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遠心分離装置、液滴生成方法及びゲルビーズ NEW

国内特許コード P190016492
整理番号 S2018-0544-N0
掲載日 2019年11月25日
出願番号 特願2018-076379
公開番号 特開2019-181381
出願日 平成30年4月11日(2018.4.11)
公開日 令和元年10月24日(2019.10.24)
発明者
  • 尾上 弘晃
  • 倉科 佑太
出願人
  • 学校法人慶應義塾
発明の名称 遠心分離装置、液滴生成方法及びゲルビーズ NEW
発明の概要 【課題】材料選択の自由度を高めつつ、より簡便に微小なゲルビーズを生成すること。また、遠心分離される材料に対して遠心力による作用の他に加えることができる物理的な作用の種類を拡大すること。
【解決手段】液滴生成装置1は、遠心分離ユニット20と、電力供給部22aと、LED102a,102bとを備える。遠心分離ユニット20は、材料(2.5%(w/w)NaAlg水溶液と10%(w/w)p(NIPAM)水溶液の混合溶液)を設置した回転体(ロータ22)を回転させることにより材料に遠心力を加える。電力供給部22aは、遠心分離ユニット20の回転体内に電力を供給する。LED102a,102bは、電力供給部22aによって供給された電力によって、遠心分離される材料に遠心力以外の付加的な物理的作用を加える。
【選択図】図2
従来技術、競合技術の概要

ハイドロゲルからなるマイクロゲルビーズ(微小なゲルビーズ)は水を含む高分子ネットワークで生成されており、温度応答性や光応答性等の高分子自身の多様な特性を活かしたまま、マイクロスケールの構造物を形成することができる。このようなマイクロゲルビーズは、ドラッグデリバリーや細胞培養、アクチュエータとして用いることができ、材料科学・ソフトロボティクス・生命科学・医療等への応用展開が可能となる。
ハイドロゲルマイクロビーズを生成する方法として、例えば、非特許文献1及び非特許文献2に記載された方法が知られている。
非特許文献1には、マイクロ流路内でシリコーンオイル中にモノマーの液滴を流し、マイクロ流路の途中で紫外線を照射して光重合することで、様々な機能を有するマイクロゲルビーズを生成するデバイスが記載されている。
また、非特許文献2には、微細ガラス管とマイクロチューブを用いたデバイスを製作し、マイクロシリンジなどの送液用の機器を用いることなく、遠心分離機によりアルギン酸のゲルビーズをCaClに滴下することでマイクロゲルビーズを生成するシステムが記載されている。

産業上の利用分野

本発明は、遠心分離装置、液滴生成方法及びゲルビーズに関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
材料を設置した回転体を回転させることにより前記材料に遠心力を加える遠心分離部と、
前記遠心分離部の前記回転体内に電力を供給する電力供給部と、
前記電力供給部によって供給された電力によって、遠心分離される前記材料に遠心力以外の付加的な物理的作用を加える作用付加部と、
を備えることを特徴とする遠心分離装置。

【請求項2】
前記遠心分離部は、刺激応答性材料を含む前記材料が充填された管状部材から前記材料の液滴を射出させ、
前記作用付加部は、射出された前記材料の液滴に、前記遠心力以外の付加的な物理的作用を加えて、前記液滴の状態を変化させることを特徴とする請求項1に記載の遠心分離装置。

【請求項3】
前記作用付加部は、射出された前記材料の液滴に、前記遠心力以外の付加的な物理的作用を加えることにより、前記刺激応答性材料を硬化させ、前記刺激応答性材料を含むゲルビーズを生成することを特徴とする請求項2に記載の遠心分離装置。

【請求項4】
前記作用付加部は、前記電力供給部によって供給された電力によって、前記材料に光を照射することを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の遠心分離装置。

【請求項5】
前記作用付加部は、前記電力供給部によって供給された電力によって、前記材料の温度を変化させることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の遠心分離装置。

【請求項6】
前記作用付加部は、前記電力供給部によって供給された電力によって、前記材料に電磁力を加えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の遠心分離装置。

【請求項7】
前記電力供給部は、前記回転体の回転軸の部分にスリップリングを備え、
前記回転体の外部から供給される電力を、前記スリップリングを介して前記回転体内に電力を供給することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の遠心分離装置。

【請求項8】
前記電力供給部は、前記回転体内にバッテリを備え、
前記バッテリから供給される電力を、前記回転体内に供給することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の遠心分離装置。

【請求項9】
前記電力供給部は、前記回転体側に電磁誘導のためのコイルを備え、
前記回転体の外部から前記コイルに印加された電磁力によって発生した電力によって、前記回転体内に電力を供給することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の遠心分離装置。

【請求項10】
刺激応答性材料を含む材料が充填された管状部材を、回転体に設置して回転させることにより、遠心力によって前記管状部材から前記材料の液滴を射出させる遠心分離ステップと、
前記遠心分離ステップにおいて、前記回転体内に電力を供給する電力供給ステップと、
前記電力供給ステップにおいて供給された電力によって、射出された前記材料の液滴に、遠心力以外の付加的な物理的作用を加えて、前記液滴の状態を変化させる作用付加ステップと、
を含むことを特徴とする液滴生成方法。

【請求項11】
刺激応答性材料からなるゲルを核とし、前記刺激応答性材料よりも硬化が早い高分子材料を外殻とする構造を有することを特徴とするゲルビーズ。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2018076379thum.jpg
出願権利状態 公開
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