(57)【要約】【課題】内相から外相を容易に分離し得るマイクロカプセル、従来よりも一段と容易にマイクロカプセルを製造し得るマイクロカプセル製造装置及びマイクロカプセル製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】マイクロカプセル製造装置１では、連続相S2に供給された外相29となる溶液S1全てをマイクロカプセル28の外相29として用いることができるようになり、余分な溶液S1が連続相S2内に流出することもないので、従来のように連続相S2内でマイクロカプセル28と余分な溶液S1とが合体せず、マイクロカプセル28と余分な溶液S1との分離工程を省くことができ、かくして一段と容易にマイクロカプセル28を製造し得る。また、マイクロカプセル28では内相30と外相29との物質の状態がことなることから外相29のみを容易に分離させることができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体からなる連続相内に設けられ、外相が前記液体とは異なる外相用液体によって形成されているとともに、前記外相で包み込まれた内相が気体によって形成されていることを特徴とするマイクロカプセル。
【請求項２】
前記液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロカプセル。
【請求項３】
前記外相用液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する
ことを特徴とする請求項１又は２記載のマイクロカプセル。
【請求項４】
前記液体及び前記外相用液体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する
ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項記載のマイクロカプセル。
【請求項５】
前記連続相が油相及び水相のうちいずれか一方からなり、前記外相が前記油相及び前記水相のうち前記連続相とは異なる他方の前記油相又は前記水相からなる
ことを特徴とする請求項１記載のマイクロカプセル。
【請求項６】
内相が外相で包み込まれたマイクロカプセルを連続相内に製造するマイクロカプセル製造装置において、
前記連続相となる液体が流れる連続相用流路と、前記内相となる気体が流れる内相用流路と、該内相用流路の両側部から前記外相となる１種又は２種以上の外相用液体を供給し、前記１種又は２種以上の外相用液体で前記気体を両側から挟み込んだ層流体を形成する合流部と、前記連続相の流れと交差する向きから前記連続相用流路に前記層流体を供給する供給部とを備え、
前記連続相用流路内では、前記気体を前記外相用液体で包み込んだ状態で所定の大きさまで膨らんだ膨張部が形成され、該膨張部が前記連続相による液圧により前記層流体から分離する
ことを特徴とするマイクロカプセル製造装置。
【請求項７】
前記液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する
ことを特徴とする請求項６記載のマイクロカプセル製造装置。
【請求項８】
前記外相用液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する
ことを特徴とする請求項６又は７記載のマイクロカプセル製造装置。
【請求項９】
前記液体及び前記外相用液体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する
ことを特徴とする請求項６〜８のうちいずれか１項記載のマイクロカプセル製造装置。
【請求項１０】
前記連続相が油相及び水相のうちいずれか一方からなり、前記外相が前記油相及び前記水相のうち前記連続相とは異なる他方の前記油相又は前記水相からなる
ことを特徴とする請求項６記載のマイクロカプセル製造装置。
【請求項１１】
前記内相用流路の一方側から前記外相用液体を供給する第１の外相用流路と、前記内相用流路の他方側から前記外相用液体を供給する第２の外相用流路とを備え、
前記第１の外相用流路及び前記第２の外相用流路は、共通流路から分岐して形成されている
ことを特徴とする請求項６〜１０のうちいずれか１項記載のマイクロカプセル製造装置。
【請求項１２】
前記内相用流路の一方側から前記外相用液体を供給する第１の外相用流路と、前記内相用流路の他方側から前記外相用液体を供給する第２の外相用流路とを備え、
前記第１の外相用流路及び前記第２の外相用流路は、前記外相用液体が供給される導入部がそれぞれ個別に設けられている
ことを特徴とする請求項６〜１０のうちいずれか１項記載のマイクロカプセル製造装置。
【請求項１３】
前記第１の外相用流路に第１の外相用液体が供給され、前記第２の外相用流路に前記第１の外相用液体とは異なる第２の外相用液体が供給される
ことを特徴とする請求項１２記載のマイクロカプセル製造装置。
【請求項１４】
内相が外相で包み込まれたマイクロカプセルを連続相内に製造するマイクロカプセル製造方法において、
前記内相となる気体が流れる内相用流路の両側部から前記外相となる１種又は２種以上の外相用液体を供給し、前記１種又は２種以上の外相用液体で前記気体を両側から挟み込んだ層流体を形成する合流ステップと、
前記連続相の流れと交差する向きから前記層流体を供給する供給ステップと、
前記気体を前記外相用液体で包み込んだ状態で所定の大きさまで膨らませた膨張部を、前記連続相が流れる連続相用流路内に形成する形成ステップと、
前記膨張部が前記連続相による液圧により前記層流体から分離する分離ステップと
を備えることを特徴とするマイクロカプセル製造方法。
【請求項１５】
前記液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する
ことを特徴とする請求項１４記載のマイクロカプセル製造方法。
【請求項１６】
前記外相用液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する
ことを特徴とする請求項１４又は１５記載のマイクロカプセル製造方法。
【請求項１７】
前記液体及び前記外相用液体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する
ことを特徴とする請求項１４〜１６のうちいずれか１項記載のマイクロカプセル製造方法。
【請求項１８】
前記連続相が油相及び水相のうちいずれか一方からなり、前記外相が前記油相及び前記水相のうち前記連続相とは異なる他方の前記油相及び前記水相からなる
ことを特徴とする請求項１４記載のマイクロカプセル製造方法。
【請求項１９】
