JP2005279458A - エマルションの製造装置、反応装置、この反応装置を用いたマイクロカプセルの製造方法、マイクロチューブの製造方法およびマイクロチューブ - Google Patents
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Abstract
【課題】 粒径が均一なエマルションおよびマイクロカプセルを大量に製造できる方法を提供する。
【解決手段】 開孔の周囲に突部を有する多数の細孔を形成したプレートによって仕切られる一方の室に分散相を供給し、他方の室に連続相を供給し、連続相の流れの中に細孔を介して分散相を供給し、連続相の流れのせん断力によりエマルションを調製する。また、高分子電解質溶液を第一の分散相に使用し、分散相とは逆電荷の高分子電解質溶液または多価イオン溶液を第二の分散相として連続相の流れの中に供給し、第一の分散相と第二の分散相を連続相の流れの中で反応せしめ、高分子電解質相互作用によりマイクロカプセルを得る。
【選択図】 図２
【解決手段】 開孔の周囲に突部を有する多数の細孔を形成したプレートによって仕切られる一方の室に分散相を供給し、他方の室に連続相を供給し、連続相の流れの中に細孔を介して分散相を供給し、連続相の流れのせん断力によりエマルションを調製する。また、高分子電解質溶液を第一の分散相に使用し、分散相とは逆電荷の高分子電解質溶液または多価イオン溶液を第二の分散相として連続相の流れの中に供給し、第一の分散相と第二の分散相を連続相の流れの中で反応せしめ、高分子電解質相互作用によりマイクロカプセルを得る。
【選択図】 図２
Description
本発明は、医薬品、食品、化粧品製造等に利用されるエマルションの製造装置、このエマルションの製造装置を用いたマイクロカプセルの製造方法、更にはチューブ状のマイクロカプセル（マイクロチューブ）に関する。
水相中（連続相）に油相（分散相）が微粒子として存在するＯ／Ｗ型エマルション、油相中（連続相）に水相（分散相）が微粒子として存在するＷ／Ｏ型エマルションなどを製造する手段（装置）として従来から種々提案されている。
非特許文献１には、エマルションの一般的な製法として、ミキサー、コロイドミル、ホモジナイザー等を用いる方法や超音波等で分散させる方法が記載されている。この方法では、連続相中の分散相液滴の粒径分布の幅が大きいという欠点がある。
そこで、ポリカーボネイトからなる膜を用いて濾過を行う方法（非特許文献２）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）膜を用いて繰り返し濾過を行う方法（非特許文献３）、均一な細孔を持つ多孔質ガラス膜を通して連続相に送り込み均質なエマルションを製造する方法（特許文献１）も提案されている。また、ノズルや多孔板を用いるエマルションの製造方法として、層流滴下法も知られている（非特許文献４）。
そこで、ポリカーボネイトからなる膜を用いて濾過を行う方法（非特許文献２）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）膜を用いて繰り返し濾過を行う方法（非特許文献３）、均一な細孔を持つ多孔質ガラス膜を通して連続相に送り込み均質なエマルションを製造する方法（特許文献１）も提案されている。また、ノズルや多孔板を用いるエマルションの製造方法として、層流滴下法も知られている（非特許文献４）。
上述した方法によって製造されたエマルション中の液滴は均一性の点で満足できるものではないため、本発明者らは、非円形の開口部を介して分散相を連続相中に送り込む方法を提案している（特許文献２）
またエマルションを経由しないでマイクロカプセルを製造する方法として、アルギン酸溶液などのポリアニオン溶液をポリカチオン溶液に滴下し、高分子電解質反応を利用してゲル層を形成する方法が知られている（非特許文献５）。
更に、アルギン酸水溶液の微粒子を噴霧によって作製し、この噴霧によって作製したアルギン酸水溶液の微粒子をフィルム状に流下するＣａ２＋水溶液に衝突させることで、１００〜４００μmのマイクロカプセルが提案されている（特許文献３）。しかしながら、作製されるマイクロカプセルの粒径はあまり均一ではない。
