JP2005125204A - Particulate, method for manufacturing particulate and manufacturing device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、薬物などの有機化合物の微粒子、微粒子の製造方法、及び製造装置に関するものである。 The present invention relates to fine particles of organic compounds such as drugs, a method for producing fine particles, and a production apparatus.
有機化合物の微粒子化は、極端な表面積の増大をもたらす。このため、有機化合物を微粒子化することにより、物質固有の性質が出現しやすくなるという利点がある。また、粒子が難溶性・不溶性の物質である場合、その微粒子化により微粒子を水などの溶媒中に擬似的に可溶化した状態(微粒子が溶媒中に懸濁している状態であるが、光散乱が少ないために擬似的に可溶化しているように見える状態)にすることもできる。 The micronization of organic compounds results in an extreme increase in surface area. For this reason, there exists an advantage that the property intrinsic | native to a substance becomes easy to appear by atomizing an organic compound. In addition, when the particles are hardly soluble or insoluble, the particles are pseudo-solubilized in a solvent such as water by the micronization (the particles are suspended in the solvent, but the light scattering It is also possible to make it appear to be pseudo-solubilized because there is little.
このような微粒子化方法としては、従来、特許文献1(特開2001−113159号公報)に開示されている方法がある。ここでは、レーザ光を照射することにより有機化合物の微粒子を生成する方法が開示されている。また、この方法では、有機化合物として、無機物と有機物の中間の性質を持ち、分子構造が固くて丈夫な有機顔料や芳香族縮合多環化合物が微粒子化の対象とされている。また、レーザ光照射による有機化合物の微粒子化については、非特許文献1〜3にも記載がある。
上述した微粒子化の技術を用いれば、原料物質の新しい調整方法を提供できる可能性があり、幅広い分野での応用が期待される。例えば、創薬においては、合成された新規物質の水などの溶媒に対する溶解度が低い場合、その物質の物理化学的研究やスクリーニングなどの探索ができず、あるいは、ADME試験(吸収・分布・代謝・排泄試験)など、動物での前臨床試験における一般毒性、一般薬理、薬効薬理、生化学的研究ができないこととなる。これに対して、有機化合物の微粒子化を行うことにより、様々な創薬候補物質の研究ができる可能性がある。 If the above-described micronization technology is used, there is a possibility that a new raw material adjustment method can be provided, and application in a wide range of fields is expected. For example, in drug discovery, if the solubility of a synthesized new substance in a solvent such as water is low, physicochemical research or screening of the substance cannot be performed, or an ADME test (absorption / distribution / metabolism / General toxicity, general pharmacology, pharmacology, and biochemical studies in preclinical studies in animals such as excretion tests). On the other hand, there is a possibility that various drug discovery candidate substances can be studied by atomizing organic compounds.
ここで、微粒子化の対象となる薬物などの有機化合物では、比較的弱い分子間力に基づく分子と分子の結合により、分子の運動の自由度が大きい構造が形成されている。このため、上述した微粒子化方法では、レーザ光照射による有機化合物に対する光破砕作用がその大きな運動の自由度によって緩和され、高効率で有機化合物の微粒子化を行うことができないという問題があった。 Here, in an organic compound such as a drug to be microparticulated, a structure having a high degree of freedom of movement of molecules is formed by the binding between molecules based on relatively weak intermolecular forces. For this reason, the above-described micronization method has a problem that the light crushing action on the organic compound due to laser light irradiation is relaxed by the large degree of freedom of movement, and the organic compound cannot be micronized with high efficiency.
本発明は、以上の問題点を解決するためになされたものであり、効率良く有機化合物を微粒子化することが可能な微粒子の製造方法、製造装置、及び微粒子を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a fine particle production method, a production apparatus, and fine particles capable of efficiently atomizing an organic compound.
このような目的を達成するために、本発明による微粒子の製造方法は、被処理液の溶媒中の有機化合物を光破砕して、その有機化合物の微粒子を製造する製造方法であって、被処理液の溶媒として常温(例えば25℃)で気相、常温より低い所定の温度で液相となる溶媒を用い、溶媒が液相に保持された被処理液に対して所定波長のレーザ光を照射することによって、溶媒中にある有機化合物を微粒子化する微粒子化工程を備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the method for producing fine particles according to the present invention is a production method for producing fine particles of an organic compound by photocrushing an organic compound in a solvent of a liquid to be treated. As a liquid solvent, a solvent that is in a gas phase at room temperature (for example, 25 ° C.) and in a liquid phase at a predetermined temperature lower than room temperature is used. By doing so, the method is characterized by comprising a micronization step for micronizing an organic compound in a solvent.
