones Molecules that represent a mass exchange with the surrounding medium prevented.

Bei einem weiteren Verfahren zur Herstellung von Mikrokapseln werden zunächst Mischungen aus dem einzuschließenden Material und einem mit z. B. Ca²⁺-Ionen verfestigbaren Polyelektrolytbestandteil gebildet. Diese Mischung wird in Form kleinster Tröpfchen in ein Ca²⁺-Bad eingebracht, wobei sich eine Gelstruktur bildet, die dann in weiteren Verfahrensschritten mit einer Polyelektrolytkapsel umgeben werden kann. Eine Weiterentwick lung solcher Verfahren wird in DE 33 06 259 A1 beschrieben, wobei auf die Verwendung von Ca²⁺ verzichtet werden kann. Der hauptsächliche Nachteil dieser Verfahren besteht darin, daß die Größe der herstellbaren Mikrokap seln nach unten auf etwa 50 µm (Durchmesser) begrenzt ist und die Wandstärke der erhaltenen Mikrokapseln mindestens 100 nm beträgt.In a further process for the production of microcapsules, mixtures of the material to be enclosed and one with z. B. Ca ²⁺ ions solidifiable polyelectrolyte component. This mixture is introduced in the form of tiny droplets into a Ca ²⁺ bath, a gel structure being formed which can then be surrounded with a polyelectrolyte capsule in further process steps. A further development of such processes is described in DE 33 06 259 A1, it being possible to dispense with the use of Ca ²⁺ . The main disadvantage of these methods is that the size of the microcapsules that can be produced is limited downwards to approximately 50 μm (diameter) and the wall thickness of the microcapsules obtained is at least 100 nm.

Eine Aufgabe der Erfindung bestand deshalb darin, Kapseln mit einem geringen Durchmesser bereitzustellen, in denen wasserlösliches Material, wie etwa Makromoleküle oder Präzipitate eingeschlossen werden können. Die Kapseln sollten weiterhin eine hohe Stabilität und Hüllen mit geringer Wandstärke aufweisen, die insbesondere für Ionen und kleine Moleküle durchlässig sind.An object of the invention was therefore to provide capsules with a to provide small diameter in which water-soluble material, such as macromolecules or precipitates. The capsules should continue to have high stability and envelopes with less Show wall thickness, especially for ions and small molecules are permeable.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch Kapseln mit einer Polyelektrolythülle und einem Durchmesser < 10 µm.The object is achieved by capsules with a Polyelectrolyte shell and a diameter <10 µm.

Überraschenderweise wurde festgestellt, daß unter Verwendung einer Polyelektrolythülle Kapseln mit definierten inneren und äußeren Hülleigen schaften und mit selektiv steuerbaren Permeabilitätseigenschaften erhalten werden können. Unter einer Polyelektrolythülle wird eine Hülle mit einem Gehalt an Polyelektrolyten verstanden. Bevorzugt besteht die Polyelek trolythülle zu mindestens 50% insbesondere mindestens 60% und besonders bevorzugt zu mindestens 80% aus Polyelektrolyten. Die erfindungsgemäßen Kapseln gestatten den Einschluß auch empfindlicher Moleküle unter schonenden Bedingungen, z. B. in wäßrigen Lösungen. Die erfindungsgemäßen Kapseln weisen als Kapselwand eine Polyelektrolythülle auf, die den Stoffaustausch im Hinblick auf niedermolekulare Stoffe und Ionen mit der Umgebung ermöglicht, aber gleichzeitig makromolekulare Stoffe zurückhält. Diese Trennfunktion der Polyelektrolythülle bewirkt einerseits, daß gegebenfalls in die Kapsel eingeschlossene Wirkstoffe zurückgehalten werden, andererseits, daß von außen keine störenden makromolekularen Stoffe in die Kapsel gelangen können. Auf diese Weise werden Wirkstoffe auch ohne den Zusatz von konservierenden Stoffen effektiv vor biologischen Abbauprozessen geschützt. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der als Kapselwand dienenden Polyelektro lythülle können in weiten Grenzen durch den Aufbau und die Zusammen setzung der Hülle sowie durch Umgebungsparameter gesteuert werden. So können die erfindungsgemäßen Kapseln beispielsweise als Transporträume dienen, wobei hier die Parameter der äußeren Schicht den Transport an vorgegebene Zielorte, z. B. im Organismus, bestimmen.Surprisingly, it was found that using a Polyelectrolyte shell capsules with defined inner and outer shells and with selectively controllable permeability properties can be. Under a polyelectrolyte shell is a shell with a Understand the content of polyelectrolytes. The polyelek is preferably present troly shell at least 50%, in particular at least 60% and particularly preferably at least 80% of polyelectrolytes. The Capsules according to the invention also allow inclusion to be more sensitive Molecules under mild conditions, e.g. B. in aqueous solutions. The Capsules according to the invention have a polyelectrolyte shell as the capsule wall on the exchange of substances with regard to low molecular weight substances and Ions with the environment allows, but at the same time macromolecular Retains fabrics. This separating function of the polyelectrolyte shell causes on the one hand, that any active substances enclosed in the capsule be held back, on the other hand, that no disturbing from the outside macromolecular substances can get into the capsule. In this way become active ingredients even without the addition of preservatives effectively protected against biological degradation processes. The chemical and physical properties of the polyelectro serving as the capsule wall lythülle can work within wide limits due to the structure and together setting of the shell and controlled by environmental parameters. So the capsules according to the invention can be used, for example, as transport rooms serve, whereby here the parameters of the outer layer indicate the transport predefined destinations, e.g. B. in the organism.

Die erfindungsgemäßen Kapseln umfassen Mikrokapseln mit einem Durch messer von 1 µm bis < 10 µm, bevorzugt ≦ 5 µm und am meisten bevorzugt ≦ 2 µm sowie Nanokapseln mit einem Durchmesser von ≧ 10 nm bis < 1000 nm.The capsules of the invention comprise single-through microcapsules knife from 1 µm to <10 µm, preferably ≦ 5 µm and most preferably ≦ 2 µm and nanocapsules with a diameter of ≧ 10 nm up to <1000 nm.

Die Hülle der Kapseln umfaßt bevorzugt mehrere Polyelektrolytschichten, d. h. die Kapseln umfassen eine schichtweise aufgebaute Polyelektrolythülle. Unter Polyelektrolyten werden allgemein Polymere mit ionisch dissoziier baren Gruppen, die Bestandteil oder Substituent der Polymerkette sein können, verstanden. Üblicherweise ist die Zahl dieser ionisch dissoziierbaren Gruppen in Polyelektrolyten so groß, daß die Polymeren in der dissoziierten Form (auch Polyionen genannt) wasserlöslich sind. Hierin werden unter dem Begriff Polyelektrolyte auch Ionomere verstanden, bei denen die Konzen tration der ionischen Gruppen für eine Wasserlöslichkeit nicht ausreichend sind, die jedoch genügend Ladungen aufweisen, um eine Selbstassem blierung einzugehen. Bevorzugt umfasst die Hülle "echte" Polyelektrolyte. Je nach Art der dissoziierbaren Gruppen werden Polyelektrolyte in Polysäuren und Polybasen unterteilt. Aus Polysäuren entstehen bei der Dissoziation unter Abspaltung von Protonen Polyanionen, die sowohl anorganische als auch organische Polymere sein können. Beispiele für Polysäuren sind Polyphosphorsäure, Polyvinylschwefelsäure, Polyvinyl sulfonsäure, Polyvinylphosphonsäure und Polyacrylsäure. Beispiele für die entsprechenden Salze, die auch als Polysalze bezeichnet werden, sind Polyphosphat, Polysulfat, Polysulfonat, Polyphosphonat und Polyacrylat.The capsule shell preferably comprises a plurality of polyelectrolyte layers, d. H. the capsules comprise a layered polyelectrolyte shell. Polyelectrolytes are generally polymers with ionic dissociation baren groups that are part or substituent of the polymer chain can understand. The number of these is usually ionically dissociable Groups in polyelectrolytes so large that the polymers dissociate in the Form (also called polyions) are water soluble. Herein under the The term polyelectrolytes also understood ionomers in which the conc tration of the ionic groups is not sufficient for water solubility are, however, have enough charges to self-assembly to enter into a fixation. The shell preferably comprises “real” polyelectrolytes. Depending on the type of dissociable groups, polyelectrolytes are used in Polyacids and polybases divided. Polyacids are used in the Dissociation with elimination of protons polyanions, both can be inorganic as well as organic polymers. examples for Polyacids are polyphosphoric acid, polyvinylsulfuric acid, polyvinyl sulfonic acid, polyvinylphosphonic acid and polyacrylic acid. Examples of that corresponding salts, which are also referred to as polysalts Polyphosphate, polysulfate, polysulfonate, polyphosphonate and polyacrylate.

Polybasen enthalten Gruppen, die in der Lage sind, Protonen, z. B. durch Reaktion mit Säuren unter Salzbildung, aufzunehmen. Beispiele für Polybasen mit ketten- bzw. seitenständigen dissoziierbaren Gruppen sind Polyethylenimin, Polyvinylamin und Polyvinylpyridin. Polybasen bilden durch Aufnahme von Protonen Polykationen.Polybases contain groups that are capable of protons, e.g. B. by Reaction with acids with salt formation. examples for Are polybases with chain or lateral dissociable groups Polyethyleneimine, polyvinylamine and polyvinylpyridine. Form polybases Uptake of proton polycations.

Erfindungsgemäß geeignete Polyelektrolyte sind sowohl Biopolymere, wie etwa Alginsäure, Gummi arabicum, Nucleinsäuren, Pektine, Proteine und andere, sowie chemisch modifizierte Biopolymere, wie etwa Carboxy methylcellulose und Ligninsulfonate sowie synthetische Polymere, wie etwa Polymethacrylsäure, Polyvinylsulfonsäure, Polyvinylphosphonsäure und Polyethylenimin. Durch geeignete Wahl der Polyelektrolyte ist es möglich, die Eigenschaften und Zusammensetzung der Polyelektrolythülle der erfindungsgemäßen Kapseln definiert einzustellen. Insbesondere bei schichtweise aufgebauten Polyelektrolythüllen kann die Zusammensetzung der Hüllen durch die Wahl der Substanzen beim Schichtaufbau in weiten Grenzen variiert werden. Grundsätzlich ergeben sich keine Einschränkungen hinsichtlich der zu verwendenden Polyelektrolyte bzw. Ionomere, solange die verwendeten Moleküle eine genügend hohe Ladung aufweisen oder/und die Fähigkeit besitzen, über andere Wechselwirkungsarten, wie beispiels weise Wasserstoffbrückenbindungen und/oder hydrophobe Wechselwirkun gen, eine Bindung mit der darunter liegenden Schicht einzugehen. Polyelectrolytes suitable according to the invention are both biopolymers and such as alginic acid, gum arabic, nucleic acids, pectins, proteins and others, as well as chemically modified biopolymers, such as carboxy methyl cellulose and lignin sulfonates as well as synthetic polymers such as Polymethacrylic acid, polyvinylsulfonic acid, polyvinylphosphonic acid and Polyethyleneimine. By suitable choice of the polyelectrolytes it is possible to the properties and composition of the polyelectrolyte shell capsules defined according to the invention. Especially at The composition can be built up in layers of polyelectrolyte shells of the casings through the choice of substances when building up layers Limits can be varied. Basically there are no restrictions with regard to the polyelectrolytes or ionomers to be used, as long as the molecules used have a sufficiently high charge or / and have the ability to interact via other types of interaction, such as wise hydrogen bonds and / or hydrophobic interactions to form a bond with the underlying layer.

Geeignete Polyelektrolyte sind somit sowohl niedermolekulare Polyelek trolyte bzw. Polyionen als auch makromolekulare Polyelektrolyte, beispiels weise Polyelektrolyte biologischer Herkunft.Suitable polyelectrolytes are therefore both low molecular weight polyelectrons trolytes or polyions as well as macromolecular polyelectrolytes, for example wise polyelectrolytes of biological origin.

