JPH0549335B2 - - Google Patents
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- JPH0549335B2 JPH0549335B2 JP63075150A JP7515088A JPH0549335B2 JP H0549335 B2 JPH0549335 B2 JP H0549335B2 JP 63075150 A JP63075150 A JP 63075150A JP 7515088 A JP7515088 A JP 7515088A JP H0549335 B2 JPH0549335 B2 JP H0549335B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- capsule
- solution
- chitosan
- permeability
- membrane
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J13/00—Colloid chemistry, e.g. the production of colloidal materials or their solutions, not otherwise provided for; Making microcapsules or microballoons
- B01J13/02—Making microcapsules or microballoons
- B01J13/20—After-treatment of capsule walls, e.g. hardening
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Micro-Organisms Or Cultivation Processes Thereof (AREA)
- Manufacturing Of Micro-Capsules (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明はキトサンのような可溶性キチン誘導体
を被膜形成材として用いた被膜透過性制御可能な
カプセル体の製造方法に関する。
を被膜形成材として用いた被膜透過性制御可能な
カプセル体の製造方法に関する。
従来の技術及び解決すべき課題
バイオテクノロジーの分野において、カプセル
を利用して微生物や酵素を固定したり、動物細胞
をカプセルを用いて培養する方法（マイクロカプ
セル法）等が特に注目されている。
を利用して微生物や酵素を固定したり、動物細胞
をカプセルを用いて培養する方法（マイクロカプ
セル法）等が特に注目されている。
マイクロカプセル法により培養を行うと、細胞
を培養中の機械的剪断力から保護することができ
かつ、カプセル膜の透過性を制御することにより
細胞の産生する生理活性物質をカプセル内に高濃
度で蓄積させることができるので、その後の分離
回収が有利であるとともに、細胞と培養液との分
離も容易に行い得る等の優れた利点がある。
を培養中の機械的剪断力から保護することができ
かつ、カプセル膜の透過性を制御することにより
細胞の産生する生理活性物質をカプセル内に高濃
度で蓄積させることができるので、その後の分離
回収が有利であるとともに、細胞と培養液との分
離も容易に行い得る等の優れた利点がある。
しかしながら、マウクロカプセル法において
は、カプセル膜の透過性を適切に制御することが
できないなど問題となつていた。このため、例え
ば特開昭55−44387号（半透過性マイクロカプセ
ル−の製造法）の技術では、マイクロカプセルの
透過性を、その膜形成の間、、界面重合反応にお
けるパラメータを調節することにより行うとの提
案がなされている。しかしながら、この技術にお
いては方法が煩雑でありまた、種々の溶剤を使用
しなければならないなど実用的なものではなかつ
た。
は、カプセル膜の透過性を適切に制御することが
できないなど問題となつていた。このため、例え
ば特開昭55−44387号（半透過性マイクロカプセ
ル−の製造法）の技術では、マイクロカプセルの
透過性を、その膜形成の間、、界面重合反応にお
けるパラメータを調節することにより行うとの提
案がなされている。しかしながら、この技術にお
いては方法が煩雑でありまた、種々の溶剤を使用
しなければならないなど実用的なものではなかつ
た。
発明の目的
従つて、本発明は、簡易な方法でカプセル膜の
透過性を自由に、かつ正確に制御できるカプセル
体の製造方法を提供することを目的とする。
透過性を自由に、かつ正確に制御できるカプセル
体の製造方法を提供することを目的とする。
本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討し