また、本発明による微粒子の製造装置は、被処理液の溶媒中の有機化合物を光破砕して、その有機化合物の微粒子を製造する製造装置であって、溶媒として常温で気相、常温より低い所定の温度で液相となる溶媒を用いた被処理液を収容する処理チャンバと、被処理液の溶媒を液相に保持する液相保持手段と、処理チャンバ内に収容され溶媒が液相に保持された被処理液に対して、溶媒中にある有機化合物を微粒子化するための所定波長のレーザ光を照射するレーザ光源とを備えることを特徴とする。 The fine particle production apparatus according to the present invention is a production apparatus for producing fine particles of an organic compound by photocrushing an organic compound in a solvent of a liquid to be treated. A processing chamber for storing a liquid to be processed using a solvent that becomes a liquid phase at a predetermined temperature, liquid phase holding means for holding the solvent of the liquid to be processed in the liquid phase, and the solvent stored in the processing chamber in the liquid phase And a laser light source for irradiating a laser beam having a predetermined wavelength for making the organic compound in the solvent into fine particles with respect to the liquid to be treated.
上記した微粒子の製造方法及び装置によれば、常温で気相、低温で液相となる溶媒中に微粒子化対象の有機化合物を含ませた溶液を被処理液として、レーザ光照射による微粒子化を行っている。このような溶媒で充分な低温とすることにより、有機化合物の分子運動の自由度が低下した状態で微粒子化が行われることとなる。したがって、光破砕エネルギーの分子運動による緩和が抑制されて、効率良く有機化合物を微粒子化することが可能となる。また、このような溶媒では、溶媒を常温で気化することにより微粒子を容易に回収可能となる。ここで、常温で気相、低温で液相となる上記の溶媒としては、液体窒素、液体アルゴン、または液体ヘリウムを用いることが好ましい。 According to the fine particle production method and apparatus described above, a solution containing an organic compound to be atomized in a solvent that is in a gas phase at room temperature and in a liquid phase at low temperature is used as a liquid to be treated, and the particles are formed by laser light irradiation. Is going. By setting the temperature sufficiently low with such a solvent, micronization is performed in a state where the degree of freedom of molecular motion of the organic compound is lowered. Therefore, relaxation of the light crushing energy due to molecular motion is suppressed, and the organic compound can be efficiently made into fine particles. Also, with such a solvent, the fine particles can be easily recovered by evaporating the solvent at room temperature. Here, it is preferable to use liquid nitrogen, liquid argon, or liquid helium as the solvent that becomes a gas phase at room temperature and a liquid phase at low temperature.
また、上記した製造方法及び装置において、レーザ光源から照射されて微粒子化工程において用いられるレーザ光の波長は、900nm以上の波長であることが好ましい。これにより、レーザ光照射による有機化合物の微粒子化を好適に実現することができる。 In the manufacturing method and apparatus described above, the wavelength of the laser beam irradiated from the laser light source and used in the micronization step is preferably 900 nm or more. Thereby, the fine particle formation of the organic compound by laser light irradiation can be suitably realized.
また、製造方法及び装置は、微粒子化工程において、被処理液に対するレーザ光の照射位置を移動しつつレーザ光の照射を行うことが好ましい。これにより、被処理液に対して固定された照射位置でレーザ光を照射し続けることによる加熱に起因する微粒子化効率の低下等を防止することができる。 Moreover, it is preferable that the manufacturing method and apparatus perform the laser beam irradiation while moving the irradiation position of the laser beam to the liquid to be processed in the micronization step. As a result, it is possible to prevent a decrease in the efficiency of atomization caused by heating due to continuous irradiation with laser light at an irradiation position fixed to the liquid to be processed.
この場合、製造方法は、微粒子化工程において、レーザ光の光路を変更することによって照射位置を移動することとしても良い。同様に、製造装置は、レーザ光源から処理チャンバへのレーザ光の光路を変更することによって照射位置を移動する光路変更手段を備えることとしても良い。 In this case, the manufacturing method may move the irradiation position by changing the optical path of the laser beam in the micronization step. Similarly, the manufacturing apparatus may include an optical path changing unit that moves the irradiation position by changing the optical path of the laser light from the laser light source to the processing chamber.
あるいは、製造方法は、微粒子化工程において、被処理液を流動させることによって照射位置を移動することで同様の効果を得ても良い。同様に、製造装置は、処理チャンバ内において被処理液を流動させることによって照射位置を移動することで同様の効果を得ても良い。 Alternatively, the manufacturing method may obtain the same effect by moving the irradiation position by flowing the liquid to be processed in the micronization step. Similarly, the manufacturing apparatus may obtain the same effect by moving the irradiation position by flowing the liquid to be processed in the processing chamber.
また、製造方法は、微粒子化工程の後に、被処理液を噴射することによって溶媒を気化させて、有機化合物の微粒子を回収する微粒子回収工程を備えることが好ましい。同様に、製造装置は、レーザ光の照射が行われた被処理液を処理チャンバから外部へと噴射することによって溶媒を気化させて、有機化合物の微粒子を回収する微粒子回収手段を備えることが好ましい。このように、常温で気相、低温で液相となる溶媒中に有機化合物を含ませた溶液を被処理液とするとともに、レーザ光照射に続いて被処理液を噴射することにより、微粒子化された有機化合物の乾燥粉体が得られる。 Moreover, it is preferable that the manufacturing method includes a fine particle collection step of collecting the organic compound fine particles by evaporating the solvent by spraying the liquid to be treated after the fine particle formation step. Similarly, it is preferable that the manufacturing apparatus includes a fine particle collecting unit that vaporizes the solvent by ejecting the liquid to be processed, which has been irradiated with the laser light, from the processing chamber to collect the fine particles of the organic compound. . In this way, a solution in which an organic compound is contained in a solvent that is in a gas phase at room temperature and in a liquid phase at low temperature is used as a liquid to be processed, and the liquid to be processed is injected following laser light irradiation to form fine particles. The dried organic compound powder is obtained.
