CN107708847A - 气泡的制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的气泡的制造方法中，混合水性液体(10)与气体(3)的同时，对它们赋予振动(外力)，在水性液体(10)中产生由气体(3)构成的多个气泡(1)时，通过变更向水性液体(10)添加的添加物的种类及/或量来调整所产生的气泡(1)的直径。由此，能够提供一种可容易且可靠地调整所生成的气泡的直径的气泡的制造方法。并且，向水性液体(10)添加的添加物优选包含蛋白质、盐类及糖类中的至少一种。

Description

气泡的制造方法
技术领域
本发明涉及一种气泡的制造方法。
背景技术
近年来，在医疗、食品、鱼贝类的养殖、废水处理等各个领域中，正在研究具有微尺寸(几百微米左右)或纳米尺寸(几百纳米左右)的尺寸的气泡的使用。通常，气泡通过由蛋白质或脂质等构成的外壳及封装于外壳内的气体构成。
尤其，在医疗领域中已知使用这些气泡作为超声波造影剂来诊断胸部或腹部等诊断对象部位的超声波诊断。在超声波诊断中，将气泡注射到血管内，向蓄积有气泡的诊断对象部位照射超声波，将来自诊断对象部位的反射波(反射回波)图像化来进行诊断。
并且，近年来，也正在研究使用气泡的超声波治疗(例如，专利文献1)。在超声波治疗中，将封装有基因或药剂(药物)的气泡注射到血管内，通过血流输送至患处。并且，在气泡到达患处附近时，将超声波照射到气泡上，使气泡破裂。由此，能够将封装到微气泡中的药物选择性地供给至患处。
作为气泡的制造方法，已知有过饱和气泡产生法、气液两相流旋转法。过饱和气泡产生法为在包含气泡的构成材料和生理盐水的混合液中使气体在高压下溶解之后，通过进行减压而在混合液中生成气泡的方法。并且，气液两相流旋转法为通过高速搅拌上述混合液而产生混合液的涡流，将气体充分卷入涡流中之后，通过停止该涡流的产生而在混合液中生成气泡的方法。
然而，在这些方法中，为了制造具有规定的尺寸的气泡，需要严格控制气泡的制造条件。并且，即使严格设定气泡的制造条件，也因外部因素而导致所生成的气泡的尺寸容易变动，很难进行该控制。
以往技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-209896号公报
发明内容
发明要解决的技术课题
本发明的目的在于提供一种可容易且可靠地调整所生成的气泡的直径(尺寸)的气泡的制造方法。
用于解决技术课题的手段
通过以下(1)～(10)的本发明来实现这种目的。
(1)一种气泡的制造方法，其特征在于，
混合水性液体与气体的同时，对它们赋予外力，在所述水性液体中生成由所述气体构成的多个气泡时，
通过变更向所述水性液体添加的添加物的种类及/或量来调整所生成的所述气泡的直径。
(2)根据上述(1)所述的气泡的制造方法，其中，
向所述水性液体添加的所述添加物包含蛋白质、盐类及糖类中的至少一种。
(3)根据上述(1)或(2)所述的气泡的制造方法，其中，
向所述水性液体添加的所述添加物的量为0～50w/v％。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的气泡的制造方法，其中，
向所述水性液体添加所述添加物时，在所述气泡的表面即所述气体与所述水性液体的气液界面的一部分存在所述添加物的分子及/或来源于所述添加物的成分。
(5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的气泡的制造方法，其中，
所述外力为振动。
(6)根据上述(5)所述的气泡的制造方法，其中，
将所述水性液体与所述气体容纳于容器内，以使所述水性液体与所述容器的内表面反复碰撞的方式振动所述容器。
(7)根据上述(6)所述的气泡的制造方法，其中，
所述容器呈细长状，
通过所述容器在长边方向上的往复运动及/或将所述长边方向作为主方向的旋转运动来振动所述容器。
(8)根据上述(6)或(7)所述的气泡的制造方法，其中，
所述容器呈细长状，
通过所述容器的在短边方向上的往复运动及/或将所述短边方向作为主方向的旋转运动来振动所述容器。
(9)根据上述(6)至(8)中任一项所述的气泡的制造方法，其中，
在将所述容器内成为大于1.0atm的压力的状态下，振动所述容器。
(10)根据上述(6)至(9)中任一项所述的气泡的制造方法，其中，
以5000rpm以上的转速振动所述容器。
发明效果
根据本发明，能够通过变更向水性液体添加的添加物的种类及/或量的简单的操作来可靠地调整所生成的气泡的直径。
附图说明
图1是用于说明本发明的气泡的制造方法的流程图。
图2是用于说明本发明的气泡的制造方法的图(表示气泡制造用容器的截面。)。
图3是用于说明在图2(c)所示的工序中，水性液体与容器的内表面(上表面)激烈碰撞的状态的图。
图4是用于说明本发明的气泡的制造方法的第2实施方式的流程图。
图5是用于说明本发明的气泡的制造方法的第2实施方式的图(表示气泡制造用容器的截面。)。
图6是用于说明本发明的气泡的制造方法的第3实施方式的流程图。
图7是表示实施例1～8中获得的气泡的直径分布的曲线图。
图8是表示实施例8～12中获得的气泡的直径分布的曲线图。
具体实施方式
以下，根据附图所示的优选的实施方式说明本发明的气泡的制造方法。