In den erfindungsgemäßen Kapseln liegt innerhalb der Hülle bevorzugt eine Flüssigphase vor. Grundsätzlich können die erfindungsgemäßen Kapseln jede Flüssigkeit in ihrem Innern enthalten. Bevorzugt enthalten sie eine wäßrige Flüssigkeit, insbesondere eine wäßrige Salzlösung oder Wasser.In the capsules according to the invention there is preferably one within the shell Liquid phase before. Basically, the capsules according to the invention contain every liquid inside. They preferably contain one aqueous liquid, especially an aqueous salt solution or water.

Besonders bevorzugt enthalten die erfindungsgemäßen Kapseln einge schlossene Wirkstoffe. Da die erfindungsgemäßen Kapseln in ihrem Kern wäßrige Lösungen enthalten können, ist es möglich, daß sie auch empfind liche Moleküle unter schonenden Bedingungen eingeschlossen enthalten. Die Wirkstoffe können sowohl anorganische als auch organische Stoffe sein.The capsules according to the invention particularly preferably contain some closed active substances. Since the capsules according to the invention in their core can contain aqueous solutions, it is possible that they also sensitive contain contained molecules under gentle conditions. The active substances can contain both inorganic and organic substances be.

Bevorzugt werden Katalysatoren, insbesondere Enzyme als Wirkstoffe ausgewählt. Der Einschluß von Katalysatoren, insbesondere Enzymen, in die erfindungsgemäßen Kapseln, wobei die Katalysatoren entweder an der Innenseite der Kapselwand adsorbiert sind oder als freie Moleküle im Kapselinnenraum vorliegen, ermöglicht die nahezu verlustfreie Verwendung von Katalysatoren. Die Katalysator enthaltenden Kapseln können einfacher als der freie Katalysator zurückgehalten oder rückgewonnen werden. Eine Kontamination der Katalysatoren wird durch die Schutz- und Trennfunktion der Kapselhülle gegenüber dem Umgebungsmedium weitgehend ausge schlossen. Insbesondere wird durch die Permeabilitätseigenschaften der Kapselwände verhindert, daß die im Kapselinneren eingeschlossenen Katalysatoren durch makromolekulare Stoffe in ihrer Wirksamkeit gehemmt oder inhibiert werden, während der Zutritt von Substrat und Austritt von Produkten möglich ist. Catalysts, in particular enzymes, are preferred as active ingredients selected. The inclusion of catalysts, especially enzymes, in the capsules according to the invention, the catalysts either on the Are adsorbed inside the capsule wall or as free molecules in the Capsule interior available, the almost loss-free use of catalysts. The capsules containing catalyst can be simpler be retained or recovered as the free catalyst. A Contamination of the catalysts is due to the protection and separation function largely out of the capsule shell with respect to the surrounding medium closed. In particular, the permeability properties of the Capsule walls prevent that enclosed in the capsule interior Catalysts inhibited in their effectiveness by macromolecular substances or inhibited while substrate entry and exit Products is possible.

Die erfindungsgemäßen Kapseln können weiterhin bevorzugt eingeschlos sene pharmazeutische Wirkstoffe enthalten. In diesem Fall wirkt die Kapsel insbesondere als Transportvehikel, um die pharmazeutischen Wirkstoffe an die gewünschte Stelle zu transportieren.The capsules according to the invention can furthermore preferably be included contain active pharmaceutical ingredients. In this case the capsule works in particular as a transport vehicle to the active pharmaceutical ingredients to transport the desired location.

Die Polyelektrolythülle der erfindungsgemäßen Kapsel ist vorzugsweise für niedermolekulare Substanzen durchlässig, verhindert aber den Durchtritt von Makromolekülen. Damit stellt die Hüllwand eine Barriere gegenüber Mikroorganismen und von ihnen sekretierten externen Verdauungsenzymen dar. Deshalb können in die erfindungsgemäßen Kapseln biologisch abbaubare Substanzen eingeschlossen sein, ohne daß Konservierungsstoffe zur Haltbarmachung notwendig wären.The polyelectrolyte shell of the capsule according to the invention is preferably for low molecular weight substances permeable, but prevents the passage of Macromolecules. The cladding wall thus creates a barrier Microorganisms and external digestive enzymes secreted by them Therefore, the capsules according to the invention can be biological Degradable substances can be included without preservatives would be necessary for preservation.

Weiterhin können die erfindungsgemäßen Kapseln bevorzugt Sensor moleküle umfassen. Sensormoleküle, die auf bestimmte Umgebungs bedingungen mit einer nachweisbaren Reaktion reagieren, z. B. durch Entwicklung einer Farbe, sind oftmals gegenüber äußeren Einflüssen sehr empfindliche Moleküle, die durch die erfindungsgemäßen Kapseln geschützt werden.Furthermore, the capsules according to the invention can preferably be sensors include molecules. Sensor molecules targeting certain environmental react conditions with a detectable reaction, e.g. B. by Development of a color, are often very sensitive to external influences sensitive molecules protected by the capsules according to the invention become.

Von besonderer Bedeutung für die Verwendung von Kapseln ist die Permeabilität der Hüllwand. Wie bereits oben ausgeführt, ermöglicht die Vielzahl der zur Verfügung stehenden Polyelektrolyte die Herstellung einer Vielzahl von Hüllkompositionen mit unterschiedlichen Eigenschaften. Insbesondere kann die elektrische Ladung der Außenhülle dem Anwen dungszweck angepaßt werden. Zudem kann die Innenhülle an den jeweiligen Wirkstoff angepaßt werden, wodurch z. B. eine Stabilisierung des Wirkstoffs erzielt werden kann. Daneben kann auch die Permeabilität der Hüllwand durch die Wahl der Polyelektrolyte in der Hülle und durch die Wanddicke sowie die Umgebungsbedingungen beeinflußt werden. Dadurch ist eine selektive Gestaltung der Permeabilistätseigenschaften sowie eine definierte Veränderung dieser Eigenschaften möglich. The is of particular importance for the use of capsules Permeability of the envelope wall. As already explained above, the Many of the available polyelectrolytes make a Variety of envelope compositions with different properties. In particular, the electrical charge of the outer shell can be used by the user application purpose. In addition, the inner shell can be attached to the respective active ingredient can be adjusted, whereby z. B. a stabilization of Active ingredient can be achieved. In addition, the permeability of the Wall by the choice of polyelectrolytes in the shell and by the Wall thickness and the ambient conditions can be influenced. Thereby is a selective design of the permeability properties as well as a defined change of these properties possible.

Die Permeabilitätseigenschaften der Hülle können durch Poren in mindestens einer der Polyelektrolytschichten weiter modifiziert werden. Solche Poren können bei geeigneter Wahl durch die Polyelektrolyten selbst gebildet werden. Neben den Polyelektrolyten kann die Hülle aber auch andere Substanzen umfassen, um eine gewünschte Permeabilität zu erzielen. So kann insbesondere durch Einbringen von Nanopartikeln mit anionischen oder/und kationischen Gruppen oder von grenzflächenaktiven Substanzen, wie etwa Tensiden oder/und Lipiden, die Permeabilität für polare Kom ponenten gesenkt werden. Durch die Inkorporation von selektiven Trans portsystemen, wie z. B. Carriern oder Kanälen, in die Polyelektrolythülle, insbesondere in Lipidschichten, ist eine genaue Anpassung der transversalen Transporteigenschaften der Hülle an den jeweiligen Anwendungszweck möglich. Die Poren oder Kanäle der Hüllwand können durch chemische Modifizierung oder/und Änderung der Umgebungsbedingungen gezielt geöffnet bzw. verschlossen werden. So führt beispielsweise eine hohe Salzkonzentration des Umgebungsmediums zu einer hohen Durchlässigkeit der Hüllwand.The permeability properties of the shell can be reduced by pores in at least one of the polyelectrolyte layers can be further modified. Such pores can be formed by the polyelectrolytes themselves if suitably chosen become. In addition to the polyelectrolytes, the shell can also do other things Include substances to achieve a desired permeability. So can in particular by introducing nanoparticles with anionic or / and cationic groups or of surface-active substances, such as surfactants and / or lipids, permeability to polar com components can be reduced. By incorporating selective trans port systems, such as B. carriers or channels, in the polyelectrolyte shell, especially in lipid layers, is an exact adjustment of the transverse Transport properties of the case to the respective application possible. The pores or channels of the cladding can be caused by chemical Modification or / and change of the environmental conditions targeted be opened or closed. For example, a high Salt concentration of the surrounding medium to a high permeability the wall.

Die erfindungsgemäßen Kapseln weisen bevorzugt eine Hüllwanddicke von 2 bis 100 nm, insbesondere 5 bis 80 nm, auf. Diese Hüllwanddicke im nm- Bereich ermöglicht die Herstellung von Kapseln mit einem Durchmesser < 10 µm. Die Wanddicke der Hüllwand ist abhängig von der Zahl der Schichten, die Polyelektrolythülle umfaßt. Die erfindungsgemäßen Kapseln umfassen bevorzugt 2 bis 20, besonders bevorzugt 3 bis 10 Schichten.The capsules according to the invention preferably have an envelope wall thickness of 2 to 100 nm, in particular 5 to 80 nm. This wall thickness in nm Range enables the production of capsules with a diameter <10 µm. The wall thickness of the envelope wall depends on the number of Layers comprising a polyelectrolyte shell. The capsules according to the invention preferably comprise 2 to 20, particularly preferably 3 to 10 layers.

Die erfindungsgemäßen Kapseln zeichnen sich weiterhin durch ihre Monodispersität aus. So ist es möglich, eine Zusammensetzung mit einer Kapselverteilung zu erhalten, bei der der Anteil an Kapseln, deren Ab weichung vom mittleren Durchmesser < 50% ist, weniger als 20%, bevorzugt weniger als 10% beträgt. The capsules according to the invention are further characterized by their Monodispersity. So it is possible to use a composition To obtain capsule distribution in which the proportion of capsules, the Ab softening of average diameter is <50%, less than 20%, is preferably less than 10%.

Die erfindungsgemäßen Mikro- und Nanokapseln sind äußerst stabil gegenüber chemischen, biologischen, mechanischen und thermischen Belastungen. Gleichzeitig können in ihrem Inneren auch empfindliche Moleküle eingeschlossen sein, da der Kern aus einer wäßrigen Lösung bestehen kann. Die erfindungsgemäßen Kapseln können auch eingefroren oder gefriergetrocknet werden, ohne ihre positiven Eigenschaften zu verlieren. So werden beim Auftauen bzw. Resuspendieren in Wasser wieder Kapseln erhalten, die die erfindungsgemäßen Vorteile aufweisen. Es ist auch möglich, Kapseln mit eingeschlossenen Wirkstoffen einzufrieren oder/und gefrierzutrocknen und später durch Auftauen bzw. Resuspendieren in Wasser wieder zu aktivieren.The microcapsules and nanocapsules according to the invention are extremely stable compared to chemical, biological, mechanical and thermal Charges. At the same time, even sensitive ones can be inside Molecules are included because the core is from an aqueous solution can exist. The capsules according to the invention can also be frozen or freeze-dried without losing their positive properties to lose. So when thawing or resuspending in water again Get capsules that have the advantages of the invention. It is also possible to freeze capsules with included active ingredients or / and freeze dry and later by thawing or resuspending in Reactivate water.

Es ist auch möglich, eine Kapseln umfassende Zusammensetzung durch Trocknung z. B. als Pulver zu gewinnen und sie wieder in geeigneten Lösungsmitteln, insbesondere in wäßrigen Lösungen zu resuspendieren, ohne daß die vorteilhaften Eigenschaften verloren gehen. Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist deshalb eine getrocknete Kapseln umfassende Zusammensetzung. Die Trocknung kann nach bekannten Verfahren durchgeführt werden, insbesondere bei erhöhter Temperatur und reduzier tem Druck.It is also possible to have a composition comprising capsules Drying z. B. as a powder and put them back in suitable To resuspend solvents, especially in aqueous solutions, without losing the beneficial properties. Another The invention therefore relates to a dried capsule Composition. Drying can be carried out using known methods be carried out, especially at elevated temperature and reduced tem pressure.

Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung von Kapseln mit einem Durchmesser < 10 µm umfassend die Schritte:
Another object of the invention is a method for producing capsules with a diameter <10 microns comprising the steps:

a) providing an aqueous dispersion of template particles appropriate size and
b) Creating a shell around the template particles by applying Polyelectrolytes on the template particles.

Erfindungsgemäß wird zunächst eine wäßrige Dispersion von Templat partikeln geeigneter Größe bereitgestellt. Durch die Größe der Templat partikel wird die Größe der Kapseln festgelegt. Die Templatpartikel weisen deshalb einen Durchmesser < 10 µm, bevorzugt < 5 µm auf. Als Templatpartikel können insbesondere Partikel dienen, die wie unten beschrieben unter vorbestimmten Bedingungen aufgelöst bzw. zerkleinert werden können. Erfindungsgemäß werden anschließend Polyelektrolyt schichten auf die Templatpartikel aufgebracht, wodurch ein umhülltes Templatpartikel gebildet wird. Die Form der Umhüllung hängt dabei unmittelbar von der Form der Templatpartikel ab.According to the invention, an aqueous dispersion of template is first used Particles of a suitable size are provided. By the size of the template The size of the capsules is determined by particles. The template particles point therefore a diameter of <10 µm, preferably <5 µm. As In particular, template particles can serve particles that are as below described dissolved or crushed under predetermined conditions can be. According to the invention then polyelectrolyte layers applied to the template particles, creating a wrapped Template particles is formed. The shape of the envelope depends on it directly from the shape of the template particles.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es überraschenderweise, stabile Nano- und Mikrokapseln aus Polyelektrolyten herzustellen. In die Kapseln können empfindliche Substanzen eingeschlossen werden. Die Kapseln können auch als Reaktionsräume oder als Kristallisationstemplate genutzt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht eine Kapselherstellung unter schonenden Bedingungen in wäßrigen Medien auch bei Raumtemperatur. Die Kapselwand, eine Polyelektrolythülle, ermöglicht den Stoffaustausch mit der Umgebung, hält aber gleichzeitig eingekapselte makromolekulare Wirkstoffe zurück. Die chemischen und physikalischen Eigenschaften der Kapselwand sind in weiten Bereichen durch die Zu sammensetzung der Hülle und die Umgebungsparameter einstellbar. Die Permeabilitätseigenschaften der Hüllwand ermöglichen den Schutz von eingeschlossenen Wirkstoffen vor biologischen Abbauprozessen auch ohne Zusatz von Konservierungsstoffen.The method according to the invention surprisingly enables to produce stable nano and micro capsules from polyelectrolytes. In the Capsules can include sensitive substances. The Capsules can also be used as reaction spaces or as crystallization templates be used. The method according to the invention enables one Capsule production under mild conditions in aqueous media too at room temperature. The capsule wall, a polyelectrolyte shell, enables the exchange of substances with the environment, but at the same time keeps encapsulated macromolecular agents. The chemical and physical Properties of the capsule wall are largely due to the Zu composition of the shell and the environmental parameters adjustable. The Permeability properties of the envelope wall enable the protection of trapped agents before biological degradation processes without Addition of preservatives.

Bevorzugt werden teilvernetzte Melaminformaldehydpartikel als Templat partikel eingesetzt. Auf die Templatpartikel, insbesondere teilvernetzte Melaminformaldehydpartikel, werden bevorzugt schichtweise nacheinander entgegengesetzt geladene Polyelektrolytmoleküle und/oder andere Schichtbestandteile, wie etwa Nanopartikel oder oberflächenaktive Stoffe aus wäßrigen Medien adsorbiert. Die Größe der Templatpartikel ist vorzugsweise < 10 µm, besonders bevorzugt 5 nm bis 5 µm, so daß bei Adsorption von Polyelektrolytmolekülen auf die Partikel eine Nano- oder Mikrokapsel der jeweils gewünschten Größe erhalten wird. Sobald die gewünschte Kapselwandzusammensetzung durch den Schichtaufbau erreicht ist, können die beschichteten Templatpartikel Bedingungen ausgesetzt werden, die zum Auflösen bzw. zur Desintegration der Templat partikel führen. Diese Bedingungen werden so gewählt, daß die Templat partikel aufgelöst werden, die Hülle jedoch intakt bleibt. Die bei der Auflösung entstehenden niedermolekularen Kernbestandteile können durch die Poren der Hülle nach außen gelangen. Auf diese Weise erhält man Kapseln mit Polyelektrolythüllen, die einen "leeren" flüssigen Kern enthalten.Partially crosslinked melamine formaldehyde particles are preferred as a template particles used. On the template particles, especially partially cross-linked Melamine formaldehyde particles are preferably layered in succession oppositely charged polyelectrolyte molecules and / or others Layer components, such as nanoparticles or surface-active substances adsorbed from aqueous media. The size of the template particles is preferably <10 microns, particularly preferably 5 nm to 5 microns, so that at Adsorption of polyelectrolyte molecules onto the particles a nano or Microcapsule of the desired size is obtained. As soon as the desired capsule wall composition due to the layer structure is reached, the coated template particle conditions exposed to dissolve or disintegrate the template lead particles. These conditions are chosen so that the template particles are dissolved, but the shell remains intact. The at the The low-molecular core components that are formed can dissolve the pores of the shell come out. This way you get Capsules with polyelectrolyte shells that contain an "empty" liquid core.

Bevorzugt werden vorgeformte oder präformierte Aggregate von Sub partikeln als Ausgangskerne (Templatpartikel) zur Beschichtung mit Polyelektrolyten eingesetzt. Eine solche Präformierung kann beispielsweise durch Anlegen externer elektrischer Gleichstrom- oder/und Wechselfelder auf Suspensionen mit Subpartikeln erzielt werden. Durch vorgeformte Aggregate kann die Form der Kapseln bestimmt werden. Weiterhin können solche Aggregate mit einer hohen Einheitlichkeit hinsichtlich der Größenver teilung erhalten werden (Monodispersität). Von besonderem Interesse sind präformierte Aggregate in sphärischer Form.Preformed or preformed aggregates from Sub are preferred particles as starting cores (template particles) for coating with Polyelectrolytes used. Such preforming can, for example by applying external electrical direct current and / or alternating fields can be achieved on suspensions with subparticles. By preformed Aggregate, the shape of the capsules can be determined. Can continue such units with a high level of uniformity ver division can be obtained (monodispersity). Are of particular interest preformed aggregates in spherical form.

Die Zusammensetzung der Kapselhüllen ist durch die Wahl der Substanzen beim Schichtaufbau variierbar. Die Dicke der Kapselwände wird vor allem durch die Anzahl der Schichten bestimmt und beträgt bevorzugt 2 bis 100 nm, wobei 2 bis 20, insbesondere 3 bis 10 Polyelektrolytschichten aufgebracht werden. Bevorzugt werden die Polyelektrolyte nacheinander schichtweise aufgebracht. Dazu geht man von einer Dispersion von Templatpartikeln in einer wäßrigen Lösung aus. Bei Verwendung von teilvernetzten Melaminformaldehydpartikeln als Templatpartikel wählt man beispielsweise eine wäßrige Lösung mit einem pH-Wert < 2. Zu dieser Dispersion gibt man dann Polyelektrolytmoleküle, aus denen die erste Schicht aufgebaut werden soll. Im Fall von teilvernetzten Melaminformalde hydpartikeln wählt man negativ geladene Polyelektrolytmoleküle. Die Menge der zugegebenen Polyelektrolytmoleküle wird entweder so gewählt, daß das gesamte Material für den Aufbau einer gesättigten ersten Schicht benötigt wird oder man gibt den ersten Polyelektrolyten im Überschuß zu. Im letzteren Fall ist es zweckmäßig, nach dem Aufbringen der ersten Schicht die noch in Lösung befindlichen Polyelektrolytmoleküle, die nicht zum Schichtaufbau beigetragen haben, zu entfernen, bevor man mit der Zugabe des Polyelektrolyten für den Aufbau der zweiten Schicht beginnt. Ein solches Abtrennen kann nach allen bekannten Verfahren erfolgen, insbesondere durch Zentrifugation, Filtration oder/und Dialyse. Wenn die Menge der ersten Polyelektrolyte so eingestellt wird, daß die gesamte eingebrachte Komponente für den Aufbau der ersten Schicht verbraucht wird, kann auf den Abtrennungsschritt verzichtet werden. Eine solche Vorgehensweise hat jedoch den Nachteil, daß die eingebrachte Konzen tration der Polyelektrolytmoleküle durch Vorversuche festgestellt oder berechnet werden muß.The composition of the capsule shells is due to the choice of substances variable in the layer structure. The thickness of the capsule walls is mostly determined by the number of layers and is preferably 2 to 100 nm, with 2 to 20, in particular 3 to 10, polyelectrolyte layers be applied. The polyelectrolytes are preferably in succession applied in layers. This is based on a dispersion of Template particles in an aqueous solution. When using partially cross-linked melamine formaldehyde particles are chosen as template particles For example, an aqueous solution with a pH <2. To this Dispersion is then added to polyelectrolyte molecules, the first of which Layer to be built. In the case of partially cross-linked melamine formals Hydparticles are chosen to be negatively charged polyelectrolyte molecules. The amount of the polyelectrolyte molecules added is either chosen so that the all the material needed to build up a saturated first layer is or the first polyelectrolyte is added in excess. in the in the latter case, it is advisable to apply the first layer the polyelectrolyte molecules still in solution that are not used for Layering helped remove before adding of the polyelectrolyte for the construction of the second layer begins. A such separation can be carried out by all known methods, in particular by centrifugation, filtration and / or dialysis. If the The amount of the first polyelectrolytes is adjusted so that the total introduced component used to build up the first layer the separation step can be omitted. Such Procedure has the disadvantage, however, that the concessions tration of the polyelectrolyte molecules determined by preliminary tests or must be calculated.

Analog werden anschließend weitere Schichten, bis zur gewünschten Schichtanzahl aufgebracht. Bevorzugt wird dabei abwechselnd eine positiv und eine negativ geladene Schicht aufgebracht, wobei für jede zweite Schicht die gleiche oder eine verschiedene Komponente gewählt werden kann.Analogously, further layers are then made up to the desired level Number of layers applied. An alternating positive is preferred and applied a negatively charged layer, whereby for every second Layer the same or a different component can be selected can.

Bevorzugt erfolgt der Aufbau durch schichtweise Polyelektrolyt-Selbst assemblierung. Dabei wird die Kapselhülle durch Assemblierung von entgegengesetzt geladenen Polyelektrolyten oder anderen geladenen Komponenten gebildet.The construction is preferably carried out by layered polyelectrolyte itself assembly. The capsule shell is assembled by oppositely charged polyelectrolyte or other charged Components formed.

Nachdem die gewünschte Anzahl Schichten aufgebracht worden ist, werden die nun umhüllten Templatpartikel bevorzugt desintegriert, insbesondere zerkleinert oder aufgelöst. Dabei wird der Kern durch Auflösen oder Desintegration der Templatpartikel entfernt und es verbleiben Kapseln mit einer Polyelektrolythülle. Die Auflösung der Templatpartikel wird unter Bedingungen durchgeführt, bei denen die Hüllen intakt bleiben. Eine Auflösung kann je nach Wahl des Templatpartikelmaterials z. B. thermisch oder chemisch erfolgen, insbesondere durch Veränderung des pH-Wertes. So wird bei Verwendung von teilvernetzten Melaminformaldehydpartikeln beispielsweise der pH-Wert der die umhüllten Partikel enthaltenden Dispersion auf einen sauren Wert, z. B. ≦ 1.5, eingestellt, was zur Auflösung der Templatpartikel innerhalb der Hüllschicht führt, während die Hüllschicht selbst intakt bleibt. Die Templatpartikel, insbesondere teilver netzte Melaminformaldehydpartikel können auch durch chemische Reaktio nen, insbesondere durch Sulfonierung in wäßrigen Medien aufgelöst werden. Als Sulfonierungsagentien werden bevorzugt Alkalisulfite, Alkalihydrogensulfite und andere wasserlösliche Salze der schwefeligen Säure verwendet.After the desired number of layers have been applied the now enveloped template particles are preferably disintegrated, in particular crushed or dissolved. The core is by dissolving or Disintegration of the template particles is removed and capsules remain a polyelectrolyte shell. The resolution of the template particles is under Conditions carried out in which the sleeves remain intact. A Resolution can, depending on the choice of template particle material, for. B. thermal or chemically, in particular by changing the pH. So when using partially crosslinked melamine formaldehyde particles for example the pH of those containing the coated particles Dispersion to an acidic value, e.g. B. ≦ 1.5, set what for Dissolution of the template particles within the cladding layer leads to the Cladding layer itself remains intact. The template particles, especially partially Networked melamine formaldehyde particles can also be caused by chemical reactions NEN, especially by sulfonation in aqueous media become. Preferred sulfonation agents are alkali sulfites, Alkali hydrogen sulfites and other water-soluble salts of the sulfurous Acid used.