また、レーザ光照射による微粒子化対象となる有機化合物を薬物としても良い。この場合、レーザ光照射による薬物での光化学反応等を充分に防止して、薬物の薬効を失うことなくその微粒子を製造することができる。また、薬物の微粒子化により薬物の表面積が増大し、生体組織への吸収性が向上するため、即効性のある薬物微粒子を得ることができる。 In addition, an organic compound that is to be microparticulated by laser light irradiation may be used as a drug. In this case, the photochemical reaction with the drug due to laser light irradiation can be sufficiently prevented, and the fine particles can be produced without losing the drug efficacy. Moreover, since the surface area of the drug is increased by making the drug fine particles and the absorbability to living tissue is improved, drug fine particles having immediate effect can be obtained.
また、本発明による微粒子は、上述した微粒子の製造方法により製造される微粒子である。このような微粒子によれば、効率良く製造された良好な状態の有機化合物の微粒子を得ることができる。 The fine particles according to the present invention are fine particles produced by the above-described fine particle production method. According to such fine particles, fine particles of an organic compound that are efficiently manufactured and in a good state can be obtained.
本発明によれば、常温で気相、低温で液相となる溶媒を用いてレーザ光照射による微粒子化を行うことにより、効率良く有機化合物を微粒子化することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to efficiently atomize an organic compound by performing atomization by laser light irradiation using a solvent that becomes a gas phase at normal temperature and a liquid phase at low temperature.
以下、図面とともに本発明による微粒子の製造方法、製造装置、及び微粒子の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明においては同一要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。また、図面の寸法比率は、説明のものと必ずしも一致していない。 Hereinafter, preferred embodiments of a fine particle production method, production apparatus, and fine particles according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description of the drawings, the same elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted. Further, the dimensional ratios in the drawings do not necessarily match those described.
図1は、本発明による微粒子の製造装置の一実施形態を概略的に示す構成図である。本微粒子の製造装置1Aは、被処理液の溶媒中にある有機化合物を光破砕して、その微粒子を製造する装置である。本実施形態における被処理液2では、微粒子化対象の有機化合物の原料粒子5に対し、原料粒子5を含ませる溶媒として、液体窒素4を用いている。液体窒素4は、常温(ここでは25℃とする)で気相、常温より低い所定の温度で液相となる溶媒である。すなわち、液体窒素4の沸点は−195.8℃であり、それよりも低い温度では液体である。
FIG. 1 is a block diagram schematically showing an embodiment of a fine particle production apparatus according to the present invention. The fine
図1に示すように、微粒子の製造装置1Aは、被処理液2を収容するための処理チャンバ3を備えている。処理チャンバ3は、例えば石英で構成されている。また、処理チャンバ3の周囲には、断熱層30が設けられている。断熱層30は、例えば発泡スチロールからなり、処理チャンバ3内に収容された被処理液2の液体窒素4を液相に保持する液相保持手段として機能する。これにより、処理チャンバ3内において、液体窒素4中での外部熱による気化の発生が抑制される構成となっている。
As shown in FIG. 1, the fine
また、本製造装置1Aは、処理チャンバ3内に収容され液体窒素4が液相に保持された被処理液2に対して所定波長のレーザ光を照射する高出力レーザ光源10を備えている。このレーザ光源10は、液体窒素4中にある有機化合物の原料粒子5を微粒子化するために好適な波長のレーザ光を供給する。
In addition, the
レーザ光源10としては、レーザ光に設定すべき波長があらかじめ分かっている場合には、波長固定レーザ光源を用いることができる。あるいは、レーザ光源10として、波長可変レーザ光源を用いても良い。この場合、有機化合物の吸光特性などに基づいて、適切な波長のレーザ光を適宜に設定して照射することができる。また、必要に応じて、レーザ光源10に対して減衰フィルタや光減衰器などの光強度調整手段を設けても良い。
As the
このレーザ光源10に対し、処理チャンバ3を囲む断熱層30のうちでレーザ光源10と対向する前面側の部位には、開口部31が設けられている。この開口部31は、断熱層30と同様に断熱作用を有する断熱用空気層32となっており、これによって処理チャンバ3内にある被処理液2の断熱状態が保持される。
With respect to the
断熱層30の外面側には、開口部31を覆うガラス製などの光照射窓33が設置されている。また、長期的に光照射窓33の外面が結露して良好な条件でのレーザ光の照射が行えなくなることを防止するため、光照射窓33の外面に乾燥ガス(例えば窒素ガス)を吹き付けるための結露防止用の乾燥ガス吹付装置34が設置されている。
A light irradiation window 33 made of glass or the like that covers the