＜第1实施方式＞
首先，对本发明的气泡的制造方法的第1实施方式进行说明。
图1是用于说明本发明的气泡的制造方法的第1实施方式的流程图，图2(a)～图2(d)是用于说明本发明的气泡的制造方法的第1实施方式的图(表示气泡制造用容器的截面。)，图3是用于说明图2(c)所示的工序中，水性液体与容器的内表面(上表面)激烈碰撞的状态的图。
另外，在以下说明中，将图2(a)～图2(d)及图3中的上侧称为“上”，将图2(a)～图2(d)及图3中的下侧称为“下”。
如图1所示，本实施方式的气泡的制造方法具有工序[S1]～工序[S5]五个工序。工序[S1]为准备用于注入水性液体的气泡制造用容器(以下简称为“制造容器”)的工序。工序[S2]为将该水性液体注入至制造容器的规定高度为止的工序。工序[S3]为以向制造容器内填充气体(gas)的状态密闭制造容器的工序。工序[S4]为以使水性液体与容器的内表面反复碰撞方式以规定的转速振动制造容器的工序。工序[S5]为静置制造容器的工序。
以下，依次对这些工序进行说明。
[S1]准备工序
首先，准备水性液体10。作为水性液体10，例如可举出蒸馏水、纯水、超纯水、离子交换水、RO水等水。另外，水性液体10也可以含有若干量的醇类。
接着，准备制造容器20(本实施方式的气泡制造用容器)。
制造容器20具有容纳水性液体10的容器主体21及用于密闭容器主体21的盖22。
容器主体21没有特别限定，优选呈如图2(a)所示的有底圆筒状。
在本实施方式中，使用容量为0.5～20ml左右的玻璃瓶作为容器主体21。在气泡的制造方法中，即使在使用这种小容量玻璃瓶作为容器主体21的情况下，也能够在利用盖22密闭容器主体21时，在容器主体21内的密闭空间对水性液体10赋予适当的压力，因此能够稳定地获得直径(尺寸)均匀的气泡1。
尤其，只要是容量为0.5～1.5ml左右的玻璃瓶，则能够制造在一个制造容器20内含有一次超声波诊断所需的0.3～0.6ml左右的气泡1的液体(以下简称为“含气泡的液体”)。此时，在进行超声波诊断时，能够用完一个制造容器20内的含气泡的液体，因此能够消除所制造的气泡1(含气泡的液体)的浪费。
如此，容量小的玻璃瓶(容量：0.5～20ml左右)的尺寸是长边方向的长度X为35～60mm左右，外径R为10～40mm左右。
如图2(b)～图2(d)所示，盖22具备密接在容器主体21的瓶口的圆盘状的橡胶塞(隔膜)221及将橡胶塞221固定在容器主体21的瓶口的紧固部222。
橡胶塞221没有特别限定，例如能够使用硅制橡胶塞。
紧固部222以覆盖橡胶塞221的边缘部的方式构成。并且，紧固部222的瓶口侧的内周面及容器主体21的瓶口侧的外周面分别形成有以能够彼此螺合的方式形成的螺纹槽(未图示)，通过螺合这些螺纹槽，在与容器主体21的瓶口密接的状态下固定橡胶塞221。并且，通过将紧固部222紧密固定于容器主体21的瓶口，在橡胶塞221与容器主体21的瓶口密接的状态下，能够固定容器主体21和紧固部222。
[S2]将水性液体注入到制造容器的工序
接着，将水性液体10注入至容器主体21(制造容器20)的规定高度。在本实施方式中，如图2(a)所示，注入至Y[mm]。因此，如图2(a)所示，注入有水性液体10的状态的容器主体21在其上部具有空隙部11。
在本实施方式中，在水平地静置注入有水性液体10的容器主体21(制造容器20)的状态下，将容器主体21的高度(长边方向的长度)设为X[mm]，将容器主体21中的水性液体10的液面的高度设为Y[mm]时，优选满足0.2≤Y/X≤0.7的关系。通过满足上述关系，存在足够大的空隙部11，因此在工序[S4]中，能够使水性液体10更有力地与制造容器20的上下表面及侧面(尤其是上下表面)碰撞。通过该碰撞，水性液体10中产生冲击波，并且能够在水性液体10中容易地形成气泡1。
另外，所述关系更优选满足0.3≤Y/X≤0.5的关系，进一步优选满足0.35≤Y/X≤0.4的关系。由此，在工序[S4]中，能够在水性液体10中更容易地形成气泡1。
[S3]密闭制造容器的工序
接着，在将气体(gas)3填充到容器主体21的状态下进行密闭(参考图2(b))。具体而言，利用气体3吹扫注入有水性液体10的容器主体21的空隙部11之后，将盖22紧固在容器主体21的开口部(瓶口)。由此，水性液体10和气体3被密闭到制造容器20内。
更具体而言，将注入有水性液体10的容器主体21移动到腔室内之后，对腔室内进行减压。接着，利用气体3置换腔室内，并在气体3的环境下，通过将盖22紧固在容器主体21的开口部，能够将水性液体10和气体3密闭到制造容器20内。
作为气体3没有特别限定，例如可列举：空气、氮气、氧气、二氧化碳、氢气、氦气、氩气、氙气、氪气等惰性气体、六氟化硫、十氟化二硫、三氟甲基五氟化硫等氟化硫、甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、戊烷、环丙烷、环丁烷、环戊烷、乙烯、丙烯、丙二烯、丁烯、乙炔、丙炔、全氟丙烷、全氟丁烷、全氟戊烷等低分子量烃类或它们的卤化物、二甲醚等醚类、酮类、酯类等，能够使用这些中的1种或组合2种以上来使用。
