(57)【要約】【課題】マイクロカプセルを溶媒中へ投入したときに、該マイクロカプセルを構成している殻（シェル）の内部に包含させた芯物質を、殻の外へ放出する制御を容易に調整できるマイクロカプセルを提供する。【解決手段】リン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムと、ポリマーとを含む殻で構成されているマイクロカプセル。【選択図】図２
2013166100.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムと、ポリマーとを含む殻で構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】
前記殻の内部に、芯物質を包含しているものである請求項１に記載のマイクロカプセル。
【請求項３】
カルシウム源とポリマーとを含む第１電解質溶液と、リン酸源および／または炭酸源を含む第２電解質溶液とを用い、エレクトロスプレー法によって製造されたものである請求項１または２に記載のマイクロカプセル。
【請求項４】
前記第１電解質溶液として、更にｐＨ調整剤を含有する溶液を用いて製造されたものである請求項３に記載のマイクロカプセル。
【請求項５】
前記ポリマーが、水溶性ポリマーである請求項１〜４のいずれかに記載のマイクロカプセル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機無機ハイブリッドシェルで構成されるシェルを有するマイクロカプセルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロカプセルとは、中空構造を有する微小な粒状体であり、該マイクロカプセルを構成している殻の内部に、種々の芯物質を包含させておき、該芯物質を所望のタイミングで殻外へ放出させたり、徐放させることにより、芯物質を有効に作用させることができる。こうしたマイクロカプセルは、例えば、医療品、記録材料、光学材料などの様々な分野に応用されている。
【０００３】
マイクロカプセルを構成している殻は、通常、リン酸カルシウムや炭酸カルシウムなどの無機物や、ポリマーなどの有機物で形成されている。
【０００４】
マイクロカプセルを製造する方法としては、界面重合法、コアソルベーション法、液中乾燥法などが知られている。これらのうち界面重合法について記載した文献として、特許文献１、２がある。
【０００５】
特許文献１には、炭酸カルシウムの水性懸濁液と、水溶性リン酸類あるいはその水溶性塩の水溶液を反応させ、第三リン酸カルシウムおよび／または水酸化アパタイト結晶層を炭酸カルシウム粒子表面に形成させ、ついで、水不溶性リン酸カルシウム塩あるいはその水性懸濁液を反応させ、内部の炭酸カルシウムを溶出させて、第三リン酸カルシウムおよび／または水酸化アパタイト結晶層の壁材を形成させ、粒子内部を中空にするところに特徴があるリン酸カルシウム系無機中空カプセルの製造方法が開示されている。
【０００６】
特許文献２には、芯物質、無機質シェル形成物質、ポリマーシェル形成物質を含有する分散相を連続相に投入して分散系を調製し、この分散系に前記無機質シェル形成物質と反応して無機質シェルを形成する第２の無機質シェル形成物質と、前記ポリマーシェル形成物質と反応して無機質シェルを形成する第２のポリマーシェル形成物質とを添加することによって、無機質シェルの内側にポリマーシェルを選択的に配置させる２層型のシェル構造に特徴がある複合膜シェルマイクロカプセルの製造方法が開示されている。この文献の実施例には、リン酸カルシウムと有機ポリマーからなる複合膜シェルを形成したマイクロカプセルが記載されている。有機ポリマーとしては、ポリウレアなどの非水溶性ポリマーが例示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１０−２０２０９３号公報
【特許文献２】特開２０１１−９２８５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述したように、マイクロカプセルを構成している殻の内部に包含させた芯物質は、所望のタイミングで殻外へ放出させる必要がある。ところが、上記特許文献１に開示されているリン酸カルシウム系無機中空カプセルは、炭酸カルシウム等の無機物のみで構成されているため、カプセル内部に包含させた芯物質をカプセルの外へ放出させるには、シェルの多孔性等を制御するなど、調整しにくいという問題がある。
【０００９】
一方、上記特許文献２には、リン酸カルシウムと有機ポリマーからなる複合膜シェルが記載されている。しかし、この文献で用いている有機ポリマーは無機シェルのコア側に積層されているため、上記複合膜シェルの内部に芯物質を入れても、複合膜シェル内部に包含させた芯物質（例えば、内包液など）を複合膜シェルの外へ放出させることについては上記特許文献１と同一の課題を有している。