また、処理チャンバ3内には、被処理液2とともにマグネットスティック41が収容されている。このマグネットスティック41及びマグネットスターラ42により、処理チャンバ3内において被処理液2の液体窒素4と原料粒子5とがレーザ光照射中に攪拌され、原料粒子5が液体窒素4中で分散される構成となっている。
A
レーザ光源10と、処理チャンバ3の前面側に設けられた光照射窓33との間には、光路変更装置11が設置されている。この光路変更装置11により、図1中に模式的に示すように、レーザ光源10から処理チャンバ3へのレーザ光の光路がレーザ光照射中に変更される。また、処理チャンバ3の後面側には、断熱層30の前に、紙などの散乱体や反射ミラー等からなる遮光層35が設けられている。この遮光層35は、レーザ光源10からのレーザ光が照射されることによる断熱層30の損傷を防止するためのものである。
An optical
レーザ光源10、及び光路変更装置11は、コンピュータなどからなる制御装置15に接続されている。また、本実施形態においては、この制御装置15は、乾燥ガス吹付装置34、及びマグネットスターラ42に対しても接続されている。この制御装置15は、上記した製造装置1Aの各部の動作を制御することにより、微粒子の製造を制御する。
The
次に、図1に示した微粒子の製造装置1Aを用いた、本発明による微粒子の製造方法について説明する。
Next, a method for producing fine particles according to the present invention using the fine
まず、所定の温度(低温)で液相となっている液体窒素4と、微粒子化対象となる有機化合物の原料粒子5とを混合した後、攪拌して被処理液2を調整する。原料粒子5は、溶解物質または非溶解物質の状態で液体窒素4中に含まれた状態となる。続いて、処理チャンバ3内に被処理液2を導入する。そして、制御装置15によってレーザ光源10が制御され、原料粒子5を構成する有機化合物の吸光特性などに応じて設定された波長を有するレーザ光が、レーザ光源10から被処理液2へと供給される。
First, after mixing
レーザ光源10から供給されたレーザ光は、光路変更装置11、光照射窓33、空気層32、及び処理チャンバ3の前面を介して被処理液2へと照射される。このレーザ光照射により、処理チャンバ3内の被処理液2において、液体窒素4中にある原料粒子5が微粒子化され、有機化合物の微粒子が製造される(微粒子化工程)。
The laser light supplied from the
また、本実施形態においては、光路変更装置11によってレーザ光源10から処理チャンバ3へのレーザ光の光路を順次連続的に変更しつつ、レーザ光の照射が行われる。これにより、被処理液2に対するレーザ光の照射位置が移動され、各照射位置において被処理液2中の原料粒子5の微粒子化が行われる。
In the present embodiment, laser light irradiation is performed while sequentially changing the optical path of the laser light from the
本実施形態による微粒子の製造方法及び製造装置の効果について説明する。 The effects of the fine particle production method and production apparatus according to the present embodiment will be described.
上述した微粒子の製造方法及び装置によれば、常温で気相、低温で液相となる溶媒である液体窒素4中に微粒子化対象となる有機化合物の原料粒子5を含ませた溶液を被処理液2として、レーザ光照射による微粒子化を行っている。このような溶媒で充分な低温とすることにより、有機化合物分子の運動の自由度が低下した状態で微粒子化が行われることとなる。したがって、光破砕エネルギーの分子運動の自由度による緩和が抑制されて、レーザ光源10からのレーザ光を被処理液2に照射することによる有機化合物の微粒子化を効率良く実現することが可能となる。また、上記した製造方法で製造される微粒子によれば、効率良く製造された良好な状態の有機化合物の微粒子を得ることができる。
According to the method and apparatus for producing fine particles described above, a solution containing organic compound
また、液体窒素4などの低温で液相となる溶媒を用いることにより、レーザ光照射後に液体窒素4を常温で気化することで有機化合物の微粒子を容易に回収可能となる。特に、液体窒素4は、安価で沸点の低い冷却媒体であり、その化学的な反応性も低い。したがって、このような溶媒として液体窒素4は好適である。あるいは、常温で気相、低温で液相となる溶媒としては、沸点が−185.9℃の液体アルゴンや、沸点が−268.9℃の液体ヘリウムを用いても良い。
Further, by using a solvent that is in a liquid phase at a low temperature, such as
また、上記した微粒子の製造方法及び装置においては、被処理液2に対するレーザ光の照射位置を移動しつつレーザ光照射による微粒子化を行っている。例えば、被処理液2に対して固定された照射位置でレーザ光を照射し続けた場合、照射位置近傍で液体窒素4が気化した気泡によるレーザ光の散乱等が問題となる場合がある。これに対して、上記のようにレーザ光の照射位置を移動させることにより、微粒子化効率の低下を防止することができる。また、被処理液2の全体における微粒子化処理の効率も向上する。
In the fine particle manufacturing method and apparatus described above, the fine particles are formed by laser beam irradiation while moving the irradiation position of the laser beam to the
ここで、レーザ光源10から被処理液2へと照射されるレーザ光の波長は、赤外域の波長であることが好ましく、さらに、900nm以上の波長であることが好ましい。これにより、レーザ光照射による有機化合物の微粒子化を好適に実現することができる。また、レーザ光源10としては、パルスレーザ光源を用いることが好ましい。特に、被処理液2における余分な光化学反応や熱分解の発生を抑制しつつ、充分な効率で微粒子化を行うため、光破砕現象を引き起こす光強度の閾値を超えているのであれば、1パルス当たりの照射エネルギーが低く、高い繰返し周波数を有するパルスレーザ光源を用いることが好ましい。
Here, the wavelength of the laser light emitted from the
また、レーザ光照射による微粒子化対象となる原料粒子5の有機化合物を薬物(医薬品関連物質)としても良い。この場合、微粒子化を効率良く行うことにより、レーザ光照射による薬物での光化学反応が充分に防止される。このため、薬物の薬効を失うことなくその微粒子を製造することができる。また、薬物での光化学反応については、被処理液2に照射されるレーザ光の波長を好適に選択(例えば上記した900nm以上の波長に選択)することにより、光化学反応の発生をさらに抑制することが可能である。
Alternatively, the organic compound of the