在这些物质中，尤其优选六氟化硫、全氟丙烷、全氟丁烷、全氟戊烷。封装有由这些气体3构成的气泡1在体内稳定性较高，通过血管更可靠地输送到患处(治疗对象部位)或诊断对象部位。
[S4]使制造容器振动的工序
接着，以使水性液体10与制造容器20的上下表面及侧面(尤其是上下表面)重复碰撞的方式振动制造容器20。在本实施方式中，如图2(c)所示，以使制造容器20大致沿其长边方向(图2(c)中为垂直方向)往复运动的方式振动制造容器20。
本工序中，使在工序[S3]中密闭的制造容器20(图2(c)的下图)向上方向振动(图2(c)的中间图)。由此，水性液体10移动到制造容器20的中间附近。若进一步使制造容器20向上方向振动，则水性液体10移动到制造容器20的上部，与盖22的下表面(橡胶塞221)碰撞(图2(c)的上图)。此时，如图3所示产生冲击波。
另一方面，使制造容器20(图2(c)的上图)向下方向振动(图2(c)的中间图)。由此，水性液体10移动到制造容器20的中间附近。若进一步使制造容器20向下方向振动，则水性液体10移动到制造容器20的下部，与制造容器20的下表面碰撞(图2(c)的下图)。此时，也如图3所示产生冲击波。
并且，使制造容器20向垂直方向振动时，水性液体10还与制造容器20的内侧的侧面碰撞。此时，也如图3所示产生冲击波。
如此，混合水性液体10与气体3的同时，对它们赋予振动(外力)，并通过因该振动产生的冲击波的压力使气体3微分散在水性液体10中。由此，能够在水性液体10中生成由气体3构成的多个气泡1。
通过重复进行以上操作，能够在水性液体10中稳定地生成大量的直径均匀的气泡1。
在气泡的制造方法中，为了获得足够细且直径均匀的气泡1，优选使制造容器20以5000rpm以上振动。由此，当水性液体10与制造容器20碰撞时所产生的冲击波的大小(压力)变得足够大，水性液体10中生成的气泡1被微细化，能够使其直径变得均匀。并且，将制造容器20的转速在上述范围内设定为较低时，所生成的冲击波的大小变小，因此能够生成直径比较大的气泡1。并且，较高地设定转速时，所产生的冲击波的大小变大，因此能够生成直径比较小的气泡1
另外，在本说明书中，所谓制造容器20的“转速”是指每单位时间的制造容器20在其总振动路径中移动的次数。例如，所谓制造容器20以5000rpm振动是指制造容器20在总振动路径中1分钟移动(振动)5000次。
并且，制造容器20的转速更优选为5500rpm以上，进一步优选为6000～20000rpm。通过将制造容器20的转速设定在上述范围内，能够更可靠地防止通过振动而生成的气泡1彼此因碰撞而崩坏或通过聚结而粗大。由此，能够使气泡1的直径小型化的同时在水性液体10中生成大量的直径更均匀的气泡1。
作为以如上述的转速振动制造容器20的装置，例如能够使用珠方式的高速细胞破碎系统(均化器)。作为具体例，能够使用bertin Technologies公司制造的Precellys等。
并且，水性液体10与制造容器20碰撞时所产生的冲击波的压力优选为40kPa～1GPa。通过将水性液体10与制造容器20碰撞时所产生的冲击波的压力设定在上述范围内，能够使水性液体10中生成的气泡1更微细化，并能够使其直径更均匀。尤其，水性液体10与制造容器20碰撞时所产生的冲击波的压力越大，能够生成更细的气泡1。
振动制造容器20时，制造容器20的长边方向的振动宽度优选为0.7X～1.5X[mm]左右，更优选为0.8X～1X[mm]左右。由此，振动制造容器20时能够使水性液体10与制造容器20的下表面及盖22可靠地碰撞，并能够足够增加水性液体10与制造容器20的下表面及盖22的碰撞次数。并且，如此通过以足够的振动宽度振动制造容器20，水性液体10在制造容器20内移动的速度变大。因此，水性液体10与制造容器20的下表面及盖22碰撞时所产生的冲击波的大小变得足够大。其结果，能够在水性液体10中生成大量的微细的气泡1。
并且，使制造容器20沿垂直方向往复运动时，制造容器20优选也在其短边方向(水平方向)上振动。由此，在制造容器20的内侧的侧面水性液体10也发生碰撞，因此能够在水性液体10中产生更多的冲击波。制造容器20在短边方向上的振动宽度优选为0.3X～0.8X[mm]左右，更优选为0.5X～0.7X[mm]左右。由此，上述效果变得更加显著。
并且，在本工序中，优选振动制造容器20，以使水性液体10撞击到制造容器20的上下表面及侧面时的制造容器20与水性液体10的瞬时相对速度成为40km/h以上。并且，更优选振动制造容器20使得这些瞬时相对速度成为50km/h以上。通过满足上述条件，能够充分加大水性液体10与制造容器20产生碰撞时所产生的冲击波的压力。其结果，能够使水性液体10中产生的气泡1更微细化，并使其直径更均匀。
另外，在上述条件下振动制造容器20的时间优选为10～120秒左右，更优选为30～60秒左右。通过将制造容器20的振动时间设定在上述范围内，水性液体10与制造容器20发生碰撞的次数变得足够大，因此能够在水性液体10中生成大量的气泡1。另外，通过在上述范围内将制造容器20的振动时间设定为较长，能够进一步增加水性液体10中所生成的气泡1的量。
