journal article·2015-04-01

New Frontiers for Encapsulation in the Chemical Industry

Brenda Andrade, Ziyuan Song, Jun Li, Steven C. Zimmerman, Jianjun Cheng, Jeffrey S. Moore, Keith Harris, Joshua S. Katz

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Abstract

Encapsulation of actives comprises an area of exploration undergoing rapid growth in both academic and industrial research settings. Encapsulation processes are employed as a part of product synthesis processes for improved efficiency, enhanced stability, active ingredient compatibility, increased safety, targeted delivery, and novel performance of the end product. Such technical benefits enable producers to offer products with increased formulation complexity, access new markets, differentiate products, and improve compatibility and stability, while meeting consumer demands with improved performance, reduced costs, and new actives. In this review, we highlight several emerging academic areas of encapsulation that we believe have specific relevance to industrial formulation, with a focus on three primary areas: supramolecular encapsulation, aqueous self-assembled systems, and emulsion-based capsules. The goal of this review is to help identify the major challenges facing encapsulation technology adoption in the chemical industry, bringing focus and maximizing the potential value of ongoing research efforts.
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Research context

OpenAlex topics: Innovative Microfluidic and Catalytic Techniques Innovation · Advanced Polymer Synthesis and Characterization · Chemical Synthesis and Analysis

SciVX discovery tags are terminology-based. OpenAlex topics are source-provided classifications.

Affiliations

Department of Chemistry, University of Illinois at Urbana−Champaign, Urbana, Illinois 61801, United States

Department of Materials Science and Engineering, University of Illinois at Urbana−Champaign, Urbana, Illinois 61801, United States

Formulation Science, Corporate Research and Development, The Dow Chemical Company, Midland, Michigan 48667, United States

Formulation Science, Corporate Research and Development, The Dow Chemical Company, Collegeville, Pennsylvania 19426, United States

Funding

Dow Chemical Company

References (100+)