更に、アルギン酸水溶液の微粒子を噴霧によって作製し、この噴霧によって作製したアルギン酸水溶液の微粒子をフィルム状に流下するＣａ２＋水溶液に衝突させることで、１００〜４００μmのマイクロカプセルが提案されている（特許文献３）。しかしながら、作製されるマイクロカプセルの粒径はあまり均一ではない。
特許文献２に開示した方法によれば、従来に比較してかなり均一性に優れ且つ製造効率の面でも改善がなされている。しかしながら、開孔を有するプレートの表面が常に連続相で濡れている事が必要であり、適用できる系が限られている。また、製造効率の面で依然と問題が残されている。
図１９は特許文献２に開示される中間プレートの拡大図であり、この中間プレートは分散相と連続相を分離し、貫通孔を介して分散相を連続相中に送り込むことでエマルションを生成する。
しかしながら連続相の流れによる剪断力が加わると、プレート表面が分散相によって濡れる現象、即ち、分散相がプレート表面にくっつくように広がってしまう現象が生じ粒子が大きくなってしまう。特に分散相に細胞や機能性微粒子などを内包化させる場合にこの問題は顕著となる。
図１９は特許文献２に開示される中間プレートの拡大図であり、この中間プレートは分散相と連続相を分離し、貫通孔を介して分散相を連続相中に送り込むことでエマルションを生成する。
しかしながら連続相の流れによる剪断力が加わると、プレート表面が分散相によって濡れる現象、即ち、分散相がプレート表面にくっつくように広がってしまう現象が生じ粒子が大きくなってしまう。特に分散相に細胞や機能性微粒子などを内包化させる場合にこの問題は顕著となる。
また、インスリンや抗がん作用を持つ生理活性物質などを分泌する細胞を入れたアルギン酸溶液をマイクロカプセル化する場合には、外殻（ゲル）は免疫機構からの攻撃に耐えるだけでなく、細胞からの分泌物を外部に放出し且つ外部から細胞が生存するための栄養を取り入れ、更にはカプセル内で生じた老廃物を外部に排出する必要がある。そして、マイクロカプセルの中心部までの距離が１５０μｍ（直径３００μｍ）を超えると、中心部に固定されている細胞まで栄養分が届かず、また中心部の細胞の老廃物を排出できず、細胞が死滅してしまう。また、マイクロカプセルの径が小さいと内部に細胞を固定化することができない。したがって、エマルションを経由してこのようなマイクロカプセルを製造する場合、エマルション中の粒子径は極めて限られた範囲内（５０〜３００μｍ）に収める必要がある。
上記問題を解決するため、本発明に係るエマルションの製造装置は、分散相と連続相を分離するとともに分散相を連続相中に押し出すための貫通孔を形成したプレートの連続相側表面に、前記貫通孔の開口を囲む環状部材を設けるか、前記プレートの連続相側表面に一体的に形成した突部に前記貫通孔の開口を形成した。
前記貫通孔の径は極めて小さいため、１つ１つ機械加工するよりは、プレートとしてシリコン基板を選定し、集積回路形成技術を応用して貫通孔及び突部を形成することが好ましい。
上記のように、突部を設けることで、プレートの連続相側の表面が分散相で濡れる現象を回避することができる。この突部を有する開孔から分散相を押し出し、開孔の出口において連続相を開孔に対して垂直に流す事により、層流状に流れる連続相により、分散相に対してせん断力が生じ、この流れのせん断力により分散相がせん断され、均一な液滴が生成される。
因みに、特許文献2においては開孔形状を非円形とする事で、界面に不均一なせん断力を生じさせ、液滴を作製しているが、本発明では界面のせん断力に加えて、連続相の流れのせん断力を用いる事により、生産性の向上を可能としている。
因みに、特許文献2においては開孔形状を非円形とする事で、界面に不均一なせん断力を生じさせ、液滴を作製しているが、本発明では界面のせん断力に加えて、連続相の流れのせん断力を用いる事により、生産性の向上を可能としている。
また、本発明に係るマイクロカプセルの製造方法は、上記の装置を用いたものであって、連続相流路の上流側に分散相として第１の高分子電解質溶液を送り込んでエマルションとし、このエマルションが流下する連続相流路の下流側に分散相として前記第１の高分子電解質溶液とは逆の電荷を持つ第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液を送り込み、前記エマルション中に存在する第１の高分子電解質溶液の粒子とこれとは逆の電荷を持つ前記第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液の粒子とを接触せしめて高分子電解質反応を起こさせ、この高分子電解質反応によりエマルション中に存在する第１の高分子電解質溶液の粒子表面に電解質複合体からなるゲル層を形成するようにした。