Die bei der Desintegration der Templatpartikel gebildeten Fragmente können durch Poren, insbesondere Nanoporen, der Hüllwand aus dem Inneren der Kapseln nach außen austreten. Anschließend können sie von den Kapseln abgetrennt werden. Diese Abtrennung kann durch dem Fachmann bekannte Verfahren durchgeführt werden. Bevorzugt werden die Templatpartikel fragmente, das können im Fall von teilvernetzten Melaminformaldehyd partikeln z. B. bei der Auflösung entstandene Oligomere sein, durch Dialyse, Filtration oder Zentrifugation abgetrennt. Eine Abtrennung der Templat partikelfragmente ist zuvor bevorzugt aber nicht notwendigerweise erforderlich. Die Kapseln können auch ohne Abtrennungsschritt verwendet werden.The fragments formed during the disintegration of the template particles can through pores, in particular nanopores, the shell wall from inside the Exit the capsules outwards. You can then remove them from the capsules be separated. This separation can be carried out by those skilled in the art Procedures are carried out. The template particles are preferred fragments, which can be the case in the case of partially crosslinked melamine formaldehyde particles z. B. oligomers formed during the dissolution, by dialysis, Filtration or centrifugation separated. A separation of the template Particle fragments are preferred beforehand but not necessarily required. The capsules can also be used without a separation step become.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können geschlossene Kapseln mit Wandstärken im nm-Bereich, bevorzugt 2 bis 100 nm, hergestellt werden. Solche Kapseln können im Inneren eine wäßrige Lösung enthalten, die in ihrer Zusammensetzung gerade dem Außenmedium entspricht. Solche Hüllen können unmittelbar als Mikro- bzw. Nanoreaktionsräume, als Kristallisationstemplate zur Herstellung von Kristallisationsprodukten oder als Ausgangsbasis zur Herstellung von Mikro- bzw. Nanokompositen verwendet werden. With the method according to the invention, closed capsules can be used Wall thicknesses in the nm range, preferably 2 to 100 nm, are produced. Such capsules can contain an aqueous solution inside, which in their composition corresponds exactly to the external medium. Such Envelopes can be used directly as micro- or nanoreaction spaces Crystallization template for the production of crystallization products or as a starting point for the production of micro or nanocomposites be used.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, Kapseln mit eingeschlossenen Wirkstoffen oder Kapseln zum Einschluß von Wirkstoffen herzustellen. Die Beladung des Innenraums mit kleinen Molekülen kann dadurch erfolgen, daß die Permeabilität der Hülle als Funktion der externen physikalischen und chemischen Parameter variiert wird. Zur Beladung wird ein Zustand hoher Permeabilität eingestellt. Das eingeschlossene Material wird anschließend durch Veränderung der äußeren Parameter oder/und Verschluß der Poren, beispielsweise durch Kondensation der Hülle oder chemische Modifikation der Poren oder Kanäle zurückgehalten.With the method according to the invention it is also possible to use capsules enclosed active substances or capsules for the inclusion of active substances to manufacture. Loading the interior with small molecules can in that the permeability of the envelope as a function of the external physical and chemical parameters is varied. For loading set a state of high permeability. The included material is then changed by changing the external parameters or / and Closure of the pores, for example by condensation of the shell or chemical modification of the pores or channels retained.

Es können in die Kapseln jedoch auch Wirkstoffe eingeschlossen werden, die aufgrund ihrer Größe nicht durch die Hüllen permeiren können. Dazu wird im erfindungsgemäßen Verfahren der einzuschließende Wirkstoff bevorzugt zunächst an das Templatpartikel immobilisiert. Eine solche Kopplung des Wirkstoffs an das Templat kann direkt erfolgen, aber auch durch einen Bindevermittler bewirkt werden. Als Bindevermittler werden bevorzugt Moleküle verwendet, die bei bestimmten Bedingungen degradier bar oder abbaubar sind. Besonders bevorzugt wird als Bindevermittler Polymilchsäure verwendet. Hierzu wird der Wirkstoff mittels des Bindever mittlers, insbesondere Polymilchsäure, an das Templatpartikel, beispiels weise einteilvernetztes Melaminformaldehydpartikel immobilisiert. Auf diese Weise wird der einzuschließende Wirkstoff selbst Bestandteil des Schicht aufbaus bei der Beschichtung des Kerns. Nach der Auflösung der Templat partikel und ggf. Degradation der Bindemoleküle wird der Wirkstoff ins Innere der Hülle freigesetzt. Mit diesem Verfahren können beliebige Wirkstoffe in die Hülle eingeschlossen werden, insbesondere Nanopartikel und nichtbiologische makromolekulare Komponenten und bevorzugt biologische Makromoleküle, wie etwa Proteine, insbesondere Enzyme.However, active ingredients can also be included in the capsules, which, due to their size, cannot permeate through the casings. To becomes the active substance to be included in the process according to the invention preferably first immobilized on the template particle. Such Coupling of the active ingredient to the template can be done directly, but also be effected by a binding agent. Become a binding agent preferably uses molecules that degrade under certain conditions are cash or degradable. It is particularly preferred as a binding agent Polylactic acid used. For this purpose, the active ingredient by means of the Bindever middle, especially polylactic acid, to the template particles, for example partially immobilized melamine formaldehyde particles immobilized. To this The active ingredient to be enclosed itself becomes part of the layer structure when coating the core. After the dissolution of the template The active ingredient becomes particles and possibly degradation of the binding molecules The inside of the shell is released. With this procedure any Active substances are enclosed in the shell, in particular nanoparticles and non-biological macromolecular components and preferred biological macromolecules, such as proteins, especially enzymes.

Die Inkorporation von Wirkstoffen in den von den Hüllen umschlossenen Innenraum kann aber auch durch vorherige Einbringung der Wirkstoffe in die Templatpartikel bei Verwendung von reversiblen Mirkogelen als Templat partikel durchgeführt werden. So ermöglicht beispielsweise die Verwendung von teilvernetzten Methylolmelaminkernen vor der Beschichtung, in gequollene Kerne Substanzen zu inkorporieren, die nach einer reversiblen Schrumpfung im Kern eingeschlossen sind.The incorporation of active substances in the envelopes However, the interior can also be made by introducing the active ingredients into the Template particles when using reversible mirogels as a template particles are carried out. For example, the use of partially cross-linked methylol melamine cores before coating, in swollen cores to incorporate substances that are reversible after a Shrinkage are included in the core.

Die nach den obigen Vorgehensweisen in die Hülle eingeschlossenen Wirkstoffe können frei im Inneren der Hülle vorliegen oder mit der inneren Hüllwand verknüpft sein. Bevorzugt wird das Verfahren so durchgeführt, daß die eingekapselten Wirkstoffe im Inneren der Hülle frei vorliegen.Those enclosed in the envelope according to the above procedures Active substances can be present freely inside the shell or with the inner one Envelope wall to be linked. The method is preferably carried out in such a way that that the encapsulated active ingredients are freely available inside the shell.

Die erfindungsgemäßen Kapseln können vorteilhaft an eine Oberfläche immobilisiert werden. Die Einstellung der Ladung der äußeren Schicht und die freie Funktionalisierbarkeit der Außenhülle erlaubt eine vom Zustand der eingeschlossenen Moleküle unabhängige Immobilisierung der Kapseln. Dies eröffnet zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten, vor allem im Bereich der Sensorik und Oberflächenanalytik. Bevorzugt werden bereits die mit Polyelektrolyt beschichteten Templatpartikel an eine Oberfläche adheriert und die Templatpartikel dann aus den bereits immobilisierten beschichteten Kernen herausgelöst, um immobilisierte Kapseln zu bilden.The capsules according to the invention can advantageously be applied to a surface be immobilized. The adjustment of the charge of the outer layer and The free functionality of the outer shell allows one of the state of the enclosed molecules independent immobilization of the capsules. This opens up numerous applications, especially in the area of Sensor technology and surface analysis. Those with are already preferred Polyelectrolyte coated template particles adhered to a surface and then the template particles from the already immobilized coated Cores removed to form immobilized capsules.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es möglich, Nanokapseln (mit einem Durchmesser < 1000 nm) bzw. Mikrokapseln (mit einem Durch messer von 1 µm bis < 10 µm, insbesondere ≦ 5 µm) mit einer Polyelek trolythülle herzustellen. Dabei können sowohl "leere", d. h. nur mit wäßriger Lösung gefüllte Kapseln, die insbesondere als Reaktionsräume sowie als Ausgangsmaterial für Komposite geeignet sind, hergestellt werden als auch Kapseln mit eingeschlossenem Material, insbesondere eingeschlossenem wasserlöslichem Material, wie etwa Makromolekülen (z. B. Proteine und Präzipitate). Die erfindungsgemäß erhaltenen Kapseln weisen Hüllen mit geringer Wandstärke und großer Stabilität auf, während Permeabilitätseigen schaften in weiten Bereichen variierbar sind. So können insbesondere für Ionen und kleine Moleküle durchlässige Hüllen erhalten werden. Die Verwendung von monodispersen Templatpartikeln ermöglicht die Her stellung monodisperser, insbesondere sphärischer Polyelektrolythüllen.With the method according to the invention, it is possible to use nanocapsules (with a diameter <1000 nm) or microcapsules (with a through knife from 1 µm to <10 µm, especially ≦ 5 µm) with a polyelek to produce a trolyte shell. Both "empty", i.e. H. only with watery Solution-filled capsules, which in particular as reaction spaces and as Starting material suitable for composites are manufactured as well Capsules with enclosed material, especially enclosed material water soluble material such as macromolecules (e.g. proteins and Precipitates). The capsules obtained according to the invention have envelopes low wall thickness and great stability, while permeability inherent can be varied in a wide range. So especially for Ions and small molecules permeable shells can be obtained. The The use of monodisperse template particles enables the Her position of monodisperse, in particular spherical polyelectrolyte shells.

Die verwendeten Templatpartikel müssen nicht notwendigerweise geladen sein, um eine Selbstassemblierung von Polyelektrolytschichten zu ermögli chen. Vielmehr kann auf nichtgeladene Kerne ein geladener Precursorfilm aufgebracht werden, der an die Templatpartikel durch andere Wechselwir kungen, beispielsweise hydrophobe Wechselwirkungen, gebunden ist.The template particles used do not necessarily have to be loaded to enable self-assembly of polyelectrolyte layers chen. Rather, a loaded precursor film can be placed on unloaded cores applied to the template particles by other interactions kung, such as hydrophobic interactions.