另外，关于水性液体10中所生成的气泡1的直径，除了变更如后述向水性液体10添加的添加物的种类及/或量以外，还能够通过在前述范围内变更制造容器20的转速来进行调整。在本实施方式中，通过使用如上述的水作为水性液体10，能够稳定地生成大约10～1000nm直径的气泡1。
另外，在本实施方式中，振动制造容器20以使制造容器20大致沿其长边方向往复运动，但振动制造容器20的方法并不限定于此。例如，也可振动制造容器20以使制造容器20将其短边方向和/或长边方向作为主方向来旋转运动。即使在这种情况下，制造容器20内的水性液体10反复撞击到制造容器20的下表面及侧面，由此产生冲击波。即使采用这种振动方法，也能够在水性液体10中稳定地生成大量的直径均匀的气泡1。
[S5]静置制造容器的工序
在上述条件下振动制造容器20之后，静置制造容器20(参考图2(d))。由此，能够在制造容器20内稳定地制造大量的直径均匀的气泡1。
另外，上述工序[S2]、工序[S3]及工序[S4]，优选以维持水性液体10的温度恒定的方式进行。由此，在气泡的制造过程中水性液体10的特性(粘性等)稳定，因此能够在水性液体10中稳定地生成直径均匀的气泡1。作为用于维持水性液体10的温度恒定的方法，例如可列举在手套箱或恒温槽内进行上述各工序[S2]～[S4]的方法。
尤其，在本实施方式中，在工序[S4]中，为了高速振动制造容器20，因水性液体10与制造容器20的内表面的碰撞而容易使制造容器20发热。但是，通过在恒温槽内振动制造容器20，能够可靠地防止水性液体10的温度上升。其结果，能够在水性液体10中更稳定地生成直径均匀的气泡1。
经以上工序[S1]～[S5]，制造直径为10～1000nm左右的气泡1。认为在这种气泡1中，由于存在于该表面(气体3与水性液体10之间的气液界面)的水分子的团簇结构而能够实现稳定化。水分子的团簇结构主要由水分子构成，并包含因水分子的一部分电离而产生的若干量的氢离子(H+)及氢氧根离子(OH-)。认为因这些离子(尤其为氢氧根离子)的影响气泡1带电，由此防止气泡1彼此通过电排斥力而聚结，并使各气泡1稳定化。
因此，本发明人考虑通过使任意的分子、离子、自由基等存在于气泡1的表面能够实现气泡1的强度提高，在制造气泡1时，重复进行了向水性液体10中添加各种添加物的实验。其结果，如本发明人的预测明确可知，具有提高气泡1的稳定性(保存稳定性)的倾向，但是预料之外的是，即使为相同的制造条件(例如添加物的量、制造容器20的转速等)，也根据添加物的种类生成直径(平均直径)不同的气泡1。另外还可明确可知，即使使用相同的添加物，也根据其添加量生成直径(平均直径)不同的气泡1。
根据这些见解，本发明人完成了本发明的气泡的制造方法。即，本发明的气泡的制造方法的特征在于，通过变更向水性液体10添加的添加物的种类及/或量来调整所生成的气泡1的直径。
向水性液体10添加的添加物优选包含蛋白质、盐类及糖类中的至少一种。通过使用这些添加物，能够更可靠地实现气泡1的稳定化。另外认为所生成的气泡1由气体3构成，成为在该表面(气液界面)的一部分吸附有(存在)添加物的分子及/或源自添加物的成分(例如离子、自由基等)的状态。即认为气泡1的表面未成为被添加物的分子及/或源自添加物的成分完全覆盖的状态。
作为蛋白质，可举出例如白蛋白、球蛋白等。作为盐类可举出例如NaCl、KCl、Na2HPO4、KH2PO4、C3H5NaO3等。并且，作为糖类(包含多糖类)可举出例如葡萄糖、蔗糖、糊精等。
另外，作为添加有盐类的水性液体10，能够使用例如生理盐水(0.9w/v％的NaCl水溶液)、PBS(phosphate buffered saline，磷酸盐缓冲液)。并且，作为添加有盐类及糖类的水性液体10，能够使用例如1～4号输液(电解质溶液)。并且，作为添加有蛋白质的水性液体10，能够使用例如白蛋白制剂、球蛋白制剂等。由于这些可以作为制剂销售，能够直接使用，由此实现气泡1的制造工序的简化及制造成本的降低。
根据如上述的气泡的制造方法，即使不向水性液体10添加添加物也能够制造比较稳定的气泡1，因此作为向水性液体10添加的添加物的量，优选为0～50w/v％左右，更优选为0.1～40w/v％左右，进一步优选为0.5～30w/v％左右，尤其优选为1～20w/v％左右。通过在这些范围设定向水性液体10添加的添加物的量，也基于添加物的种类，能够制造具有较高的稳定性的同时直径更均匀的气泡1。
根据这种气泡的制造方法，无需规模较大的系统，也能够容易且大量地制造气泡1。并且，由于在气泡1的制造中使用密闭容器(气密容器)，因此若将水性液体10及气体3填充到密闭容器内之后实施例如基于γ射线灭菌等的灭菌处理，则能够在灭菌环境下制造气泡1。另外，如此制造的气泡1能够优选使用于食品领域或医疗领域等。
并且，所获得的气泡1能够稳定地存在于水性液体10中。因此，容纳所获得的气泡1的密闭容器能够在室温下6～24个月长期保存。并且，长期保存之后，实际上也不会减少水性液体10中的气泡1的数量，因此使用之前无需再次振动密闭容器。从而，这些容纳气泡1的密闭容器在医疗机关等容易进行操作。并且，能够使用容量小的密闭容器，因此能够抑制密闭容器的单价。
所获得的气泡1(含气泡的液体)用于患者的超声波诊断。
具体而言，首先，将注射器的注射针刺穿到密闭容器的橡胶塞。接着，从密闭容器内向注射器内抽出含气泡的液体。从橡胶塞拔出注射针之后，刺穿到患者的血管(例如静脉)，并将含气泡的液体注射到血管内。由此，气泡1通过血流输送到患处(诊断对象部位)。
