2007 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロチャネルを利用した天然物由来の均一非球形マイクロ構造体の作製技術の開発
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18760598
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| Research Institution | National Agricultural Research Organization |
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Principal Investigator |
小林 功 National Agricultural Research Organization, 食品総合研究所・食品工学研究領域, 研究員 (70425552)
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| Keywords | マイクロチャネルアレイ / 非球形マイクロ液滴・粒子 / 均一径 / テラス構型MC / 井戸部 / ハイスピードカメラ / 液滴作製 / 液滴変形 |
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| Research Abstract |
研究代表者が昨年度に開発した均一サイズ非球形マイクロ液滴の連続作製が可能なマイクロチャネル(MC)アレイデバイスを用いた単分散非球形脂質マイクロ粒子の作製を試みた。円盤状の均一径マイクロ油滴(平均直径約15μm、変動係数3%未満、高さ約8μm)が、単結晶シリコン製のMCアレイデバイス内部のテラス溝型MCアレイ(65℃に加温)介して連続相である乳化剤水溶液で満たされた井戸部へ圧入することにより作製された。前述の均一径円盤状マイクロ油滴は、デバイス下流部で冷却されて扁平状の単分散固体マイクロ粒子が得られることを示した。このように、本研究課題で開発したMCアレイデバイスを用いることにより、形状が制御された均一径非球形マイクロ液滴の作製ならびに均一径非球形固体マイクロ粒子の作製が実現された。また、上述のMCアレイデバイスを用いて作製された均一径円盤状マイクロ油滴は、数時間の液滴作製実験の間は合一に対して安定であることも示された。
上述のテラス溝型MCアレイを介した円盤状微小液滴(精製大豆油)の作製プロセスの詳細がハイスピードカメラを用いて観察された。分散相(精製大豆油)がMCとテラスを通過した後に井戸部で膨張を開始した。その後、テラス内部の分散相が井戸部に急激に流入し、なおかつテラス内部の油水界面が分裂することによって液滴化が起こることが分かった。井戸部を有する矩形MCアレイにおいて、MC幅と井戸部深さの影響について検討した結果、円盤状微小液滴(精製大豆油)の直径はMC幅に依存することが示されたとともに、円盤状微小液滴(精製大豆油)の直径は井戸部がしきい値よりも浅い必要があることも明らかとなった。
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