Die erfindungsgemäßen Kapseln können in zahlreichen Anwendungsgebieten vorteilhaft eingesetzt werden. Deshalb betrifft die Erfindung auch die Verwendung der erfindungsgemäßen Kapseln zum Einschluß von Subs tanzen. Das oben beschriebene Verfahren ermöglicht es, in technisch einfacher Weise auch empfindliche organische Substanzen einzuschließen, wobei das Verfahren vollständig in wäßrigen Lösungen und bei Raumtempe ratur durchführbar ist. Der Einschluß von Katalysatoren und insbesondere von Enzymen in den erfindungsgemäßen Kapseln ermöglicht die verlustfreie Verwendung von Katalysatoren in Reaktionssystemen. So können die beispielsweise an der Innenseite der Hüllen adsorbierten oder als freie Moleküle im Inneren der Kapseln vorliegenden Katalysatormoleküle, insbesondere Enzyme, praktisch ohne Verluste in Reaktionssystemen, wie etwa Volumenreaktionssystemen, verwendet werden, da eine nahezu vollständige Rückhaltung und/oder Wiedergewinnung der Kapseln mit den darin enthaltenen Katalysatoren möglich ist. Eine Immobilisierung der Kapseln bei gleichzeitiger freier Beweglichkeit der in den Kapseln einge schlossenen Wirkstoffe ermöglicht die Immobilisation von "freien" Molekülen. Da die Kapselwände für niedermolekulare Substanzen durch lässig sind, ist ein Zutritt der Substrate der Enzyme möglich, während gleichzeitig die Nichtdurchlässigkeit der Hülle für makromolekulare Stoffe das Eindringen von Mikroorganismen bzw. Verdauungsenzymen verhindert. Auf diese Weise kann die Effektivität von Katalysatoren weiter erhöht werden. Daneben wird durch die Verwendung der Kapseln ein Ausspülen bzw. Austragen des Katalysators verhindert.The capsules according to the invention can be used in numerous fields of application can be used advantageously. Therefore, the invention also relates to Use of the capsules according to the invention for the inclusion of subs to dance. The method described above allows in technical easy to include even sensitive organic substances, the process being completely in aqueous solutions and at room temperature is feasible. The inclusion of catalysts and in particular of enzymes in the capsules according to the invention enables the lossless Use of catalysts in reaction systems. So they can for example adsorbed on the inside of the shells or as free Molecules present inside the capsules catalyst molecules, especially enzymes, with practically no losses in reaction systems, such as about volume reaction systems can be used, since a nearly complete retention and / or recovery of the capsules with the contained catalysts is possible. Immobilization of the Capsules with simultaneous free movement of the capsules closed active substances enables the immobilization of "free" Molecules. Because the capsule walls for low molecular substances through are casual, the substrates of the enzymes can be accessed while at the same time the non-permeability of the shell for macromolecular substances prevents the penetration of microorganisms or digestive enzymes. In this way, the effectiveness of catalysts can be further increased become. In addition, using the capsules rinses out or discharge of the catalyst prevented.

Bei der Verwendung der Kapseln als Mikroreaktionsräume können nieder molekulare Substanzen, wie z. B. Edukte und Produkte, durch die Hüllwände permeiren, während beispielsweise die Katalysatoren eingeschlossen sind. Bei der Verwendung von mit Katalysatoren beladenen Mikro- bzw. Nanokapseln, wobei die Kapseln beispielsweise in einer Säule gepackt sind, steht für die Reaktion beträchtlich mehr Katalysator zur Verfügung, als bei herkömmlichen oberflächengebundenen Katalysatoren, da dort die Größe der Oberfläche limitierend ist. Besonders vorteilhaft ist, daß der Katalysator im Kapselinneren von der Produktion nicht durch aufwendige Verfahren wieder abgetrennt werden muß. Weiterhin ist die Lebensdauer der Katalysatoren verbessert, da makromolekulare Stoffe, insbesondere Bakterien und Pilze, nicht durch die Hüllwände gelangen können. Dadurch werden die an viele Verfahren gestellten hohen Anforderungen an die Sterilität verringert, was viele, technisch einfache Anwendungen von biologischen Katalysatoren eröffnet.When using the capsules as microreaction spaces can settle down molecular substances, such as B. educts and products, through the envelope walls permeate while, for example, the catalysts are included. When using micro- or catalyst-loaded Nanocapsules, the capsules being packed, for example, in a column, there is considerably more catalyst available for the reaction than in conventional surface-mounted catalysts, since there the size of the Surface is limiting. It is particularly advantageous that the catalyst in Capsule interiors from production do not come back through complex procedures must be separated. Furthermore, the life of the catalysts improved because macromolecular substances, especially bacteria and fungi, cannot get through the walls. This will make them available to many What made high demands on sterility reduced what procedures many, technically simple applications of biological catalysts opened.

Grundsätzlich können die erfindungsgemäßen Kapseln zum Einschluß beliebiger Wirkstoffe, insbesondere auch von Nanopartikeln, pharmazeuti schen Wirkstoffen, Werkstoffen, Kristallen etc. verwendet werden. Deshalb finden entsprechend beladene Kapseln Anwendung u. a. in der Sensorik, Pharmazie, Medizin und Werkstofftechnik.In principle, the capsules according to the invention can be included any active ingredients, especially nanoparticles, pharmaceutical active substances, materials, crystals etc. can be used. Therefore accordingly loaded capsules are used u. a. in sensors, Pharmacy, medicine and materials technology.

Der Einschluß von Sensormolekülen ermöglicht die vorteilhafte Verwendung in der Sensorik. Bei Sensormolekülen handelt es sich bevorzugt um Enzyme und deren Derivate, die in Anwesenheit bestimmter Stoffe oder Bedingun gen beispielsweise optisch aktive Produkte oder anders nachweisbare Produkte, beispielsweise farbige oder fluoreszierende Produkte bilden. Solche Produkte können dann mit empfindlichen optischen Methoden bestimmt werden. Es können aber auch elektrisch aktive Sensormoleküle, insbesondere oxidierbare oder reduzierbare Stoffe, eingeschlossen werden, wobei die Kapseln vorteilhaft auf Elektroden immobilisiert werden. Hier ist neben der grundsätzlich schützenden Funktion der Kapseln insbesondere von Vorteil, daß das Sensormolekül, beispielsweise ein Enzym, nicht direkt mit der Elektrode in Berührung kommt.The inclusion of sensor molecules enables advantageous use in sensor technology. Sensor molecules are preferably enzymes and their derivatives, which are present in the presence of certain substances or conditions For example, optically active products or other detectable Form products, for example colored or fluorescent products. Such products can then be used with sensitive optical methods be determined. However, electrically active sensor molecules, in particular oxidizable or reducible substances are included, the capsules are advantageously immobilized on electrodes. Here is in addition to the basic protective function of the capsules in particular advantageous that the sensor molecule, for example an enzyme, not directly comes into contact with the electrode.

Weiterhin können die erfindungsgemäßen Kapseln auch zum Einschluß und ggf. Transport von pharmazeutischen Wirkstoffen verwendet werden. Die Möglichkeit, das Einschlußverfahren im wäßrigen Milieu bei Raumtemperatur durchzuführen, ermöglicht auch den Einschluß empfindlicher biologisch wirksamer Moleküle. Diese können innerhalb der schützenden Hülle an die gewünschte Stelle im Organismus transportiert werden. Durch entspre chende Wahl der Oberflächeneigenschaften der Außenschicht der Hülle kann ein spezifischer Transport erzielt werden.Furthermore, the capsules according to the invention can also be used for inclusion and if necessary, transport of active pharmaceutical ingredients can be used. The Possibility of the inclusion process in an aqueous environment at room temperature to perform also enables the inclusion of more sensitive biological effective molecules. These can be attached to the inside of the protective shell desired place in the organism can be transported. By correspond appropriate choice of the surface properties of the outer layer of the casing specific transport can be achieved.

Die erfindungsgemäßen Kapseln eignen sich insbesondere als Mikro- bzw. Nanoreaktionsräume. Hierzu können sowohl leere Kapseln als auch Kapseln, die einen Wirkstoff oder Katalysator enthalten, verwendet werden. Solche Kapseln eignen sich insbesondere für Stoffumwandlungsprozesse, aber auch für Präzipitationen. Hierbei kann durch geeignete Wahl bzw. Veränderung der Permeabilitätseigenschaften der Hüllwand die Reaktion gesteuert werden. So wurde beispielsweise festgestellt, daß die Durchlässigkeit der Kapselwände durch Variation der Zusammensetzung eines Elektrolytmedi ums gesteuert werden kann, wobei bei hohen Salzkonzentrationen eine höhere Permeabilität festgestellt wurde als in Wasser.The capsules according to the invention are particularly suitable as micro or Nanoreaction rooms. Both empty capsules and capsules, containing an active ingredient or catalyst can be used. Such Capsules are particularly suitable for metabolic processes, but also for precipitations. Here, by suitable choice or change the permeability properties of the envelope wall controlled the reaction become. For example, it was found that the permeability of the Capsule walls by varying the composition of an electrolyte medium um can be controlled, with a high salt concentration higher permeability was found than in water.

Die Kapseln können auch zur Herstellung von Kristallen aus organischen oder anorganischen Materialien oder zum Einschluß von organischen oder anorganischen Kristallen verwendet werden. Bevorzugt dienen die Kapseln als Kristallisationsraum bzw. Template zur Herstellung von insbesondere monodispersen Kristallen. Mit den erfindungsgemäßen Kapseln ist ein hoher Grad an Monodispersität zu erhalten, da die maximale Größe der Kristalle durch die Größe der Kapseln begrenzt ist. Als Kristallisationskeime werden bevorzugt chemische Gruppen an der inneren Hüllwand verwendet. Dazu werden beim schichtweisen Aufbau der Hülle der Kapseln in der innersten Schicht Moleküle verwendet, die Seitenketten aufweisen, die das Kristall wachstum begünstigen. So können beispielsweise Polyphosphate an der Innenseite der Hülle aufgebracht werden, um im Inneren CaCO₃ zu bilden. Als äußerste Schicht der Polyelektrolythülle der Kapseln werden gün stigerweise Polyelektrolyte verwendet, die ein Kristallwachstum nicht zulassen, beispielsweise Amine.The capsules can also be used for the production of crystals from organic or inorganic materials or for the inclusion of organic or inorganic crystals. The capsules preferably serve as a crystallization space or template for the production of, in particular, monodisperse crystals. A high degree of monodispersity can be obtained with the capsules according to the invention, since the maximum size of the crystals is limited by the size of the capsules. Chemical groups on the inner shell wall are preferably used as crystallization nuclei. For this purpose, in the layer-by-layer structure of the capsule shell in the innermost layer, molecules are used which have side chains which promote crystal growth. For example, polyphosphates can be applied to the inside of the shell to form CaCO ₃ on the inside. As the outermost layer of the polyelectrolyte shell of the capsules, polyelectrolytes are favorably used which do not allow crystal growth, for example amines.

Die Kapseln können auch zum Aufbau von Mikro- bzw. Nanokompositen verwendet werden. Mikro- und Nanokomposite sind Werkstoffe, die aus mindestens zwei verschiedenen Materialien bestehen und eine mikro- bzw. nanoskopische Ordnung aufweisen. Solche Komposite imitieren oftmals in der Natur vorliegende Produkte, wie z. B. Muschelschalen, die aus Nanokom positen von gewöhnlichen Kalk- und Eiweißmolekülen bestehen. Solche Komposite haben bei geringem Gewicht eine überraschend hohe Festigkeit. Durch die Assemblierung können makroskopische Strukturen geordnet aufgebaut werden.The capsules can also be used to build up micro- or nanocomposites be used. Micro and nanocomposites are materials that are made from consist of at least two different materials and a micro- or have nanoscopic order. Such composites often imitate in products present in nature, such as B. conch shells made of nanocom positive lime and protein molecules. Such Composites have surprisingly high strength at low weight. The assembly allows macroscopic structures to be ordered being constructed.

Die Erfindung wird durch die beigefügten Figuren und Beispiele weiter erläutert.The invention is further elucidated by the attached figures and examples explained.

Fig. 1 stellt eine schematische Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens dar. Fig. 1 is a schematic illustration shows a preferred embodiment of the method according to the invention.

Fig. 2 zeigt die Schichtdicke als Funktion der Zahl der Schichten bei der Absorption von Poly(allylaminhydrochlorid) (PAH) und Poly(styrolsulfonat, Natriumsalz) (PSS) auf negativ geladene Polystyrollatexpartikel. Fig. 2 shows the film thickness as a function of the number of layers in the absorption of poly (allylamine hydrochloride) (PAH) and poly (styrenesulfonate, sodium salt) (PSS) on negatively charged polystyrene latex particles.