接着，气泡1到达诊断对象部位的时刻，将具有气泡1不会破裂的程度的频率及强度的诊断用超声波照射(辐射)到气泡1。之后，接收从诊断对象部位反射的信号(反射回波)，通过进行数据处理将诊断对象部位图像化。由此，能够进行超声波诊断。
另外，作为接收来自超声波的照射及气泡1的反射波的装置能够使用公知的超声波探头。
并且，气泡1除了超声波诊断以外还能够应用于各种领域。例如，气泡1对水或食材具有杀菌效果，并且具有维持食材的新鲜度的效果。另外，在包含气泡1、水及油分(疏水性成分)的水性液体中，能够将大量的油分与水混合。利用该效果能够抑制食材中的水分和油分的分离而进行烹调。因此，也能够将含气泡1的含气泡的液体用于食品领域中。
如上所述，气泡1具有10～1000nm左右的直径。具有上述范围的直径的气泡1通过注射注射到血管内时，通过血流顺利地输送到血管内。尤其，具有200～300nm左右的直径的气泡1(纳米气泡)在血管内的稳定性较高，因此几乎不会消失，可靠地输送至目标部位。
通常，由气体构成的气泡具有在气体与液体的界面有效地反射超声波的性质。因此，具有上述范围的平均直径的气泡1中，气体3与水性液体10的界面的面积足够大，有效地用作超声波造影剂。尤其，纳米气泡的稳定性充分高，因此不仅使用于作为超声波造影剂的用途，还能够在如上述的各种领域中积极地使用。
在此，在存在癌细胞的患处，比正常血管的直径小的直径的新生血管从患处周围的正常血管延伸至癌细胞，但是若为纳米气泡，能够顺畅地输送到新生血管内，并能够到达至癌细胞。之后，将具有能够破裂气泡1的频率及强度的治疗用超声波照射到气泡1，由此能够杀死癌细胞。即，这种纳米气泡能够适用于癌症治疗。并且，能够使一部分纳米气泡通过血管壁而被癌细胞吸收。
并且，具有600～900nm左右的直径的气泡1在脑血管内顺畅地输送，并且能够在超声波图像中可靠地确定其位置。即，这种气泡1能够优选用于脑治疗(例如，脑血管内治疗等)。
另外，气泡1的直径(平均直径)例如能够通过激光衍射散射法、纳米粒子跟踪分析法、电阻法、AFM(Atomic Force Microscope：原子力显微镜)、激光显微镜的观察等来测定。并且，作为测定AFM的装置，例如能够使用Malvern Instruments Ltd.制造的共振型粒子测量系统(产品名：Archimedes)。
在上述说明中，通过进行工序[S1]～工序[S5]，能够在制造容器20内稳定地制造大量的直径均匀的气泡1。但是，在气泡的制造方法中，也可以反复进行例如工序[S4]及工序[S5]。由此，能够更稳定地生成直径均匀的气泡1。
＜第2实施方式＞
接着，对本发明的气泡的制造方法的第2实施方式进行说明。
图4是用于说明本发明的气泡的制造方法的第2实施方式的流程图。图5(a)～图5(d)是用于说明本发明的气泡的制造方法的第2实施方式的图(表示气泡制造用容器的截面。)。
另外，在以下说明中，将图5(a)～图5(d)中的上侧称为“上”，将图5(a)～图5(d)中的下侧称为“下”。
以下，关于第2实施方式的气泡的制造方法，以与所述第1实施方式的气泡的制造方法的不同点为中心进行说明，关于相同的事项省略其说明。
如图4所示，本实施方式的气泡的制造方法在前述第1实施方式的工序[S3]中，在制造容器20内填充气体3，并在将制造容器20内进行加压的状态下密闭制造容器20，除此以外，与前述第1实施方式的气泡的制造方法相同。
[S1]准备工序
准备前述第1实施方式的水性液体10及制造容器20。
[S2]将水性液体注入到制造容器的工序
接着，与前述第1实施方式相同地，向制造容器20内注入水性液体10。
[S3]密闭制造容器的工序
将气体3填充到容器主体21，在对制造容器20内进行加压的状态下进行密闭(参考图5(b))。具体而言，利用气体3吹扫注入有水性液体10的容器主体21的空隙部11之后，将盖22紧固在容器主体21的开口部(瓶口)。由此，水性液体10和气体3被密闭在制造容器20内。
接着，准备填充有气体3的注射器。然后，将注射器的注射针刺穿到橡胶塞221。之后，通过从注射器向制造容器20内进一步添加气体3。由此对制造容器20内进行加压。之后，从橡胶塞221拔出注射针，由此能够获得在向其内部加压有气体3的状态下被密闭的制造容器20。
[S4]使制造容器振动的工序
接着，与前述的第1实施方式相同地，以使水性液体10与制造容器20的上下表面及侧面反复碰撞的方式振动制造容器20。
[S5]静置制造容器的工序
接着，与前述的第1实施方式相同地，静置制造容器20。
在本实施方式的气泡的制造方法中，工序[S3]中，将制造容器20内设为通过气体3进行加压的状态，由此成为气体3的一部分微分散或溶解于水性液体10的状态。因此，工序[S4]中，容易在水性液体10中产生气泡1，与前述的第1实施方式的气泡的制造方法相比，也能够制造大量的直径均匀的气泡1。并且，也能够生成小于所述第1实施方式的直径的气泡1。
工序[S3]中的制造容器20内的压力(填充于空隙部11的气体3的压力)优选为大于1.0atm，更优选为1.5～10atm，进一步优选为2～5atm。由此，能够使大量的气体3微分散或溶解于水性液体10中。