【００１０】
本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、マイクロカプセルを溶媒中へ投入したときに、該マイクロカプセルを構成している殻（シェル）の内部に包含させた芯物質を、殻の外へ放出する制御を容易に調整できるマイクロカプセルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決することのできる本発明に係るマイクロカプセルとは、リン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムと、ポリマーとを含む殻で構成されている点に要旨を有している。前記殻の内部には、芯物質を包含していてもよい。
【００１２】
上記マイクロカプセルは、カルシウム源とポリマーとを含む第１電解質溶液と、リン酸源および／または炭酸源を含む第２電解質溶液とを用い、エレクトロスプレー法によって製造されたものである。上記マイクロカプセルは、前記第１電解質溶液として、更にｐＨ調整剤を含有する溶液を用いて製造されたものであってもよい。上記ポリマーは、水溶性ポリマーであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、マイクロカプセルを構成している殻を、リン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムと、ポリマーとを含むハイブリッド型としているため、殻を構成しているポリマーの種類と量を調整することによって、該マイクロカプセルを、用いたポリマーが溶解する溶媒中へ投入したときに殻の内部に包含されている芯物質の放出時期を適切に制御できる。
【００１４】
本発明では、上記ポリマーとして特に水溶性ポリマーを用い、得られたマイクロカプセルを水性液中へ投入することによって、殻の内部に包含されている芯物質を容易に殻の外部へ放出させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本発明で用いたマイクロカプセルの製造装置を説明するための模式図である。
【図２】図２は、実験１で作製したマイクロカプセルの断面を示す蛍光画像（図面代用写真）であり、（ａ）は本発明例のマイクロカプセルの写真、（ｂ）はコントロールのマイクロカプセルの写真を示している。
【図３】図３は、実験２で作製したマイクロカプセルの断面を示す蛍光画像（図面代用写真）であり、（ａ）は本発明例のマイクロカプセルの写真、（ｂ）はコントロールのマイクロカプセルの写真を示している。
【図４】図４は、実験３で作製したマイクロカプセルの断面を示す蛍光画像（図面代用写真）であり、（ａ）は本発明例のマイクロカプセルの写真、（ｂ）はコントロールのマイクロカプセルの写真を示している。
【図５】図５は、実験４で作製したマイクロカプセルの断面を示す蛍光画像（図面代用写真）であり、（ａ）は本発明例のマイクロカプセルの写真、（ｂ）はコントロールのマイクロカプセルの写真を示している。
【図６】図６は、実験５で作製したマイクロカプセルの断面を示す蛍光画像（図面代用写真）であり、（ａ）は本発明例のマイクロカプセルの写真、（ｂ）はコントロールのマイクロカプセルの写真を示している。
【図７】図７は、実験６で作製したマイクロカプセルの断面を示す蛍光画像（図面代用写真）であり、（ａ）は本発明例のマイクロカプセルの写真、（ｂ）はコントロールのマイクロカプセルの写真を示している。
【図８】図８は、実施例２で作製したマイクロカプセルの断面を示す図面代用写真であり、（ａ）は微分干渉像、（ｂ）は蛍光画像を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明者らは、マイクロカプセルを溶媒中へ投入したときに、該マイクロカプセルを構成している殻（シェル）の内部に包含されている芯物質を殻の外へ放出させるタイミングを適切に制御できるマイクロカプセルを実現すべく鋭意検討を重ねてきた。その結果、マイクロカプセルを構成する殻を、リン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムと、ポリマー（好ましくは水溶性ポリマー）の両方を含む有機無機ハイブリッド型とすれば、該殻の内部に包含されている芯物質の放出時期を適切に制御できることを見出し、本発明を完成した。以下、本発明について説明する。
【００１７】