詳述すると、薬物として用いられる有機化合物では、分子構造の中に比較的弱い化学結合を含むことが多いが、このような有機化合物に紫外光などの光を照射すると、微粒子を部分的に生成することはできるものの、同時に、一部で電子励起状態を経由して有機化合物の光化学反応が生じて不純物が生成されてしまう場合がある。特に、有機化合物が体内に投与される薬物(医薬品)の場合、そのような不純物は副作用の原因となり、生体に悪影響を与えるおそれもあるため、このような事態は極力避けなければならない。これに対して、光化学反応の発生を抑制することが可能な上記した製造方法で有機化合物の微粒子を製造することにより、不純物の生成を充分に抑制することが可能となる。また、上記した製造方法では、被処理液2が低温とされていることにより、レーザ光照射の際の熱分解による薬物などの有機化合物の劣化も抑制される。 In detail, organic compounds used as drugs often contain relatively weak chemical bonds in the molecular structure, but when such organic compounds are irradiated with light such as ultraviolet light, fine particles are partially generated. At the same time, some of the photochemical reaction of the organic compound may occur through the electronically excited state to generate impurities. In particular, in the case of a drug (medicine) in which an organic compound is administered into the body, such an impurity causes a side effect and may adversely affect the living body. Therefore, such a situation should be avoided as much as possible. On the other hand, the production of impurities can be sufficiently suppressed by manufacturing fine particles of an organic compound by the above-described manufacturing method capable of suppressing the occurrence of a photochemical reaction. Moreover, in the manufacturing method described above, since the liquid 2 to be treated is at a low temperature, deterioration of organic compounds such as drugs due to thermal decomposition during laser light irradiation is also suppressed.
また、上記のように、薬効を失うことなく保持しつつ薬物の微粒子化を実現することにより、微粒子化前の形態では評価できなかった物理化学的研究、スクリーニングなどの候補化合物の探索、決定や、ADME試験、動物での前臨床試験における一般毒性、一般薬理、薬効薬理、生化学的研究、及び臨床試験などができるようになる。また、上記した製造方法により、極めて多種類の生体に投与可能な薬物を得ることができるため、薬物の投与選択性を飛躍的に拡大することができる。また、薬物の微粒子化により薬物の表面積が増大し、生体組織への吸収性が向上するため、即効性のある薬物微粒子を得ることができる。このような微粒子化処理は、薬物以外の有機化合物に対しても有効である。 In addition, as described above, by realizing the microparticulation of the drug while maintaining its medicinal properties without losing its medicinal effect, search for, and determination of candidate compounds such as physicochemical research and screening that could not be evaluated in the form before microparticulation. , ADME test, general toxicity in animal preclinical test, general pharmacology, pharmacology, biochemical research, clinical test, etc. In addition, since a drug that can be administered to an extremely wide variety of living bodies can be obtained by the above-described production method, the drug administration selectivity can be greatly expanded. Moreover, since the surface area of the drug is increased by making the drug fine particles and the absorbability to living tissue is improved, drug fine particles having immediate effect can be obtained. Such a micronization treatment is also effective for organic compounds other than drugs.
微粒子化の対象となる有機化合物の具体例としては、例えば、薬物である酪酸クロベタゾンやカルバマゼピン等の難溶性、あるいは不溶性薬物がある。また、上記した微粒子の製造方法及び装置は、上記医薬品物質以外にも、医薬品候補物質(天然物、化合物ライブラリー等)、あるいは医薬部外品、化粧品等にも適用可能である。 Specific examples of organic compounds to be microparticulated include poorly soluble or insoluble drugs such as clobetasone butyrate and carbamazepine which are drugs. Further, the above-described method and apparatus for producing fine particles can be applied to drug candidate substances (natural products, compound libraries, etc.), quasi-drugs, cosmetics and the like in addition to the drug substances.