通过这种第2实施方式的气泡的制造方法，也产生与所述第1实施方式的气泡的制造方法相同的作用或效果。
＜第3实施方式＞
接着，对本发明的气泡的制造方法的第3实施方式进行说明。
图6是用于说明本发明的气泡的制造方法的第3实施方式的流程图。
以下，关于第3实施方式的气泡的制造方法，以与所述第1及第2实施方式的气泡的制造方法的不同点为中心进行说明，关于相同的事项省略其说明。
如图6所示，本实施方式的气泡的制造方法在上述的第1实施方式的工序[S1]～工序[S5]之后，具有工序[S6]、工序[S7]。工序[S6]为使制造容器内的压力发生变化的工序。工序[S7]为设定使制造容器振动的转速的工序。
本实施方式的气泡的制造方法中，工序[S7]中，在不改变转速的情况下(图6中，在工序[S7]中选择“否”)，还具有工序[S4’]及工序[S5’]。另一方面，工序[S7]中，在改变转速的情况下(图6中，在工序[S7]中选择“是”)，还具有工序[S8]及工序[S9]。另外，本实施方式的气泡的制造方法具有使制造容器内的压力发生变化的工序[S10]。以下，依次对工序[S6]之后的各工序进行说明。
[S6]使制造容器内的压力发生变化的工序
使上述的第2实施方式的工序[S5]之后的制造容器20内的压力发生变化。
(1)制造容器内的压力高于工序[S3]中的压力的情况
对制造容器20内与上述的工序[S3]相同地进行加压。另外，注入的气体3可以与在工序[S3]使用的气体3相同，也可以不同，但是从最终生成的气泡的稳定性的观点考虑，优选使用相同的气体3。
在这种制造容器20中，由于制造容器20内被进一步加压成高于工序[S3]中的制造容器20内的压力，因此在水性液体10中微分散或溶解的气体3的量高于在工序[S3]的微分散或溶解于水性液体10的气体3的量。因此，在后述的工序[S4’]或工序[S8]中再振动制造容器20时，更容易生成气泡1，其结果，气泡1的生成量增加。
并且，大于施加于在工序[S4]中生成的气泡1的压力的压力施加到水性液体10。由此，生成过程的气泡1被更大的压力压缩，因此气泡1的直径容易变小。因此，能够生成比在工序[S4]中生成的气泡1更小的直径的气泡1。
此时，制造容器20内的压力优选比工序[S3]中的压力高0.5atm以上，更优选高1～10atm。由此，能够更可靠地生成小于在上述的工序[S4]中生成的气泡1的直径的气泡1。
(2)将制造容器内的压力设为大于1.0atm的同时，低于工序[S3]中的压力的情况
首先，准备空的注射器。接着，利用注射器的注射针刺穿橡胶塞221，将制造容器20内的气体3抽出到注射器。由此，制造容器20内被减压，能够降低其内部的压力。之后，从橡胶塞221拔出注射针。
在这种制造容器20中，后述的工序[S4’]或工序[S8]中，再振动制造容器20时，施加于水性液体10的压力小于施加于在工序[S4]中生成的水性液体10的压力。由此，对生成过程的气泡1进行压缩的程度变小，气泡1的直径容易变大。因此，能够生成大于在工序[S4]中生成的气泡1的直径的气泡1。
此时，制造容器20内的压力大于1.0atm，适当地调整在低于工序[S3]中的压力的压力为止的范围内。
[S7]使制造容器振动的转速的设定工序
如上述，改变制造容器20内的压力之后，设定再振动制造容器20时的转速。
再振动容器时的转速与上述的工序[S4]相同地设定成5000rpm以上。
在工序[S7]中，未从工序[S4]中的转速改变在振动制造容器20时的转速的情况下，即，在图6中的工序[S7]中选择“否”的情况下，进行以下的工序[S4’]。
另一方面，在工序[S7]中，从工序[S4]中的转速改变使再振动制造容器20时的转速的情况下，即，在图6中的工序[S7]中选择“是”的情况下，进行以下的工序[S8]。
[S4’]再振动制造容器的工序
如上述，使压力发生变化的制造容器20以与上述的工序[S4]相同的转速再振动。由此，在水性液体10中生成与在工序[S4]中生成的气泡1不同直径的气泡1。
在本工序中，以与工序[S4]相同的转速再振动制造容器20，因此在本实施方式中新生成的气泡1的直径根据在工序[S6]中变化的压力发生变化。即，能够通过改变压力来调整气泡1的直径，因此与变更向水性液体添加的添加物的种类及/或量相结合，能够制造重现性良好的具有所希望的不同直径(平均直径)的气泡1。并且，无需变更振动制造容器20的装置的设定，因此能够更简便地制造具有不同直径的气泡1。
[S5’]静置制造容器的工序
在上述条件下振动制造容器20之后，与工序[S5]相同地，静置制造容器20。由此，能够在制造容器20内稳定地制造大量的不同尺寸的气泡1。
静置之后，进行工序[S10]。
[S8]再振动制造容器的工序
使改变压力的制造容器20以与上述的工序[S4]不同的转速再振动。由此，在水性液体10中生成与在工序[S4]中生成的气泡1不同直径的气泡1。
(1)以高于工序[S4]的转速再振动制造容器的情况
将振动制造容器20的转速设为高于在工序[S4]中的转速，除此以外，与上述的工序[S4]相同地，再振动制造容器20。