本発明に係るマイクロカプセルは、無機物質であるリン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムと、有機物質であるポリマーとを含む殻で構成されている。上記殻が、有機物質であるポリマーを含むように構成することによって、該殻で構成されているマイクロカプセルを、上記ポリマーを溶解する溶媒中へ投入したときに、ポリマーが溶媒中に溶解する。このとき、溶媒として、上記殻を構成している無機物質（リン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウム）を溶解しないものを用いれば、無機物質は、溶媒中に溶解しないため、殻には外側と内側とを繋ぐ貫通孔が形成される。そのため殻の内部に内包されている芯物質は、ポリマーの溶解と共に、殻の外側へ放出される。このときポリマーの種類や、殻の質量に対するポリマーの配合量を変えることによって、芯物質が殻の外側へ放出されるタイミングを調整できる。
【００１８】
また、上記殻が、リン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含むことによって、生体との親和性が良好になるという効果も発揮される。
【００１９】
なお、本発明のマイクロカプセルを構成している殻の内部構造は解明されていないが、無機カプセル殻中にもポリマーが存在あるいはポリマー種の選択により殻から除去可能であるため、上記特許文献２のような無機質と有機質の２層構造にはなっていないと考えられる。
【００２０】
上記殻に含まれるリン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムの含有量は、合計で３０〜９８質量％であればよく、より好ましくは６０〜９５質量％である。
【００２１】
上記殻を構成するポリマーとしては、例えば、セルロース誘導体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエーテルサルホン、アクリル系樹脂、ポリ乳酸などの非水溶性ポリマーや、キトサン、ポリエチレングリコール、ポリアリルアミン、ポリジアリルジメチルアンモニウム、タンパク質、多糖類、ポリビニルアルコールなどの水溶性ポリマーを用いることができ、これら非水溶性ポリマーまたは水溶性ポリマーが溶解する溶媒への溶解性を考慮して単独で、或いは複数種類を併用すればよい。より好ましくはキトサンである。
【００２２】
上記殻に含まれるポリマーの含有量は、溶媒への溶解性を考慮して定めればよく、その含有量は特に限定されないが、例えば、０．５〜７０質量％であればよく、より好ましくは１〜４０質量％である。
【００２３】
上記殻に含まれるリン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムの含有量と、ポリマーの含有量は、例えば、元素分析、誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）、熱重量測定で測定できる。
【００２４】
上記マイクロカプセルの大きさは特に限定されず、例えば、最大直径が、５０〜１０００μｍ程度である。上記マイクロカプセルの形状は特に限定されず、例えば、球状、ラグビーボール状、フラスコ状、赤血球状などである。
【００２５】
上記マイクロカプセルを構成している殻の内部には、芯物質を包含させることができる。上記芯物質としては、例えば、酵母、大腸菌等の微生物細胞、カビ、動物細胞、植物細胞、昆虫細胞、タンパク質、核酸、高分子粒子、無機微粒子等の触媒、吸着剤、薬物、生理活性物質、芳香成分、栄養分が挙げられる。
【００２６】
本発明に係るマイクロカプセルは、例えば、医薬品、記録材料、光学材料、農薬関連製品、芳香剤、肥料、栄養補助剤、栄養剤、食品、害虫・益虫誘因剤、人工種子、臓器・組織再生、歯科充填剤などの用途に使用できる。
【００２７】
次に、本発明に係るマイクロカプセルを製造できる方法および該方法を実施するための装置について説明する。
【００２８】
本発明のマイクロカプセルは、カルシウム源とポリマー（好ましくは水溶性ポリマー）とを含む第１電解質溶液と、リン酸源および／または炭酸源を含む第２電解質溶液とを用い、エレクトロスプレー法によって製造できる。エレクトロスプレー法とは、先端のとがったニードル（チューブ）に高電圧を加えることで電界集中により液体を噴射する方法である。この方法によれば、ニードルの先端から液体を液滴状に、連続して排出できるため、均一な大きさのマイクロカプセルを連続して製造できる。
【００２９】
上記エレクトロスプレー法によりマイクロカプセルを製造できる方法およびその装置は、本発明者らが先に特開２０１０−２０１３５０号公報、特開２０１１−２５５３１９号公報として提案しているので、これらを参照できる。
【００３０】
マイクロカプセルを製造できる装置について、図面を用いてより具体的に説明する。なお、本発明で用いることのできる装置は、図示例に限定される訳ではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【００３１】