前記合流ステップでは、共通流路から分岐した第１の外相用流路及び第２の外相用流路を介して前記気体の両側部から前記外相用液体を合流させる
ことを特徴とする請求項１４〜１８のうちいずれか１項記載のマイクロカプセル製造方法。
【請求項２０】
前記合流ステップでは、第１の外相用流路及び第２の外相用流路にそれぞれ個別に設けた各導入部から前記外相用液体が供給され、前記第１の外相用流路及び前記第２の外相用流路によって前記外相用液体を前記気体の両側部から合流させる
ことを特徴とする請求項１４〜１８のうちいずれか１項記載のマイクロカプセル製造方法。
【請求項２１】
前記合流ステップでは、前記第１の外相用流路に第１の外相用液体が供給され、前記第２の外相用流路に前記第１の外相用液体とは異なる第２の外相用液体が供給される
ことを特徴とする請求項２０記載のマイクロカプセル製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はマイクロカプセル、マイクロカプセル製造装置及びマイクロカプセル製造方法に関し、例えば３相構造からなるマイクロカプセルの製造に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、連続相として水相が用いられ、膜となる外相が油相でなるとともに、当該外相に包まれる内相が水相でなる三相構造のマイクロカプセルや、連続相として油相が用いられ、外相が水相でなるとともに、当該外相に包まれる内相が油相でなる三相構造のマイクロカプセルが知られている（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、このようなマイクロカプセルを製造するマイクロカプセル製造方法としては、特開２００４−２９０９７７号公報に示すような製造方法が知られている。実際上、この製造方法では、図１４に示すように、マイクロチャネル100中を液体状の連続相101が流れており、当該連続相101の流れに交差する向きから外相液体103を供給し、連続相101内の壁部102に薄い層105を形成し得るようになされている。
【０００４】
そして、この製造方法では、外相液体103の下流側において、連続相101の流れに交差し、当該薄い層105の下側から内相液体106を供給することで内相液体106を外相液体103で包み込んだ３相構造のマイクロカプセル107を製造し得るようになされている（例えば、特許文献１参照）。
【非特許文献１】Ｍｉｃｒｏ  Ｔｏｔａｌ  Ａｎａｌｙｓｉｓ  Ｓｙｓｔｅｍｓ ２００４ ＰＰ．２５８〜２６０
【特許文献１】特開２００４−２９０９７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このようなマイクロカプセル107では、外相のみを分離する場合、外相及び内相がともに物質の状態を液体状とした水相と油相とでなるため、外相のみを内相から分離することが困難であるという問題があった。
【０００６】
そして、上述した製造方法では、外相を形成するために必要な量より多い量の外相液体103を、内相液体106の上流側から連続相103に常に供給し続けているため、内相液体106を供給する箇所やその下流側において常時薄い層105が形成され得る。
【０００７】
このため、この製造方法では、マイクロカプセル107が連続相101内を流れる際に薄い層105と接触することもあり、この場合、製造したマイクロカプセル107が薄い層105と合体してしまうという問題があった。そのため、このような場合には、薄い層105からマイクロカプセル107を分離させる工程が必要となり、その分、製造工程が複雑化するという問題があった。
【０００８】
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、内相から外相を容易に分離し得るマイクロカプセル、従来よりも一段と容易にマイクロカプセルを製造し得るマイクロカプセル製造装置及びマイクロカプセル製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の請求項１記載のマイクロカプセルは、液体からなる連続相内に設けられ、外相が前記液体とは異なる外相用液体によって形成されているとともに、前記外相で包み込まれた内相が気体によって形成されていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の請求項２記載のマイクロカプセルは、前記液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有することを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の請求項３記載のマイクロカプセルは、前記外相用液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有することを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の請求項４記載のマイクロカプセルは、前記液体及び前記外相用液体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有することを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の請求項５記載のマイクロカプセルは、前記連続相が油相及び水相のうちいずれか一方からなり、前記外相が前記油相及び水相のうち前記連続相とは異なる他方の前記油相又は水相からなることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の請求項６記載のマイクロカプセル製造装置は、内相が外相で包み込まれたマイクロカプセルを連続相内に製造するマイクロカプセル製造装置において、前記連続相となる液体が流れる連続相用流路と、前記内相となる気体が流れる内相用流路と、該内相用流路の両側部から前記外相となる１種又は２種以上の外相用液体を供給し、前記１種又は２種以上の外相用液体で前記気体を両側から挟み込んだ層流体を形成する合流部と、前記連続相の流れと交差する向きから前記連続相用流路に前記層流体を供給する供給部とを備え、前記連続相用流路内では、前記気体を前記外相用液体で包み込んだ状態で所定の大きさまで膨らんだ膨張部が形成され、該膨張部が前記連続相による液圧により前記層流体から分離することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の請求項７記載のマイクロカプセル製造装置は、前記液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の請求項８記載のマイクロカプセル製造装置は、前記外相用液