此时，只要制造容器20的转速高于工序[S4]中的转速，则没有特别限定，优选为6000～20000rpm，更优选为7000～20000rpm。由此，以大于工序[S4]中的转速的转速振动制造容器20，因此能够生成小于在工序[S4]中产生的气泡1的直径的气泡1。并且，通过将制造容器20的转速设为上述范围内，能够更可靠地防止在工序[S4]及本工序中生成的气泡1彼此通过碰撞而崩坏或通过聚结而变得粗大。由此，能够制造在工序[S4]中生成的气泡1和直径比工序[S4]中生成的气泡1小的气泡1。
(2)以低于工序[S4]的转速再振动制造容器的情况
将振动制造容器20的转速设为低于在工序[S4]中的转速，除此以外，与上述的工序[S4]相同地，再振动制造容器20。
此时，只要制造容器20的转速低于工序[S4]中的转速，则没有特别限定，优选为5000～9000rpm，更优选为5500～7500rpm。由此，以低于工序[S4]中的转速的转速振动制造容器20，因此能够生成大于在工序[S4]中生成的气泡1的直径的气泡1。并且，通过将制造容器20的转速设为上述范围内，能够更可靠地防止在工序[S4]及本工序中生成的气泡1彼此通过碰撞而崩坏或通过聚结而变得粗大。由此，能够制造在工序[S4]中生成的气泡1和比工序[S4]中生成的气泡1的大的气泡1。
在本工序中，以与工序[S4]不同的转速再振动制造容器20，因此在本实施方式中新生成的气泡1的直径通过制造容器20内的压力的变化及再振动时的转速而发生变化。如此，通过任意改变制造容器20内的压力及再振动时的转速，能够制造大于通过上述的第2实施方式获得的直径且不同直径的气泡1。另外，制造平均直径较大且不同的气泡1时，本工序是有利的。
[S9]静置制造容器的工序
在工序[S8]中振动制造容器20之后，与工序[S5]相同地，静置制造容器20。由此，能够在制造容器20内稳定地制造不同直径的气泡1。
静置之后进行工序[S10]。
[S10]再次改变制造容器内的压力的工序
不改变制造容器20内的压力的情况下，即，在图6中的工序[S10]中选择“否”的情况下，本实施方式的气泡的制造方法结束。由此，制造平均直径为10～1000nm的范围且分别具有不同的平均直径的2种类的气泡1。
另一方面，改变制造容器20内的压力情况下，即，在图6中的工序[S10]中选择“是”的情况下，进行工序[S7]。之后，反复进行上述的工序[S4’]、[S5’]及[S10]、或工序[S8]、[S9]及[S10]。由此，能够制造平均直径为10～1000nm的范围且具有彼此不同的多个平均直径的气泡1。
另外，在工序[S10]中，反复改变压力的情况下，能够制造具有根据改变压力的次数的数量的彼此不同的多个平均直径的气泡1。
如上所述，获得在水性液体10中含有不同直径的气泡1的含气泡的液体。气泡1通过直径的不同而容易通过血管内，并且，被输送的部位也发生变化(例如，越是直径较小的气泡1，越能够输送至毛细血管的前端。)，因此如上述获得的含气泡的液体能够根据超声波诊断及/或超声波治疗的目的而在多方面使用。
根据这种第3实施方式的气泡的制造方法，也产生与所述第1及第2实施方式的气泡的制造方法相同的作用或效果。
实施例
1.气泡的制造
(实施例1)
如下制造了气泡。
[准备工序]
首先，准备了12ml蒸馏水(水性液体)。并且，准备了15ml的玻璃瓶(高度X：50mm、外径R：25mm)。另外，该玻璃瓶呈图2中所示的与制造容器20相同的形状。
[向容器注入蒸馏水的工序]
向已准备的玻璃瓶内注入了蒸馏水。另外，蒸馏水的液面高度Y为25mm。
[密闭容器的工序]
接着，用全氟丙烷(气体)吹扫注入有蒸馏水的玻璃瓶内的空隙之后，向玻璃瓶的瓶口插入了图2中所示的与盖22相同的形状的盖。接着，准备了填充有全氟丙烷的注射器。用注射器的注射针刺穿盖的橡胶塞，还从注射器向玻璃瓶内加入了2ml的全氟丙烷。由此，获得了内部的压力为2atm的密闭玻璃瓶。
[振动容器的工序]
接着，利用bertin Technologies公司制造的Precellys(高速细胞破碎系统)，以转速6500rpm振动密闭玻璃瓶30秒钟。此时，密闭玻璃瓶向上下方向往复运动，确认到蒸馏水与玻璃瓶的上下表面反复碰撞。
另外，振动密闭玻璃瓶时，将密闭玻璃瓶的垂直方向的振动宽度设为40mm，将密闭玻璃瓶的水平方向的振动宽度设为20mm，由此玻璃瓶与蒸馏水的瞬时相对速度成为40km/h以上。
[静置容器的工序]
振动之后，静置密闭玻璃瓶，获得了在蒸馏水中含有由全氟丙烷构成的气泡的含气泡的液体。
(实施例2)
将蒸馏水变更为1w/v％的糊精水溶液，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例3)
将蒸馏水变更为PBS，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例4)
将蒸馏水变更为SOLDEM 3A输液(TERUMO CORPORATION制造)，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例5)
将蒸馏水变更为SOLDEM 1输液(TERUMO CORPORATION制造)，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例6)