図１に示したマイクロカプセル製造装置１は、先端にニードル２が取り付けられたシリンジ３と、ニードル２に対向して配置された電極板４と、この電極板４とニードル２との間に電圧を印加する電源部５と、電極板４上に配置されたスターラー６と、スターラー６の上に配置された容器７とから構成されている。
【００３２】
上記シリンジ３内には、第１電解質溶液８が充填され、容器７には、第２電解質溶液９が保持されている。まず、第１電解質溶液と第２電解質溶液について説明する。
【００３３】
［第１電解質溶液］
上記第１電解質溶液８は、カルシウム源とポリマーとを含む溶液であり、カルシウム源とポリマーは、いずれも殻の形成に寄与する。また、ポリマーは、第１電解質溶液８の粘度調整にも寄与する。
【００３４】
上記カルシウム源としては、例えば、塩化カルシウム、次亜塩素酸カルシウム、酸化カルシウム、水酸化カルシウム、臭化カルシウム、酢酸カルシウムなどを用いることができる。
【００３５】
上記カルシウム源の濃度は、上記第１電解質溶液８の質量に対して、０．５〜１５％程度であればよく、より好ましくは１〜１０％である。
【００３６】
上記ポリマーとしては、上述したように、非水溶性ポリマーや水溶性ポリマーを用いることができる。
【００３７】
上記ポリマーの濃度は、上記第１電解質溶液８の質量に対して、０．１〜２０％程度であればよく、より好ましくは０．５〜１０％である。
【００３８】
上記カルシウム源とポリマーは、夫々、単一種であってもよいし、複数種を組み合わせたものであってもよい。
【００３９】
上記第１電解質溶液８の溶媒としては、上記ポリマーを溶解できる溶媒を用いれば良く、非水溶性ポリマーを用いる場合は、有機溶媒、水溶性ポリマーを用いる場合は、水性溶媒（例えば、水）を用いればよい。
【００４０】
上記第１電解質溶液８に、マイクロカプセルに内包させたい芯物質を含有させることによって、芯物質を内包しているマイクロカプセルを製造できる。上記芯物質は、単一種であってもよいし、複数種を組み合わせたものであってもよい。
【００４１】
上記第１電解質溶液８中の芯物質の濃度は、芯物質の種類にもよるが、上記第１電解質溶液８の質量に対して、例えば、１ｐｐｍ〜５０質量％である。芯物質が、例えば、細胞の場合には、０．０１〜１０質量％が好ましく、また、酵素等のタンパク質の場合には、１ｐｐｍ〜１０質量％が好ましい。芯物質が、例えば、酵母の場合には、第１電解質溶液８に、酵母を培養するための液（培地）を更に加えてもよい。
【００４２】
なお、芯物質は、必ずしも添加しなくてもよく、殻を形成した後、該殻の内部に後から芯物質を浸透包含させてもよい（詳細は後述する）。
【００４３】
上記第１電解質溶液８には、更にｐＨ調整剤を含有させてもよい。上記ｐＨ調整剤としては、例えば、酢酸、塩酸、水酸化ナトリウム、アミン類、各種緩衝液用塩類などを用いることができる。
【００４４】
［第２電解質溶液］
上記第２電解質溶液９は、リン酸源および／または炭酸源を含む溶液であり、リン酸源と炭酸源は、上記第１電解質溶液８中のカルシウム源と反応し、リン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを生成していずれも殻の形成に寄与する。
【００４５】
上記リン酸源としては、例えば、水溶性のリン酸塩を用いることができ、リン酸塩としては、例えば、リン酸ナトリウム、リン酸カリウム、リン酸、ポリリン酸、リン酸アンモニウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、リン酸を生じる各種反応などを用いることができる。
【００４６】
上記リン酸源の濃度は、上記第２電解質溶液９の質量に対して、０．１〜１０％程度であればよく、より好ましくは１〜５％である。
【００４７】
上記炭酸源としては、例えば、水溶性の炭酸塩を用いることができ、炭酸塩としては、例えば、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸アンモニウム、炭酸リチウム、炭酸を生じる各種化学反応などを用いることができる。
【００４８】
上記炭酸源の濃度は、上記第２電解質溶液９の質量に対して、０．１〜１０％程度であればよく、より好ましくは１〜５％である。
【００４９】
上記第２電解質溶液９の溶媒としては、水を用いればよい。
【００５０】
上記第２電解質溶液９の上に有機溶媒や油を配置して例えば二層状態にすれば、有機溶媒や油がクッション材として作用し、落下してきた微小液滴の形を球状にそろえることが可能となる。この場合、上層である有機溶媒層や油層に微小液滴が落ち、この層を徐々に沈み、下層である第２電解質溶液９に接触することにより、マイクロカプセルを製造できる。
【００５１】
以上、第１電解質溶液と第２電解質溶液について説明した。図１に戻って説明する。
【００５２】
上記シリンジ３の先端に設けられたニードル２の内径は、例えば、１０〜１０００μｍであればよい。