た結果、カプセル化に使用する溶液のイオン強度
を予め調節してからカプセルを調製すれば、調節
したイオン強度に対応した膜透過性をもつたカプ
セル膜をつくることができることを見出し、本発
明をなすに至つたものである。
た結果、カプセル化に使用する溶液のイオン強度
を予め調節してからカプセルを調製すれば、調節
したイオン強度に対応した膜透過性をもつたカプ
セル膜をつくることができることを見出し、本発
明をなすに至つたものである。
発明の構成
即ち、本発明は、
ポリアニオン多糖類またはその塩の単独もしく
はそれらの混合物を基材とする流動体と、可溶性
キチン誘導体の溶液とを接触してその流動体を芯
部として内包するカプセル体を製造する方法にお
いて、その可溶性キチン誘導体の溶液を透析し
て、実質的に全ての遊離酸イオンを除去し、次い
で該可溶性キチン誘導体の溶液に0.1〜0.7モル濃
度の中性塩を添加した後、流動体と可溶性キチン
誘導体の溶液とを接触するカプセル体の製造方法
に関する。
はそれらの混合物を基材とする流動体と、可溶性
キチン誘導体の溶液とを接触してその流動体を芯
部として内包するカプセル体を製造する方法にお
いて、その可溶性キチン誘導体の溶液を透析し
て、実質的に全ての遊離酸イオンを除去し、次い
で該可溶性キチン誘導体の溶液に0.1〜0.7モル濃
度の中性塩を添加した後、流動体と可溶性キチン
誘導体の溶液とを接触するカプセル体の製造方法
に関する。
以下、本発明について詳述する。
本発明においてカプセル体のゲル被膜を形成す
るのに用いるポリアニオン多糖類またはその塩は
水溶液中でポリアニオン重合体となる多糖類また
はその塩であつて、低メトキシルペクチン、カラ
ギナン、カルボキシメチルセルロース、アルギン
酸ナトリウム、コンドロイチン硫酸等を例示し得
る。これらの多糖類は単独または混合物としてい
得る。分子量としては、カプセル形成性の点で
104〜106のものが好ましい。
るのに用いるポリアニオン多糖類またはその塩は
水溶液中でポリアニオン重合体となる多糖類また
はその塩であつて、低メトキシルペクチン、カラ
ギナン、カルボキシメチルセルロース、アルギン
酸ナトリウム、コンドロイチン硫酸等を例示し得
る。これらの多糖類は単独または混合物としてい
得る。分子量としては、カプセル形成性の点で
104〜106のものが好ましい。
一方、同じゲル被膜の形成に用いる可溶性キチ
ン誘導体は、本来不活性な物質であるキチンに化
学的処理を施してその反応活性を高めたものであ
つて、キチンを脱アセチル化処理して得られるキ
トサンが代表的なものとして例示し得る。
ン誘導体は、本来不活性な物質であるキチンに化
学的処理を施してその反応活性を高めたものであ
つて、キチンを脱アセチル化処理して得られるキ
トサンが代表的なものとして例示し得る。
因に、キチンはカニ、オキアミ、昆虫等の甲皮
微生物の細胞壁、きのこ類等に含まれるＮ−アセ
チル−Ｄ−グルコサミンがβ（１→４）結合した
直鎖ホモ多糖体であつて、天然に豊富に生産され
るものであるが、その不活性の故にそのままで利
用できない未利用天然資源といえる。
微生物の細胞壁、きのこ類等に含まれるＮ−アセ
チル−Ｄ−グルコサミンがβ（１→４）結合した
直鎖ホモ多糖体であつて、天然に豊富に生産され
るものであるが、その不活性の故にそのままで利
用できない未利用天然資源といえる。
しかし、キチンを脱アセチル化処理して得られ
るキトサンのようなキチン誘導体は稀酸に可溶と
なり、反応活性を有するようになる。すなわち、
キトサンは下記一般式（）で表わされる構造単
位を有し、 式中のアミノ基により正に帯電し、ポリカチオ
ン重合体として反応活性を示す。
るキトサンのようなキチン誘導体は稀酸に可溶と
なり、反応活性を有するようになる。すなわち、
キトサンは下記一般式（）で表わされる構造単
位を有し、 式中のアミノ基により正に帯電し、ポリカチオ
ン重合体として反応活性を示す。
キチン誘導体の分子量としては、カプセル形成
性の点で、105〜106のものが好ましい。
性の点で、105〜106のものが好ましい。
したがつて、上述したような可溶性キチン誘導
体としてのキトサンの溶液に、上記ポリアニオン
多糖類またはその塩もしくはそれらの混合物の水
溶液を接触させると、ポリアニオン多糖類とキト
サンとの間に荷電による架橋反応、すなわち架橋
結合を起してゲル状物質を生成する。
体としてのキトサンの溶液に、上記ポリアニオン
多糖類またはその塩もしくはそれらの混合物の水
溶液を接触させると、ポリアニオン多糖類とキト
サンとの間に荷電による架橋反応、すなわち架橋
結合を起してゲル状物質を生成する。
本発明において上記両溶液の接触を行なうに
は、上記ポリアニオン多糖類またはその塩を含む