将蒸馏水变更为生理盐水(0.9w/v％的NaCl水溶液)，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例7)
将蒸馏水变更为0.25w/v％的白蛋白水溶液，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例8)
将蒸馏水变更为20w/v％的葡萄糖水溶液，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例9)
将蒸馏水变更为5w/v％的葡萄糖水溶液，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例10)
将蒸馏水变更为10w/v％的葡萄糖水溶液，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例11)
将蒸馏水变更为40w/v％的葡萄糖水溶液，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
(实施例12)
将蒸馏水变更为50w/v％的葡萄糖水溶液，除此以外，与所述实施例1相同地生成气泡，制造了含气泡的液体。
2.气泡的直径分布测定
将如上述获得的含气泡的液体设置于气泡测定装置(纳米粒子解析系统nanosight)，进行了在含气泡的液体(水性液体)中所含的气泡的直径分布测定。其结果示于图7及图8。
如图7所示，通过向水性液体的添加物的有无，来判断所生成的气泡的直径的变化。并且，也根据向水性液体添加的添加物的种类及量的不同，来判断所生成的气泡的直径的变化。
并且，如图8所示，使用相同的添加物(葡萄糖)的情况下，也通过变更在水性液体中所添加的添加物的量，来判断所生成的气泡的直径的变化。另外，省略了图示，但是也以相同的量向水性液体添加不同的添加物的情况下，即，也通过仅变更添加物的种类，本发明人确认到所生成的气泡的直径的变化。
并且，如所述第1实施方式，在密闭容器的工序中，未将密闭玻璃瓶内设为加压的状态时，显示出所生成的气泡的直径变大的倾向。另外，即使与所述第3实施方式相同地制造气泡，也能够根据向水性液体添加的添加物的种类及/或量来变更所生成的气泡的直径。
以上，根据图示的实施方式对本发明的气泡的制造方法进行了说明，但是本发明并不限定于此。
例如，本发明的气泡的制造方法也可以包含追加任意目的的1以上的工序。
并且，在所述实施方式的工序[S4]中，也可以通过对水性液体10及气体3供给超声波来赋予振动(外力)。此时，优选超声波的频率为20kHz～10MHz左右(尤其为200kHz～1MHz左右)，该强度为10mW/cm2～1000W/cm2左右(尤其为100mW/cm2～100W/cm2左右)。
产业上的可利用性
本发明的气泡的制造方法的特征在于，混合水性液体与气体的同时，对它们赋予外力，在所述水性液体中生成由所述气体构成的多个气泡时，通过改变向所述水性液体添加的添加物的种类及/或量来调整所生成的所述气泡的直径。由此，能够提供容易容易且可靠地调整所生成的气泡的制造方法。因此，本发明具有产业上的可利用性。
符号说明
1-气泡，3-气体，10-水性液体，11-空隙部，20-制造容器，21-容器主体，22-盖，221-橡胶塞，222-紧固部。

Claims (10)

1.一种气泡的制造方法，其特征在于，
混合水性液体与气体的同时，对它们赋予外力，在所述水性液体中生成由所述气体构成的多个气泡时，
通过变更向所述水性液体添加的添加物的种类及/或量来调整所生成的所述气泡的直径。
2.根据权利要求1所述的气泡的制造方法，其中，
向所述水性液体添加的所述添加物包含蛋白质、盐类及糖类中的至少一种。
3.根据权利要求1或2所述的气泡的制造方法，其中，
向所述水性液体添加的所述添加物的量为0～50w/v％。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的气泡的制造方法，其中，
向所述水性液体添加所述添加物时，在所述气泡的表面即所述气体与所述水性液体的气液界面的一部分存在所述添加物的分子及/或来源于所述添加物的成分。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的气泡的制造方法，其中，
所述外力为振动。
6.根据权利要求5所述的气泡的制造方法，其中，
将所述水性液体与所述气体容纳于容器内，以使所述水性液体与所述容器的内表面反复碰撞的方式振动所述容器。
7.根据权利要求6所述的气泡的制造方法，其中，
所述容器呈细长状，
通过所述容器在长边方向上的往复运动及/或将所述长边方向作为主方向的旋转运动来振动所述容器。
8.根据权利要求6或7所述的气泡的制造方法，其中，
所述容器呈细长状，
通过所述容器的在短边方向上的往复运动及/或将所述短边方向作为主方向的旋转运动来振动所述容器。
9.根据权利要求6至8中任一项所述的气泡的制造方法，其中，
在将所述容器内成为大于1.0atm的压力的状态下，振动所述容器。
10.根据权利要求6至9中任一项所述的气泡的制造方法，其中，
以5000rpm以上的转速振动所述容器。
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