上記の方法によってマイクロカプセルを形成するには、第１の高分子電解質溶液と第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液とを接触せしめて高分子電解質反応を起こさせる必要がある。このためには、一旦生成されたエマルションを速やかに解乳化させる必要がある。そこで、通常のエマルションの生成では界面活性剤を連続相中に添加しているが、本発明にあっては界面活性剤を添加しないか、エマルションに連続相を構成する物質と同一物質（例えば大豆油）若しくは連続相に可溶化する物質を添加して界面活性剤の濃度を低下せしめることが好ましい。
上記の方法によって、例えば、インスリン等の生理活性タンパク質を分泌する細胞を含んだマイクロカプセルが得られる。
また、本発明装置によればマイクロチューブを得ることができる。このマイクロチューブとしては、内部の主成分が第１の高分子電解質溶液とされ、表面が前記第１の高分子電解質溶液とこの第１の高分子電解質溶液とは逆の電荷を持つ第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液との高分子電解質反応にて形成されるゲル層とされているものが考えられ、前記第１の高分子電解質としては、アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、ペクチン、カラギーナン、硫酸セルロース、コンドロイチン硫酸の何れかであり、前記第１の高分子電解質と高分子電解質反応にてゲル層を形成する第２の高分子電解質は、ポリアミノ酸、第一級アミン基、第二級アミン基、第三級アミン基またはピリジニル窒素を含むポリマー、またはアミノ化多糖類の何れかであり、前記第１の高分子電解質と高分子電解質反応にてゲル層を形成する多価イオンはＣａ２＋、Ｂａ２＋、Ｐｂ２＋、Ｃｕ２＋、Ｃｄ２＋、Ｓｒ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋、Ｚｎ２＋またはＭｎ２＋の何れかが挙げられる。
尚、マイクロチューブに限らず球形状のマイクロカプセルについても、第１および第２の高分子電解質、多価イオンについては同様である。
尚、マイクロチューブに限らず球形状のマイクロカプセルについても、第１および第２の高分子電解質、多価イオンについては同様である。
以上に説明したように、本発明に係る装置によれば、分散相粒子の粒径が１μｍ〜１０００μｍの範囲で均一なエマルションを効率良く作製することができる。したがって、このエマルションから得られるマイクロカプセルも１μｍ〜１０００μｍの範囲で均一なものとすることができる。
また、本発明によればエマルションから連続してマイクロカプセルを作成することができる。
更に本発明によれば、１〜５００μｍの範囲でマイクロチューブも得ることができる。
また、本発明によればエマルションから連続してマイクロカプセルを作成することができる。
更に本発明によれば、１〜５００μｍの範囲でマイクロチューブも得ることができる。
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１は本発明に係るエマルションの製造装置の断面図、図２は同エマルションの製造装置を構成する中間プレートの斜視図、図３はエマルションが生成される過程を説明した中間プレートの拡大断面図である。
エマルションの製造装置は環状をなすケース1内に複数のプレートおよびスペーサを組み付けて構成される。
即ち、ケース1は下半体1ａと上半体1ｂとからなり、下半体1ａに形成された凹部２に、順次、シールリング３、ガラス板やプラスチック板などの透明板からなる第１プレート４、弾性体からなる環状スペーサ５、シリコン基板などからなる中間プレート６、環状スペーサ７、第２プレート８及びシールリング９を入れ、この上から上半体1ｂを重ね、ボルトなどで上半体1ｂを下半体1ａに固着することで装置が組み立てられる。
即ち、ケース1は下半体1ａと上半体1ｂとからなり、下半体1ａに形成された凹部２に、順次、シールリング３、ガラス板やプラスチック板などの透明板からなる第１プレート４、弾性体からなる環状スペーサ５、シリコン基板などからなる中間プレート６、環状スペーサ７、第２プレート８及びシールリング９を入れ、この上から上半体1ｂを重ね、ボルトなどで上半体1ｂを下半体1ａに固着することで装置が組み立てられる。