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有することを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の請求項９記載のマイクロカプセル製造装置は、前記液体及び前記外相用液体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の請求項１０記載のマイクロカプセル製造装置は、前記連続相が油相及び水相のうちいずれか一方からなり、前記外相が前記油相及び水相のうち前記連続相とは異なる他方の前記油相又は水相からなることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の請求項１１記載のマイクロカプセル製造装置は、前記内相用流路の一方側から前記外相用液体を供給する第１の外相用流路と、前記内相用流路の他方側から前記外相用液体を供給する第２の外相用流路とを備え、前記第１の外相用流路及び前記第２の外相用流路は、共通流路から分岐して形成されていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の請求項１２記載のマイクロカプセル製造装置は、前記内相用流路の一方側から前記外相用液体を供給する第１の外相用流路と、前記内相用流路の他方側から前記外相用液体を供給する第２の外相用流路とを備え、前記第１の外相用流路及び前記第２の外相用流路は、前記外相用液体が供給される導入部がそれぞれ個別に設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の請求項１３記載のマイクロカプセル製造装置は、前記第１の外相用流路に第１の外相用液体が供給され、前記第２の外相用流路に前記第１の外相用液体とは異なる第２の外相用液体が供給されることを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の請求項１４記載のマイクロカプセル製造方法は、内相が外相で包み込まれたマイクロカプセルを連続相内に製造するマイクロカプセル製造方法において、前記内相となる気体が流れる内相用流路の両側部から前記外相となる１種又は２種以上の外相用液体を供給し、前記１種又は２種以上の外相用液体で前記気体を両側から挟み込んだ層流体を形成する合流ステップと、前記連続相の流れと交差する向きから前記層流体を供給する供給ステップと、前記気体を前記外相用液体で包み込んだ状態で所定の大きさまで膨らませた膨張部を、前記連続相が流れる連続相用流路内に形成する形成ステップと、前記膨張部が前記連続相による液圧により前記層流体から分離する分離ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００２３】
本発明の請求項１５記載のマイクロカプセル製造方法は、前記液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有することを特徴とするものである。
【００２４】
本発明の請求項１６記載のマイクロカプセル製造方法は、前記外相用液体及び前記気体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有することを特徴とするものである。
【００２５】
本発明の請求項１７記載のマイクロカプセル製造方法は、前記液体及び前記外相用液体は、互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有することを特徴とするものである。
【００２６】
本発明の請求項１８記載のマイクロカプセル製造方法は、前記連続相が油相及び水相のうちいずれか一方からなり、前記外相が前記油相及び水相のうち前記連続相とは異なる他方の前記油相及び水相からなることを特徴とするものである。
【００２７】
本発明の請求項１９記載のマイクロカプセル製造方法は、前記合流ステップでは、共通流路から分岐した第１の外相用流路及び第２の外相用流路を介して前記気体の両側部から前記外相用液体を合流させることを特徴とするものである。
【００２８】
本発明の請求項２０記載のマイクロカプセル製造方法は、前記合流ステップでは、第１の外相用流路及び第２の外相用流路にそれぞれ個別に設けた各導入部から前記外相用液体が供給され、前記第１の外相用流路及び前記第２の外相用流路によって前記外相用液体を前記気体の両側部から合流させることを特徴とするものである。
【００２９】
本発明の請求項２１記載のマイクロカプセル製造方法は、前記合流ステップでは、前記第１の外相用流路に第１の外相用液体が供給され、前記第２の外相用流路に前記第１の外相用液体とは異なる第２の外相用液体が供給されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の請求項１記載のマイクロカプセルによれば、内相を気体で形成し、外相を液体で形成するようにしたことにより、内相と外相との物質の状態がことなることから外相のみを容易に分離させることができる。
【００３１】
本発明の請求項２記載のマイクロカプセル、請求項７記載のマイクロカプセル製造装置及び請求項１５記載のマイクロカプセル製造方法によれば、連続相となる液体と内相となる気体とが混ざり難いので、外相で包み込まれた内相を連続相内に確実に形成できる。
【００３２】
本発明の請求項３記載のマイクロカプセル、請求項８記載のマイクロカプセル製造装置及び請求項１６記載のマイクロカプセル製造方法によれば、外相となる外相用液体と内相となる気体とが混ざり難いので、外相により内相を確実に包み込むことができる。
【００３３】
本発明の請求項４記載のマイクロカプセル、請求項９記載のマイクロカプセル製造装置及び請求項１７記載のマイクロカプセル製造方法によれば、連続相となる液体と外相となる外相用液体とが混ざり難いので、内相を包み込んだ外相を連続相内に形成できる。
【００３４】
本発明の請求項５記載のマイクロカプセル、請求項１０記載のマイクロカプセル製造装置及び請求項１８記載のマイクロカプセル製造方法によれば、外相と連続相とが混ざり難いので、内相を包み込んだ外相を連続相内に一段と確実に形成できる。
【００３５】
本発明の請求項６記載のマイクロカプセル製造装置及び請求項１４記載のマイクロカプセル製造方法によれば、連続相に供給された外相となる液体全てをマイクロカプセルの外相として用いることができるようになり、余分な液体が連続相内に流出することもないので、従来のように連続相内でマイクロカプセルと余分な液体とが合体せず、マイクロカプセルと余分な液体との分離工程を省くことができ、かくして一段と容易にマイクロカプセルを製造し得る。
【００３６】