【００５３】
上記シリンジ３の押し子３ａが、図示しない駆動部によって押圧されることにより、シリンジ３内の第１電解質溶液８は、ニードル２の先端から押し出される。駆動部による押し子３ａの押し出し速度を制御することによって、ニードル２から押し出される第１電解質溶液８の流量を制御できる。ニードル２から押し出される第１電解質溶液８の流量は、ニードル２の内径に応じた適切な値に設定すればよい。
【００５４】
上記ニードル２としては、金属などの導電性材料が推奨されるが、他のガラス等の不導体材料も利用可能である。ニードル２は電源部５に接続されており、高電圧が印加されるようになっている。
【００５５】
なお、図１は、電源部５の正極をニードル２に接続した構成例を示しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、電源部５の負極をニードル２に接続してもよい。
【００５６】
また、上記シリンジ３とニードル２の構成は、上記図１に示した構成に限定されるものではなく、例えば、外管とこの外管内に同軸状に配置された内管とを有する二重管を用いてもよい。この場合、第１電解質溶液を二つに分け、外管からカルシウム源を含む第１電解質溶液ａを押し出すと同時に、内管からポリマーを含む第１電解質溶液ｂを押し出せばよい。芯物質は、外管から押し出す第１電解質溶液ａに含有させてもよいし、内管から押し出す第１電解質溶液ｂに含有させてもよい。なお、外管と内管へ供給する溶液は逆でもよい。
【００５７】
上記電源部５のニードル２に接続されている電極と反対側の電極は、接地されるとともに、電極板４に接続されている。これにより、ニードル２と電極板４との間に電界が形成される。
【００５８】
上記電源部５としては、直流電源が使用される。ニードル２に印加される電圧（ニードル２と電極板４との電位差）は、例えば、５〜５０ｋＶであり、特に１０〜２５ｋＶが好ましい。ニードル２に印加される電圧やシリンジを押し出すスピードを調整することによって、ニードル２から押し出される第１電解質溶液８の流量を調整できる。
【００５９】
上記電極板４は、金属等の導電性材料で構成されていればよい。上記スターラー６は、容器７内の第２電解質溶液９を攪拌するためのものである。スターラー６は、例えば、磁力式のものであって、容器７内に配置した攪拌子（図示省略）を磁力により回転させることによって、第２電解質溶液９を攪拌するようになっている。容器７は、導電性材料で形成されていてもよいが、絶縁性材料で形成されていてもよい。
【００６０】
次に、マイクロカプセル製造装置１を用いたマイクロカプセルの製造方法について、より具体的に説明する。
【００６１】
ニードル２から第１電解質溶液８を一定の速度で押し出す。このとき、ニードル２と電極板４との間に電圧を印加しておくことにより、ニードル２の先端に第１電解質溶液８が出てきて、円錐状のメニスカスが形成される。このメニスカスには、カチオンが集まっているため、電界集中が生じている。この円錐状のメニスカスにおいて、電荷の静電反発力が表面張力を上回ると、メニスカスから微小液滴が分離する。分離する際、微小液滴は、静電反発力と表面張力の作用により大きさが揃ったものとなる。分離した微小液滴は、強く帯電しているため、液滴間の静電反発力によりスプレー状に噴出される。なお、微小液滴中のカチオンは、電荷の静電反発力が最小となるように、主に微小液滴の表面側に存在している。また、微小液滴の内部には、カルシウム源と溶媒と必要により芯物質とが存在している。
【００６２】
ニードル２と電極板４との間には電界が形成されているため、電極板４と逆符号に帯電している微小液滴は、電極板４に引き寄せられ、第２電解質溶液９に向かって飛翔して、第２電解質溶液９中に滴下される。
【００６３】
微小液滴を第２電解質溶液９に接触させると、微小液滴の表面側に存在するカチオン（カルシウムイオン）と、第２電解質溶液９中のアニオン（リン酸イオンおよび／または炭酸イオン）とが電気的相互作用により結合して、リン酸カルシウムおよび／または炭酸カルシウムを含む殻が形成される。このとき第１電解質溶液８に含まれるポリマーが殻に取り込まれる。殻の内部には、芯物質と溶媒が封入される。このようにして、芯物質を内包するマイクロカプセルが製造される。製造されるマイクロカプセルの粒径（最大直径）は、５０μｍ〜５００μｍ程度である。
【００６４】
マイクロカプセルの粒径は、例えば、ニードル２の先端から第２電解質溶液９の液面までの距離Ｌを制御することにより、第２電解質溶液９に滴下される微小液滴の粒径を制御することによっても調整できる。ニードル２の先端から第２電解質溶液９の液面までの距離Ｌは、例えば、１〜２０ｃｍとすればよい。
【００６５】