前記第１プレート４と中間プレート６との間には環状スペーサ５によって分散相が流れる液密な第１流路１１が形成され、前記第２プレート８と中間プレート６との間には環状スペーサ７によって連続相とエマルションが流れる液密な第２流路１２が形成される。
また、前記中間プレート６には多数の貫通孔１３が形成されている。この貫通孔１３は、例えば励起されたフッ素化合物ガスを反応ガスとして用いたプラズマエッチングにて形成され、その開口部の形状は正方形状をなしている。
また、前記中間プレート６の連続相と接触する側の面には突部６ａが一体的に形成され、この突部６ａに前記貫通孔１３の開口１３ａが形成されている。
尚、突部６ａについては一体的に形成せずに、環状部材を別途用意し、これを貫通孔１３の開口１３ａを囲むように貼り付けてもよい。
尚、突部６ａについては一体的に形成せずに、環状部材を別途用意し、これを貫通孔１３の開口１３ａを囲むように貼り付けてもよい。
以上において、リザーバ２１内の分散相をポンプＰ１、配管２０を介して第１流路１１内に所定の圧力で供給し、これと同時にリザーバ２３内の連続相をポンプＰ２、配管２２を介して第２流路１２内に所定の圧力で供給する。すると、第１流路１１内の分散相は中間プレート６の貫通孔１３を介して、図３に示すように、連続相の流れの中に押し出され、連続相の流れによりせん断され、液滴となって連続相中に分散し、エマルションが形成される。形成されたエマルションは、配管２４、ポンプＰ３を介してリザーバ２５に回収される。
ここで、本発明にあっては貫通孔１３の開口１３ａが突部６ａに形成されているので、分散相によって中間プレート６の表面が濡れることがない。その結果細かく且つ均一な分散相粒子が得られる。
図４は別実施例に係るエマルションの製造装置の断面図であり、この実施例にあっては、ケース３０内にスペーサ３１、スペーサ３２、貫通孔１３を形成した中間プレート６及びスペーサ３３を上から順に配置し、これらスペーサ３１、３２、３３には連続相（大豆油）が流れる流路３４、第１の分散相（アルギン酸水溶液）が流れる流路３５、第２の分散相（塩化カルシウム水溶液）が流れる流路３６、エマルションの回収流路３７が形成され、特にスペーサ３２には流路３５，３６を液密に隔てる隔壁部３２ａが形成されている。
また、流路３７と対向する側はガラス板等の透明版３８で封止し、ＣＣＤカメラ３９でエマルションの作製状況を観察できるようにしている。
図４に示した装置を用いてマイクロカプセルを作製するには、流路３４に連続相として大豆油などを流し、流路３５に分散相として第１の高分子電解質溶液を供給し、プレート６の貫通孔１３を介して大豆油に第１の高分子電解質溶液を押し出し、エマルションを作製する。このエマルションは流路３４内を下流側に向って流れる。
そして、下流側では流路３４に分散相として第１の高分子電解質溶液とは逆の電荷を持つ第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液を供給する。この第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液もプレート６の貫通孔１３を介して前記エマルション中に粒子となって送り込まれ、前記第１の高分子電解質溶液の粒子と接触して反応を起こし、図５に示すように、外側が不溶性のゲルで、内部が細胞などを添加した高分子電解質溶液となった二重構造のカプセルが得られる。
図６はマイクロチューブが作製される過程を説明した中間プレートの拡大断面図であり、例えば前記第１の高分子電解質溶液を分散相として、この溶液とは逆の電荷を持つ第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液を連続相とし、前記分散相を連続相中に押し出すことでマイクロチューブが得られる。
このマイクロチューブは、内部に遺伝子組み替えにより生理活性作用物質を生産する細胞を入れた徐放製剤、或いは再生医療における組織再生の足場等として用いることが考えられる。
特に、再生医療において組織を再生させる際には、細胞の足場となるものが必要で、足場がないと細胞が死滅してしまう。一般にコラーゲンやポリ乳酸などが足場として使われているが、足場として使うにはこれらを成形する必要がある。
