JP2007204382A - Method for producing liposome - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、リポソームの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing liposomes.
リポソームは、リン脂質等の脂質二分子膜によって形成され、その内部に水相を閉じ込めたカプセル構造を有する。リポソームの構造は、生体膜と類似しているため、種々の研究材料や、有効成分を内包した応用（化粧料や薬物輸送システム（ＤＤＳ））が検討されている（例えば、特許文献１、２参照）。
ここで、リポソームは、リン脂質を水溶液中で懸濁させて多重層リポソーム（いわゆるリポソーム原液）を形成させた後、超音波処理を行って製造するのが通常である。
Liposomes are formed by lipid bilayers such as phospholipids and have a capsule structure in which an aqueous phase is confined. Since the structure of liposomes is similar to biological membranes, various research materials and applications (cosmetics and drug delivery systems (DDS)) containing active ingredients are being studied (for example, Patent Documents 1 and 2). reference).
Here, liposomes are usually produced by suspending phospholipids in an aqueous solution to form multilamellar liposomes (so-called liposome stock solutions), followed by sonication.
一方、リポソームの内膜をＷ／Ｏエマルションにより作成し、このエマルションの外膜に脂質を付加するリポソームの製造方法が提案されている（例えば、非特許文献１参照）。この方法は次のようにして行われる。
まず、油中に少量の水と脂質（リポソームの内膜となるもの）を混合し、Ｗ／Ｏエマルションを作成する。次に、水相に、外膜脂質（リポソームの外膜となるもの）を溶解した油性液体を加え、油水の分離界面に外膜脂質が並んだ分子膜を形成させる。そして、Ｗ／Ｏエマルションを前記分離界面における油相側に加え、遠心分離又は攪拌し、Ｗ／Ｏエマルションを前記分離界面における水相側に移行させて、Ｗ／Ｏエマルションの外側に外膜脂質を付加し、リポソームを製造する。
On the other hand, a liposome production method has been proposed in which the inner membrane of a liposome is made of a W / O emulsion and lipid is added to the outer membrane of this emulsion (see, for example, Non-Patent Document 1). This method is performed as follows.
First, a small amount of water and lipid (which becomes the inner membrane of a liposome) are mixed in oil to prepare a W / O emulsion. Next, an oily liquid in which an outer membrane lipid (which becomes an outer membrane of a liposome) is dissolved is added to the aqueous phase to form a molecular membrane in which outer membrane lipids are arranged at the separation interface of oil and water. Then, the W / O emulsion is added to the oil phase side at the separation interface, centrifuged or stirred, and the W / O emulsion is transferred to the water phase side at the separation interface, and the outer membrane lipid is placed outside the W / O emulsion. Is added to produce liposomes.
ところで、細胞内での生体物質の機能の研究等を行う際、細胞とほぼ同じ空間スケールや構造を持つマイクロラボ(μｍサイズの反応場)の構築が望まれる。このようなマイクロラボとしては、構造が生体膜と類似するリポソームを用いることができるが、さらに例えば、アクリル樹脂やガラスでマイクロラボを作製したものがある。又、ドデシル硫酸ナトリウム(SDS)等の界面活性剤でμｍサイズのＷ／Ｏエマルションを作製し、このエマルション中に反応基質を封入して反応場とする技術がある。 By the way, when studying the function of a biological substance in a cell, it is desired to construct a microlab (μm size reaction field) having almost the same spatial scale and structure as a cell. As such a microlab, a liposome whose structure is similar to that of a biological membrane can be used. For example, there is a microlab made of acrylic resin or glass. In addition, there is a technique in which a μm sized W / O emulsion is prepared with a surfactant such as sodium dodecyl sulfate (SDS), and a reaction substrate is enclosed in the emulsion to form a reaction field.
しかしながら、従来のリポソームの製造方法の場合、リポソームのサイズを制御することが困難であり、得られたリポソームの粒径が不均一になったり、所望の粒径のリポソームが得られないという問題があった。又、従来の技術の場合、懸濁により一度に多数のリポソームを作製するため、Ｗ／Ｏエマルションが水相へ移行する状態を観察することができないことから、個々のＷ／Ｏエマルションとリポソームとを対応させて実験を行うマイクロラボに適用することは困難である。 However, in the case of the conventional method for producing liposomes, it is difficult to control the size of the liposomes, and there is a problem that the obtained liposomes have non-uniform particle sizes or cannot obtain liposomes having a desired particle size. there were. In the case of the conventional technique, since a large number of liposomes are produced at a time by suspension, it is impossible to observe the state in which the W / O emulsion moves to the aqueous phase. It is difficult to apply the method to a microlab in which experiments are performed with corresponding to each other.
