Development of a biopolymer delivery system using liquid crystalline fine capsules

• Project/Area Number: 22760613
• Research Category: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: Biofunction/Bioprocess
• Research Institution: Tokyo City University
• Principal Investigator: KUROIWA Takashi 東京都市大学, 工学部, 准教授 (60425551)
• Project Period (FY): 2010 – 2012
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2012)
• Budget Amount: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000); Fiscal Year 2012: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000); Fiscal Year 2011: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000); Fiscal Year 2010: ¥2,080,000 (Direct Cost: ¥1,600,000、Indirect Cost: ¥480,000)
• Keywords: ドラッグデリバリー / マイクロカプセル / 生体高分子 / マイクロ・ナノデバイス / マイクロバイオプロセス

Research Abstract

Efficient preparation method of “liquid crystalline fine capsules” for a carrier material in biopolymer delivery system was investigated. A mixture of liquid crystalline biomolecules such as phospholipids, cholesterol and long-chain fatty acids was used for a capsule-constituting material. Liquid crystalline fine capsules were successfully obtained with controlled diameters and high entrapment efficiencies (>80%) for water-soluble biopolymers using the novel combined methods of the microchannel emulsification and the solvent evaporation techniques.

Research Products

• [Journal Article] Efficient preparation of giant vesicles as biomimetic compartment systems with high entrapment yields for biomacromolecules (2012)
  • Author(s): Takashi Kuroiwa, Ryoji Fujita, Isao Kobayashi, Kunihiko Uemura, Mitsutoshi Nakajima, Seigo Sato, Peter Walde, Sosaku Ichikawa
  • Journal Title: Chem. Biodiversity Volume: 9 (11) Issue: 11 Pages: 2453-2472
  • DOI: 10.1002/cbdv.201200274
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The influence of polysaccharide on the stability of protein stabilized oil-in-water emulsion prepared by microchannel emulsification technique (2012)
  • Author(s): Ai Mey Chuah, Takashi Kuroiwa, Isao Kobayashi, Mitsutoshi Nakajima
  • Journal Title: Colloids Surf. A: Physicochemical and Engineering Aspects Volume: (in press) Pages: 136-144
  • DOI: 10.1016/j.colsurfa.2012.09.051
  • Peer Reviewed
• [Presentation] W/O/Wエマルションを基材とするベシクル作製法における高分子乳化剤の添加効果 (2013)
  • Author(s): 堀越要,黒岩崇,市川創作,金澤昭彦
  • Organizer: 日本膜学会第35年会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都新宿区)
• [Presentation] 膜乳化法により作製したW/O/Wエマルションを基材としたベシクルの作製 (2013)
  • Author(s): 大塚祐哉,寺澤潤基,黒岩崇,佐藤誠吾,市川創作
  • Organizer: 日本膜学会第35年会
  • Place of Presentation: 早稲田大学(東京都新宿区)
• [Presentation] 膜乳化による多相エマルションを基材とした脂質ベシクルの作製とそのサイズ制御 (2013)
  • Author(s): 大塚祐哉,黒岩崇,佐藤誠吾,市川創作
  • Organizer: 化学工学会第78年会
  • Place of Presentation: 大阪大学(大阪府豊中市)
• [Presentation] 膜乳化による多相エマルションを基材とした脂質ベシクルの作製とそのサイズ制御 (2013)
  • Author(s): 市川創作
  • Organizer: 化学工学会第78年会
  • Place of Presentation: 大阪大学
• [Presentation] W/O/Wエマルションを基材とするベシクル作製法における高分子乳化剤の添加効果 (2013)
  • Author(s): 黒岩崇
  • Organizer: 日本膜学会第35年会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] マイクロチャネル多相乳化と液中乾燥を利用したベシクル作製に対する乳化剤種の影響 (2013)
  • Author(s): 黒岩崇
  • Organizer: 日本食品工学会第14回年次大会
  • Place of Presentation: 京都テルサ
• [Presentation] Formulation of novel lipid-based materials via molecular assembly in phospholipid/cholesterol/water system (2012)
  • Author(s): Takashi Kuroiwa, ほか2名
  • Organizer: Asian International Symposium-Materials Chemistry-, Annual Meeting of Chemical Society of Japan
  • Place of Presentation: Keio University (Yokohama, Japan)(招待講演)
  • Year and Date: 2012-03-26
• [Presentation] イオン性多糖被膜の形成による外場応答性ゼラチンマイクロカプセルの作製と徐放特性 (2012)
  • Author(s): 牧野大介,黒岩崇,小林功,植村邦彦,金澤昭彦
  • Organizer: 第61回高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学(愛知県名古屋市)