本発明の請求項１１記載のマイクロカプセル製造装置及び請求項１９記載のマイクロカプセル製造方法によれば、共通流路から供給される外相用液体を当該第１の外相用流路及び第２の外相用流路に均等に供給させることができ、かくして外相用液体で気体を均等に挟み込んだ層流体を形成できる。
【００３７】
本発明の請求項１２記載のマイクロカプセル製造装置及び請求項２０記載のマイクロカプセル製造方法によれば、第１の外相用流路及び第２の外相用流路に供給する外相用液体の流量を個別に調節するができる。
【００３８】
本発明の請求項１３記載のマイクロカプセル製造装置及び請求項２１記載のマイクロカプセル製造方法によれば、第１の外相用流路及び第２の外相用流路に供給する第１の外相用液体及び第２の外相用液体の流量を個別に調節することで、する第１の外相用液体及び第２の外相用液体が外相で占める割合を適宜調節できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下図面に基づいて本発明の実施の形態を詳述する。
（１）第１の実施の形態
図１において、１は全体として本発明によるマイクロカプセル製造装置を示し、このマイクロカプセル製造装置１は、例えばシリコンやガラス、ポリマー材料からなる所定の厚みを有し、かつ所定形状の溝部が形成された板状の基板３に、例えば透明なガラスカバー等でなる板状のカバー体４が積層されることにより溝部が塞がれ、微細流路５を形成し得るようになされている。
【００４０】
実際上、微細流路５は、所定の流路幅及び流路深さからなる層流形成流路６と、この層流形成流路６の下流に連通し、同じく所定の流路幅及び流路深さからなる連続相用流路７とを有し、層流形成流路６の中央に設けた直線状の内相用流路８の長手方向と、連続相用流路７の長手方向とがほぼ直交するように配置されている。
【００４１】
層流形成流路６は、共通流路９から分岐して、内相用流路８を中心に対称に形成された第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11を備え、これら第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11の一端に共通流路９を介して外相導入部12が設けられている。
【００４２】
外相導入部12は、マイクロカプセル（後述する）の外相として油相を形成させるために、例えば酢酸ブチル、フェノール、ブタノール、ベンゼン又はヘキサン等の鎖状炭化水素基を持つ有機化合物を含有する種々の外相用液体としての溶液を、分岐点13を介して第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11に均等に供給し得るようになされている。
【００４３】
また、内相用流路８には、一端に内相導入部15が設けられており、マイクロカプセルの内相として気相を形成するために空気が内相導入部15から供給され得るようになされている。なお、内相となる気体としての空気は、外相たる溶液と溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有する。
【００４４】
さらに、連続相用流路７には、一端に連続相供給部16が設けられており、連続相S2を水相とするために、例えばポリビニルアルコール（Polyvinyl alcohol）３％水溶液や、一般的な水（純水）、１種類以上の親水性活性物質を含有する水溶液等の各種水溶液が連続相供給部16から供給され得る。この液体としての水溶液は、外相たる溶液及び内相たる空気と溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有し、層流形成流路６との合流点17及び観察場18を順次介して貯留部19に排出され得る。なお、観察場18は、連続相用流路７の合流点17よりも下流に配置され、円形状に形成した流路幅が広い領域であり、合流点17で製造されたマイクロカプセルを一旦留まらせて当該マイクロカプセルの状態を観察し得るようになされている。
【００４５】
実際上、内相用流路８では、図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、一端の内相導入部（図１）から供給された空気Ａを、他端の排出口を介して合流供給部20に排出し得る。この実施の形態の場合、内相用流路８は、幅寸法Ｗ１が例えば１００μｍに形成されているとともに、排出口の幅寸法Ｗ２が例えば５０μｍに形成され、空気Ａが排出口で縮径されて合流供給部20に排出され得るようになされている。
【００４６】
第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11は、内相用流路８を中心にして対称に形成された所定角度を有する傾斜部21を備え、傾斜部21の先端が合流供給部20に連通されている。
【００４７】
また、第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11の傾斜部21は、上流側が内相用流路８に対して所定間隔を空けて設けられ、他端側が下流へゆくに従って次第に内相用流路８側に近づいてゆき、合流供給部20付近において連続相用流路７と平行になるよう折れ曲がり、排出口が合流供給部20の合流部22に連通するように形成されている。
【００４８】
合流供給部20は、排出口で縮径された空気Ａを接続部23を介して合流部22に導き、当該合流部22によって空気Ａの両側から外相用液体としての溶液S1を合流させ、これによりで空気Ａを溶液S1で挟み込んだ層流体L1を形成するように構成されている。
【００４９】
実際上、この合流部22では、空気Ａの両側から溶液S1を合流させることにより、当該溶液S1が空気Ａを両側から押し付け、溶液S1、空気Ａ及び溶液S1の順に配置された層流体L1を下流の供給部24に導くようになされている。
【００５０】
供給部24は、合流部22で形成した層流体L1を連続相S2の流れと交差する向き（この場合、連続相S2の流れと直交する方向）から連続相用流路７に供給するようになされている。ここで供給部24は、接続部23と同様に流路幅が内相用流路８の流路幅に比して小さく選定されており、層流体L1を縮径させた状態で連続相用流路７に供給し得るようになされている。
【００５１】
かくして、合流供給部20では、内相用流路８から空気Ａが供給され始めるとともに、第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11からそれぞれ溶液S1が供給され始めると、図２（Ａ）に示したように、第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11から供給される溶液S1の先端部分を一体化させたまま、空気Ａによって当該溶液S1を連続相用流路７に押し出させる。
【００５２】