Fig. 3 zeigt ein SEM-Abbild (Rasterelektronenmikroskopie) einer Polyelektrolytschale umfassend neun Schichten [(PSS/PAH)₄/PSS] nach Auflösung des Kerns. Die äußere Schicht ist PSS. Fig. 3 is a SEM image (Scanning Electron Microscopy) of a polyelectrolyte shell comprising nine layers [(PSS / PAH) ₄ / PSS] after dissolution of the core. The outer layer is PSS.

Fig. 4 zeigt ein TEM-Abbild (Transmissionselektronenmikroskopie) einer Polyelektrolythülle umfassend neun Schichten [(PSS/PAH)₄/PSS]. Fig. 4 is a TEM image (Transmission Electron Microscopy) of a polyelectrolyte comprising nine layers [(PSS / PAH) ₄ / PSS].

Fig. 5 zeigt Tapping Mode (TM) Atomkraftmikroskopie (ASM)- Abbildungen von PSS/PAH-Polyelektrolythüllen. Die Zahl der Polyelektrolythüllen beträgt in Fig. 5(A) 3 [PSS/PAH/PSS] und in Fig. 5(B) 9 [(PSS/PAH)₄/PSS. Fig. 5 shows Tapping Mode (TM) atomic force microscopy (ASM) - pictures of PSS / PAH polyelectrolyte shells. The number of polyelectrolyte shells is shown in Fig. 5 (A) 3 [PSS / PAH / PSS], and in Fig. 5 (B) 9 [(PSS / PAH) ₄ / PSS.

Examples example 1 Production of partially cross-linked melamine formaldehyde template particles

Monodisperse Melaminformaldehydpolymerpartikel können durch eine Polykondensationsreaktion aus Melaminformaldehydpräkondensaten im Größenbereich bis zu 15 µm hergestellt werden (vgl. DD 224 602). Die Größe der Partikel kann durch die Monomerkondensation, den pH-Wert, die Reaktionstemperatur und den Tensidzusatz beeinflußt werden. Bei den im Stand der Technik beschriebenen Verfahren werden hochvernetzte Partikel erhalten, die in den meisten organischen Lösungsmitteln, wie etwa Xylol, Toluol und Alkohol sowie in Säuren und Basen unlöslich sind. Zur Herstel lung von auflösbaren, teilvernetzten Melaminformaldehyd-Templat-Partikeln wird das im Stand der Technik beschriebene Verfahren modifiziert, indem der Polykondensationsprozeß auf einer bestimmten Initialstufe der Reaktion unterbrochen wird. Dadurch werden in wäßrigen Medien lösliche Kerne erhalten. Der Abbruch der Reaktion kann durch rasche Temperaturabsen kung, durch Veränderung des pH-Werts in den alkalischen Bereich und durch Wahl geeigneter Präkondensate, insbesondere Tetramethylolmelamin, erreicht werden. Die so erhaltenen Kerne können durch Säurezugabe und/oder durch bestimmte chemische Reaktionen, insbesondere Sulfonie rung in wäßrigen Medien, aufgelöst werden. Als Sulfonierungsagentien können insbesondere Alkalisulfite, Alkalihydrogensulfite und andere wasserlösliche Salze der schwefligen Säure eingesetzt werden. Die Auflösbarkeit der Kerne kann durch den Zeitpunkt der Unterbrechung des Polykondensationsprozesses beeinflußt werden. Die Unterbrechung wird 1 min bis 3 Std. nach Start der Reaktion in Abhängigkeit der Reaktions bedingungen und in Abhängigkeit der gewünschten Auflösbarkeit der Kerne durchgeführt. Die Auflösungsgeschwindigkeit kann weiterhin durch die Wahl von pH-Wert, Temperatur und Sulfonierungsreagens gesteuert werden. Somit ist es möglich, Kerne mit einer Auflösegeschwindigkeit von 0,1 sek bis 10 Std., wiederum in Abhängigkeit der Auflösungsbedingungen, zu erhalten. Diese auflösbaren Melaminformaldehydpartikel werden hierin als teilvernetzte Melaminformaldehydpartikel bezeichnet.Monodisperse melamine-formaldehyde polymer particles can be obtained through a Polycondensation reaction from melamine formaldehyde precondensates in the Size range up to 15 µm can be produced (see DD 224 602). The Size of the particles can be determined by the monomer condensation, the pH value Reaction temperature and the surfactant additive can be influenced. In the The processes described in the prior art are highly crosslinked particles obtained in most organic solvents, such as xylene, Toluene and alcohol as well as insoluble in acids and bases. For the manufacture treatment of dissolvable, partially cross-linked melamine formaldehyde template particles the method described in the prior art is modified by the polycondensation process at a certain initial stage of the reaction is interrupted. This makes cores soluble in aqueous media receive. The reaction can be stopped by rapid temperature drops kung, by changing the pH in the alkaline range and by choosing suitable precondensates, in particular tetramethylolmelamine, can be achieved. The cores obtained in this way can be added by acid and / or by certain chemical reactions, in particular sulfonia tion in aqueous media. As sulfonation agents can in particular alkali sulfites, alkali hydrogen sulfites and others water-soluble salts of sulfurous acid can be used. The The solubility of the nuclei can be determined by the time of the interruption of the Polycondensation process are influenced. The interruption will 1 min to 3 hours after the start of the reaction depending on the reaction conditions and depending on the desired solubility of the cores carried out. The rate of dissolution can continue through the choice controlled by pH, temperature and sulfonation reagent. It is therefore possible to use cores with a dissolution rate of 0.1 sec up to 10 hours, again depending on the dissolution conditions receive. These dissolvable melamine formaldehyde particles are referred to herein as partially crosslinked melamine formaldehyde particles.

Example 2 Manufacture of empty polyelectrolyte shells

Auf wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellte monodisperse, kolloidale, teilvernetzte Melaminformaldehydpartikel (MF) mit einem Durchmesser von 2,0 bzw. 3,3 µm werden schrittweise Polyelektrolyte aus verdünnten wäßrigen Lösungen aufgebracht (vgl. Fig. 1). Die verwendeten teilvernetzten Melaminformaldehydpartikel sind in wäßrigen Medien bei pH-Werten unterhalb 1,6 innerhalb weniger Sekunden löslich. Bei pH-Werten oberhalb 1,8 wurde keine nachweisbare Auflösung der Kerne beobachtet. Die Polyelektrolytschichten werden durch alternierende Absorption von entgegengesetzt geladenen Polyionen, beginnend mit der Absorption eines negativ geladenen Polyanions (z. B. Polystyrolsulfonat, Natriumsalz; PSS) auf die positiv geladenen MF-Partikel aufgebracht. Typische Adsorptions bedingungen waren 20 Mono-mM-Polyelektrolyt in 0,5 M NaCl bei Partikelkonzentrationen von 0,5 Gew.-%. Die Adsorptionsdauer betrug 20 min. Die MF-Partikel hatten eine Dichte von 1,5 g/cm³.Polyelectrolytes from dilute aqueous solutions are gradually applied to monodisperse, colloidal, partially crosslinked melamine-formaldehyde particles (MF) produced as described in Example 1 (see FIG. 1). The partially crosslinked melamine formaldehyde particles are soluble in aqueous media at pH values below 1.6 within a few seconds. At pH values above 1.8, no detectable dissolution of the nuclei was observed. The polyelectrolyte layers are applied to the positively charged MF particles by alternately absorbing oppositely charged polyions, starting with the absorption of a negatively charged polyanion (e.g. polystyrene sulfonate, sodium salt; PSS). Typical adsorption conditions were 20 mono-mM polyelectrolyte in 0.5 M NaCl with particle concentrations of 0.5% by weight. The adsorption time was 20 min. The MF particles had a density of 1.5 g / cm ³ .

Nach der Adsorptionszeit wurde überschüssiger Elektrolyt durch wiederholte Zentrifugation/Waschzyklen entfernt. Dazu wurden die beschichteten Kerne bei einer Zentrifugationsgeschwindigkeit von 2000 U/min (unter Ver wendung eines Eppendorf-Rotors) abgesetzt. Dann wurden drei Wasch schritte mit Millipore-Wasser vor der Zugabe des nächsten Polyelektrolyten durchgeführt, um die vollständige Entfernung von nichtadsorbiertem Polyelektrolyten sicherzustellen. Durch Wiederholung dieser Vorgehensweise kann die gewünschte Zahl von Polyelektrolytschichten aufgebracht werden.After the adsorption time, excess electrolyte was repeated by Centrifugation / wash cycles removed. The coated cores were used for this at a centrifugation speed of 2000 rpm (using Ver application of an Eppendorf rotor). Then three washes steps with Millipore water before adding the next polyelectrolyte performed the complete removal of non-adsorbed Ensure polyelectrolytes. By repeating this procedure the desired number of polyelectrolyte layers can be applied.

Anschließend wird der pH-Wert auf < 1,6 erniedrigt, wodurch die MF-Kerne aufgelöst werden. Die Fragmente dringen durch die Poren der Hülle nach außen und können entfernt werden, so daß eine leere Polyelektrolythülle erhalten wird.The pH is then reduced to <1.6, which causes the MF cores be resolved. The fragments penetrate through the pores of the shell outside and can be removed so that an empty polyelectrolyte shell is obtained.

Example 3 Dependence of the layer thickness on the number of layers (see Fig. 2)

Auf negativ geladene Polystyrollatexpartikel wurden abwechselnd Schichten aus Poly(allylaminhydrochlorid) (PAH) und Poly(styrolsulfonat, Natriumsalz) (PSS) adorbiert. Die Schichtdicke wurde durch Einzelteilchen-Lichtstreuung gemessen. Der Intensitätsanstieg des gestreuten Lichts ist ein Maß für die adsorbierte Menge und wurde in die Schichtdicke unter Verwendung des Refraktionsindex der Polyeletrolytschichten konvertiert. Das Insert in Fig. 2 gibt das aus elektrophoretischen Mobilitätsmessungen (Malvern Zetasizer 4) abgeleitete Zetapotential für die Adsorption von PAH und PSS auf Polystyrolpartikel (ausgefüllte Kreise) und für die Adsorption von PSS und PAH auf positiv geladene MF-Partikel (offene Kreise) an. Layers of poly (allylamine hydrochloride) (PAH) and poly (styrene sulfonate, sodium salt) (PSS) were alternately adsorbed onto negatively charged polystyrene latex particles. The layer thickness was measured by single particle light scattering. The increase in intensity of the scattered light is a measure of the amount adsorbed and was converted to the layer thickness using the refractive index of the polyelectrolyte layers. The insert in FIG. 2 indicates the zeta potential derived from electrophoretic mobility measurements (Malvern Zetasizer 4) for the adsorption of PAH and PSS onto polystyrene particles (filled circles) and for the adsorption of PSS and PAH onto positively charged MF particles (open circles) .

Das Zetapotential ist ein Maß für die effektive Ladungsdichte auf der Partikeloberfläche. Wie aus dem Insert in Fig. 2 ersichtlich ist, tritt eine Umkehrung des Oberflächenpotentials mit der Adsorption jeder Polyelek trolytschicht auf die Polystyrol- bzw. MF-Partikel auf. Eine Umkehrung des Oberflächenpotentials ist notwendig, um die anschließende Adsorption des entgegengesetzt geladenen Polyions zu ermöglichen.The zeta potential is a measure of the effective charge density on the particle surface. As can be seen from the insert in Fig. 2, a reversal of the surface potential occurs with the adsorption of each polyelectrolyte layer on the polystyrene or MF particles. A reversal of the surface potential is necessary to allow the subsequent adsorption of the oppositely charged polyion.

