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均一な液滴を早く、大量に!
~並列マイクロ流路を使った最新のエマルション生成技術~

西迫 貴志(東京科学大学)

発明のポイント

マイクロ流路を用いた液滴生成技術(図1)の生産技術への適用を目指し、複数の流路を並列化して生産量を飛躍的に向上させる「ナンバリングアップ」型の装置が開発されています(図2)。しかし従来装置では、各流路に流量を均一に供給するために複雑な二次元・三次元の流路配置が必要であることが課題となっています。

図1. マイクロ流路を用いた液滴生成技術
図2. 量産装置例(Lab Chip 2012)

発明の概要

図3. 平行型3スリットデバイスの概要(上面図、断面図)

新技術:スリットを用いた液滴量産装置

  • ■マイクロ流路アレイとスリットの組み合わせ(図3)
  • ■スリットとマイクロ流路の接続部にて液滴生成(図4)
  • ■内部の流路構造が大幅に単純化
  • -より高密度な流路配置が可能に
  • -利便性が向上、より保守管理しやすい装置に
  • ■多相液滴の生成にも対応(図5)

実証試験結果

図4. 平行型5スリットデバイス(左)におけるW/O液滴生成の例(右)
(1000流路、流路サイズ:100 × 100 µm、生産速度:2.4 L/h)
図5. 二相液滴(コアシェル、ヤヌス型)生成

想定される用途

  • ■乳化操作全般(食品、化成品、医薬品、農薬他)
  • ■機能性微粒子の生産
  • -ハイドロゲル粒子(薬剤・細胞内包、図6)
  • -薬剤内包PLGA粒子(図7)
  • -異形粒子、表示材料、圧力センサ用カプセル他
  • ■マイクロ・ナノバブル生産
図6. アルギン酸ゲル粒子
図7. 薬剤内包PLGA粒子

ライセンス可能な特許

発明の名称:マイクロ液滴・気泡生成デバイス
国際公開番号:WO2019/168130
登録番号:特許第7254365号(1.30MB)米国12168230(3.73MB)

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