以上説明したマイクロカプセルの製造方法によると、静電反発力と表面張力の作用により、大きさの揃った微小液滴をニードル２から大気中へ噴出させることができる。また、大気中へ噴出された微小液滴は帯電しているため、液滴同士が移動中に合体することがなく、大きさが揃った状態のまま第２電解質溶液９に接触させることができる。従って、均一な粒径のマイクロカプセルを製造できる。
【００６６】
上述したように、上記マイクロカプセルの製造方法では、ニードル２に電圧を印加しつつ、ニードル２から第１電解質溶液８を押し出して、噴出された微小液滴を第２電解質溶液９に滴下するという、一連の工程のみでマイクロカプセルを製造できる。また、ニードル２から第１電解質溶液８を一定流量で連続的に押し出して、第２電解質溶液９を連続的に回収することにより、マイクロカプセルを連続的に製造できる。そのため、生産性に優れている。
【００６７】
例えば、界面重合法と呼ばれる方法でマイクロカプセルを製造した場合には、使用した芯物質のうち、マイクロカプセルに内包される芯物質の割合は、１００％に満たないが、本実施形態では、シリンジ３内に充填された第１電解質溶液８を全てニードル２から押し出すことにより、第１電解質溶液８に添加された芯物質を全てマイクロカプセルに内包させることができる。
【００６８】
なお、上記では、シリンジ３内に第１電解質溶液を充填し、容器７に第２電解質溶液を保持した構成例について説明したが、本発明はこの構成例に限定されるものではなく、シリンジ３内に第２電解質溶液を充填し、容器７に第１電解質溶液を保持してもよい。この場合、上記芯物質は、上記第２電解質溶液に含有させればよい。
【００６９】
また、上記第１電解質溶液は、上記芯物質を含有している必要はなく、例えば、芯物質を含有しない第１電解質溶液と、上記第２電解質溶液を用いて殻を形成した後、該殻を溶媒中へ供給して殻に含まれるポリマーを溶出させ、殻の外側から内側へ芯物質を浸透させて包含させてもよい。
【００７０】
本発明のマイクロカプセルを製造するにあたり、水溶性ポリマーを用いた場合には、有機溶媒を使用しなくてよいため、環境への負荷が小さい。また、生体に対する安全性が高いマイクロカプセルを得ることができる。また、マイクロカプセルに酵母等の活性物質を内包させる場合、酵母等の活性状態を損なうことなく、マイクロカプセルに内包させることができる。
【００７１】
また、第１電解質および第２電解質として、生体適合性を有する物質を用いることにより、マイクロカプセルを医薬用途に利用することができる。
【００７２】
更に、第１電解質および第２電解質として、生分解性を有する物質を用いることにより、環境負荷のより小さいマイクロカプセルを得ることができる。
【００７３】
また、得られたマイクロカプセルを溶媒へ投入すると、殻に含まれるポリマーが溶媒へ溶解し、殻には内側と外側を繋ぐ貫通孔が形成されるため、金属イオンやグルコースなどの低分子物質が透過可能となる。そのため、例えば、マイクロカプセルに酵母を内包させる場合、マイクロカプセルを構成する殻を作製した後に、殻の内部に包含される第２電解質溶液９を液体培地に置換することにより、培地中の栄養物質が界面の内側に浸入するため、マイクロカプセル内で酵母を増殖させることができる。
【００７４】
また、殻の内部に医薬などの芯物質を包含させた場合には、該芯物質をゆっくりと外部へ放出させることができる。このようなマイクロカプセルを徐放性カプセルという。
【００７５】
以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。
【実施例】
【００７６】
（実施例１）
第１電解質溶液として、塩化カルシウム、キトサン、および酢酸を含み、更に芯物質が殻の内部に取り込まれるかを確認するための蛍光物質を含む水溶液を用い、第２電解質溶液として、Ｎａ2ＨＰＯ4を含む水溶液を用い、上述したマイクロカプセルの製造方法によって、マイクロカプセルを作製した。得られたマイクロカプセルの断面を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察し、マイクロカプセル内に蛍光物質が包含されているかを確認した。このときコントロール（対照）として、蛍光物質を含まない第１電解質溶液を用いて同じ条件でマイクロカプセルを作製し、得られたマイクロカプセルの断面を観察した。
【００７７】
マイクロカプセルの作製には、図１に示す構成のマイクロカプセル製造装置を用意した。ニードル２としては、ルアーロック注射針の針先９０°、丸基タイプの３０Ｇ（内径１３０μｍ、外径３１０μｍ）のものを用意した。シリンジ３としては、オールプラスチックディスポシリンジ（ロックタイプ、５ｍｌ、型式Ｈ４０５０−ＬＬ）を使用した。電極板４と電源部５としては、株式会社メック製の「ＬＡＢ用ナノファイバー  サンプル作製装置」のＮＦ−１０４を使用した。スターラー６としては、日伸理化株式会社製の「ミニＤＣスターラーＳＷ−Ｍ０１」を使用した。容器７としては、ステンレス製シャーレを使用した。