Show source-provided references
1. Ho L. T. T. · 2000
2. Vandegaer J. E. · 197410.1007/978-1-4684-0739-6 ↗
3. Goddard E. D. · 199910.1201/9780203907948 ↗
4. Paulus W. · 200510.1007/1-4020-2818-0 ↗
5. Reisch M. S. · Chem. Eng. News · 2011 · 89 · 9
6. 10.1021/acsami.5b0048510.1021/acsami.5b00485 ↗
7. Sindoro M. · Chem. Commun. · 2013 · 49 · 957610.1039/c3cc45935g ↗
8. Sindoro M. · Acc. Chem. Res. · 2014 · 47 · 45910.1021/ar400151n ↗
9. Sun C.-Y. · Expert Opin. Drug Delivery · 2013 · 10 · 8910.1517/17425247.2013.741583 ↗
10. Hartmann M. · Chem. Mater. · 2005 · 17 · 457710.1021/cm0485658 ↗
11. Sun J. · Chem.—Eur. J. · 2008 · 14 · 747810.1002/chem.200800823 ↗
12. Tarn D. · Acc. Chem. Res. · 2013 · 46 · 79210.1021/ar3000986 ↗
13. Pluth M. D. · Chem. Soc. Rev. · 2007 · 36 · 16110.1039/B603168B ↗
14. Shahidi F. · Crit. Rev. Food Sci. Nutr. · 1993 · 33 · 50110.1080/10408399309527645 ↗
15. Neoh T. L. · Carbohydr. Res. · 2010 · 345 · 208510.1016/j.carres.2010.07.006 ↗
16. Marques H. M. C. · Flavour Fragrance J. · 2010 · 25 · 31310.1002/ffj.2019 ↗
17. Kayaci F. · Food Chem. · 2012 · 133 · 64110.1016/j.foodchem.2012.01.040 ↗
18. Ammar H. O. · J. Inclusion Phenom. Macrocyclic Chem. · 2013 · 77 · 12110.1007/s10847-012-0223-8 ↗
19. Nikolić V. · J. Inclusion Phenom. Macrocyclic Chem. · 2012 · 76 · 17310.1007/s10847-012-0187-8 ↗
20. Falvey P. · Chem.—Eur. J. · 2005 · 11 · 117110.1002/chem.200400905 ↗
21. Trotta F. · Beilstein J. Org. Chem. · 2012 · 8 · 209110.3762/bjoc.8.235 ↗
22. Ramírez-Ambrosi M. · J. Inclusion Phenom. Macrocyclic Chem. · 2014 · 80 · 8510.1007/s10847-014-0393-7 ↗
23. Rao M. · J. Inclusion Phenom. Macrocyclic Chem. · 2013 · 77 · 13510.1007/s10847-012-0224-7 ↗
24. Márquez C. · J. Am. Chem. Soc. · 2004 · 126 · 580610.1021/ja0319846 ↗
25. Nagy H. J. · Text. Res. J. · 2009 · 79 · 131210.1177/0040517508095601 ↗
26. Walker S. · Isr. J. Chem. · 2011 · 51 · 61610.1002/ijch.201100033 ↗
27. Calderón M. · Biochimie · 2010 · 92 · 124210.1016/j.biochi.2010.02.017 ↗
28. Froehling P. E. · Dyes Pigm. · 2001 · 48 · 18710.1016/S0143-7208(00)00099-1 ↗
29. Wilms D. · Acc. Chem. Res. · 2010 · 43 · 12910.1021/ar900158p ↗
30. Liu C. H. · Macromolecules · 2006 · 39 · 810210.1021/ma0608065 ↗
31. Kurniasih I. N. · J. Mater. Chem. B · 2013 · 1 · 356910.1039/c3tb20366b ↗
32. Zimmerman S. C. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2007 · 46 · 816410.1002/anie.200702580 ↗
33. Burakowska E. · J. Am. Chem. Soc. · 2009 · 131 · 1057410.1021/ja902597h ↗
34. Jesorka A. · Ann. Rev. Anal. Chem. · 2008 · 1 · 80110.1146/annurev.anchem.1.031207.112747 ↗
35. Akbarzadeh A. · Nanoscale Res. Lett. · 2013 · 8 · 10210.1186/1556-276X-8-102 ↗
36. Tsai F. C. · Langmuir · 2011 · 27 · 1006110.1021/la201604z ↗
37. Lasic D. D. · Trends Biotechnol. · 1998 · 16 · 30710.1016/S0167-7799(98)01220-7 ↗
38. Rosen M. R. · 2005
39. Safra T. · Ann. Oncol. · 2000 · 11 · 102910.1023/A:1008365716693 ↗
40. Mittal V. · 201310.1002/9781118729175 ↗
41. Discher D. E. · Science · 2002 · 297 · 96710.1126/science.1074972 ↗
42. Antonietti M. · Adv. Mater. · 2003 · 15 · 132310.1002/adma.200300010 ↗
43. Discher B. M. · Science · 1999 · 284 · 114310.1126/science.284.5417.1143 ↗
44. Jagur-Grodzinski J. · 2006
45. Katz J. S. · J. Am. Chem. Soc. · 2010 · 132 · 365410.1021/ja910606y ↗
46. Le Meins J. F. · Eur. Phys. J. E: Soft Matter · 2011 · 34 · 110.1140/epje/i2011-11014-y ↗
47. Shen H. · J. Phys. Chem. B · 1999 · 103 · 947310.1021/jp991365c ↗
48. Harris J. K. · Langmuir · 2002 · 18 · 533710.1021/la015714h ↗
49. Li M.-H. · Soft Matter · 2009 · 5 · 92710.1039/b815725a ↗
50. Katz J. S. · Soft Matter · 2012 · 8 · 1085310.1039/c2sm26275d ↗
51. Percec V. · Science · 2010 · 328 · 100910.1126/science.1185547 ↗