なお、図1に示した微粒子の製造装置1Aにおいて、微粒子の製造時での被処理液2に対するレーザ光の照射の停止については、あらかじめ微粒子化処理に必要なレーザ光の強度及び時間を求めておき、その処理時間に基づいてレーザ光照射を制御することが可能である。あるいは、被処理液2中での原料粒子5の微粒子化状態をモニタするモニタ手段を設置し、そのモニタ結果に応じてレーザ光照射を制御することとしても良い。
In the fine
また、被処理液2に対するレーザ光の照射位置を移動するための光路変更装置11としては、図2〜図4にその例を示すように、具体的には様々な装置を用いることができる。
In addition, as the optical
図2に示す光路変更装置11は音響光学素子を用いたものであり、二酸化テルルなどの光学媒体11a中にトランスデューサ11bによって超音波を発生させ、進行する超音波(図2中における破線矢印)の波面によってレーザ光源10からのレーザ光を回折して光を偏向させる。このような光路変更装置11では、機械的な可動部分がないためレーザ光の高速な走査を実現できる。
The optical
図3に示す光路変更装置11は反射ミラーを用いたものであり、反射ミラー11cの一端を回転軸11dに固定し、他端を機械的に円弧運動させることによってレーザ光源10からのレーザ光の反射方向を変化させてレーザ光を走査する。この場合の反射ミラー11cの具体的な駆動方法としては、例えば、スピーカの表面と反射ミラー11cの可動端とを接着し、スピーカを振動させることによって反射ミラー11cを駆動する構成がある。
The optical
図4に示す光路変更装置11はプリズムを用いたものであり、プリズム11eの一方を回転軸11fに固定し、他方を図3と同様に機械的に円弧運動させレーザ光源10からのレーザ光の透過方向を変化させてレーザ光を走査する。このような構成は、プリズム以外のレーザ光を透過可能な光学部品に対しても適用可能である。
The optical
次に、実施例により本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。 Next, the content of the present invention will be described more specifically by way of examples. However, the present invention is not limited to the following examples.
本実施例においては、微粒子化対象となる原料粒子5の有機化合物として、難溶性の薬物である酪酸クロベタゾン(Clobetasone Butyrate、外用合成副腎皮質ホルモン剤)の微粒子化を試みた。被処理液2としては、原料粒子5である酪酸クロベタゾン粉末を濃度0.5mg/mlで液体窒素4中に含ませた溶液を用いた。また、処理チャンバ3としては、石英製で10mm×10mm×40mmの角セルを用い、断熱層30として発泡スチロールを用いた。
In this example, as an organic compound of the
処理チャンバ3内において、約3mlの液体窒素4が保持できるように液体窒素4を補充しつつ、上記した濃度0.5mg/mlで酪酸クロベタゾンを攪拌しながら被処理液2に対してレーザ光源10からのレーザ光を照射した。さらに、レーザ光照射による光破砕処理を終了した後、常温(室温)25℃で液体窒素4のみを気化させた。そして、処理チャンバ3の内部に付着した光破砕後の粉末のサンプルに、水3mlと界面活性剤(ポリソルベート80、2.52×10−5mol/l、臨界ミセル濃度の2.1倍)とを加え、光破砕処理による効果を粒度分布測定装置(島津製作所SALD7000)によって調べた。
In the
図5は、酪酸クロベタゾンの粒子径分布を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は酪酸クロベタゾンの粒子径(μm)を示し、縦軸は相対粒子量を示している。また、図6は、酪酸クロベタゾンの積算粒子径分布を示すグラフである。このグラフにおいて、横軸は酪酸クロベタゾンの粒子径(μm)を示し、縦軸は積算相対粒子量を示している。なお、上記測定装置で非常に広い範囲の粒度を測定すると、図5及び図6の粒子径0.1μm付近の分布のようにゴーストが現れるため、粒子径0.2μm以上の分布で微粒子化の評価を行った。ここで、被処理液に対するレーザ光の照射条件は、波長1064nm、パルスレーザ光の1パルス当たりの光強度688mJ/cm2、レーザ光のスポット直径φ5mm、繰返し周波数10Hz、照射時間10分である。 FIG. 5 is a graph showing the particle size distribution of clobetasone butyrate. In this graph, the horizontal axis indicates the particle diameter (μm) of clobetasone butyrate, and the vertical axis indicates the relative particle amount. FIG. 6 is a graph showing the cumulative particle size distribution of clobetasone butyrate. In this graph, the horizontal axis represents the particle size (μm) of clobetasone butyrate, and the vertical axis represents the accumulated relative particle amount. Note that when a very wide range of particle sizes is measured with the above measuring apparatus, ghosts appear as in the distribution around the particle size of 0.1 μm in FIGS. Evaluation was performed. Here, the irradiation conditions of the laser light to the liquid to be treated are a wavelength of 1064 nm, a light intensity of 688 mJ / cm 2 per pulse of the pulsed laser light, a laser beam spot diameter of 5 mm, a repetition frequency of 10 Hz, and an irradiation time of 10 minutes.