水溶液をデポジツターなどによりキトサン溶液中
に攪拌下に滴下させるとよく、その際上記架橋反
応が起る。この架橋反応により一旦ゲル被膜が形
成されると、該被膜に内包されて芯部を構成する
溶液のゲル化は全くみられなくなるので所望のカ
プセル体が得られるようになる。このような現象
は、ゲル被膜が形成されると、該被膜に内包され
た溶液（すなわち芯部）中のポリアニオン重合体
およびキトサン分子がもはや上記被膜を透過でき
なくなつて、反応が芯液中で進行しなくなること
に因るものと考えられる。
は、上記ポリアニオン多糖類またはその塩を含む
水溶液をデポジツターなどによりキトサン溶液中
に攪拌下に滴下させるとよく、その際上記架橋反
応が起る。この架橋反応により一旦ゲル被膜が形
成されると、該被膜に内包されて芯部を構成する
溶液のゲル化は全くみられなくなるので所望のカ
プセル体が得られるようになる。このような現象
は、ゲル被膜が形成されると、該被膜に内包され
た溶液（すなわち芯部）中のポリアニオン重合体
およびキトサン分子がもはや上記被膜を透過でき
なくなつて、反応が芯液中で進行しなくなること
に因るものと考えられる。
本発明では、カプセル体の芯部を構成する流動
体として用いる溶液の調製に当つてはイオン強度
を調節したポリアニオン多糖類またはその塩もし
くはそれらの混合物を0.3〜1.0重量％含む水溶液
とすることが適当である。0.3重量％より少ない
と、カプセル体を形成することが困難となり、一
方、1.0重量％より多くなると、液滴形成が困難
となる。特にポリアニオン多糖類としてカルボキ
シメチルセルロースを用いるのがゲル被膜形成上
好ましい。
体として用いる溶液の調製に当つてはイオン強度
を調節したポリアニオン多糖類またはその塩もし
くはそれらの混合物を0.3〜1.0重量％含む水溶液
とすることが適当である。0.3重量％より少ない
と、カプセル体を形成することが困難となり、一
方、1.0重量％より多くなると、液滴形成が困難
となる。特にポリアニオン多糖類としてカルボキ
シメチルセルロースを用いるのがゲル被膜形成上
好ましい。
また、上記水溶液を接触させるキトサン溶液
は、酢酸あるいはグルタミン酸のような弱酸に
0.5〜1.0重量％の濃度に溶解したものが適当であ
る。0.5重量％より少なくなると、被膜はできに
くくなり、一方、1.0重量％より多くなると芯液
がキトサン溶液中に入りにくくなる。
は、酢酸あるいはグルタミン酸のような弱酸に
0.5〜1.0重量％の濃度に溶解したものが適当であ
る。0.5重量％より少なくなると、被膜はできに
くくなり、一方、1.0重量％より多くなると芯液
がキトサン溶液中に入りにくくなる。
本発明において、可溶性キチン誘導体溶液のイ
オン強度を調節する方法としては、例えばその溶
液を透析用チユーブにつめ純水中で透析を行うも
のがある。この透析処理により、大部分の遊離酸
イオンを除くことができる。このようにして、遊
離酸イオンを除去した可溶性キチン誘導体溶液に
塩化ナトリウムなどの各種塩を所定量添加するこ
とにより、種々の程度のイオン強度をもつた溶液
を容易に調製することができる。そして、イオン
強度の低い溶液で調製したカプセルは、密な膜構
造をもち、カプセル膜の透過性は低い。一方、イ
オン強度を上げていくと、カプセル膜は透過性が
上がつていく。
オン強度を調節する方法としては、例えばその溶
液を透析用チユーブにつめ純水中で透析を行うも
のがある。この透析処理により、大部分の遊離酸
イオンを除くことができる。このようにして、遊
離酸イオンを除去した可溶性キチン誘導体溶液に
塩化ナトリウムなどの各種塩を所定量添加するこ
とにより、種々の程度のイオン強度をもつた溶液
を容易に調製することができる。そして、イオン
強度の低い溶液で調製したカプセルは、密な膜構
造をもち、カプセル膜の透過性は低い。一方、イ
オン強度を上げていくと、カプセル膜は透過性が
上がつていく。
本発明では、カプセル体のゲル被膜を有機溶剤
などを使用することなく、極めて温和な条件、す
なわち、生物学的に温和な条件下で短時間に形成
し得るので、不安定な生物学的物質や機能性物質
およびカプセル体の使用目的に応じその他の種々
の添加物を、カプセル体の芯部を構成する前記流
動体に添加して分散させることができる。従つ
て、種々の有用物質を芯液に含有させたカプセル
体を提供することが可能となる。
などを使用することなく、極めて温和な条件、す
なわち、生物学的に温和な条件下で短時間に形成
し得るので、不安定な生物学的物質や機能性物質
およびカプセル体の使用目的に応じその他の種々
の添加物を、カプセル体の芯部を構成する前記流
動体に添加して分散させることができる。従つ
て、種々の有用物質を芯液に含有させたカプセル