このようにして合流供給部20は、連続相用流路７内に層流体L1を供給してゆくことによって、図２（Ｂ）に示したように、連続相内に位置する層流体L1の先端部分に、空気Ａの周囲を溶液S1で取り囲んだまま膨らませた膨張部27を形成し得るようになされている。
【００５３】
ここで連続相用流路７は、連続相S2が所定の流量で供給されており、連続相S2内に形成された層流体L1の膨張部27に所定の液圧を与えるようになされている。これにより膨張部27は、連続相用流路７内で膨らむに従って連続相用流路７を流れる連続相S2から受ける液圧も大きくなり、その結果、所定の大きさにまで膨らむと、供給部24で留まることができずに、当該供給部24において層流体L1から分離してマイクロカプセル28となり、連続相S2によって連続相用流路７の下流に押し流される。
【００５４】
すなわち層流体L1は、供給部24において溶液S1、空気Ａ及び溶液S1の順に配置されて水相たる連続相S2中に供給することで、外相29が油相でなるとともに、内相30が気相でなる３層構造のマイクロカプセル28を形成し得るようになされている。
【００５５】
そして、連続相用流路７内では、供給部24から層流体L1が供給され続けていることにより、マイクロカプセル28が製造された後、再び層流体L1の先端部分が膨らんでゆき膨張部27を形成し、その間に隣接するマイクロカプセル28間に所定の距離（以下、これを製造ピッチと呼ぶ）が設けられ、かくして所定間隔を空けて次のマイクロカプセル28が製造され得るようになされている。
【００５６】
ところで、このようなマイクロカプセル28は、連続相S2に混入した所定のサンプルを、当該連続相S2から分離して抽出するサンプル分離に用いることができる。実際上、かかる構成のマイクロカプセル28を用いたサンプル分離では、図３に示すように、例えば連続相S2に予め親油性サンプル31及び親水性サンプル32からなるサンプルを混ぜておくと、連続相に混ぜられたサンプルのうち親水性サンプル32が水相たる連続相S2にそのまま留まり、親油性サンプル31が油相たる外相29へと抽出され得る。
【００５７】
この際、かかる構成のマイクロカプセル28では、内相30が気相であることから、連続相S2内に混入した親水性サンプル32が内相30に抽出されることがなく、連続相S2にのみ留めることができるので、連続相S2から親油性サンプル31のみを効率良く分離させることができる。
【００５８】
以上の構成において、マイクロカプセル製造装置１では、溶液S1及び空気Ａを所定の流量で合流供給部20に供給するとともに、当該合流供給部20で空気Ａを両側部から溶液S1で挟み込むようにした。これによりマイクロカプセル製造装置１では、溶液S1、空気Ａ及び溶液S1の順に配置された層流体L1を形成し、さらに合流供給部20から連続相S2内に層流体L1が供給され、連続相S2内に膨張部27を形成できる。
【００５９】
そして、マイクロカプセル製造装置１では、連続相用流路７内に連続相S2を所定の流量で供給することで、膨張部27が連続相S2内で所定の大きさまで膨らむと、連続相S2によって加わる所定の液圧により当該膨張部27を層流体L1から分離させることができ、かくして連続相S2内にマイクロカプセル28を製造できる。
【００６０】
また、マイクロカプセル製造装置１では、層流体L1が合流供給部20から連続相S2内に供給され続けていることにより、再び連続相S2内に膨張部27が形成され、当該膨張部27が所定の大きさまで膨らむと、連続相S2による液圧により層流体L1から膨張部27が分離し、これにより連続相S2内に新たにマイクロカプセル28を製造できる。このようにしてマイクロカプセル製造装置１では、所定の流量で溶液S1及び空気Ａを合流供給部20に供給し続けるとともに、所定の流量で連続相S2を連続相用流路７内に供給し続けるだけで、連続相S2内に複数のマイクロカプセルを容易に製造できる。
【００６１】
また、マイクロカプセル製造装置１では、連続相S2内において膨張部27が再び形成され、層流体L1から膨張部27が分離するまでの間、既に製造したマイクロカプセル28が連続相S2の流れによって連続相用流路７の下流に流される。従って、マイクロカプセル製造装置１では、既に製造したマイクロカプセル28と新たに製造されるマイクロカプセル28の間に所定の距離を設け、所定の製造ピッチでマイクロカプセル28を順次製造していゆくことができ、かくして既に製造されたマイクロカプセル28と新たに製造されるマイクロカプセル28とが合体することを確実に防止できる。
【００６２】
さらに、マイクロカプセル製造装置１では、第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11から連続相用流路７に供給される溶液S1全てをマイクロカプセル28の外相29の形成に利用できることから、当該連続相S2内に余分な溶液が流出することがなく、マイクロカプセル28が連続相S2内で余分な溶液と合体することを防止でき、その結果、従来のような余分な溶液に合体したマイクロカプセルを、当該余分な液体から分離する工程を省くことができる。
【００６３】
また、このようなマイクロカプセル製造装置１によって製造されたマイクロカプセル28では、外相29が油相からなるとともに、内相30が気相からなるようにしたことにより、外相29と内相30とが共に液体で形成されている場合に比べて外相29だけを容易に分離させることができる。
【００６４】
因みに、この実施の形態の場合、第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11は、下流にゆくに従って合流供給部20に近づくように内相用流路８に対し所定角度を設けて配置されていることにより、溶液S1が連続相用流路７側へ向かうような流れを形成でき、かくして、内相用流路８から供給される空気Ａを溶液S1によっても連続相用流路７にスムーズに導かせることができる。
【００６５】
また、この実施の形態では、１つの共通流路９から分岐して第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11が形成されていることにより、共通流路９から供給される溶液S1を当該第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11に均等に供給させることができ、かくして溶液S1で空気Ａを均等に挟み込んだ層流体L1を形成できる。この場合、第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11にそれぞれ個別に供給用のポンプを設ける必要がない分、マイクロカプセル製造装置１全体を簡易な構成にできる。
【００６６】