上記したマイクロチューブであれば、細長く伸ばしたり丸めてコンパクトにすることで形状を自由に変えることができ、チューブ形状とすることで表面積が大きくなるので足場としての価値が高くなる。
特に、再生医療において組織を再生させる際には、細胞の足場となるものが必要で、足場がないと細胞が死滅してしまう。一般にコラーゲンやポリ乳酸などが足場として使われているが、足場として使うにはこれらを成形する必要がある。
上記したマイクロチューブであれば、細長く伸ばしたり丸めてコンパクトにすることで形状を自由に変えることができ、チューブ形状とすることで表面積が大きくなるので足場としての価値が高くなる。
以下に具体的な実施例について説明する。
（実施例１：エマルションの作製）
図１に示した装置を用い、連続相として粘度を増加させるためにアルギン酸を１．５％の濃度で溶解したＳＤＳ１％水溶液を使用し、分散相として大豆油を使用した。
連続相の流量を８００ｍｌ／h、分散相の流量を５ｍｌ／hの条件下でエマルションの作製を行った。
その結果、図７に示すようにエマルションが作製され、このエマルションは図８に示すように極めて均一で、平均粒径は２１０μm、変動係数は１０％であった。
また、調整された大豆油（分散相）の液滴径は分散相の流量に依存せず、アルギン酸流量６０ｍｌ／h以上においても均一な粒径のエマルションを作製することができた。
この実施例にあっては、シリコン基板上の開口部の単位面積当たりの生産量は６００ｍｌ／h・ｃｍ２となっており、先行技術（特開２００２−１１９８４１号）と比べて著しく生産性が改善されている。
また作製されたエマルションの粒径は連続相の流量増加に伴い減少した。図９に連続相の流量とエマルションの粒径の関係を示す。このことから作製するエマルションの粒径は連続相の流量により制御できることが分る。またエマルションの粒径は貫通孔の孔径によっても制御できると考えられ、原理的にはエマルションの粒径は１μｍ〜１０００μｍの範囲で制御できると考えられる。
（実施例１：エマルションの作製）
図１に示した装置を用い、連続相として粘度を増加させるためにアルギン酸を１．５％の濃度で溶解したＳＤＳ１％水溶液を使用し、分散相として大豆油を使用した。
連続相の流量を８００ｍｌ／h、分散相の流量を５ｍｌ／hの条件下でエマルションの作製を行った。
その結果、図７に示すようにエマルションが作製され、このエマルションは図８に示すように極めて均一で、平均粒径は２１０μm、変動係数は１０％であった。
また、調整された大豆油（分散相）の液滴径は分散相の流量に依存せず、アルギン酸流量６０ｍｌ／h以上においても均一な粒径のエマルションを作製することができた。
この実施例にあっては、シリコン基板上の開口部の単位面積当たりの生産量は６００ｍｌ／h・ｃｍ２となっており、先行技術（特開２００２−１１９８４１号）と比べて著しく生産性が改善されている。
また作製されたエマルションの粒径は連続相の流量増加に伴い減少した。図９に連続相の流量とエマルションの粒径の関係を示す。このことから作製するエマルションの粒径は連続相の流量により制御できることが分る。またエマルションの粒径は貫通孔の孔径によっても制御できると考えられ、原理的にはエマルションの粒径は１μｍ〜１０００μｍの範囲で制御できると考えられる。
（実施例２：マイクロカプセルの作製）
図４に示した装置を用い、連続相として大豆油、分散相として１．５％アルギン酸水溶液を用い、大豆油流量８００ｍｌ／h、アルギン酸流量5ｍｌ／hの条件下でエマルションの作製を行った。
その結果、図１０に示すようにエマルションが作製され、得られたエマルション中のアルギン酸液滴の平均粒径は１１３μｍ、変動係数は１８％であった。
そして、下流側において上記のエマルション中に０．１Ｍ塩化カルシウム水溶液を２０ｍｌ／hの流量で押し出し、塩化カルシウム水溶液の液滴（粒子）を作製した。大豆油（連続相）の流れの中で、アルギン酸水溶液の液滴と塩化カルシウム水溶液の液滴とが接触（合一）することで、不溶性のアルギン酸カルシウムマイクロカプセルが生成された。図１１に生成されたマイクロカプセルの顕微鏡写真を示す。このマイクロカプセルの平均粒径は１５８μｍ、変動係数は４２％であった。