体を提供することが可能となる。
又、本発明は、ゲル被膜の形成によるカプセル
化を１工程で行ない得るので、例えば特開昭57−
197031号にみられるポリアニオンとポリカチオン
間の塩架橋を利用した公知のカプセル化法に比し
製造上有利であるといえる。
化を１工程で行ない得るので、例えば特開昭57−
197031号にみられるポリアニオンとポリカチオン
間の塩架橋を利用した公知のカプセル化法に比し
製造上有利であるといえる。
更に、本発明ではカプセル体のゲル被膜の形成
条件をコントロールすることにより、該被膜の膜
透過性を変化させることが可能であるので、カプ
セル体の被膜の分画機能を付与することができ
る。
条件をコントロールすることにより、該被膜の膜
透過性を変化させることが可能であるので、カプ
セル体の被膜の分画機能を付与することができ
る。
以上のとおり、本発明によると、入手の容易な
原材料を用いて簡易な製造手段で、しかも短時間
で、広範囲な用途に供し得るカプセル体を提供し
得る利点がある。
原材料を用いて簡易な製造手段で、しかも短時間
で、広範囲な用途に供し得るカプセル体を提供し
得る利点がある。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明
する。
する。
実施例 １
カプセル膜の透過性を評価するため、分子量既
知のたんぱく質をカプセル化し、経時的にカプセ
ル内、およびカプセル外のたんぱく質濃度を測定
し、次式より計算を行つた。
知のたんぱく質をカプセル化し、経時的にカプセ
ル内、およびカプセル外のたんぱく質濃度を測定
し、次式より計算を行つた。
Ｐ（％）＝CiVi／CiVi＋CoVo×100
ここで、Ci：カプセル内たんぱく質濃度
Vi：カプセル全体積
Co：カプセル外たんぱく質濃度
Vo：カプセル外液体積
カプセルは分子量が2.6×105のCMC（カルボキ
シメチル・セルロース）と、分子量が2.8×106の
キトサンで調製した。両溶液を２日間純水中で透
析した後、CMCにたんぱく質として血清−アル
ブミン（分子量約７万）を加え、カプセル化用芯
液とした。最終CMC濃度は0.5％であつた。キト
サンにはイオン強度を調節するため塩化ナトリウ
ムを0.1〜0.7M（モル濃度）添加し、種々のイオ
ン強度のキトサン溶液を調製した。
シメチル・セルロース）と、分子量が2.8×106の
キトサンで調製した。両溶液を２日間純水中で透
析した後、CMCにたんぱく質として血清−アル
ブミン（分子量約７万）を加え、カプセル化用芯
液とした。最終CMC濃度は0.5％であつた。キト
サンにはイオン強度を調節するため塩化ナトリウ
ムを0.1〜0.7M（モル濃度）添加し、種々のイオ
ン強度のキトサン溶液を調製した。
以上のように調製した溶液でカプセル化を行つ
た結果を第１図に示す。同図から明らかなよう
に、イオン強度を上げると、カプセル膜の透過性
は上がり、たんぱく質濃度（Ｐ）の値が下がる。
つまり、カプセル膜はたんぱく質を透過しやすく
なることを意味している。
た結果を第１図に示す。同図から明らかなよう
に、イオン強度を上げると、カプセル膜の透過性
は上がり、たんぱく質濃度（Ｐ）の値が下がる。
つまり、カプセル膜はたんぱく質を透過しやすく
なることを意味している。
従つて、カプセル膜の透過性はイオン強度を変
えることで制御できることを示している。
えることで制御できることを示している。
実施例 ２
分子量1.6×106のキトサンを用い、実施例１と
同様な方法で実験を行つた結果を第２図に示す。
同様な方法で実験を行つた結果を第２図に示す。
実施例１と同様な結果を得た。
実施例 ３
本発明を細胞培養に応用した例を示す。
芯液として免疫たんぱく質（IgG）を産生する
動物細胞（ハイブリドーマ）を0.5％CMC溶液中
に分散した溶液を調製した。
動物細胞（ハイブリドーマ）を0.5％CMC溶液中
に分散した溶液を調製した。
キトサン溶液として透析した溶液及び透析
後１％塩化ナトリウムを添加した溶液をそれぞれ
調製し、上記芯液を用いてカプセル化を行つた。
後１％塩化ナトリウムを添加した溶液をそれぞれ
調製し、上記芯液を用いてカプセル化を行つた。
カプセルは無血清倍地で11日間培養し、培養過
程でカプセル内及びカプセル外のIgG濃度を測定
し、カプセル内の保持されているIgG量を次式よ
り求めた。
程でカプセル内及びカプセル外のIgG濃度を測定
し、カプセル内の保持されているIgG量を次式よ
り求めた。
IgG保持率（％）＝（カプセル内IgG）×100／
（カプセル内IgG）＋（カプセル外IgG） 結果を第３図に示す。
（カプセル内IgG）＋（カプセル外IgG） 結果を第３図に示す。
図中、黒丸で示したのが、の透析キトサン溶
液を用いた結果であり、白丸で示したのがの１