さらに、上記非特許文献１記載の技術の場合、粒径５μｍ以上のリポソームを製造することが困難である。これは、リポソームが非常に不安定な構造であり、５μm以上に大きくなると、遠心分離等により油水界面でリポソームが壊れてしまうためと考えられる。 Furthermore, in the case of the technique described in Non-Patent Document 1, it is difficult to produce liposomes having a particle size of 5 μm or more. This is presumably because the liposome has a very unstable structure, and when it becomes larger than 5 μm, the liposome is broken at the oil-water interface by centrifugation or the like.
又、従来、複数、リポソームを融合させたり、リポソームの内包水滴に試薬を導入することは困難であった。リポソームの融合が可能になれば、内包水滴同士を混合させたり、内包水滴に試薬を導入してリポソーム内の反応開始を制御し、マイクロラボとしての活用が期待できる。 Conventionally, it has been difficult to fuse a plurality of liposomes or to introduce a reagent into liposome-encapsulated water droplets. If fusion of liposomes becomes possible, the inclusion water droplets can be mixed together, or a reagent can be introduced into the inclusion water droplets to control the start of the reaction in the liposome, so that it can be used as a microlab.
従って、本発明の目的は、粒径を調整したリポソームの製造方法を提供することにある。又、本発明の目的は、複数のリポソームを融合し、又はリポソームの内包水滴に他の物質を導入するか若しくは該内包水滴の一部を回収することが可能なリポソームの製造方法を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing liposomes having a controlled particle size. Another object of the present invention is to provide a method for producing a liposome capable of fusing a plurality of liposomes, introducing another substance into the liposome water droplets, or recovering a part of the water droplets. It is in.
すなわち本発明のリポソームの製造方法は、内膜リン脂質を含む油性液体中に、微細毛細管により粒径を調整した水滴を導入し、Ｗ／Ｏエマルションを形成する工程と、前記Ｗ／Ｏエマルションを捕捉する工程と、前記油性液体と外膜脂質を介して油水界面を形成する水相に、前記捕捉されたエマルションを移行させ、前記Ｗ／Ｏエマルションの外側に前記外膜脂質を付加する工程とを有する。 That is, the method for producing liposomes of the present invention comprises a step of introducing water droplets having a particle size adjusted by fine capillaries into an oily liquid containing inner membrane phospholipids to form a W / O emulsion; A step of capturing, a step of transferring the captured emulsion to an aqueous phase that forms an oil-water interface via the oily liquid and an outer membrane lipid, and adding the outer membrane lipid to the outside of the W / O emulsion; Have
本発明のリポソームの製造方法は、水相中のリポソームを捕捉する工程と、前記水相と外膜脂質を介して油水界面を形成する油性液体に、前記捕捉されたエマルションを移行させ、前記リポソームから前記外膜脂質が除去されたＷ／Ｏエマルションを前記油性液体中に形成する工程と、複数の前記捕捉されたＷ／Ｏエマルションを融合し、又は前記捕捉されたＷ／Ｏエマルションの内包水滴に他の物質を導入するか若しくは該内包水滴の一部を回収する工程と、前記融合したＷ／Ｏエマルション、又は前記他の物質が導入されたか若しくは前記内包水滴の一部が回収されたＷ／Ｏエマルションを、前記油水界面を介して前記水相に移行させ、前記Ｗ／Ｏエマルションの外側に前記外膜脂質を付加する工程とを有する。 The method for producing liposomes of the present invention includes a step of capturing liposomes in an aqueous phase, and transferring the captured emulsion to an oily liquid that forms an oil-water interface via the aqueous phase and an outer membrane lipid. Forming a W / O emulsion from which the outer membrane lipid has been removed from the oily liquid, a plurality of the captured W / O emulsions, or encapsulating water droplets of the captured W / O emulsion And a step of collecting a part of the encapsulated water droplets, and the fused W / O emulsion, or W in which the other substance is introduced or a part of the encapsulated water droplets is collected. Transferring the / O emulsion to the aqueous phase via the oil / water interface and adding the outer membrane lipid to the outside of the W / O emulsion.
前記リポソームの内膜リン脂質と外膜リン脂質とが同一であることが好ましい。 It is preferable that the inner membrane phospholipid and the outer membrane phospholipid of the liposome are the same.
本発明によれば、粒径を調整したリポソームを製造することができる。又、本発明によれば、複数のリポソームを融合し、又はリポソームの内包水滴に他の物質を導入するか若しくは該内包水滴の一部を回収することが可能なリポソームを製造することができる。 According to the present invention, it is possible to produce liposomes having a controlled particle size. Moreover, according to the present invention, a liposome capable of fusing a plurality of liposomes, introducing another substance into the liposome-encapsulated water droplets, or recovering a part of the encapsulated water droplets can be produced.