• [Presentation] 多相エマルションを基材とした脂質ベシクルの高内包率化を目指した操作因子の検討 (2012)
  • Author(s): 大塚祐哉,黒岩崇,佐藤誠吾,市川創作
  • Organizer: 化学工学会第44回秋季大会
  • Place of Presentation: 東北大学(宮城県仙台市)
• [Presentation] 脂質被覆氷滴水和法によるジャイアントベシクル形成機構のフローサイト解析 (2012)
  • Author(s): 西田由香里,小林裕幸,黒岩崇,佐藤誠吾,市川創作
  • Organizer: 化学工学会第44回秋季大会
  • Place of Presentation: 東北大学(宮城県仙台市)
• [Presentation] The influence of polysaccharide on the stability of protein stabilized oil-in-water emulsion prepared by microchannel emulsification technique (2012)
  • Author(s): Chuah Ai Mey, Takashi Kuroiwa, Isao Kobayashi, Mitsutoshi Nakajima
  • Organizer: The 10th International Symposium on Electrokinetic Phenomena
  • Place of Presentation: University of Tsukuba (Tsukuba, Japan)
• [Presentation] Nanoparticles Entrapments insideGiant Vesicles by Controlling the Electrostatic Interactionwith Lipid Membrane (2012)
  • Author(s): Sosaku Ichikawa, Shunsuke Nakano, Takashi Kuroiwa, Seigo Sato
  • Organizer: The 10th International Symposium on Electrokinetic Phenomena
  • Place of Presentation: University of Tsukuba (Tsukuba, Japan)
• [Presentation] Formulation of novel lipid-based materials via molecular assembly in phospholipid/cholesterol/water system (2012)
  • Author(s): Takashi Kuroiwa, Takatoshi Saito, Akihiko Kanazawa
  • Organizer: Asian International Symposium-Materials Chemistry-, Annual Meeting of Chemical Society of Japan
  • Place of Presentation: Keio University (Yokohama, Japan)
• [Presentation] The Influence of Polysaccharide on the Stability of Protein Stabilized Oil-in-Water Emulsion Prepared by Microchannel Emulsification Technique (2012)
  • Author(s): Mitsutoshi Nakajima
  • Organizer: The 10th International Symposium on Electrokinetic Phenomena
  • Place of Presentation: University of Tsukuba
• [Presentation] Nanoparticles Entrapments inside Giant Vesicles by Controlling the Electrostatic Interaction with Lipid Membrane (2012)
  • Author(s): Sosaku Ichikawa
  • Organizer: The 10th International Symposium on Electrokinetic Phenomena
  • Place of Presentation: University of Tsukuba
• [Presentation] イオン性多糖被膜の形成による外場応答性ゼラチンマイクロカプセルの作製と徐放特性 (2012)
  • Author(s): 黒岩崇
  • Organizer: 第６１回高分子討論会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
• [Presentation] 多相エマルションを基材とした脂質ベシクルの高内包率化を目指した操作因子の検討 (2012)
  • Author(s): 市川創作
  • Organizer: 化学工学会第44回秋季大会
  • Place of Presentation: 東北大学
• [Presentation] 荷電性多糖で表面被覆した均一径ゼラチンマイクロカプセルの外場応答的徐放特性 (2012)
  • Author(s): 黒岩崇
  • Organizer: 日本膜学会第34年会
  • Place of Presentation: 早稲田大学
• [Presentation] Lipid vesicles with controlled size and high entrapment efficiency prepared by using multipleemulsions (2011)
  • Author(s): Takashi Kuroiwa, Sosaku Ichikawa
  • Organizer: The 9th International Cong ress on Separation Science and Technology
  • Place of Presentation: Jeju Grand Hotel (Jeju, Korea)
  • Year and Date: 2011-11-05
• [Presentation] Flow cytometric analysis and sorting of giant vesicles prepared by lipid-coated ice droplet hydration method (2011)
  • Author(s): Yukari Nishita, ほか4名
  • Organizer: The 9th International Congress on Separation Science and Technology
  • Place of Presentation: Jeju Grand Hotel (Jeju, Korea)
  • Year and Date: 2011-11-05
• [Presentation] マイクロチャネル多相乳化における液滴形成と物質内包挙動に対する水溶性高分子の影響 (2011)
  • Author(s): 黒岩崇, ほか3名
  • Organizer: 化学工学会第43回秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2011-09-15
• [Presentation] 多相エマルションを基材としたサイズ制御可能な高内包率脂質ベシクルの作製法 (2011)
  • Author(s): 大塚祐哉, ほか3名
  • Organizer: 化学工学会第43回秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学
  • Year and Date: 2011-09-15
• [Presentation] Lipid vesicles with controlled size and high entrapment efficiency prepared by using multiple emulsions. (2011)
  • Author(s): Takashi Kuroiwa, Yuya Otsuka, Seigo Sato, Sosaku Ichikawa