52. Tao W. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 134 · 76210.1021/ja207924w ↗
53. Bellomo E. G. · Nat. Mater. · 2004 · 3 · 24410.1038/nmat1093 ↗
54. Vargo K. B. · Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. · 2012 · 109 · 1165710.1073/pnas.1205426109 ↗
55. Gaitzsch J. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2012 · 51 · 444810.1002/anie.201108814 ↗
56. Vriezema D. M. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2007 · 46 · 737810.1002/anie.200701125 ↗
57. Discher B. M. · J. Phys. Chem. B · 2002 · 106 · 284810.1021/jp011958z ↗
58. Chambon P. · Langmuir · 2011 · 28 · 119610.1021/la204539c ↗
59. Gaitzsch J. · Chem. Commun. · 2011 · 47 · 346610.1039/c0cc05355d ↗
60. Wang X. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2014 · 53 · 313810.1002/anie.201310589 ↗
61. Katz J. S. · Langmuir · 2009 · 25 · 442910.1021/la803769q ↗
62. Spulber M. · J. Am. Chem. Soc. · 2013 · 135 · 920410.1021/ja404175x ↗
63. Kita-Tokarczyk K. · Polymer · 2005 · 46 · 354010.1016/j.polymer.2005.02.083 ↗
64. Utada A. S. · Science · 2005 · 308 · 53710.1126/science.1109164 ↗
65. Kamat N. P. · Soft Matter · 2011 · 7 · 986310.1039/c1sm06282d ↗
66. Shum H. C. · J. Am. Chem. Soc. · 2008 · 130 · 954310.1021/ja802157y ↗
67. Kim S.-H. · Microfluid. Nanofluid. · 2013 · 14 · 50910.1007/s10404-012-1069-5 ↗
68. Kim S.-H. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1516510.1021/ja205687k ↗
69. Mace C. R. · J. Am. Chem. Soc. · 2012 · 134 · 909410.1021/ja303183z ↗
70. Sun J.-T. · Polym. Chem. · 2013 · 4 · 87310.1039/C2PY20612A ↗
71. Wan W.-M. · Macromolecules · 2009 · 42 · 495010.1021/ma901014m ↗
72. Huang C.-Q. · Polymer · 2010 · 51 · 511510.1016/j.polymer.2010.08.056 ↗
73. He W.-D. · Macromolecules · 2011 · 44 · 335810.1021/ma2000674 ↗
74. Sugihara S. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1570710.1021/ja205887v ↗
75. Blanazs A. · J. Am. Chem. Soc. · 2011 · 133 · 1658110.1021/ja206301a ↗
76. Bon S. A. F. · Langmuir · 2007 · 23 · 952710.1021/la7016769 ↗
77. Ghosh S. K. · 2009
78. Esser-Kahn A. P. · Macromolecules · 2011 · 44 · 553910.1021/ma201014n ↗
79. Poe S. L. · J. Am. Chem. Soc. · 2007 · 129 · 921610.1021/ja071706x ↗
80. Stadler B. · Nanoscale · 2009 · 1 · 6810.1039/b9nr00143c ↗
81. White S. R. · Nature · 2001 · 409 · 79410.1038/35057232 ↗
82. Imhof A. · Nature · 1997 · 389 · 94810.1038/40105 ↗
83. Kosif I. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2013 · 52 · 662010.1002/anie.201302112 ↗
84. Jana N. R. · Adv. Mater. · 2001 · 13 · 138910.1002/1521-4095(200109)13:18<1389::AID-ADMA1389>3.0.CO;2-F ↗
85. Binks B. P. · 199810.1039/9781847551474 ↗
86. Bouchemal K. · Int. J. Pharm. · 2004 · 280 · 24110.1016/j.ijpharm.2004.05.016 ↗
87. Benichou A. · Adv. Colloid Interface Sci. · 2004 · 108 · 2910.1016/j.cis.2003.10.013 ↗
88. Alexandridis P. · Curr. Opin. Colloid Interface Sci. · 1996 · 1 · 49010.1016/S1359-0294(96)80118-X ↗
89. Pickering S. U. · J. Chem. Soc., Trans. · 1907 · 91 · 200110.1039/CT9079102001 ↗
90. Binks B. P. · Langmuir · 2000 · 16 · 862210.1021/la000189s ↗
91. Böker A. · Soft Matter · 2007 · 3 · 123110.1039/b706609k ↗
92. Duan H. · Angew. Chem., Int. Ed. · 2004 · 43 · 563910.1002/anie.200460920 ↗
93. Lin Y. · Science · 2003 · 299 · 22610.1126/science.1078616 ↗
94. Voorn D. J. · Macromolecules · 2006 · 39 · 213710.1021/ma052539t ↗
95. Benkoski J. J. · Macromol. Rapid Commun. · 2006 · 27 · 121210.1002/marc.200600272 ↗
96. Fujii S. · Soft Matter · 2010 · 6 · 63510.1039/B914997J ↗
97. Li J. · Langmuir · 2010 · 26 · 1792610.1021/la102867v ↗
98. Lee D. · Adv. Mater. · 2008 · 20 · 349810.1002/adma.200800918 ↗
99. Zhang Y. · Macromolecules · 2003 · 36 · 423810.1021/ma0342729 ↗
100. Grigoriev D. O. · Langmuir · 2008 · 24 · 99910.1021/la702873f ↗