Flugzeitmassenspektrometrische Untersuchungen haben gezeigt, daß bei der Auflösung der teilvernetzten MF-Templatpartikel bei einem pH-Wert < 1,6 MF-Oligomere gebildet werden, die hauptsächlich aus 5-10 Monomeren von Tetramethylolmelamin bestehen. Diese MF-Oligomere haben eine charak teristische Querschnittsausdehnung von etwa 1 nm, wie durch molekulare Dynamiksimulationen bestimmt (unter Verwendung des Programms DISCOVERY). Diese Oligomere werden aus dem Kern ausgestoßen und permeiren durch Polyelektrolytschichten, die die Hülle bilden, und können schließlich von den leeren Schalen durch Zentrifugation abgetrennt werden. Dies bestätigt, daß die Hüllen für Moleküle mit einer Größe im Bereich von wenigen nm, insbesondere ≦ 10 nm, bevorzugt ≦ 5 nm, leicht permeabel sind.Time-of-flight mass spectrometric studies have shown that at Dissolution of the partially cross-linked MF template particles at a pH <1.6 MF oligomers are mainly formed from 5-10 monomers of Tetramethylolmelamine exist. These MF oligomers have a character Teristic cross-sectional expansion of about 1 nm, as by molecular Dynamic simulations determined (using the program DISCOVERY). These oligomers are expelled from the core and permeate through polyelectrolyte layers that form the shell and can finally be separated from the empty dishes by centrifugation. This confirms that the shells for molecules with a size in the range of a few nm, in particular ≦ 10 nm, preferably ≦ 5 nm, slightly permeable are.

Example 4 Scanning electron microscopic examinations of the polyelectrolyte shells (see FIG. 3)

Die hergestellten Polyelektrolythüllen wurden mittels Rasterelektronenmi kroskopie untersucht. Zunächst wurde ein MF-Kern mit einem Durchmesser von 3,3 µm mit 9 Polyelektrolytschalen [(PSS/PAH]₄/PSS] beschichtet. Die äußerste Schicht ist PSS. Nach Auflösung des MF-Kerns wurden die erhaltenen Kapseln mit SEM untersucht. Wie aus Fig. 3 ersichtlich, liegen die Durchmesser im Bereich von 4,0±0,5 µm. Die Schalen werden durch eine starke elektrostatische Anziehung an die positiv geladene, Poly(ethylenimin)- beschichtete Glasoberfläche immobilisiert. Weiterhin tritt während der Untersuchung ein gewisses Ausmaß an Austrocknen der Kapseln ein. Dies führt dazu, daß die Hülle faltig wird. Wie jedoch aus Fig. 3 ersichtlich ist, sind keine Löcher oder Rißspuren in den Hüllen zu finden.The polyelectrolyte shells produced were examined by means of scanning electron microscopy. First an MF core with a diameter of 3.3 µm was coated with 9 polyelectrolyte shells [(PSS / PAH] ₄ / PSS]. The outermost layer is PSS. After the MF core had dissolved, the capsules obtained were examined with SEM The diameters are in the range of 4.0 ± 0.5 µm from Fig. 3. The shells are immobilized by a strong electrostatic attraction on the positively charged, poly (ethyleneimine) coated glass surface Excessive drying of the capsules causes the envelope to become wrinkled, however, as can be seen in Figure 3, there are no holes or tears in the envelopes.

Die SEM-Messungen wurden unter Verwendung eines Zeiss-DSM40- Instruments durchgeführt, welches bei einer Beschleunigungsspannung von 15 KEV betrieben wurde. Die Proben wurden durch Aufbringen eines Tropfens einer die Hüllen enthaltenden Lösung auf Poly(ethylenimin)- beschichtetes Glas hergestellt. Nachdem sich die Hüllen auf den Glasträgern abgesetzt hatten, wurden sie gründlich mit Millipore-Wasser gespült und vorsichtig unter einem Stickstoffstrom getrocknet.The SEM measurements were made using a Zeiss DSM40 Instruments carried out, which at an acceleration voltage of 15 KEV was operated. The samples were prepared by applying a Drop of a solution containing the shells onto poly (ethyleneimine) - coated glass. After the covers on the glass supports had stopped, they were rinsed thoroughly with Millipore water and carefully dried under a stream of nitrogen.

Example 5 Transmission electron microscopy (TEM)

Auf MF-Templatpartikel mit einem Durchmesser von 2 µm wurden neun Schichten Polyelektrolyt [(PSS/PAH)₄/PSS] aufgebracht. Anschließend wurde das Templatpartikel durch Erniedrigung des pH-Wertes auf < 1,6 aufgelöst und entfernt. Die TEM-Proben wurden mit Glutaraldehyd, OsO₄ und K₂Cr₂O₇, fixiert und in Ethanol/Aceton dehydriert. Die Proben wurden in ein Epon 812/Araldit M-Harz eingebettet und in einem Ofen für zwei Tage polymerisiert. Dünne Schnitte (80 bis 100 nm) wurden unter Verwendung eines Reichert-Ultratom geschnitten und mit Uranylacetat und Bleicitrat eingefärbt. Die Messungen wurden auf einem JEOL 100 B Elektronenmi kroskop durchgeführt.Nine layers of polyelectrolyte [(PSS / PAH) ₄ / PSS] were applied to MF template particles with a diameter of 2 μm. The template particle was then dissolved and removed by lowering the pH to <1.6. The TEM samples were fixed with glutaraldehyde, OsO ₄ and K ₂ Cr ₂ O ₇ , and dehydrated in ethanol / acetone. The samples were embedded in an Epon 812 / Araldit M resin and polymerized in an oven for two days. Thin sections (80 to 100 nm) were cut using a Reichert ultratom and stained with uranyl acetate and lead citrate. The measurements were carried out on a JEOL 100 B electron microscope.

Wie aus Fig. 4 ersichtlich, kann die angefärbte Polyelektrolytschicht, die das weniger angefärbte Zellinnnere umgibt, deutlich identifiziert werden. Die homogene Form der Hüllen zeigt, daß die hergestellten Kapseln sowohl den Durchmesser als auch die sphärische Form der Templatpartikel beibehalten, unter der Voraussetzung, daß die innere wäßrige Lösung nicht entfernt wird. Aus dem TEM-Abbild kann weiterhin gesehen werden, daß die Dicke der Polyelektrolythülle in der Größenordnung von 20 nm für die neunlagige Polyelektrolythülle ist. Dieser Wert stimmt mit den in Fig. 2 gezeigten Daten für Polyelektrolyt-beschichtete Polystyrolpartikel überein. Daraus kann man schließen, daß die Art der Templatpartikel die Dicke der Polyelektrolyt schichten nicht wesentlich beeinflußt. Auch aus dem TEM-Abbild kann gesehen werden, daß die Polyelektrolythüllen weder Risse noch Löcher aufweisen.As can be seen from FIG. 4, the stained polyelectrolyte layer which surrounds the less stained interior of the cell can be clearly identified. The homogeneous shape of the shells shows that the capsules produced maintain both the diameter and the spherical shape of the template particles, provided that the inner aqueous solution is not removed. It can further be seen from the TEM image that the thickness of the polyelectrolyte shell is of the order of 20 nm for the nine-layer polyelectrolyte shell. This value agrees with the data shown in FIG. 2 for polyelectrolyte-coated polystyrene particles. From this it can be concluded that the type of template particles does not significantly affect the thickness of the polyelectrolyte layers. It can also be seen from the TEM image that the polyelectrolyte shells have neither cracks nor holes.

Example 6 ASM examinations (see FIG. 5)

PSS/PAH-Polyelektrolythüllen wurden unter Verwendung von MF-Templat partikeln mit einem Durchmesser von 3,3 µm wie oben beschrieben hergestellt. Die Zahl der Polyelektrolytschichten betrug 3 [PSS/PAH/PSS] (Fig. 5(A)) bzw. 9 [(PSS/PAH)₄/PSS] (Fig. 5(B)). Diese Kapseln wurden mit Atomic Force Microscopy (AFM) im Tapping Mode (TM) untersucht. Die in Fig. 5 gezeigten Abbildungen zeigen, daß die dreidimensionalen Polyelek trolythüllen durchgehende Folien sind, die Falten aufweisen, die von der Verdampfung des wäßrigen Inneren resultieren. Wie zu sehen ist, steigt die Höhe der Kapseln mit ansteigender Schichtzahl an. Die maximale Höhe der getrockneten Hüllen in Abbildung A liegt in der Größenordnung von 50 nm und in Fig. 5(B) in der Größenordnung von 100 nm.PSS / PAH polyelectrolyte shells were produced using MF template particles with a diameter of 3.3 μm as described above. The number of polyelectrolyte layers was 3 [PSS / PAH / PSS] ( FIG. 5 (A)) and 9 [(PSS / PAH) ₄ / PSS] ( FIG. 5 (B)). These capsules were examined using Atomic Force Microscopy (AFM) in Tapping Mode (TM). The figures shown in Fig. 5 show that the three-dimensional polyelectrolyte sleeves are continuous foils which have folds which result from the evaporation of the aqueous interior. As can be seen, the height of the capsules increases with an increasing number of layers. The maximum height of the dried shells in Figure A is on the order of 50 nm and in Figure 5 (B) on the order of 100 nm.

Example 7

100 µl einer 3%-igen Dispersion von teilvernetzten Melamin-Formaldehyd- Partikeln mit einer Partikelgröße von 3 µm werden mit 400 µl einer 20 mono-mM Na-Poly(styrolsulfonat)lösung (PSS) in 0,5 MNaCl versetzt. Nach einer Einwirkzeit von 5 min unter leichtem Schütteln wird 1 ml reines Wasser zugesetzt. Nach Zentrifugation bei 2000 U/min wird der Überstand decantiert, das Sediment mit reinem Wasser aufgefüllt und die Zen trifugation wiederholt. Abermaliges Decantieren und ein weiterer Zen trifugationszyklus ergeben gereinigte, mit einer PSS-Schicht bedeckte MF- Partikel. In analoger Weise wird anschließend eine Poly(allylaminhydro chlorid)-Schicht (PAH) aufgebracht. Diese Zyklen werden abwechselnd in Abhängigkeit von der gewünschten Zahl der Schichten wiederholt. Nach dem Zentrifugationszyklus am Ende des Aufbaus der letzten Schicht werden 1 ml einer 0,1 n-Salzsäure zugegeben. Nach etwa 5 min Schütteln erhält man eine klare Lösung, da die durch die Partikel verursachte Trübung der Lösung verschwunden ist. Anschließend zentrifugiert man für etwa 10 min bei 10 000 U/min. Bei dieser Zentrifugation scheidet sich ein feiner, leicht milchig wirkender Bodensatz ab, der die gebildeten Polyelektrolythüllen enthält. Bereits ein leichtes Schütteln nach Zusatz von Wasser ist aus reichend um die Hüllen zu resuspendieren. Nach zwei weiteren Zen trifugationsschritten erhält man eine gereinigte, 3%-ige Dispersion von sphärischen, monodispersen Polyelektrolythüllen in Wasser. Eine Probe dieser Hüllen kann wie oben beschrieben durch Rasterelektronen-, Transmissions-und/oder Atomkraftmikroskopie untersucht werden.100 µl of a 3% dispersion of partially cross-linked melamine-formaldehyde Particles with a particle size of 3 µm are mixed with 400 µl of a 20 mono-mM Na-poly (styrene sulfonate) solution (PSS) in 0.5 MNaCl. After After 5 minutes of action with gentle shaking, 1 ml of pure Water added. After centrifugation at 2000 rpm, the supernatant is decanted, the sediment filled with pure water and the Zen repeated centrifugation. Decanting again and another Zen centrifugation cycle result in cleaned MF- covered with a PSS layer Particle. A poly (allylamine hydro chloride) layer (PAH) applied. These cycles are alternated in Repeated depending on the desired number of layers. After the centrifugation cycle at the end of the build up of the last layer 1 ml of 0.1N hydrochloric acid was added. After shaking for about 5 min a clear solution, because the turbidity caused by the particles Solution has disappeared. Then centrifuged for about 10 min at 10,000 rpm. This centrifugation separates a fine, light one milky-looking sediment from which the polyelectrolyte shells formed contains. Even a slight shake after adding water is over enough to resuspend the shells. After two more zen centrifugation steps you get a cleaned, 3% dispersion of spherical, monodisperse polyelectrolyte shells in water. A sample these envelopes can be, as described above, by scanning electron, Transmission and / or atomic force microscopy are examined.