図5、図6のグラフにおいて、グラフA1、B1は、原料粒子である酪酸クロベタゾン粉末自体の粒子径分布を示している。グラフA1より、原料粒子のサンプルでは、そのほとんどが直径1μm以上の粒径となっていることがわかる。また、グラフB1より、原料サンプルに含まれている直径1μm以下の微粒子における体積比率は1%以下である。また、グラフA2、B2は、原料粒子に対して液体窒素による冷却処理のみを行った場合の粒子径分布を示しているが、分布の変化が小さいことから、原料サンプルを液体窒素で冷却するだけでは微粒子化の作用はないと考えられる。 In the graphs of FIGS. 5 and 6, graphs A1 and B1 show the particle size distribution of the clobetasone butyrate powder itself, which is the raw material particles. It can be seen from the graph A1 that most of the raw material particle samples have a diameter of 1 μm or more. From the graph B1, the volume ratio of fine particles having a diameter of 1 μm or less contained in the raw material sample is 1% or less. Graphs A2 and B2 show the particle size distribution when the raw material particles are only cooled with liquid nitrogen, but since the change in the distribution is small, only the raw material sample is cooled with liquid nitrogen. Then, it is thought that there is no effect | action of atomization.
次に、グラフA3、B3は、原料粒子を水中に入れ、水中で光破砕を行った場合の粒子径分布を示している。ここでは、レーザ光の照射強度が688mJ/cm2と光破砕現象が生じる閾値(約1700mJ/cm2)よりも小さいため、レーザ光照射による粒径の低下は見られない。さらに、グラフA4、B4は、原料粒子に対して液体窒素による冷却処理を一度行った後に常温に戻し、その後に水中で光破砕を行った場合の粒子径分布を示しているが、この場合にも同様に、レーザ光照射による粒径の低下は見られない。 Next, graphs A3 and B3 show particle size distributions when the raw material particles are put in water and light crushing is performed in water. Here, since the irradiation intensity of the laser beam is 688 mJ / cm 2, which is smaller than the threshold value (about 1700 mJ / cm 2 ) at which the photodisruption phenomenon occurs, there is no reduction in particle size due to the laser beam irradiation. Further, graphs A4 and B4 show the particle size distribution when the raw material particles are once cooled with liquid nitrogen and then returned to room temperature, and then light crushing is performed in water. Similarly, no decrease in particle diameter due to laser light irradiation is observed.
一方、グラフA5、B5は、上記した本発明による製造方法及び装置を用い、原料粒子に対して液体窒素中で光破砕を行った場合の粒子径分布を示している。グラフA5より、この方法では、粒径10μm以上の大粒子の比率が大きく低下して、酪酸クロベタゾンの微粒子化が進んでいることがわかる。また、グラフB5より、1μm以下の微粒子の比率は10%と大幅に向上している。なお、図6では13%であるが、上記したゴースト分の3%を減算して10%とした。これらのデータは、液体窒素中において、水中の場合よりも光破砕の閾値が低くなることを示唆しており、それらの効果によって最終的に微粒子化の効率が向上しているものと考えられる。また、高速液体クロマトグラフィ(HPLC)を用いて微粒子化処理後の薬剤微粒子の品質を調査したが、原料粒子に由来した成分のみが検出されたため、微粒子化処理における品質の劣化は見られなかった。 On the other hand, graphs A5 and B5 show the particle size distributions when the raw particles are subjected to light crushing in liquid nitrogen using the production method and apparatus according to the present invention described above. From the graph A5, it can be seen that in this method, the ratio of large particles having a particle size of 10 μm or more is greatly reduced, and the micronization of clobetasone butyrate is progressing. From the graph B5, the ratio of fine particles of 1 μm or less is greatly improved to 10%. In addition, although it is 13% in FIG. 6, 3% for the above-mentioned ghost was subtracted to 10%. These data suggest that the threshold for light fragmentation is lower in liquid nitrogen than in water, and it is thought that the efficiency of micronization is finally improved by these effects. Further, the quality of the fine drug particles after the micronization treatment was investigated using high performance liquid chromatography (HPLC). However, since only the components derived from the raw material particles were detected, the quality degradation in the micronization treatment was not observed.