以下、本発明の実施形態について図１〜図４を参照して説明する。
図１は、本発明の製造方法の実施形態に用いる装置の構成例を示す。この図において、図示しないマイクロインジェクタ、マイクロマニピュレータ、及び光ピンセット用装置が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a configuration example of an apparatus used in an embodiment of a manufacturing method of the present invention. In this figure, a microinjector, a micromanipulator, and an optical tweezer device (not shown) are provided.
マイクロインジェクタは微細毛細管が取付けられ、窒素ガス等によって微細毛細管の内圧を調整し、管内に溶液を吸い込んだり、吐き出したりすることができる装置である。例えば、Narishige社製のマイクロインジェクタIM-300が市販されている。
又、マイクロマニピュレータは、上記した微細毛細管を３次元的に精度良く移動（操作）ことができる装置であり、マイクロマニピュレータに取り付けられた微細毛細管は、マイクロインジェクタへと接続されている。マイクロマニピュレータは多数市販されている。
光ピンセットとは、レーザー光を集光照射して生じる光放射圧を利用して水中の微細物を捕捉するものである。この光ピンセットは、レーザー光を水等の媒質を通して微細物に照射した場合に、媒質と微細物の屈折率の違いからレーザー光が屈折し、それに伴う光運動量変化に対する反作用によって微細物を焦点にトラップするものである。そして、微細物を捕捉した状態で、微細物を含む試料ステージ側を相対移動させることにより、微細物を移動・搬送することができる。このような光ピンセットを用いて微細物を操作・採取する技術としては、例えば、特開２００１−７１３００号公報、特開２００１−２１１８７５号公報に記載の技術がある。
本発明においてはこれらの装置を適宜用いることができる。
A microinjector is a device to which a fine capillary is attached, and the internal pressure of the fine capillary can be adjusted by nitrogen gas or the like, and a solution can be sucked into or discharged from the tube. For example, a microinjector IM-300 manufactured by Narishige is commercially available.
The micromanipulator is a device that can move (manipulate) the above-described microcapillary three-dimensionally with high accuracy, and the microcapillary attached to the micromanipulator is connected to the microinjector. Many micromanipulators are commercially available.
Optical tweezers capture fine objects in water using light radiation pressure generated by condensing and irradiating laser light. In this optical tweezers, when laser light is irradiated to a fine object through a medium such as water, the laser light is refracted due to the difference in refractive index between the medium and the fine object, and the fine object is focused by the reaction to the accompanying change in the optical momentum. It is something to trap. Then, the fine object can be moved and transported by relatively moving the sample stage side including the fine object while the fine object is captured. Techniques for manipulating and collecting fine objects using such optical tweezers include, for example, techniques described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2001-71300 and 2001-21875.
In the present invention, these devices can be used as appropriate.
図１において、上記したマイクロインジェクタ及びマイクロマニピュレータが微細毛細管（マイクロキャピラリー）５０に取付けられている。微細毛細管５０は図示しない試料ステージ上の疎水性カバーガラス２００内に載置されている。試料ステージの下方には微細毛細管５０の動きを観察しながら操作するための対物レンズ（顕微鏡レンズ）１００が上方に向けて設置されいる。
疎水性カバーガラス２００の上には中央部が開口する矩形状の枠体２１０が載置され、枠体２１０の開口部と疎水性カバーガラス２００の上面とによって形成される空間に、油性液体１０及び水相３０を収容することができる。ここで、枠体２１０の開口は矩形状をなすが、各長辺（図１の左右方向）の中点付近から開口中心に向かって先細りの突起が延び、各突起は開口中心近傍で僅かに離間している。そして、各突起で分割された図１の左側空間に油性液体１０が収容され、図１の右側空間に水相３０が収容され、各突起の間の離間部に油水界面が形成されている。枠体２１０は、例えばシリコーンゴムで形成することができ、その厚みは例えば２ｍｍとすることができる。
油性液体１０及び水相３０に分散しているＷ／Ｏエマルション及びリポソームは、微細毛細管５０により捕捉することができる。
In FIG. 1, the above-described microinjector and micromanipulator are attached to a fine capillary (microcapillary) 50. The fine capillary 50 is placed in a hydrophobic cover glass 200 on a sample stage (not shown). An objective lens (microscope lens) 100 for operating while observing the movement of the fine capillary tube 50 is installed below the sample stage.