  • Organizer: The 9th International Congress on Separation Science and Technology
  • Place of Presentation: Jeju GrandHotel (Jeju, Korea)
• [Presentation] Flow cytometric analysis andsorting of giant vesicles prepared by lipid-coated ice droplet hydration method. (2011)
  • Author(s): Yukari Nishita, Hiroyuki Kobayashi, Takashi Kuroiwa, Seigo Sato, Sosaku Ichikawa
  • Organizer: The 9th International Congress on Separation Science and Technology
  • Place of Presentation: Jeju Grand Hotel (Jeju, Korea)
• [Presentation] マイクロチャネル多相乳化における液滴形成と物質内包挙動に対する水溶性高分子の影響 (2011)
  • Author(s): 黒岩崇,小林功,植村邦彦,市川創作
  • Organizer: 化学工学会第43回秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学(愛知県名古屋市)
• [Presentation] 多相エマルションを基材としたサイズ制御可能な高内包率脂質ベシクルの作製法 (2011)
  • Author(s): 大塚祐哉,黒岩崇,佐藤誠吾,市川創作
  • Organizer: 化学工学会第43回秋季大会
  • Place of Presentation: 名古屋工業大学(愛知県名古屋市)
• [Presentation] 高分子電解質多重層を利用した均一径ゼラチンマイクロカプセルの表面特性制御 (2011)
  • Author(s): 牧野大介,黒岩崇,小林功,植村邦彦,金澤昭彦
  • Organizer: 日本膜学会第33年会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京都江東区)
• [Presentation] 脂質被覆氷滴水和法により作製したジャイアントベシクルのフローサイトメーターによる個別評価と分取 (2011)
  • Author(s): 小林裕幸,黒岩崇,佐藤誠吾,市川創作
  • Organizer: 日本膜学会第33年会
  • Place of Presentation: 産業技術総合研究所臨海副都心センター(東京都江東区)
• [Presentation] 高分子乳化剤を利用したマイクロチャネル乳化によるW/O/Wエマルションの作製特性 (2011)
  • Author(s): 黒岩崇,小林功,植村邦彦,市川創作
  • Organizer: 化学工学会第76年会
  • Place of Presentation: 東京農工大学(東京都小金井市)
• [Presentation] Preparation of multilayer biopolymer coatings on uniformly-sized alginate microspheres via the layer-by-layer electrostatic deposition (2010)
  • Author(s): Takashi Kuroiwa, ほか3名
  • Organizer: The 10th International Hydrocolloids Conference
  • Place of Presentation: 上海交通大学(中華人民共和国)
  • Year and Date: 2010-06-23
• [Presentation] 脂質被覆氷滴水和法によるジャイアントベシクルへの効率的な物質内包化条件の検討 (2010)
  • Author(s): 中野俊介,黒岩崇,佐藤誠吾,市川創作
  • Organizer: 化学工学会第42回秋季大会
  • Place of Presentation: 同志社大学(京都府京都市)
• [Presentation] マイクロチャネルを利用したW/O/Wエマルション作製におけるタンパク質系乳化剤の添加効果 (2010)
  • Author(s): 黒岩崇,小林功,植村邦彦,市川創作
  • Organizer: 日本食品工学会第11回年次大会
  • Place of Presentation: 東京海洋大学(東京都品川区)
• [Presentation] Preparation of multilayer biopolymer coatings on uniformly-sized alginate microspheres via the layer-by-layerelectrostatic deposition. (2010)
  • Author(s): Takashi Kuroiwa, Chuah Ai Mey, Isao Kobayashi, Mitsutoshi Nakajima
  • Organizer: The 10th International Hydrocolloids Conference
  • Place of Presentation: Shanghai Jiao Tong University (Shanghai, China)
• [Book] Biomedical and Health Sciences (2013)
  • Author(s): Takashi Kuroiwa, Jun Watanabe, Sosaku Ichikawa
  • Publisher: Wiley-VCH, Weinheim
• [Book] Biomedical and Health Sciences (2013)
  • Author(s): Isao Kobayashi, Marcos A. Neves, Sosaku Ichikawa, Takashi Kuroiwa
  • Publisher: Wiley-VCH, Weinheim
• [Book] Bio-nanotechnology: A Revolution in Food, Biomedical and Health Sciences (2013)
  • Author(s): Takashi Kuroiwa
  • Total Pages: 12
  • Publisher: Wiley-VCH
• [Book] Bio-nanotechnology: A Revolution in Food, Biomedical and Health Sciences (2013)
  • Author(s): Isao Kobayashi
  • Total Pages: 15
  • Publisher: Wiley-VCH
• [Book] Lipids in Nanotechnology (2011)
  • Author(s): Isao Kobayashi, Sosaku Ichikawa, Marcos A. Neves, Takashi Kuroiwa, Mitsutoshi Nakajima
  • Publisher: AOCS Press, Urbana
• [Book] Lipids in Nanotechnology (2011)
  • Author(s): Isao Kobayashi, ほか4名
  • Publisher: AOCS Press
• [Book] 酵素利用技術大系～基礎・解析から改変・高機能化・産業利用まで (2010)
  • Author(s): 市川創作,黒岩崇
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Book] 酵素利用技術大系～基礎・解析から改変・高機能化・産業利用まで (2010)
  • Author(s): 市川創作,黒岩崇
  • Publisher: エヌ・ティー・エス,東京
• [Book] 酵素利用技術大系～基礎・解析から改変・高機能化・産業利用まで～ (2010)
  • Author(s): 市川創作、黒岩崇(分担執筆)
  • Publisher: エヌ・ティー・エス
• [Remarks]
  • URL: http://www.ese.tcu.ac.jp/labs/bio