さらに、マイクロカプセル28では、連続相S2及び空気Ａが互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有するようにしたことにより、連続相S2と空気Ａとが混ざり難いので、連続相S2内で外相29により内相30を確実に包み込むことができる。
【００６７】
さらに、マイクロカプセル28では、溶液S1及び空気Ａが互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有するようにしたことにより、溶液S1及び空気Ａとが混ざり難いので、連続相S2内で外相29により内相30を確実に包み込むことができる。
【００６８】
さらに、マイクロカプセル28では、連続相S2及び溶液S1が互いに溶解しない又は溶解し難い非溶解性を有するようにしたことにより、連続相S2及び溶液S1とが混ざり難いので、連続相S2内で外相29により内相30を確実に包み込むことができる。
【００６９】
以上の構成によれば、マイクロカプセル28では、液体からなる連続相S2内に設けられ、外相29を連続相S2とは異なる溶液S1によって形成するとともに、外相29で包み込まれた内相30を空気Ａによって形成するようにしたことにより、内相30と外相29との物質の状態がことなることから外相29のみを容易に分離させることができる。
【００７０】
また、マイクロカプセル製造装置１では、内相30となる空気Ａの両側部から外相29となる溶液S１を合流させ、１種の溶液S1で空気Ａを挟み込んだ層流体L1を形成し、連続相S2の流れと交差する向きから連続相用流路７に層流体L1を供給することで、連続相用流路７内に膨張部27を形成させ、当該膨張部27を連続相S2から受ける液圧により層流体L1から分離させるようにした。
【００７１】
これにより、マイクロカプセル製造装置１では、連続相S2に供給された外相29となる溶液S1全てをマイクロカプセル28の外相29として用いることができるようになり、余分な溶液S1が連続相S2内に流出することもないので、従来のように連続相S2内でマイクロカプセル28と余分な溶液S1とが合体せず、マイクロカプセル28と余分な溶液S1との分離工程を省くことができ、かくして一段と容易にマイクロカプセル28を製造し得る。
【実施例１】
【００７２】
以下、第１の実施の形態による実施例について説明する。この場合、マイクロカプセル製造装置としては、図１に示したような、層流形成流路６及び連続相用流路７をシリコン製の基板上に形成し、カバー体としてカバーガラスを基板上に接着することにより微小流路を形成した。微小流路は、流路幅及び流路深さを全て１００μｍに形成するとともに、合流供給部20の接続部23及び供給部24を５０μｍに形成した。
【００７３】
この微小流路には、連続相S2を水相とする水溶液として濃度３％のＰＶＡ（Ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  Ａｌｃｏｈｏｌ）水溶液を流量８μｍ／ｍｉｎで連続相用流路７に流すとともに、外相を油相とする溶液S1として濃度９８％の酢酸ブチル溶液を流量１μｍ／ｍｉｎで第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11に流し、内相を気相とする気体として空気Ａを流量４μｍ／ｍｉｎで内相用流路８に流した。
【００７４】
そして、この微小流路における流体の流れを高速度カメラ（ＦＡＳＴＣＡＭ-ＮＥＯ 32ＫＣ 120ＫＣ カラーモデル）により１０００ｆｒａｍｅｓ／ｓｅｃにて撮影した。その結果を図４に示す。
【００７５】
この場合、連続相用流路７内には、図４に示したように、連続相S2が水相となり、内相30が気相となり、その周りの外相29が油相となる３相構造のマイクロカプセル28が製造されることが分かった。
【００７６】
また、このマイクロカプセル製造装置1では、余分な酢酸ブチル溶液が連続相用流路７内に流出していないことが確認できた。よって、マイクロカプセル28が余分な酢酸ブチル溶液と合体することなく製造できることが分かった。
【００７７】
次に、連続相S2となるＰＶＡ水溶液及び内相となる空気Ａを一定の流量で連続相用流路７に供給しつつ、外相となる酢酸ブチル溶液の流量を変化させてマイクロカプセル28を製造し、このマイクロカプセル28の状態について観察を行なった。
【００７８】
実際上、この実験では、ＰＶＡ水溶液を流量８μｍ／ｍｉｎとし、空気Ａを流量４μｍ／ｍｉｎとして、外相となる酢酸ブチル溶液の流量を０．３μｍ／ｍｉｎ、０．５μｍ／ｍｉｎ、１μｍ／ｍｉｎ、２μｍ／ｍｉｎ及び３μｍ／ｍｉｎに順次変化させ、各流量でのマイクロカプセル28の状態を観察場で高速度カメラ（ＦＡＳＴＣＡＭ-ＮＥＯ 32ＫＣ 120ＫＣ カラーモデル）により撮影した。その結果を図５（Ａ）〜（Ｄ）及び図６に示す。
【００７９】
この場合、図５（Ａ）〜（Ｄ）に示したように、酢酸ブチル溶液の流量を０．３μｍ／ｍｉｎ、０．５μｍ／ｍｉｎ、１μｍ／ｍｉｎ及び２μｍ／ｍｉｎにしたときには、内相が気相となり、その周りの外相が油相となり、当該外相の周囲が水相となる３相構造のマイクロカプセル28が製造できることが分かった。なお、このマイクロカプセル28では、光の関係上、内相30となる気相周辺が黒い円環状に撮影され、この周囲に外相29が形成されている。
【００８０】
しかしながら、図６に示したように、酢酸ブチル溶液の流量を３μｍ／ｍｉｎにしたときには、連続相S2の中にマイクロカプセル28の他、油相だけからなる液滴28aも発生することが分かった。すなわち、この実験では、外相29となる酢酸ブチル溶液を過剰に供給すると、油相だけからなる液滴28aが発生してしまうことが分かった。従って、連続相S2の中にマイクロカプセル28だけを製造するためには、外相となる酢酸ブチル溶液の流量を適宜所定の値に制御する必要であることが分かった。
【００８１】
また、この実験では、図７に示すように、油相となる酢酸ブチル溶液の流量（以下、これを油相流量と呼ぶ）が増えると油相の膜厚が厚くなり、一方、油相流量が減ると油相の膜の厚さが薄くなることが分かり、油相流量を制御することにより油相の膜厚制御が行なえることが分かった。
【００８２】
次に、外相29を油相とする酢酸ブチル溶液及び内相30を気相とする空気Ａを一定の流量で連続相用流路７に供給しつつ、連続相S2を水相とするＰＶＡ水溶液の流量を変化させてマイクロカプセル28を製造する。そして、このときのマイクロカプセル28の内相30の直径（以下、これを気相サイズと呼ぶ）（図６中のｘ）、マイクロカプセル28が１ｓｅｃに何個製造できるかを示す製造率及び隣接するマイクロカプセル28間の距離となる製造ピッチ（図2(Ｂ)中のｙ）について観察を行なった。
【００８３】