Example 8

1,59 mg Na-Polystyrolsulfonat (PSS) werden einer Dispersion von teilver netzten Melaminformaldehydpartikeln in 0,5 M NaCl zugesetzt. Die MF- Dispersion enthält insgesamt 2,2 × 10⁸ Partikel. Nach zwanzigminütigem leichtem Schütteln werden 0,81 mg Polyallylaminhydrochlorid zugesetzt. Nach wiederum 20 min werden unter leichtem Schütteln wiederum 1,59 mg PSS zugegeben. Diese Vorgehensweise wird 5× mit jeweils einer PAH- und einer PSS-Zugabe wiederholt. Man erhält dadurch Melaminformaldehyd partikel, die mit 13 alternierenden Schichten bedeckt sind. Durch Zugabe von 10 ml 1 N-Salzsäure wird der pH-Wert erniedrigt, so daß sich die MF- Kerne auflösen. Durch die Zentrifugation bei 15 000 g für 15 min werden die Polyelektrolythüllen vom Überstand abgetrennt.1.59 mg Na polystyrene sulfonate (PSS) are added to a dispersion of partially crosslinked melamine formaldehyde particles in 0.5 M NaCl. The MF dispersion contains a total of 2.2 × 10 ⁸ particles. After shaking gently for 20 minutes, 0.81 mg of polyallylamine hydrochloride are added. After again 20 min, 1.59 mg of PSS are again added with gentle shaking. This procedure is repeated 5 times with a PAH and a PSS addition. This gives melamine formaldehyde particles which are covered with 13 alternating layers. The pH is lowered by adding 10 ml of 1N hydrochloric acid, so that the MF nuclei dissolve. The polyelectrolyte shells are separated from the supernatant by centrifugation at 15,000 g for 15 min.

Example 9

Ein sorgfältig gereinigter Glasträger wird 5 min in eine wäßrige Lösung von 0,5 mg/ml Polyethylenimin eingetaucht. Danach bläst man den Glasträger in einem Stickstoffstrom trocken. 100 µl einer 3%-igen Dispersion aus teilvernetzten Melaminformaldehydpartikeln mit einer Partikelgröße von 1 µm Durchmesser werden mit 400 µl einer 20 mono-mM Na-Poly(styrolsul fonat)-lösung NaCl versetzt. Nach 5 min unter leichtem Schütteln wird 1 ml reines Wasser zugesetzt. Nach Zentrifugation bei 2000 U/min wird der Überstand decantiert, das Sediment mit reinem Wasser aufgefüllt und die Zentrifugation wiederholt. Nach abermaligem Decantieren und einem weiteren Zentrifugationszyklus erhält man mit einer PSS-Schicht bedeckte MF-Partikel. Anschließend gibt man 40 µl einer 20 mono-mM-Polydiallyldi methylammoniumchloridlösung in 0,5 M NaCl zu den Partikeln und inkubiert für 20 min. Diesen Vorgang wiederholt man ein zweites Mal. Anschließend werden die Partikel wiederum wie oben beschrieben mit PSS beschichtet und dreimal zentrifugiert. Das Sediment wird in 0,5 ml reinem Wasser redispergiert und auf den Glasträger aufgebracht. Nach 5 min taucht man den Glasträger für 5 min in eine 0,1 N-Salzsäurelösung. Danach taucht man das Glasplättchen ohne Zwischentrocknung für jeweils 5 min dreimal in reines Wasser. Danach wird das Glasplättchen in einem leichten Stickstoff strom getrocknet. Als Resultat erhält man dichtgepackte, auf einem Polyethylenimin-beschichteten Glasträger fixierte Polyelektrolythüllen, die aus 5 Schichten bestehen.A carefully cleaned glass slide is placed in an aqueous solution of 0.5 mg / ml polyethyleneimine immersed. Then you blow the glass carrier dry in a stream of nitrogen. 100 ul of a 3% dispersion partially crosslinked melamine formaldehyde particles with a particle size of 1 µm in diameter are mixed with 400 µl of a 20 mono-mM Na-Poly (styrenesul fonat) solution NaCl added. After 5 min with gentle shaking, 1 ml pure water added. After centrifugation at 2000 rpm, the The supernatant is decanted, the sediment is filled with pure water and the Centrifugation repeated. After decanting again and one Another centrifugation cycle is obtained with a PSS layer covered MF particles. Then 40 ul of a 20 mono-mM polydiallyldi are added methylammonium chloride solution in 0.5 M NaCl to the particles and incubated for 20 min. This process is repeated a second time. Subsequently the particles are again coated with PSS as described above and centrifuged three times. The sediment is in 0.5 ml of pure water redispersed and applied to the glass support. After 5 minutes you dive the glass slide in a 0.1 N hydrochloric acid solution for 5 min. Then you dive the glass plate three times in each case without intermediate drying for 5 min pure water. After that, the glass plate is placed in a light nitrogen electricity dried. As a result you get tightly packed, on one Polyethyleneimine-coated glass supports fixed polyelectrolyte shells that consist of 5 layers.

Example 10

100 µl einer 2%-igen Dispersion aus teilvernetzten Melaminformaldehyd partikeln mit einer Partikelgröße von 0,9 µm Durchmesser werder mit 400 µl einer 0,5 M NaCl-Lösung, pH 6, versetzt, die 0,5 mg/ml Polymilchsäure enthält. Nach 5 min unter leichtem Schütteln wird 1 ml reines Wasser zugesetzt. Nach Zentrifugation bei 2000 U/min (5 cm Rotorradius) wird der Überstand decantiert, reines Wasser aufgefüllt und die Zentrifugation wiederholt. Nach abermaligem Decantieren und einem weiteren Zen trifugationszyklus werden mit einer Polymilchsäureschicht bedeckte Melaminpartikel erhalten. Diese werden mit 0,4 ml einer 1 mg/ml Lysozym lösung bei pH 6,0 versetzt und für 20 min bei leichtem Schütteln inkubiert. Anschließend wird dreimal in reinem Wasser gewaschen. Bei pH 6 wird eine weitere Polymilchsäureschicht wie oben beschrieben aufgebracht. Anschließend wird eine Poly(allylaminhydrochlorid)schicht (PAH) aufge bracht, danach weitere Schichten in der Folge PSS/PAH/PSS.100 µl of a 2% dispersion of partially cross-linked melamine formaldehyde particles with a particle size of 0.9 µm in diameter are 400 µl a 0.5 M NaCl solution, pH 6, the 0.5 mg / ml polylactic acid contains. After 5 min with gentle shaking, 1 ml of pure water added. After centrifugation at 2000 rpm (5 cm rotor radius) the Decant the supernatant, fill up with pure water and centrifuge repeated. After decanting again and another Zen centrifugation cycles are covered with a polylactic acid layer Get melamine particles. These are mixed with 0.4 ml of a 1 mg / ml lysozyme solution at pH 6.0 and incubated for 20 min with gentle shaking. It is then washed three times in pure water. At pH 6 a additional polylactic acid layer applied as described above. Then a poly (allylamine hydrochloride) layer (PAH) is applied brings, then further layers in the sequence PSS / PAH / PSS.

Anschließend überführt man die Partikel in eine 0,1 n-Salzsäurelösung. Nach wenigen Sekunden bilden sich unter Auflösung der Kerne und der zwei Polymilchsäureschichten mit Lysozym gefüllte 900 nm große Polyelek trolythüllen aus. Diese werden zweimal bei 15 000 g in reinem Wasser zentrifugiert. Der Überstand wird jeweils verworfen. Man erhält als Sediment konzentrierte, mit Lysozym (Protein) gefüllte Kapseln, die eine Polyelektrolythülle aus 4 Schichten aufweisen.The particles are then transferred to a 0.1N hydrochloric acid solution. After a few seconds form with the dissolution of the cores and the two Polylactic acid layers with 900 nm polyelek filled with lysozyme troly shells. These are made twice at 15,000 g in pure water centrifuged. The supernatant is discarded in each case. You get as Sediment concentrated capsules filled with lysozyme (protein), the one Have a polyelectrolyte shell made of 4 layers.

Claims

1. capsule, with a polyelectrolyte shell and a diameter <10 µm.

2. Capsule according to claim 1, characterized, that it has a diameter of µm 5 µm.

3. Capsule according to one of the preceding claims, characterized, that the sheath comprises several layers of polyelectrolyte.

4. capsule according to claim 3, characterized, that the shell alternating layers of cationic and includes anionic polyelectrolytes.

5. Capsule according to one of the preceding claims, characterized, that there is a liquid phase within the shell.

6. Capsule according to one of claims 1 to 4, characterized, that it comprises an active ingredient.

7. capsule according to claim 6, characterized, that the active ingredient is selected from a catalyst, a Enzyme, a nanoparticle, an active pharmaceutical ingredient, a sensor molecule or a crystal.

8. Capsule according to one of the preceding claims, characterized, that at least one polyelectrolyte layer contains pores.

9. capsule according to claim 8, characterized, that the pores through nanoparticles with anionic and / or cationi and / or surface-active substances, in particular Surfactants and / or lipids are formed.

10. Capsule according to one of the preceding claims, characterized, that the thickness of the envelope wall is 2 to 100 nm.

11. Composition, characterized, that they have several capsules according to one of the preceding claims with monodisperse size distribution.

12. Composition, characterized, that they capsules according to one of claims 1 to 10 in dried Contains form.

13. A method for producing capsules with a diameter of <10 μm comprising the steps:

a) providing an aqueous dispersion of template particles of a suitable size and
b) producing a shell around the particles by applying polyelectrolytes to the template particles.

14. The method according to claim 13, characterized, that partially crosslinked melamine formaldehyde particles as template particles be used.

15. The method according to any one of claims 13 or 14, characterized, that preformed aggregates of subparticles as template particles for Coating with polyelectrolytes can be used.

16. The method according to claim 15, characterized, that the preformed aggregates by applying electrical fields be prepared on a suspension with subparticles.

17. The method according to any one of claims 13 to 16, characterized, that successively layers of oppositely charged layers Polyelectrolytes are applied.

18. The method according to any one of claims 13 to 17 further comprising the step

a) Disintegration of the template particles.

19. The method according to claim 18, characterized, that the disintegration of the template particles by a change of the pH or / and sulfonation of the template particles becomes.

20. The method according to any one of claims 13 to 19, further comprising the step:

a) Separating template particle fragments.

21. The method according to any one of claims 13 to 20, characterized, that the capsule is loaded with an active substance.

22. The method according to claim 21, characterized, that the capsule through pores in the shell wall with low molecular weight Substances is loaded.

23. The method according to claim 22, characterized, that the substance to be introduced to the template particles before Application of polyelectrolytes is immobilized.

24. Process for producing a coated surface, characterized, that template particles coated with polyelectrolytes or / and Capsules according to one of claims 1 to 12 or obtainable according to one of claims 13 to 24 adhered to a surface.

25. Use of capsules according to one of claims 1 to 12 or obtainable according to one of claims 13 to 24 for the inclusion of Active substances.

26. Use according to claim 25, characterized, that the active ingredient is selected from catalysts, enzymes, active pharmaceutical ingredients and sensor molecules.

27. Use of capsules according to one of claims 1 to 12 or produced according to one of claims 13 to 24 as a reaction space.

28. Use of capsules according to one of claims 1 to 12 or produced according to one of claims 13 to 24 for the production of Crystals.

29. Use of capsules according to one of claims 1 to 12 or produced according to one of claims 13 to 24 for the construction of Micro or nanocomposites.

30. Partially cross-linked melamine formaldehyde particles with a diameter 10 µm.

31. Particles according to claim 30, characterized, that they contain preformed aggregates of subparticles.

32. Particles according to claim 30, characterized, that they have a spherical shape.

33. Particles according to one of claims 30 to 32, characterized, that by adjusting an acidic pH or / and by chemical reaction can be resolved.

34. Particle according to one of claims 30 to 33, characterized, that they continue to immobilized active ingredients and, if necessary, a Binding agents included.

35. Use of the particles according to one of claims 30 to 34 for Production of nano or microcapsules, especially with one Polyelectrolyte shell.

36. Process for the production of partially crosslinked melamine formaldehyde particles by polycondensation from melamine formaldehyde precon densaten, characterized, that the polycondensation process under during the reaction will break.