A rectangular frame 210 having an opening at the center is placed on the hydrophobic cover glass 200, and the oily liquid 10 is placed in a space formed by the opening of the frame 210 and the upper surface of the hydrophobic cover glass 200. And the aqueous phase 30 can be accommodated. Here, the opening of the frame body 210 has a rectangular shape, but a tapered protrusion extends from the middle point of each long side (left and right direction in FIG. 1) toward the opening center, and each protrusion is slightly near the opening center. It is separated. 1 is accommodated in the left space of FIG. 1 divided by the protrusions, the aqueous phase 30 is accommodated in the right space of FIG. 1, and an oil / water interface is formed in the space between the protrusions. The frame 210 can be formed of, for example, silicone rubber, and the thickness thereof can be set to 2 mm, for example.
The W / O emulsion and liposomes dispersed in the oily liquid 10 and the aqueous phase 30 can be captured by the fine capillaries 50.
図２は、枠体２１０の拡大図である。図２において、枠体２１０の開口の長辺の中点から開口中心に向かって各突起２１２が延び、各突起２１２で分割された開口のうち、左側空間は略Ｄ字形をなし、右側空間は左側空間を短辺周り（図２の上下方向の辺）に対称とした形状をなしている。この実施形態では、枠体２１０の長辺及び短辺は１．５ｃｍ、開口の長辺及び短辺は１．０ｃｍ、各突起２１２の間隔は１．２ｍｍである。各突起２１２の間隔が小さいので、この間に油水界面となる脂質膜の層を確実に形成することができる。 FIG. 2 is an enlarged view of the frame 210. In FIG. 2, each protrusion 212 extends from the midpoint of the long side of the opening of the frame body 210 toward the center of the opening, and among the openings divided by each protrusion 212, the left space is substantially D-shaped, and the right space is The left space is shaped symmetrically around the short side (vertical side in FIG. 2). In this embodiment, the long side and the short side of the frame 210 are 1.5 cm, the long side and the short side of the opening are 1.0 cm, and the interval between the protrusions 212 is 1.2 mm. Since the interval between the protrusions 212 is small, a lipid membrane layer serving as an oil-water interface can be reliably formed during this interval.
<本発明の第１の発明に係るリポソームの製造方法>
次に、本発明の第１の発明の実施形態に係るリポソームの製造方法について説明する。この実施形態に係る製造方法は、Ｗ／Ｏエマルションを形成する工程と、該エマルションを捕捉する工程と、前記Ｗ／Ｏエマルションの外側に前記外膜脂質を付加する工程とを有する。
<Method for producing liposome according to the first invention of the present invention>
Next, the manufacturing method of the liposome which concerns on embodiment of 1st invention of this invention is demonstrated. The manufacturing method according to this embodiment includes a step of forming a W / O emulsion, a step of capturing the emulsion, and a step of adding the outer membrane lipid to the outside of the W / O emulsion.
（Ｗ／Ｏエマルションの形成）
図１において、油性液体１０中に微細毛細管５０を挿入し、マイクロインジェクタによって毛細管５０内部に圧力を掛け、毛細管５０内の水を押出すことによって水滴を生成する。
油性液体１０には内膜リン脂質が含まれており、内膜リン脂質は疎水基と親水基を有するため、油性液体中で内膜リン脂質が水滴の周囲に自発的に並び、図３に示すようにＷ／Ｏエマルション２が得られる。
内膜リン脂質としては特に制限されないが、例えばホスファチジルコリン（以下、「ＰＣ」と表示する）又はその誘導体、ホスファチジルセリン（以下、「ＰＳ」と表示する）又はその誘導体、ホスファチジルエタノールアミン（以下、「ＰＥ」と表示する）又はその誘導体、SM（スフィンゴミエリンなど）及びその誘導体等を用いることができる。上記誘導体としては、ジオレイル（ＤＯ）が挙げられる。
(Formation of W / O emulsion)
In FIG. 1, a fine capillary 50 is inserted into an oily liquid 10, pressure is applied to the inside of the capillary 50 by a microinjector, and water in the capillary 50 is extruded to generate water droplets.
The oily liquid 10 contains an inner membrane phospholipid, and the inner membrane phospholipid has a hydrophobic group and a hydrophilic group. Therefore, the inner membrane phospholipid is spontaneously arranged around the water droplet in the oily liquid. A W / O emulsion 2 is obtained as shown.
The inner membrane phospholipid is not particularly limited. For example, phosphatidylcholine (hereinafter referred to as “PC”) or a derivative thereof, phosphatidylserine (hereinafter referred to as “PS”) or a derivative thereof, phosphatidylethanolamine (hereinafter referred to as “ PE ”) or a derivative thereof, SM (such as sphingomyelin) and a derivative thereof can be used. An example of the derivative is dioleyl (DO).