実際上、この実験では、外相29となる酢酸ブチル溶液を流量０．５μｍ／ｍｉｎとし、内相30となる空気Ａを流量４μｍ／ｍｉｎとして、連続相S2となるＰＶＡ水溶液の流量（以下、これを水相流量と呼ぶ）を４、６、８、…、１８μｍ／ｍｉｎの順に順次変化させて、各流量でのマイクロカプセル28の状態を観察した。
【００８４】
この場合、図８に示したように、マイクロカプセル28は、水相流量が増加するに伴い、気相サイズxが縮小することが分かった。特に、水相流量が４μｍ／ｍｉｎの場合と１８μｍ／ｍｉｎの場合とでは、マイクロカプセル28の気相サイズxが約５０パーセント縮小することが分かった。
【００８５】
また、図９に示すように、水相流量を４〜１０μｍ／ｍｉｎとした各流量においては、水相流量の増加に伴い、製造率が向上することが分かった。しかしながら、水相流量が１２〜１８μｍ／ｍｉｎの間においては、水相流量の増加に伴い、製造率が低下することが分かった。また、製造ピッチyは、水相流量を増加させることにより大きくなり、そのばらつきも大きくなり不安定になることが分かった。
【００８６】
かくして、このマイクロカプセル製造装置１では、図１０に示すように、水相流量を制御することにより、マイクロカプセル28の気相サイズx、製造率及び製造ピッチyの制御が行なえることが分かった。
【００８７】
（２）第２の実施の形態
図１との対応部分に同一符号を付して示す図１１は第２の実施の形態によるマイクロカプセル製造装置41を示すもので、第１の外相用流路42の一端に第１の外相導入部43が設けられているとともに、第２の外相用流路44の一端に第２の外相導入部45が設けられている点が上述した第１の実施の形態と異なる。
【００８８】
ここで第１の外相導入部42は、図１（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図１２のように、マイクロカプセル46の外相47のうち一方の半体部分（以下、これを第１の外相半体と呼ぶ）48aに油相を形成するために、例えば酢酸ブチル、フェノール、ブタノール、ベンゼン又はヘキサン等の鎖状炭化水素基を持つ有機化合物を含有する種々の第１の溶液S3を、第１の外相用流路42に供給し得るようになされている。また、第２の外相導入部45は、例えば酢酸ブチル、フェノール、ブタノール、ベンゼン又はヘキサン等のうち、第１の溶液S3と異なる第２の溶液S4を、第２の外相用流路に供給し、マイクロカプセル46の外相47のうち他方の半体部分（以下、これを第２の外相半体と呼ぶ）48bに第１の溶液S3とは特性が異なる油相を形成し得るようになされている。
【００８９】
以上の構成によれば、マイクロカプセル製造装置41では、内相30となる空気Ａの両側部から外相47となる第１の溶液S3及び第２の溶液S4を合流させ、２種の第１の溶液S3及び第２の溶液S4で空気Ａを挟み込んだ層流体L2を形成し、連続相S2の流れと交差する向きから連続相用流路７に層流体L2を供給することで、連続相用流路７内に膨張部27を形成させ、当該膨張部27を連続相S2から受ける液圧により層流体L2から分離させるようにした。
【００９０】
従って、マイクロカプセル製造装置41では、マイクロカプセル47のうち、第１の外相半体48aを第１の溶液S3によって形成できるとともに、第２の外相半体48bを当該第１の溶液S3と異なる特性でなる第２の溶液S4により形成できる。
【００９１】
かくしてマイクロカプセル製造装置41では、内相30が気相でなり、かつ外相47が第１の外相半体48a及び第２の外相半体48bからなる油相でなるマイクロカプセル47を水相たる連続相S2内に製造できる。
【００９２】
また、マイクロカプセル製造装置41では、第１の外相用流路42の一端に第１の外相導入部43が設け、第２の外相用流路44の一端に第２の外相導入部45を設けたことにより、第１の外相用流路42及び第２の外相用流路44に供給する流量を個別に調節することで、第１の外相半体48a及び第２の外相半体48bが外相47を占める割合を適宜調節できる。
【００９３】
（３）第３の実施の形態
図１（Ｂ）との対応部分に同一符号を付して示す図１３は第３の実施の形態によるマイクロカプセル製造装置の一部詳細構成を示すもので、この場合、微細流路50は、合流供給部20が設けられた層流形成流路６と、当該合流供給部20の排出口に連通した多層流形成流路52と、この多層流形成流路52の下流に連結した連続相用流路７とから構成されている。
【００９４】
層流形成流路６では、上述した第１の実施の形態と同様に、合流供給部20において、第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11から供給される第１の溶液S3を、内相用流路８から供給された空気Ａの両側から供給することにより層流体L1を形成し得るようになされている。
【００９５】
多層流形成流路52は、内相用流路８を中心にして対称に形成された所定角度を有する第３の外相用流路55及び第４の外相用流路56を備え、合流供給部20の供給部24と、第３の外相用流路55及び第４の外相用流路56の下流側とが層流体合流部57に連通されている。
【００９６】
ここで、第３の外相用流路55及び第４の外相用流路56は、上流側が第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11よりも内相用流路８から遠ざかった位置に設けられ、他端側が下流へゆくに従って次第に層流体合流部57に近づいてゆき、層流体合流部57付近において連続相用流路７と平行になるよう折れ曲がり、排出口が層流体合流部57に連通するように形成されている。
【００９７】
因みに、この実施の形態の場合、第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11は、１つの第１の共通流路（図示せず）を分岐させて形成し、第１の溶液S3が第１の共通流路から均等に供給され得る。また、第３の外相用流路55及び第４の外相用流路56は、１つの第２の共通流路（図示せず）を分岐させて形成し、第２の溶液S4が第２の共通流路から均等に供給され得る。
【００９８】
そして、層流体合流部57には、合流供給部20から層流体L1が供給されるとともに、当該層流体L1の両側から第３の外相用流路55及び第４の外相用流路56を介して第２の溶液S4が供給され得る。
【００９９】
これにより、層流体合流部57では、第２の溶液S4、第１の溶液S3、空気Ａ、第１の溶液S3及び第２の溶液S4の順に配置された多層でなる層流体（以下、これを単に多層流体と呼ぶ）L3を形成し、供給部60によって連続相用流路７と交差する向きから多層流体L3を供給し、膨張部61を形成し得るようになされている。
【０１００】
かくして、連続相用流路７内では、次第に空気Ａが膨らんでゆくとともに、当該空気Ａの外周を取り囲む第１の溶液S3及び第２の溶液S4も次第に膨らんでゆき、膨張部61が大きくなる。この際、膨張部61は、連続相S2内で膨らむに従って連続相S2から受ける液圧も大きくなり、その結果、所定の大きさにまで膨らむと、供給部60で留まることができずに、当該供給部60において多層流体L3から分離してマイクロカプセル62となり得る。
【０１０１】
このようにして多層流体L3は、第２の外相65bが第２の溶液S4で形成された油相でなるとともに、内相30が空気Ａで形成された気相でなり、さらに当該第２の外相65bと内相30との間に第１の溶液S3で形成された第１の外相65aを備えたマイクロカプセル62となり得る。
【０１０２】
以上の構成において、微細流路50では、第１の溶液S3及び空気Ａを所定の流量で合流供給部20に供給することで、当該合流供給部20で空気Ａを第１の溶液S3で挟み込んだ層流体L1を形成し、この層流体L1を層流体合流部57に供給する。
【０１０３】
また、層流体合流部57では、第２の溶液S4が所定の流量で供給されることで、層流体L1を第２の溶液S4で挟み込んだ多層流体L3を形成し、この多層流体L3を連続相S2内に供給する。
【０１０４】
これにより微細流路50では、多層流体L3が第１の溶液S3及び第２の溶液S4で空気Ａを包み込んだまま膨らんだ膨張部61を連続相S2内に形成できる。
【０１０５】
そして、微細流路50では、連続相用流路７内に連続相S2を所定の流量で供給するようにしたことにより、膨張部61が連続相S2内で所定の大きさまで膨らむと、連続相S2による液圧により膨張部61が多層流体L3から分離し、これにより連続相S2を水相とした４相構造のマイクロカプセル62を製造できる。
【０１０６】
以上の構成によれば、内相30となる空気Ａの両側部から第１の外相65aとなる第１の溶液S3を合流させた後、第２の外相65bとなる第２の溶液S4を合流させ、２種の第１の溶液S3及び第２の溶液S4で空気Ａを挟み込んだ多層流体L3を形成し、連続相S2の流れと交差する向きから連続相用流路７に多層流体L3を供給することで、連続相用流路７内に膨張部61を形成させ、当該膨張部61を前記連続相から受ける液圧により前記層流体から分離させるようにした。
【０１０７】
これにより、微細流路50では、連続相S2に供給された第１の外相65aとなる第１の溶液S3及び第２の外相65bとなる第２の溶液S4全てをマイクロカプセル62の第１の外相65a及び第２の外相65bとして用いることができるようになり、余分な第１の溶液S3及び第２の溶液S4が連続相S2内に流出することもないので、従来のように連続相S2内でマイクロカプセル62と余分な第１の溶液S3及び第２の溶液S4とが合体せず、マイクロカプセル62と余分な第１の溶液S3及び第２の溶液S4との分離工程を省くことができ、かくして一段と容易にマイクロカプセル62を製造し得る。
【０１０８】
（４）他の実施の形態
以上、本発明の第１〜第３の実施の形態について説明したが、本発明は、当該第１〜第３の実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。例えば、内相30となる気体として空気Ａを用いたが、この他種々の気体を用いても良い。
【０１０９】
また、上述した第１〜第３の実施の形態においては、マイクロカプセル28，46，62の外相29や中間相65を油相とし、連続相S2を水相とした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、マイクロカプセル28，46，62の外相29や中間相65を水相とし、連続相S2を油相としても良い。
【０１１０】
さらに、上述した第３の実施の形態においては、第１の共通流路を分岐させて第１の外相用流路10及び第２の外相用流路11を形成し、第２の共通流路を分岐させて第３の外相用流路55及び第４の外相用流路56を形成したが、本発明はこれに限らず、上述した第２の実施の形態に示したように、第１の外相用流路10、第２の外相用流路11、第３の外相用流路55及び第４の外相用流路56の導入部をそれぞれ個別に設け、各導入部からそれぞれ異なる溶液を供給するようにしても良い。
【０１１１】
この場合、第１の外相用流路10、第２の外相用流路11、第３の外相用流路55及び第４の外相用流路56に供給する液体や流量を個別に調節することで、マイクロカプセル62の外相29や中間相65の半体部分等を所定の液体で形成できる。
【図面の簡単な説明】
【０１１２】
【図１】本発明による第１の実施の形態のマイクロカプセル製造装置の構成を示す概略図である。
【図２】本発明による第１の実施の形態のマイクロカプセル製造装置の一部詳細構成を示す概略図である。
【図３】マイクロカプセルを利用したサンプル分離の様子を示す概略図である。
【図４】高速度カメラを用いて観察したマイクロカプセルが製造されたときの様子を示す概略図である。
【図５】高速度カメラを用いて観察したマイクロカプセルの状態（１）を示す概略図である。
【図６】高速度カメラを用いて観察したマイクロカプセルの状態（２）を示す概略図である。
【図７】油相流量を制御した場合の油相の厚さ及び油相のみの液滴の有無の実験結果を示す図表である。
【図８】水相流量を制御した場合の水相流量と気相サイズとの関係を示すグラフである。
【図９】水相流量を制御した場合の水相流量と製造率及び製造ピッチとの関係を示すグラフである。
【図１０】水相流量を制御した場合の気相サイズ、製造率及び製造ピッチの実験結果を示す図表である。
【図１１】本発明による第２の実施の形態のマイクロカプセル製造装置の構成を示す概略図である。
【図１２】本発明による第２の実施の形態のマイクロカプセル製造装置の一部詳細構成を示す概略図である。
【図１３】本発明による第３の実施の形態のマイクロカプセル製造装置の一部詳細構成を示す概略図である。
【図１４】従来におけるマイクロカプセルの製造方法の説明に供する概略図である。
【符号の説明】
【０１１３】
１、41  マイクロカプセル製造装置
８  内相用流路
10  第１の外相用流路
11  第２の外相用流路
22  合流部
24、60  供給部
28、46、62  マイクロカプセル
43  第１の外相導入部（導入部）
45  第２の外相導入部（導入部）
57  層流体合流部（合流部）
【図１】
2008073581.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図７】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図９】
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