また、あらかじめ１．５％アルギン酸水溶液に蛍光タンパク質であるGFPを分泌する293t細胞を懸濁させておく事により、細胞を内包化したマイクロカプセルを生成した。図１２に生成された細胞入りマイクロカプセルの明視野顕微鏡写真を示す。図１２に生成された細胞入りマイクロカプセルの蛍光顕微鏡写真を示す。細胞が緑色の蛍光を発している事から、生きた状態でマイクロカプセルに内包化されている事が分かる。
図４に示した装置を用い、連続相として大豆油、分散相として１．５％アルギン酸水溶液を用い、大豆油流量８００ｍｌ／h、アルギン酸流量5ｍｌ／hの条件下でエマルションの作製を行った。
その結果、図１０に示すようにエマルションが作製され、得られたエマルション中のアルギン酸液滴の平均粒径は１１３μｍ、変動係数は１８％であった。
そして、下流側において上記のエマルション中に０．１Ｍ塩化カルシウム水溶液を２０ｍｌ／hの流量で押し出し、塩化カルシウム水溶液の液滴（粒子）を作製した。大豆油（連続相）の流れの中で、アルギン酸水溶液の液滴と塩化カルシウム水溶液の液滴とが接触（合一）することで、不溶性のアルギン酸カルシウムマイクロカプセルが生成された。図１１に生成されたマイクロカプセルの顕微鏡写真を示す。このマイクロカプセルの平均粒径は１５８μｍ、変動係数は４２％であった。
また、あらかじめ１．５％アルギン酸水溶液に蛍光タンパク質であるGFPを分泌する293t細胞を懸濁させておく事により、細胞を内包化したマイクロカプセルを生成した。図１２に生成された細胞入りマイクロカプセルの明視野顕微鏡写真を示す。図１２に生成された細胞入りマイクロカプセルの蛍光顕微鏡写真を示す。細胞が緑色の蛍光を発している事から、生きた状態でマイクロカプセルに内包化されている事が分かる。
（実施例２：マイクロチューブの作製）
図１に示した装置を用い、１．５％アルギン酸水溶液（分散相）の流量を１００ｍｌ／h、０．０１Ｍ塩化カルシウム水溶液（連続相）の流量を１０００ｍｌ／hの条件下で、マイクロチューブ作製した。作製されたマイクロチューブの強度を上げるために０．１Ｍ塩化カルシウム水溶液に３０分間浸した。
図１４にチューブ状マクロカプセルが作製される様子を、図１５にマイクロチューブの拡大写真を、図１６にマイクロチューブをシャーレから取り上げた状態の写真を示す。作製されたマイクロチューブの太さは７０μｍであった。
アルギン酸水溶液と塩化カルシウム水溶液の流量若しくは貫通孔の孔径を変えることでチューブの太さは１〜５００μｍの範囲で制御することができる。
図１に示した装置を用い、１．５％アルギン酸水溶液（分散相）の流量を１００ｍｌ／h、０．０１Ｍ塩化カルシウム水溶液（連続相）の流量を１０００ｍｌ／hの条件下で、マイクロチューブ作製した。作製されたマイクロチューブの強度を上げるために０．１Ｍ塩化カルシウム水溶液に３０分間浸した。
図１４にチューブ状マクロカプセルが作製される様子を、図１５にマイクロチューブの拡大写真を、図１６にマイクロチューブをシャーレから取り上げた状態の写真を示す。作製されたマイクロチューブの太さは７０μｍであった。
アルギン酸水溶液と塩化カルシウム水溶液の流量若しくは貫通孔の孔径を変えることでチューブの太さは１〜５００μｍの範囲で制御することができる。
１…ケース、２…凹部、３…シールリング、４…第１プレート、５…スペーサ、６…中間プレート、６ａ…突部、７…スペーサ、８…第２プレート、９…シールリング、１１…第１流路、１２…第２流路、１３…貫通孔、１３ａ…開口、２０，２２，２４…配管、２１，２３，２５…リザーバ、Ｐ１…分散相供給ポンプ、Ｐ２…連続相供給ポンプ、Ｐ３…エマルション取り出しポンプ、３０…ケース、３１…プレート、３１ａ…突部、３２，３３，３３ａ，３３ｂ…流路、３４…隔壁、３５…貫通孔。
Claims (13)
- 貫通孔を形成したプレートにて分散相と連続相を分離し、前記貫通孔を介して分散相を連続相の流れの中に押し出すようにし、連続相の流れにより分散相をせん断するようにしたエマルションの製造装置において、前記プレートの連続相側表面に一体的に形成した突部に前記貫通孔の開口が形成されるか、前記プレートの連続相側表面に前記貫通孔の開口を囲む環状部材が設けられていることを特徴とするエマルションの製造装置。
- 請求項１に記載のエマルションの製造装置において、前記貫通孔の連続相側の開口形状は非円形であることを特徴とするエマルションの製造装置。