図7は、本発明による微粒子の製造装置の他の実施形態を概略的に示す構成図である。本微粒子の製造装置1Bは、液体窒素4及び原料粒子5からなる被処理液2を収容するための処理チャンバ3と、処理チャンバ3の周囲に設けられた断熱層30、開口部31、空気層32、光照射窓33、乾燥ガス吹付装置34、及び遮光層35と、被処理液2に対して所定波長のレーザ光を照射するレーザ光源10と、製造装置1Bの各部の動作を制御する制御装置15とを備えている。
FIG. 7 is a block diagram schematically showing another embodiment of the apparatus for producing fine particles according to the present invention. The fine particle manufacturing apparatus 1B includes a
本実施形態においては、処理チャンバ3内は、被処理液2がその上部から下方へと流動する流路となっている。これに対応して、処理チャンバ3の上部には、処理チャンバ3内の流路へと所定の流量となるように被処理液2を供給する被処理液供給装置20が設置されている。また、処理チャンバ3の下部は、被処理液供給装置20から処理チャンバ3内へと供給され、レーザ光源10からのレーザ光照射による微粒子化処理後に処理チャンバ3の下部へと到達した被処理液2を外部へと噴射する噴射ノズル25となっている。
In the present embodiment, the
噴射ノズル25から下方へと噴射された被処理液2では、常温となることにより溶媒である液体窒素4が気化する。また、処理チャンバ3の下方には、図7に示すように、微粒子回収用チャンバ50が設置されている。これにより、噴射ノズル25及びチャンバ50によって微粒子回収手段が構成され、チャンバ50において、光破砕された微粒子6が回収される(微粒子回収工程)。このように、常温で気相、低温で液相となる液体窒素4中に有機化合物の原料粒子5を含ませた溶液を被処理液2とするとともに、レーザ光照射に続いて被処理液2を処理チャンバ3の外部へと噴射することにより、微粒子化された有機化合物の乾燥粉体を容易に得ることが可能となる。
In the
なお、本実施形態においては、処理チャンバ3内において被処理液2を流動させることによって、被処理液2に対するレーザ光源10からのレーザ光の照射位置を移動している。このように、被処理液2に対するレーザ光の照射位置を移動する構成については、図1に示した光路変更装置11以外にも、様々な構成を用いることができる。
In the present embodiment, the irradiation position of the laser light from the
本発明による微粒子の製造方法、製造装置、及び微粒子は、上記した実施形態及び実施例に限られるものではなく、様々な変形が可能である。例えば、製造装置に用いられる処理チャンバ3の材質は石英に限らず、レーザ光の透過特性等を考慮した上で様々な材質を用いて良い。また、処理チャンバ3の周囲に設けられる断熱層30についても、発泡スチロール以外の材質を用いても良い。また、被処理液2における液体窒素4などの溶媒を液相に保持する液相保持手段については、断熱層30以外にも、例えば処理チャンバ3を保温室内に設置するなど、様々な構成を用いて良い。
The fine particle production method, production apparatus, and fine particles according to the present invention are not limited to the above-described embodiments and examples, and various modifications are possible. For example, the material of the
本発明は、効率良く有機化合物を微粒子化することが可能な微粒子の製造方法、製造装置、及び微粒子として利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used as a fine particle production method, a production apparatus, and fine particles capable of efficiently atomizing an organic compound.
1A、1B…微粒子の製造装置、2…被処理液、3…処理チャンバ、4…液体窒素(溶媒)、5…原料粒子(有機化合物)、6…微粒子、10…レーザ光源、11…光路変更装置、15…制御装置、20…被処理液供給装置、25…噴射ノズル、30…断熱層、31…開口部、32…断熱用空気層、33…光照射窓、34…乾燥ガス吹付装置、35…遮光層、41…マグネットスティック、42…マグネットスターラ、50…微粒子回収用チャンバ。
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記被処理液の溶媒として常温で気相、常温より低い所定の温度で液相となる溶媒を用い、前記溶媒が液相に保持された前記被処理液に対して所定波長のレーザ光を照射することによって、前記溶媒中にある前記有機化合物を微粒子化する微粒子化工程を備えることを特徴とする微粒子の製造方法。 It is a production method for producing fine particles of an organic compound by photocrushing an organic compound in a solvent of a liquid to be treated,
As a solvent for the liquid to be treated, a solvent that is in a gas phase at room temperature and in a liquid phase at a predetermined temperature lower than room temperature is used, and laser light having a predetermined wavelength is applied to the liquid to be processed in which the solvent is held in the liquid phase. A method for producing fine particles, comprising: a fine particle forming step of forming the organic compound in the solvent into fine particles.
溶媒として常温で気相、常温より低い所定の温度で液相となる溶媒を用いた前記被処理液を収容する処理チャンバと、
前記被処理液の前記溶媒を液相に保持する液相保持手段と、
前記処理チャンバ内に収容され前記溶媒が液相に保持された前記被処理液に対して、前記溶媒中にある前記有機化合物を微粒子化するための所定波長のレーザ光を照射するレーザ光源と
を備えることを特徴とする微粒子の製造装置。 It is a production apparatus for producing a fine particle of an organic compound by photocrushing an organic compound in a solvent of a liquid to be treated,
A processing chamber containing the liquid to be processed using a solvent that is a gas phase at room temperature and a liquid phase at a predetermined temperature lower than room temperature;
Liquid phase holding means for holding the solvent of the liquid to be treated in a liquid phase;
A laser light source that irradiates a laser beam having a predetermined wavelength for atomizing the organic compound in the solvent with respect to the liquid to be processed that is contained in the processing chamber and in which the solvent is held in a liquid phase. An apparatus for producing fine particles, comprising:
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