【００７８】
＜コントロール＞
第１電解質溶液として、塩化カルシウムを５質量％、キトサンを２質量％、酢酸を２００ｍＭ含む水溶液を用いた。第２電解質溶液として、Ｎａ2ＨＰＯ4濃度が５質量％の水溶液を用いた。これら第１、第２電解質溶液を用いて、上述したマイクロカプセルの製造方法によって、マイクロカプセルを作製した。
【００７９】
ニードル２への印加電圧は２３．０ｋＶとし、ニードル２から押し出される第１電解質溶液の流量を０．２ｍＬ／ｈとした。ニードル２の先端から第２電解質溶液の液面までの距離Ｌは５ｃｍとした。
【００８０】
得られたマイクロカプセルは、リン酸カルシウムとキトサンを含む殻を有しており、元素分析を行った結果、殻の質量に対するキトサンの質量は約３０％であった。
【００８１】
＜実験１＞
上記コントロールで用いた第１電解質溶液に対して、更に蛍光物質含有芯物質としてSIGMA-ALDRICH社製のＦＩＴＣ−牛血清アルブミン（ＢＳＡ）を添加した溶液を用いて、上記コントロールと同じ条件でマイクロカプセルを作製した。上記第１電解質溶液におけるＦＩＴＣ−ＢＳＡ濃度は１０μｇ／ｍＬとした。得られたマイクロカプセルを構成している殻は、リン酸カルシウムとキトサンを含有していた。
【００８２】
作製したマイクロカプセルの断面を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察し、観察倍率６０倍で撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図２（ａ）に示す。また、コントロールとして、ＦＩＴＣ−ＢＳＡを含有しない第１電解質溶液を用いてマイクロカプセルを作製し、この断面を撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図２（ｂ）に示す。
【００８３】
断面を観察したときに、殻の内部で蛍光物質が発光している場合は、殻の中に芯物質を包含できたことを意味している。なお、コントロールには、蛍光物質含有芯物質は入れていないが、測定条件によって若干発光することがある。
【００８４】
図２から明らかなように、本発明によれば、ＦＩＴＣ−ＢＳＡを内包するマイクロカプセルを製造できることが分かる。用いたＦＩＴＣ−ＢＳＡ量に対する封入率は、８０％以上であった。
【００８５】
＜実験２＞
上記コントロールで用いた第１電解質溶液に対して、更に蛍光物質含有芯物質としてSIGMA-ALDRICH社製のＦＩＴＣ−デキストランを添加した溶液を用いて、上記コントロールと同じ条件でマイクロカプセルを作製した。上記第１電解質溶液におけるＦＩＴＣ−デキストラン濃度は１０μｇ／ｍＬとした。得られたマイクロカプセルを構成している殻は、リン酸カルシウムとキトサンを含有していた。
【００８６】
作製したマイクロカプセルの断面を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図３（ａ）に示す。また、コントロールとして、ＦＩＴＣ−デキストランを含有しない第１電解質溶液を用いてマイクロカプセルを作製し、この断面を撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図３（ｂ）に示す。
【００８７】
図３から明らかなように、本発明によれば、ＦＩＴＣ−デキストランを内包するマイクロカプセルを製造できることが分かる。用いたＦＩＴＣ−デキストラン量に対する封入率は、８０％以上であった。
【００８８】
＜実験３＞
上記コントロールで用いた第１電解質溶液に対して、更に蛍光物質含有芯物質としてSIGMA-ALDRICH社製のカルセインを添加した溶液を用いて、上記コントロールと同じ条件でマイクロカプセルを作製した。上記第１電解質溶液におけるカルセイン濃度は１０μｇ／ｍＬとした。得られたマイクロカプセルを構成している殻は、リン酸カルシウムとキトサンを含有していた。
【００８９】
作製したマイクロカプセルの断面を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図４（ａ）に示す。また、コントロールとして、カルセインを含有しない第１電解質溶液を用いてマイクロカプセルを作製し、この断面を撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図４（ｂ）に示す。
【００９０】
図４から明らかなように、本発明によれば、カルセインを内包するマイクロカプセルを製造できることが分かる。用いたカルセイン量に対する封入率は、８０％以上であった。
【００９１】
＜実験４＞
上記コントロールで用いた第１電解質溶液に対して、更に蛍光物質含有芯物質として合成したＴＲＩＴＣ−ポリエチレングリコール（ＰＥＧ；分子量２，０００）を添加した溶液を用いて、上記コントロールと同じ条件でマイクロカプセルを作製した。上記第１電解質溶液におけるＴＲＩＴＣ−ＰＥＧ濃度は１０μｇ／ｍＬとした。得られたマイクロカプセルを構成している殻は、リン酸カルシウム、キトサン、およびＴＲＩＴＣ−ＰＥＧを含有しており、殻の元素分析を行った結果、殻の質量に対するＴＲＩＴＣ−ＰＥＧの質量は約１％であった。
【００９２】
作製したマイクロカプセルの断面を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図５（ａ）に示す。また、コントロールとして、ＴＲＩＴＣ−ＰＥＧを含有しない第１電解質溶液を用いてマイクロカプセルを作製し、この断面を撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図５（ｂ）に示す。
【００９３】
図５から明らかなように、本発明によれば、ＴＲＩＴＣ−ＰＥＧを内包するマイクロカプセルを製造できることが分かる。用いたＴＲＩＴＣ−ＰＥＧ量に対する封入率は、８０％以上であった。
【００９４】
＜実験５＞
上記コントロールで用いた第１電解質溶液に対して、更に蛍光物質含有芯物質としてThermo  SCIENTIFIC社製のポリスチレン粒子（平均粒子径０．５μｍ）を添加した溶液を用いて、上記コントロールと同じ条件でマイクロカプセルを作製した。上記第１電解質溶液におけるポリスチレン粒子濃度は１０μｇ／ｍＬとした。得られたマイクロカプセルを構成している殻は、リン酸カルシウムとキトサンを含有していた。
【００９５】
作製したマイクロカプセルの断面を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図６（ａ）に示す。また、コントロールとして、ポリスチレン粒子を含有しない第１電解質溶液を用いてマイクロカプセルを作製し、この断面を撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図６（ｂ）に示す。
【００９６】
図６から明らかなように、本発明によれば、蛍光物質を含有しているポリスチレン粒子を内包するマイクロカプセルを製造できることが分かる。用いたポリスチレン粒子量に対する封入率は、８０％以上であった。
【００９７】
＜実験６＞
上記実験５において、平均粒子径が１．９μｍのポリスチレン粒子（Duke Scientific Corp.社製）を用いた以外は同じ条件でマイクロカプセルを作製した。得られたマイクロカプセルを構成している殻は、リン酸カルシウムとキトサンを含有していた。
【００９８】
作製したマイクロカプセルの断面を、共焦点レーザー顕微鏡を用いて撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図７（ａ）に示す。また、コントロールとして、ポリスチレン粒子を含有しない第１電解質溶液を用いてマイクロカプセルを作製し、この断面を撮影した蛍光画像（図面代用写真）を図７（ｂ）に示す。
【００９９】
図７から明らかなように、本発明によれば、蛍光物質を含有しているポリスチレン粒子を内包するマイクロカプセルを製造できることが分かる。用いたポリスチレン粒子量に対する封入率は、８０％以上であった。
【０１００】
（実施例２）
上記実施例１のコントロールにおいて、「キトサン」２質量％の代わりに、和光純薬社製の「キトサン１０」を１．６質量％と、合成して得られた蛍光物質を含有している「キトサン１０−ＴＲＩＴＣ」を０．４質量％混合し、合計量を２質量％としたものを用い、上記実施例１のコントロールと同じ条件でマイクロカプセルを製造した。得られたマイクロカプセルを構成している殻は、リン酸カルシウム、キトサン１０、およびキトサン１０−ＴＲＩＴＣを含有していた。
【０１０１】
作製したマイクロカプセルを第２電解質溶液から取出し、洗浄せずに、断面を共焦点レーザー顕微鏡を用いて観察倍率６０倍で観察して撮影した微分干渉像（図面代用写真）を図８の（ａ）、蛍光画像（図面代用写真）を図８の（ｂ）に示す。
【０１０２】
図８から明らかなように、作製したマイクロカプセルを洗浄しない場合は、殻の内部に、蛍光物質を含有しているキトサン１０−ＴＲＩＴＣを内包するマイクロカプセルが製造できることが分かる。用いた蛍光物質を含有しているキトサン１０−ＴＲＩＴＣ量に対する封入率は、８０％以上であった。
【符号の説明】
【０１０３】
１  マイクロカプセル製造装置
２  ニードル
３  シリンジ
４  電極板
５  電源部
６  スターラー
７  容器
８  第１電解質溶液
９  第２電解質溶液
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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