- 請求項１または請求項２に記載のエマルションの製造装置を用いた液滴反応装置であって、連続相流路の上流側に分散相として第１の反応液を送り込んでエマルションとし、このエマルションが流下する連続相流路の下流側に分散相として前記第２の反応液を送り込み、前記エマルション中に存在する第１の反応液と第２の反応液とを接触せしめて化学反応を起こさせる反応装置。
- 請求項３に記載の反応装置であって、反応液に２種類以上の反応液を用いて反応させる反応装置。
- 請求項３に記載の液滴反応装置を用いたマイクロカプセルの製造方法であって、第１の高分子電解質溶液と前記第１の高分子電解質溶液とは逆の電荷を持つ第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液の高分子電解質反応によりエマルション中に存在する第１の高分子電解質溶液の粒子表面に電解質複合体からなるゲル層を形成することを特徴とするマイクロカプセルの製造方法。
- 請求項５に記載のマイクロカプセルの製造方法において、高分子電解質溶液中には、予め所定の物質を生産する細胞を添加しておくことを特徴とするマイクロカプセルの製造方法。
- 請求項５または請求項６に記載のマイクロカプセルの製造方法において、前記第１の高分子電解質は、アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、ペクチン、カラギーナン、硫酸セルロース、コンドロイチン硫酸の何れかであり、前記第１の高分子電解質と高分子電解質反応にてゲル層を形成する第２の高分子電解質は、ポリアミノ酸、第一級アミン基、第二級アミン基、第三級アミン基またはピリジニル窒素を含むポリマー、またはアミノ化多糖類の何れかであり、前記第１の高分子電解質と高分子電解質反応にてゲル層を形成する多価イオンはＣａ２＋、Ｂａ２＋、Ｐｂ２＋、Ｃｕ２＋、Ｃｄ２＋、Ｓｒ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋、Ｚｎ２＋またはＭｎ２＋の何れかであることを特徴とするマイクロカプセルの製造方法。
- 内部の主成分が第１の高分子電解質溶液とされ、表面が前記第１の高分子電解質溶液とこの第１の高分子電解質溶液とは逆の電荷を持つ第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液との高分子電解質反応にて形成されるゲル層とされていることを特徴とするマイクロチューブ。
- 請求項８に記載のマイクロチューブにおいて、前記第１の高分子電解質は、アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、ペクチン、カラギーナン、硫酸セルロース、コンドロイチン硫酸の何れかであり、前記第１の高分子電解質と高分子電解質反応にてゲル層を形成する第２の高分子電解質は、ポリアミノ酸、第一級アミン基、第二級アミン基、第三級アミン基またはピリジニル窒素を含むポリマー、またはアミノ化多糖類の何れかであり、前記第１の高分子電解質と高分子電解質反応にてゲル層を形成する多価イオンはＣａ２＋、Ｂａ２＋、Ｐｂ２＋、Ｃｕ２＋、Ｃｄ２＋、Ｓｒ２＋、Ｃｏ２＋、Ｎｉ２＋、Ｚｎ２＋またはＭｎ２＋の何れかであることを特徴とするマイクロチューブ。
- 請求項８または請求項９に記載のマイクロチューブであって、マイクロチューブの太さは１μｍ〜５００μｍであることを特徴とするマイクロチューブ。
- 貫通孔を形成したプレートにて第１の高分子電解質溶液と第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液を分離し、前記貫通孔を介して第１の高分子電解質溶液を第２の高分子電解質溶液または多価イオン溶液の流れの中に押し出すようにして、細長い棒状の高分子電解質溶液の流れの表面に高分子電解質複合体からなるゲル層を形成することを特徴とするマイクロチューブの製造方法
- 請求項１１に記載のマイクロチューブの製造方法において、貫通孔を形成したプレートに請求項1に記載のプレートを用いる事を特徴とするマイクロチューブの製造方法。
- 請求項１１または請求項１２に記載のマイクロチューブの製造方法において、高分子電解質溶液中には、予め所定の物質を生産する細胞を添加しておくことを特徴とするマイクロチューブの製造方法。
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