油性液体は、内膜リン脂質を安定に分散させるものであれば特に制限されないが、例えば、鉱物油（ミネラルオイル）を用いることができる。水性液体は特に制限されず、又、最終的に得られるリポソームに内包する有効成分等を水性液体に含有させてもよい。
（リポソームは二分子膜です。また、本手法（マイクロインジェクタを用いる手法）では、粒径は内包する水性液体によらず制御できます。ただ、リポソームの内外の浸透圧が異なると、純粋な二分子膜のリポソームでは、変形、あるいは壊れてしまう恐れはあります。）
又、油性液体中の内膜リン脂質の濃度は、例えば１ｍｍｏｌ／Ｌ〜１０μｍｏｌ／Ｌ程度とすることができる。ここで、後述するように、内膜リン脂質と外膜リン脂質とを同一とする場合、油性液体中の内膜リン脂質及び外膜リン脂質の合計濃度を上記範囲とすればよい。
The oily liquid is not particularly limited as long as it stably disperses the inner membrane phospholipid. For example, mineral oil (mineral oil) can be used. The aqueous liquid is not particularly limited, and an active ingredient or the like encapsulated in the finally obtained liposome may be contained in the aqueous liquid.
(Liposome is a bilayer membrane. In addition, with this method (a method using a microinjector), the particle size can be controlled regardless of the encapsulated aqueous liquid. (Molecular membrane liposomes may be deformed or broken.)
Moreover, the density | concentration of the inner membrane phospholipid in an oily liquid can be about 1 mmol / L-10 micromol / L, for example. Here, as will be described later, when the inner membrane phospholipid and the outer membrane phospholipid are the same, the total concentration of the inner membrane phospholipid and the outer membrane phospholipid in the oily liquid may be within the above range.
本発明においては、水滴の粒径を微細毛細管により調整することにより、最終的に得られるリポソームの粒径を調整することができる。水滴の粒径は、キャピラリの内径、押圧力、押圧時間等を適宜変化させることによって調整することができる。
水滴の粒径は、例えば光学顕微鏡により測定することができる。上記したマイクロキャピラリにより得られる水滴の粒径は、例えば数μｍ〜数百μｍ程度である。
In the present invention, the particle size of the liposome finally obtained can be adjusted by adjusting the particle size of the water droplets with fine capillaries. The particle diameter of the water droplet can be adjusted by appropriately changing the inner diameter of the capillary, the pressing force, the pressing time, and the like.
The particle diameter of the water droplet can be measured, for example, with an optical microscope. The particle diameter of the water droplet obtained by the microcapillary described above is, for example, about several μm to several hundred μm.
（Ｗ／Ｏエマルションの捕捉）
Ｗ／Ｏエマルションの捕捉は、上記したＷ／Ｏエマルションを微細毛細管に吸着させて行う。上記した方法で水滴の粒径を調整してＷ／Ｏエマルションを一旦形成すれば、それによってリポソームの粒径も決まるので、微細毛細管による捕捉過程でＷ／Ｏエマルションの粒径が変化することはない。
(Capturing W / O emulsion)
The W / O emulsion is captured by adsorbing the W / O emulsion to a fine capillary. Once the W / O emulsion is formed by adjusting the particle size of the water droplets by the above-described method, the particle size of the liposome is also determined thereby, so that the particle size of the W / O emulsion changes during the capture process by the fine capillaries. Absent.
（外膜脂質の付加）
次に、マイクロマニピュレータを操作して、捕捉したＷ／Ｏエマルション２を油性液体１０から水相３０に移行させることにより、Ｗ／Ｏエマルション２の外側に外膜脂質４を付加してリポソーム６を製造する。
ここで、図３に示すように、油性液体１０と水相３０との油水界面には外膜脂質４が単層に並んでおり、Ｗ／Ｏエマルション２がこの外膜脂質４層を通過して水相へ移行する際に、Ｗ／Ｏエマルション２の外側に外膜脂質４が付加される。
外膜脂質４を油水界面に整列させる方法としては、例えば、上記油性液体中に脂質を溶かしておき、この油性液体を水と接しさせればよく、これにより、油性液体中の脂質の一部が油水界面に自発的に単層で並ぶ。なお、この場合、Ｗ／Ｏエマルションを構成する内膜脂質と外膜脂質として同一のものを用いる。
(Addition of outer membrane lipid)
Next, by operating the micromanipulator to move the captured W / O emulsion 2 from the oily liquid 10 to the aqueous phase 30, the outer membrane lipid 4 is added to the outside of the W / O emulsion 2 and the liposome 6 is formed. To manufacture.
Here, as shown in FIG. 3, the outer membrane lipid 4 is arranged in a single layer at the oil-water interface between the oily liquid 10 and the aqueous phase 30, and the W / O emulsion 2 passes through this outer membrane lipid 4 layer. Thus, the outer membrane lipid 4 is added to the outside of the W / O emulsion 2 when shifting to the aqueous phase.
As a method for aligning the outer membrane lipid 4 at the oil-water interface, for example, the lipid may be dissolved in the oily liquid and the oily liquid may be brought into contact with water, whereby a part of the lipid in the oily liquid is obtained. Voluntarily line up in a single layer at the oil-water interface. In this case, the same inner membrane lipid and outer membrane lipid constituting the W / O emulsion are used.
以上のように、本発明の第１の発明の実施形態に係るリポソームの製造方法によれば、リポソームの粒径（内包水滴の粒径）を所望の値に調整することができるので、例えばリポソーム内をマイクロラボの反応系に用いる際の試料や反応試薬等が極微量で済むという利点がある。又、個々の水滴を作成してからリポソームが形成されるまでの過程を対応付けることができるので、マイクロラボとして適している。
例えば、医薬、生物系の研究、生化学反応等の検査に本発明を適用することができる。
As described above, according to the method for producing a liposome according to the embodiment of the first invention of the present invention, the particle size of the liposome (particle size of the encapsulated water droplets) can be adjusted to a desired value. There is an advantage that only a very small amount of sample, reaction reagent, etc. are required when the inside is used in a microlab reaction system. In addition, since the process from the creation of individual water droplets to the formation of liposomes can be associated, it is suitable as a microlab.
For example, the present invention can be applied to examination of medicine, biological research, biochemical reaction and the like.
<本発明の第２の発明に係るリポソームの製造方法>
次に、本発明の第２の発明の実施形態に係るリポソームの製造方法について説明する。この実施形態に係る製造方法は、水相中のリポソームを捕捉する工程と、捕捉されたリポソームを油性液体に移行させる工程と、得られたＷ／Ｏエマルションを融合し、又はＷ／Ｏエマルションの内包水滴に他の物質を導入するか若しくは該内包水滴の一部を回収する工程と、これらのＷ／Ｏエマルションを水相に移行させる工程とを有する。
第２の発明の実施形態に用いる装置としては、第１の発明の場合と同様、上記図１、図２に示したものを用いることができる。
<Method for producing liposome according to the second invention of the present invention>
Next, the manufacturing method of the liposome which concerns on embodiment of 2nd invention of this invention is demonstrated. The production method according to this embodiment includes a step of capturing liposomes in an aqueous phase, a step of transferring the captured liposomes to an oily liquid, and the obtained W / O emulsion, or of the W / O emulsion. It has a step of introducing another substance into the encapsulated water droplets or recovering a part of the encapsulated water droplets, and a step of transferring these W / O emulsions to the aqueous phase.
As the apparatus used in the embodiment of the second invention, the apparatus shown in FIGS. 1 and 2 can be used as in the case of the first invention.
（水相中のリポソームの捕捉）
第２の発明は、予め所定のリポソームを用いることを前提とし、このリポソームの外側脂質を除去したＷ／Ｏエマルションの状態で種々の操作を行った後、再びリポソームに戻すことを特徴としている。
図４に示すように、まず、所定のリポソーム６を水相３０に分散させ、微細毛細管にリポソーム６を吸着させて捕捉する。
(Capturing liposomes in the aqueous phase)
The second invention is premised on the use of a predetermined liposome in advance, and is characterized in that various operations are performed in the state of a W / O emulsion from which the outer lipid of the liposome has been removed, and then returned to the liposome again.
As shown in FIG. 4, first, predetermined liposomes 6 are dispersed in the aqueous phase 30, and the liposomes 6 are adsorbed and captured by fine capillaries.
（リポソームの油性液体への移行）
次に、マイクロマニピュレータを操作して、捕捉したリポソーム６を水相３０から油性液体１０に移行させると、リポソーム６の外膜脂質４が油水界面で除去され、Ｗ／Ｏエマルション２が得られる。
(Transfer of liposome to oily liquid)
Next, when the micromanipulator is operated to transfer the captured liposome 6 from the aqueous phase 30 to the oily liquid 10, the outer membrane lipid 4 of the liposome 6 is removed at the oil-water interface, and the W / O emulsion 2 is obtained.
（Ｗ／Ｏエマルションの操作）
次に、油性液体１０で得られたＷ／Ｏエマルション２に種々の操作を行う。Ｗ／Ｏエマルション２の操作としては、複数のＷ／Ｏエマルションの融合、Ｗ／Ｏエマルションの内包水滴に他の物質の導入、及び内包水滴の一部を回収（水滴の採取、分析等）することが挙げられる。
通常、リポソームは外膜脂質があるために複数のリポソームの融合や、リポソームの内包水滴に他の物質を導入することが難しいが、外膜脂質を除去して油性液体中にＷ／Ｏエマルションとして存在させることにより、これらの操作が容易となる。なお、油相中の融合は、上記したようにマイクロインジェクタ、マイクロマニピュレータを取付けた微細毛細管によって行う他、光ピンセット、電場などによって水滴同士を接触させて誘起することもできる。
(Operation of W / O emulsion)
Next, various operations are performed on the W / O emulsion 2 obtained with the oily liquid 10. The operation of the W / O emulsion 2 includes the fusion of a plurality of W / O emulsions, the introduction of other substances into the water droplets contained in the W / O emulsion, and the collection of some of the water droplets contained (collection, analysis, etc.). Can be mentioned.
Usually, liposomes have outer membrane lipids, so it is difficult to fuse multiple liposomes or introduce other substances into the liposome's encapsulated water droplets. By making it exist, these operations become easy. In addition, the fusion in the oil phase can be induced by bringing water droplets into contact with each other by optical tweezers, an electric field, or the like, in addition to the microcapillary attached with the microinjector and the micromanipulator as described above.
Ｗ／Ｏエマルション内に導入する他の物質としては、例えばＷ／Ｏエマルションに含まれている反応基質と反応する反応剤が挙げられる。例えば反応基質がタンパク質の場合、それと特異的に反応する酵素が反応剤となる。他の物質を導入する方法としては、マイクロマニピュレータによってＷ／Ｏエマルション内にマイクロピペットを挿入し、ピペット内の物質を導入する方法が挙げられる。
反応基質としては、生体物質である各種タンパク質やＤＮＡ等を合成するための生体物質を好適に用いることができる。生体物質は周囲の環境に非常に左右されやすく、従来のマイクロメートルサイズの微小空間では、生体物質の反応を制御することは困難である。本発明の実施形態によれば、細胞膜の主成分と同様なリン脂質で生体物質を囲むことができ、内部が細胞内環境に類似した微小反応空間を作製して、生体物質が失活せずに反応を制御することができる。
Examples of other substances introduced into the W / O emulsion include a reactive agent that reacts with a reaction substrate contained in the W / O emulsion. For example, when the reaction substrate is a protein, an enzyme that specifically reacts with the protein becomes a reactive agent. Examples of a method for introducing another substance include a method in which a micropipette is inserted into a W / O emulsion by a micromanipulator and a substance in the pipette is introduced.
As the reaction substrate, biological materials for synthesizing various proteins, DNA, and the like, which are biological materials, can be suitably used. The biological material is very sensitive to the surrounding environment, and it is difficult to control the reaction of the biological material in a conventional micrometer-sized microspace. According to the embodiment of the present invention, a biological material can be surrounded by a phospholipid similar to the main component of a cell membrane, and a minute reaction space whose inside is similar to the intracellular environment is created so that the biological material is not deactivated. The reaction can be controlled.
又、反応基質が封入されたＷ／Ｏエマルションに反応剤を導入する代わりに、反応基質が封入された第１のＷ／Ｏエマルションと、反応剤が封入された第２のＷ／Ｏエマルションとを融合させれば、融合を開始時間として反応を進行させることができる。
又、反応基質が封入されたＷ／Ｏエマルションに、反応基質と反応する波長光又は電磁波を照射して反応を開始させることもできる。
いずれの場合も、反応開始後、以下のように外膜脂質を付加させることにより、リポソーム類似環境下で反応を進行させることができる。
Also, instead of introducing the reactant into the W / O emulsion in which the reaction substrate is encapsulated, a first W / O emulsion in which the reaction substrate is encapsulated, and a second W / O emulsion in which the reactant is encapsulated, Can be allowed to proceed with the fusion as a starting time.
The reaction can also be initiated by irradiating the W / O emulsion in which the reaction substrate is encapsulated with wavelength light or electromagnetic waves that react with the reaction substrate.
In either case, the reaction can be allowed to proceed in a liposome-like environment by adding an outer membrane lipid as described below after the start of the reaction.
（外膜脂質の付加）
次に、図３に示す第１の発明の場合と同様にして、上記Ｗ／Ｏエマルションを捕捉して水相に移行させることにより、Ｗ／Ｏエマルション２の外側に外膜脂質４を付加し、リポソーム６を得ることができる。
このように、第２の発明の場合、リポソームの内包水滴の融合や物質導入が容易に行えるので、例えばリポソームの内包水滴の反応を精度よく制御することができ、反応開始をリアルタイムで制御でき、マイクロラボとして適している。
(Addition of outer membrane lipid)
Next, as in the case of the first invention shown in FIG. 3, the outer membrane lipid 4 is added to the outside of the W / O emulsion 2 by capturing the W / O emulsion and transferring it to the aqueous phase. Liposomes 6 can be obtained.
Thus, in the case of the second invention, since the fusion of the liposome-encapsulated water droplets and substance introduction can be easily performed, for example, the reaction of the liposome-encapsulated water droplets can be accurately controlled, and the reaction start can be controlled in real time. Suitable as a microlab.
４ 外膜脂質
１０ 油性液体
３０ 水相
５０ 微細毛細管
１００ 対物レンズ
4 Outer membrane lipid 10 Oily liquid 30 Aqueous phase 50 Fine capillary tube 100 Objective lens
Claims (3)
前記Ｗ／Ｏエマルションを捕捉する工程と、
前記油性液体と外膜脂質を介して油水界面を形成する水相に、前記捕捉されたエマルションを移行させ、前記Ｗ／Ｏエマルションの外側に前記外膜脂質を付加する工程とを有するリポソームの製造方法。 Introducing water droplets having a particle size adjusted by fine capillaries into an oily liquid containing inner membrane phospholipids to form a W / O emulsion;
Capturing the W / O emulsion;
Producing liposomes having a step of transferring the captured emulsion to an aqueous phase forming an oil-water interface via the oily liquid and an outer membrane lipid, and adding the outer membrane lipid to the outside of the W / O emulsion Method.
前記水相と外膜脂質を介して油水界面を形成する油性液体に、前記捕捉されたエマルションを移行させ、前記リポソームから前記外膜脂質が除去されたＷ／Ｏエマルションを前記油性液体中に形成する工程と、
複数の前記捕捉されたＷ／Ｏエマルションを融合し、又は前記捕捉されたＷ／Ｏエマルションの内包水滴に他の物質を導入するか若しくは該内包水滴の一部を回収する工程と、
前記融合したＷ／Ｏエマルション、又は前記他の物質が導入されたか若しくは前記内包水滴の一部が回収されたＷ／Ｏエマルションを、前記油水界面を介して前記水相に移行させ、前記Ｗ／Ｏエマルションの外側に前記外膜脂質を付加する工程とを有するリポソームの製造方法。 Capturing the liposomes in the aqueous phase;
The trapped emulsion is transferred to an oily liquid that forms an oil-water interface via the aqueous phase and outer membrane lipid, and a W / O emulsion in which the outer membrane lipid is removed from the liposome is formed in the oily liquid. And a process of
Fusing a plurality of the captured W / O emulsions, or introducing another substance into the encapsulated water droplets of the captured W / O emulsion, or recovering a part of the encapsulated water droplets;
The fused W / O emulsion, or the W / O emulsion in which the other substance has been introduced or a part of the water droplets contained therein is recovered, is transferred to the water phase via the oil / water interface, and the W / O And a step of adding the outer membrane lipid to the outside of the O emulsion.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014035343A (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Handling method of lipid membrane vesicle and substrate support lipid membrane |
| CN113441096A (en) * | 2021-06-29 | 2021-09-28 | 山东大学 | Experimental preparation device and method for truncated cone-shaped porous PEGDA microparticles |
| CN114797515A (en) * | 2022-03-18 | 2022-07-29 | 成都科建生物医药有限公司 | Preparation device and preparation method of traditional Chinese medicine extract liposome |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05220382A (en) * | 1991-06-29 | 1993-08-31 | Miyazaki Pref Gov | Monodisperse single and double emulsion and its production |
| JP2006272196A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Toshiba Corp | Production method of composite type particulate and production apparatus of composite type particulate |
-
2006
- 2006-01-31 JP JP2006021911A patent/JP2007204382A/en active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05220382A (en) * | 1991-06-29 | 1993-08-31 | Miyazaki Pref Gov | Monodisperse single and double emulsion and its production |
| JP2006272196A (en) * | 2005-03-29 | 2006-10-12 | Toshiba Corp | Production method of composite type particulate and production apparatus of composite type particulate |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2014035343A (en) * | 2012-08-10 | 2014-02-24 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | Handling method of lipid membrane vesicle and substrate support lipid membrane |
| CN113441096A (en) * | 2021-06-29 | 2021-09-28 | 山东大学 | Experimental preparation device and method for truncated cone-shaped porous PEGDA microparticles |
| CN114797515A (en) * | 2022-03-18 | 2022-07-29 | 成都科建生物医药有限公司 | Preparation device and preparation method of traditional Chinese medicine extract liposome |
| CN114797515B (en) * | 2022-03-18 | 2023-01-31 | 成都科建生物医药有限公司 | Preparation device and preparation method of traditional Chinese medicine extract liposome |
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