％塩化ナトリウムを添加したキトサンの溶液を用
いたときの結果である。
液を用いた結果であり、白丸で示したのがの１
％塩化ナトリウムを添加したキトサンの溶液を用
いたときの結果である。
透析したキトサンを用いて調製したカプセル
ではIgGがほとんどカプセル外に漏出せず、カプ
セル内に蓄積されているが、一方塩化ナトリウム
を添加したキトサンで調製したカプセルでは、
IgGがカプセル内からカプセル外へ漏出してい
る。
ではIgGがほとんどカプセル外に漏出せず、カプ
セル内に蓄積されているが、一方塩化ナトリウム
を添加したキトサンで調製したカプセルでは、
IgGがカプセル内からカプセル外へ漏出してい
る。
以上のように、キトサン溶液のイオン強度を調
節することにより、カプセル内にIgGを高濃度に
蓄積したり、あるいはカプセル外へ透過させるこ
とができる。つまりカプセル膜の透過性を制御す
ることができる。
節することにより、カプセル内にIgGを高濃度に
蓄積したり、あるいはカプセル外へ透過させるこ
とができる。つまりカプセル膜の透過性を制御す
ることができる。
第１図及び第２図は、イオン強度の変化に対す
るカプセル膜の透過性の変化との関係を示す図で
あり、そして、第３図はハイビリドーマ培養にお
ける免疫たんぱく質の膜透過性の結果を示す図で
ある。
るカプセル膜の透過性の変化との関係を示す図で
あり、そして、第３図はハイビリドーマ培養にお
ける免疫たんぱく質の膜透過性の結果を示す図で
ある。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ ポリアニオン多糖類又はその塩もしくはそれ
らの混合物を含む流動体と、可溶性キチン誘導体
の溶液とを接触して前記流動体を芯部とし内包し
て成るカプセル体を製造する方法において、 前記可溶性キチン誘導体の溶液を透析して、実
質的に全ての遊離酸イオンを除去し、次いで該可
溶性キチン誘導体の溶液に0.1〜0.7モル濃度の中
性塩を添加した後、前記接触を行うことを特徴と
する膜透過性制御可能なカプセル体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075150A JPH01245848A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 膜透過性制御可能なカプセル体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63075150A JPH01245848A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 膜透過性制御可能なカプセル体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01245848A JPH01245848A (ja) | 1989-10-02 |
| JPH0549335B2 true JPH0549335B2 (ja) | 1993-07-26 |
Family
ID=13567884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63075150A Granted JPH01245848A (ja) | 1988-03-29 | 1988-03-29 | 膜透過性制御可能なカプセル体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01245848A (ja) |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60175539A (ja) * | 1984-02-23 | 1985-09-09 | Snow Brand Milk Prod Co Ltd | カプセル体およびその製造法 |
| JPS633786A (ja) * | 1986-06-23 | 1988-01-08 | Asahi Chem Ind Co Ltd | コラ−ゲンゲル包括カプセル |
| JPS6418440A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-23 | Dainippon Pharmaceutical Co | Micro-capsule |
-
1988
- 1988-03-29 JP JP63075150A patent/JPH01245848A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01245848A (ja) | 1989-10-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |