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(In Japanese)液滴製造デバイス、液滴の製造方法、リポソームの製造方法、固定具及び液滴製造キット

Patent code P170013970
File No. (S2014-0336-N0)
Posted date Apr 7, 2017
Application number P2016-507781
Patent number P6031711
Date of filing Mar 11, 2015
Date of registration Nov 4, 2016
International application number JP2015057113
International publication number WO2015137380
Date of international filing Mar 11, 2015
Date of international publication Sep 17, 2015
Priority data
  • P2014-048037 (Mar 11, 2014) JP
Inventor
  • (In Japanese)瀧ノ上 正浩
  • (In Japanese)森田 雅宗
  • (In Japanese)山下 仁義
Applicant
  • (In Japanese)凸版印刷株式会社
  • (In Japanese)国立大学法人東京工業大学
Title (In Japanese)液滴製造デバイス、液滴の製造方法、リポソームの製造方法、固定具及び液滴製造キット
Abstract (In Japanese)外管(2)、及び該外管(2)の内部に配置され、液滴原料を送液する内管(3)を有する液滴製造デバイス(1)であって、流体の送液方向で下流側に形成された内管先端部(3a)に内管吐出口(3b)が開口し、同じく流体の送液方向で下流側に形成された外管先端部(2a)に外管吐出口(2b)が開口し、前記外管(2)と前記内管(3)との間には間隙(2c)が形成されることを特徴とする液滴製造デバイス(1)。前記内管吐出口(3b)は前記外管吐出口(2b)よりも流体の送液方向で上流側の外管内部に設けられていることが好ましい。
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

従来、微小な液滴の製造には、フォトリソグラフィー技術によって基板上に作製されたマイクロ流路が用いられている。この流路内に液滴原料の液を流し、送液用のポンプの動作を制御して、液滴原料を液滴化する方法が行われている。例えば、非特許文献1の図3に示される装置では、液滴原料が流れる流路の末端において、該流路とは別の流路が該流路に直角に交差する十字状の流路形状を備えている。液滴原料の液が流路の末端に到達すると、直交する流路から液滴原料の液とは混ざらない別の液がポンプ制御により間欠的に液滴原料の液流に向かって押し出され、これにより液滴原料の液流から液滴1つ分の液量が切り取られるようにして液滴が製造される。

しかし、マイクロ流路を作製するには、フォトリソグラフィーを行うための専用装置、専用の作業環境等の設備を整える必要があり、液滴作製のためにそのような設備を新たに整えることは容易ではない。また、複数条件で液滴を作製したい場合にはマイクロ流路を複数作製する必要があるが、マイクロ流路の作製は高コストであるという問題がある。
通常、流路への送液はシリンジポンプが用いられる。しかし、シリンジポンプを用いた場合では、シリンジ内やシリンジと流路との接続部に液滴原料の液が充填される必要があるため、製造した液滴分の液滴原料よりも多くの液滴原料を用意する必要がある。液滴原料としたいサンプルが希少である場合には、このような原料のロスを少なくすることが強く求められる。
また、単分散性に優れる高品質な液滴を製造しようとするとシリンジポンプの動作を正確に行わなければならず、その調整が煩雑である。さらには、正確な送液が求められることにより液滴の生産スピードが低下してしまうという欠点もある。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、少量の液滴原料から、単分散性に優れる液滴を製造可能な液滴製造デバイス、それを用いた液滴の製造方法、リポソームの製造方法、液滴製造デバイスの固定に用いられる固定具、及び液滴製造キットに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
外管と、前記外管の内部に配置され、液滴原料を送液する内管と、を備える液滴製造デバイスであって、
流体の送液方向で下流側に形成された内管先端部に内管吐出口が開口し、同じく流体の送液方向で下流側に形成された外管先端部に外管吐出口が開口し、
前記外管と前記内管との間には間隙が形成され、前記液滴原料が遠心力により送液されることを特徴とする遠心用液滴製造デバイス。

【請求項2】
 
前記内管吐出口は前記外管吐出口よりも流体の送液方向で上流側の外管内部に設けられた請求項1に記載の遠心用液滴製造デバイス。

【請求項3】
 
前記外管先端部の内径bが、前記内管先端部の内径aの2~30倍である請求項1又は2に記載の遠心用液滴製造デバイス。

【請求項4】
 
前記内管先端部の内径aが0.1μm~500μmである請求項1~3のいずれか一項に記載の遠心用液滴製造デバイス。

【請求項5】
 
前記内管先端部における前記外管の内径cが、前記内管先端部の内径aの2~100倍である請求項1~4のいずれか一項に記載の遠心用液滴製造デバイス。

【請求項6】
 
前記外管先端部の内径bが1μm~1000μmである請求項1~5のいずれか一項に記載の遠心用液滴製造デバイス。

【請求項7】
 
前記内管先端部と前記外管先端部との距離dが、前記内管先端部の内径aの2~1000倍である請求項2~6のいずれか一項に記載の遠心用液滴製造デバイス。

【請求項8】
 
外管と、前記外管の内部に配置され、液滴原料を送液する内管と、を備え、
流体の送液方向で下流側に形成された内管先端部に内管吐出口が開口し、同じく流体の送液方向で下流側に形成された外管先端部に外管吐出口が開口し、
前記外管と前記内管との間には間隙が形成され、下記リポソームの製造方法に使用されることを特徴とするリポソーム製造用デバイス。
(リポソームの製造方法)
前記外管と前記内管との間に形成された間隙に第2の流体が導入され、前記内管内部に第1の流体が導入された状態にあるリポソーム製造用デバイスに対して、
前記第1の流体及び前記第2の流体を同時に送液させることにより、前記第2の流体が外層であり前記第1の流体が内層である流体を形成させて液滴を形成させ、液の界面に配置された両親媒性分子と接触させ、両親媒性分子を含有する膜を前記液滴表面に多重に形成させる。

【請求項9】
 
前記内管吐出口は前記外管吐出口よりも流体の送液方向で上流側の外管内部に設けられた請求項8に記載のリポソーム製造用デバイス。

【請求項10】
 
外管と、前記外管の内部に配置され、液滴原料を送液する内管と、を備え、
流体の送液方向で下流側に形成された内管先端部に内管吐出口が開口し、同じく流体の送液方向で下流側に形成された外管先端部に外管吐出口が開口し、
前記外管と前記内管との間には間隙が形成された液滴製造デバイスを用いる液滴の製造方法であって、
前記外管と前記内管との間に形成された間隙に第2の流体が導入され、前記内管内部に第1の流体が導入された状態にある前記液滴製造デバイスに対して、
前記第1の流体及び前記第2の流体を同時に送液させることにより、前記第2の流体が外層であり前記第1の流体が内層である流体を形成させて液滴を形成させ、前記送液が遠心力を用いて行われることを特徴とする液滴の製造方法。

【請求項11】
 
前記液滴製造デバイスの前記内管吐出口は、前記外管吐出口よりも流体の送液方向で上流側の外管内部に設けられた請求項10に記載の液滴の製造方法。

【請求項12】
 
前記液滴がレイリー・プラトー不安定性により形成される請求項10又は11に記載の液滴の製造方法。

【請求項13】
 
前記第1の流体が生体分子を含有する請求項1012のいずれか一項に記載の液滴の製造方法。

【請求項14】
 
前記第2の流体が両親媒性分子を含有する請求項10~13のいずれか一項に記載の液滴の製造方法。

【請求項15】
 
請求項1014のいずれか一項に記載の液滴の製造方法を用い
液の界面に配置された両親媒性分子と接触させ、両親媒性分子を含有する膜を前記液滴表面に多重に形成させるリポソームの製造方法。

【請求項16】
 
外管と、前記外管の内部に配置され、液滴原料を送液する内管と、を備え、
流体の送液方向で下流側に形成された内管先端部に内管吐出口が開口し、同じく流体の送液方向で下流側に形成された外管先端部に外管吐出口が開口し、
前記外管と前記内管との間には間隙が形成された液滴製造デバイスを用い、
前記外管と前記内管との間に形成された間隙に第2の流体が導入され、前記内管内部に第1の流体が導入された状態にある前記液滴製造デバイスに対して、
前記第1の流体及び前記第2の流体を同時に送液させることにより、前記第2の流体が外層であり前記第1の流体が内層である流体を形成させて液滴を形成させ、液の界面に配置された両親媒性分子と接触させ、両親媒性分子を含有する膜を前記液滴表面に多重に形成させることを特徴とするリポソームの製造方法。

【請求項17】
 
前記液滴製造デバイスの前記内管吐出口は、前記外管吐出口よりも流体の送液方向で上流側の外管内部に設けられた請求項16に記載のリポソームの製造方法。

【請求項18】
 
前記第2の流体が両親媒性分子を含有する請求項16又は17に記載のリポソームの製造方法。

【請求項19】
 
下記液滴製造デバイスを構成する管を、管内部に配置するために用いられ
前記外管を固定するための外管固定部材と、前記内管を固定するための内管固定部材とを有することを特徴とする固定具。
(液滴製造デバイス)
前記外管と、前記外管の内部に配置され、液滴原料を送液する前記内管と、を備え、
流体の送液方向で下流側に形成された内管先端部に内管吐出口が開口し、同じく流体の送液方向で下流側に形成された外管先端部に外管吐出口が開口し、
前記外管と前記内管との間には間隙が形成されている。

【請求項20】
 
前記外管固定部材及び前記内管固定部材は中央部に孔を有する板状の部材であり、
前記外管固定部材及び前記内管固定部材は連結部材により連結され、
前記外管固定部材が有する前記孔及び前記内管固定部材が有する前記孔の夫々に、前記外管及び前記内管が嵌め込まれることで、前記内管が前記外管内部に配置される請求項19に記載の固定具。

【請求項21】
 
前記連結部材は、前記外管固定部材と前記内管固定部材とを回転自在に連結するネジである請求項20に記載の固定具。

【請求項22】
 
外管と、内管と、請求項19~21のいずれか一項に記載の固定具とを備え
前記内管を前記外管内部に配置することにより、下記液滴製造デバイスを形成する液滴製造キット。
(液滴製造デバイス)
前記外管と、前記外管の内部に配置され、液滴原料を送液する前記内管と、を備え、
流体の送液方向で下流側に形成された内管先端部に内管吐出口が開口し、同じく流体の送液方向で下流側に形成された外管先端部に外管吐出口が開口し、
前記外管と前記内管との間には間隙が形成されている。

【請求項23】
 
前記液滴製造デバイスの前記内管吐出口は、前記外管吐出口よりも流体の送液方向で上流側の外管内部に設けられた請求項22に記載の液滴製造キット。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2016507781thum.jpg
State of application right Registered
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