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略１ｆＬカプセル化体の製造方法及びそれに用いる装置

国内特許コード	P200017339
整理番号	(S2018-0047-N0)
掲載日	2020年12月22日
出願番号	特願2019-549346
出願日	平成30年10月18日(2018.10.18)
国際出願番号	JP2018038900
国際公開番号	WO2019078311
国際出願日	平成30年10月18日(2018.10.18)
国際公開日	平成31年4月25日(2019.4.25)
優先権データ	特願2017-202950 (2017.10.19) JP
発明者	ビヤニマニッシュ高村禅シャルマキルティファンチェチョン南礼孝
出願人	国立大学法人北陸先端科学技術大学院大学
発明の名称	略１ｆＬカプセル化体の製造方法及びそれに用いる装置
発明の概要	本発明は、マイクロホールアレイチップ１０、マイクロホールアレイチップの各主表面に対向し、間隔を開けてそれぞれ設けた２つの電極２０、２１、２つの電極の間に電圧を印加するための電源３０を含むエレクトロスプレー用デバイスに関する。本発明は、前記デバイスの空間１に被カプセル化液を満たし、かつ空間２に被カプセル化液難溶性液を満たし、２つの電極の間にパルス波電圧を印加して、前記被カプセル化液をマイクロホールアレイチップのマイクロホールを通過させ、空間２内の被カプセル化液難溶性液にカプセル化体を生成させることを含む、カプセル化体の製造方法に関する。本発明は、μＬスケールセルフリー反応をｆＬスケールのＩＶＣにカプセル化するための方法であって、従来法より簡易にかつ効率的にｆＬスケールのＩＶＣをカプセル化できる手段を提供する。
従来技術、競合技術の概要	合成生物学におけるＩＶＣ（ｉｎｖｉｔｒｏｃｏｍｐａｒｔｍｅｎｔａｌｉｚａｔｉｏｎ（区画化））技術を用いた人工細胞のボトムアップ構造は、セルフリー系の効率の見直しを迫っている。セルフリー反応の生産率は、反応スケールサイズに逆比例すると考えられていた（非特許文献１）。これは主に、制限されていない空間でのバルクサイズの反応（ミリリットルからマイクロリットルの範囲）は、反応成分の非ポアソン分布によるノイズを生じるためである。第２に区画化は、外部環境からの内部活動的化学環境の分離によるセルライク界面現象を引き起し、区画のサイズ減少を増大させる。従って、制限された空間（フェムトリットルスケール）におけるセルフリー反応を行うことができるＩＶＣの方法は、合成生物学における刺激的な可能性である。ＩＶＣは３つの主要なアプローチを用いて生成する。１）攪拌及びホモジネートを用いる油中水液滴のバルクエマルジョン化（非特許文献２）。単純であるが、相当量のポリ分散ＩＶＣを生じる（サイズｐＬからｎＬスケールの範囲）、従って収率は予測不能。２）マイクロ流体に基づくシステム（非特許文献３）は、単分散ＩＶＣを生成できるが、サブｐＬまでの小さめのＩＶＣの生成に限定され、生産効率も低い。３）エレクトロスプレー（特許文献１）は単分散サブｆＬまでの極微小化ＩＶＣを生成できる。しかし、１ｋＨｚの周波数を用いるエレクトロスプレーのシングルノズルは、約５万液滴／秒を生成でき、そのためこの系では、μＬスケールセルフリー反応のカプセル化のｆＬスケールのＩＶＣにするには、数時間から数日必要になろう。例えば、１０μＬのセルフリー反応の１ｆＬのＩＶＣへのカプセル化には５５時間を要するであろう。特許文献１：特開２０１７－１０１８号公報非特許文献１：Acs. Synth. Bio．2014:3,347 非特許文献２：Biomacromolecules 2005, 6, 1824-1828. 非特許文献３：Anal. Chem. 2008, 80, 3522-3529. 特許文献１および非特許文献１～３の全記載は、ここに特に開示として援用される。
産業上の利用分野	本発明は略１ｆＬのカプセル化体の製造方法及びそれに用いる装置に関する。本発明は、例えば、被カプセル化液がフリー反応（体）であるＩＶＣの製造方法及びそれに用いる装置に関する。
特許請求の範囲	【請求項1】マイクロホールアレイチップ、前記マイクロホールアレイチップの各主表面に対向し、間隔を開けてそれぞれ設けた２つの電極、前記２つの電極の間に電圧を印加するための電源を含むエレクトロスプレー用デバイス。【請求項2】前記マイクロホールアレイチップのマイクロホールはチップ基板を貫通する貫通孔であり、貫通孔の両方の開口の平面形状は略円形であり、一方の開口の直径は他方の開口の直径と同一又は異なる、請求項１に記載のデバイス。【請求項3】前記２つの電極は、前記マイクロホールアレイチップの少なくともマイクロホールが存在する表面前面に設けられている、請求項１又は２に記載のデバイス。【請求項4】前記マイクロホールアレイチップの少なくとも一方の主表面に導電性薄膜層をさらに有し、導電性薄膜層はマイクロホールの各開口に対応する位置にマイクロホールの開口と略同一形状および寸法の開口を有する、請求項１～３のいずれかに記載のデバイス。【請求項5】前記マイクロホールアレイチップの一方の主表面と一方の電極（以下、電極Ａ）との間隔に形成された空間１、及び前記マイクロホールアレイチップの他方の主表面と他方の電極（以下、電極Ｂ）との間隔に形成された空間２は、それぞれ液体保持機能を有する、請求項１～４のいずれかに記載のデバイス。【請求項6】前記空間１及び２は、密閉系であるか、あるいはそれぞれ液体の流入出口を有する流通系である、請求項５に記載のデバイス。【請求項7】マイクロホールの電極Ａ側の開口の直径が１０～１００μｍの範囲であり、マイクロホールの電極Ｂ側の開口の直径が１～１０μｍの範囲である、請求項１～６のいずれかに記載のデバイス。【請求項8】前記電源は、１０～１００００ボルトの範囲の電圧のパルス波を供給できる電源である、請求項１～７のいずれかに記載のデバイス。【請求項9】請求項５～８のいずれかに記載のデバイスの空間１に被カプセル化液を満たし、かつ空間２に被カプセル化液難溶性液を満たし、２つの電極の間にパルス波電圧を印加して、前記被カプセル化液をマイクロホールアレイチップのマイクロホールを通過させ、空間２内の被カプセル化液難溶性液にカプセル化体を生成させることを含む、カプセル化体の製造方法。【請求項10】印加するパルス波電圧は、電圧が１００～１００００Ｖの範囲であり、周波数が、１０～１００ｋＨｚの範囲であり、デューティー比が１０～９０％の範囲である、請求項９に記載の製造方法。【請求項11】カプセル化体の平均体積が０．１ｆＬ～１０ｆＬである、請求項９または１０に記載の製造方法。【請求項12】被カプセル化液がセルフリー反応（体）である請求項９～１１のいずれかに記載の製造方法。
国際特許分類(IPC)	B01J 13/04 物理的プロセスによるもの，例．乾燥，噴霧
Fターム	4G005AA02 ナノカプセル 4G005AB30 その他 4G005BA20 その他 4G005BB19 電気、波動、粒子線エネルギーを適用する 4G005CA01 マイクロカプセル化装置 4G005DB03 鉱油 4G005DB12 単糖類、多糖類 4G005DB22 医薬活性、農薬活性成分等 4G005DB27 有機色素、有機染料 4G005DC32 カルボン酸エステル 4G005DC58 Ｓｉ含有化合物
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出願権利状態	公開