(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024119773
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】中空粒子を分析する分析方法、分析システム及び分析用プログラム
(51)【国際特許分類】
G01N 15/00 20240101AFI20240827BHJP
A61K 9/127 20060101ALN20240827BHJP
【FI】
G01N15/00 Z
A61K9/127
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2024024340
(22)【出願日】2024-02-21
(31)【優先権主張番号】P 2023025755
(32)【優先日】2023-02-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(71)【出願人】
【識別番号】000155023
【氏名又は名称】株式会社堀場製作所
(74)【代理人】
【識別番号】100121441
【弁理士】
【氏名又は名称】西村 竜平
(74)【代理人】
【識別番号】100154704
【弁理士】
【氏名又は名称】齊藤 真大
(74)【代理人】
【識別番号】100206151
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 惇志
(74)【代理人】
【識別番号】100218187
【弁理士】
【氏名又は名称】前田 治子
(74)【代理人】
【識別番号】100227673
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 光起
(74)【代理人】
【識別番号】100231038
【弁理士】
【氏名又は名称】正村 智彦
(72)【発明者】
【氏名】山口 哲司
【テーマコード(参考)】
4C076
【Fターム(参考)】
4C076AA19
4C076AA95
(57)【要約】
【課題】例えばリポソーム等の中空粒子における試料液が封入される空隙の割合である空隙率を求める。
【解決手段】遠心沈降式粒子径分布測定装置100を用いて、中空粒子における試料液が封入される空隙の割合である空隙率k
1を分析する方法であって、動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した粒子径である基準値R
Rと、遠心沈降式粒子径分布測定装置100で測定した中空粒子の粒子径R
Mとから、中空粒子の空隙率k
1を求める。
【選択図】
図2
【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空粒子における試料液が封入される空隙の割合である空隙率を分析する分析方法であって、
動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した粒子径である基準値と、前記中空粒子の膜の密度と、遠心沈降式粒子径分布測定装置で測定した前記中空粒子の粒子径とから、前記中空粒子の前記空隙率を求める、分析方法。
【請求項2】
前記試料液が封入される前の前記中空粒子である封入前中空粒子を、前記遠心沈降式粒子径分布測定装置により測定し、この測定により得られた前記封入前中空粒子の粒子径と、前記基準値とから、前記封入前中空粒子の前記空隙率を求める、請求項1に記載の分析方法。
【請求項3】
前記基準値、前記密度、前記遠心沈降式粒子径分布測定装置で測定した前記封入前中空粒子の粒子径、及び、前記空隙率から、前記中空粒子に封入された試料液の密度又は濃度を求める、請求項1又は2に記載の分析方法。
【請求項4】
リポソームに封入された有効成分の密度又は濃度を分析するものである、請求項3に記載の分析方法。
【請求項5】
中空粒子における試料液が封入される空隙の割合である空隙率を分析する分析システムであって、
前記中空粒子の粒子径を測定する遠心沈降式粒子径分布測定装置と、
動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した粒子径である基準値と、前記中空粒子の膜の密度と、前記遠心沈降式粒子径分布測定装置で測定した前記中空粒子の粒子径とから、前記中空粒子の前記空隙率を求める演算装置とを備える、分析システム。
【請求項6】
前記動的光散乱式粒子径分布測定装置をさらに備える、請求項5に記載の分析システム。
【請求項7】
中空粒子における試料液が封入される空隙の割合である空隙率分析するための分析用プログラムであって、
動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した粒子径である基準値と、前記中空粒子の膜の密度と、遠心沈降式粒子径分布測定装置で測定した前記中空粒子の粒子径とから、前記中空粒子の前記空隙率を求める演算機能をコンピュータに備えさせる、分析用プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、中空粒子を分析する分析方法、分析システム及び分析用プログラムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、リポソーム製剤を用いたドラッグデリバリーシステム(DDS)の開発が進められている。
【0003】
そして、リポソーム製剤を分析するものとしては、特許文献1に示すように、リポソームの脂質形成の形態を電子顕微鏡観察又はエックス線を用いた構造解析などにより確認し、また、リポソームの粒子径を電子顕微鏡観察、動的光散乱法又はレーザー回折法などにより確認することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、リポソーム製剤の製造にあたっては、pH勾配や濃度勾配を使って薬剤をリポソーム内部へ浸透させることが行われている。そして、リポソーム製剤の品質管理を行う上で、リポソーム内に薬剤等の試料液がどれだけ封入されているかが重要である。それに先立って、リポソームにおける試料液が封入される空隙率の管理が重要となる。
【0006】
しかしながら、従来は上述したように、リポソームの構造や外形形状等の観察に留まっており、リポソームの空隙率を容易に分析することができない。
【0007】
そこで、本発明は上述したような問題に鑑みてなされたものであり、例えばリポソーム等の中空粒子における有効成分等の試料液が封入される空隙の割合である空隙率を容易に分析することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち、本発明に係る分析方法は、遠心沈降式粒子径分布測定装置を用いて、中空粒子における試料液が封入される空隙の割合である空隙率を分析する方法であって、動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した粒子径である基準値と、前記中空粒子の膜の密度と、前記遠心沈降式粒子径分布測定装置で測定した前記中空粒子の粒子径とから、前記中空粒子の前記空隙率を求めることを特徴とする。
【0009】
このような分析方法によれば、動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した粒子径と、中空粒子の膜の密度と、遠心沈降式粒子径分布測定装置で測定した粒子径とを用いて、中空粒子の空隙率を求めているので、中空粒子の空隙率を容易に分析することができる。
具体的には、中空粒子の膜の密度をda、中空粒子の空隙部における有効成分を含有しない溶液又は溶媒の密度をdb、中空粒子の仮の空隙率をk0%とすると、中空粒子の見かけ上の密度は、da(1-k0)+dbk0となる。そして、遠心沈降式粒子径分布測定装置により測定した粒子径RM(前記見かけ上の密度を用いて算出される。)が、動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した基準値RRと同じになるように演算すると、中空粒子の空隙率k1を求めることができる。
【0010】
ここで、中空粒子には、リポソームなどの脂質粒子、ポリスチレンやポリエステル等のポリマーからなる高分子中空微粒子、シリカやカーボン等の無機材料からなる中空微粒子が含まれる。また、中空粒子における中空とは、囲われてすっぽり空いている空間を有する構成だけではなく、カーボンナノチューブのような繊維状のものが絡まりあって内部に空隙があるものも含み、例えばセルロースナノファイバー、グラフェンやデンドリマー等の構造を有する粒子を含む。
【0011】
また、本発明の分析方法は、前記試料液が封入されていない前記中空粒子を用いて、前記中空粒子の前記空隙率を求めることが望ましい。なお、前記試料液が封入されていない前記中空粒子とは、試料液が封入される前の中空粒子であっても良いし、試料液が封入される中空粒子と同じ種類の別の中空粒子であっても良い。
【0012】
空隙率を求める具体的な実施の態様としては、前記試料液が封入される前の前記中空粒子である封入前中空粒子を、前記遠心沈降式粒子径分布測定装置により測定し、この測定により得られた前記封入前中空粒子の粒子径と、前記基準値とから、前記封入前中空粒子の前記空隙率を求めることが望ましい。
【0013】
ドラッグデリバリーシステム(DDS)において、リポソーム内部に封入された薬剤等の試料液の濃度は、重要な管理項目の1つであり、リポソーム内部の薬液の濃度を測定することは、薬剤を過不足なく患部へ届けるために必要な品質管理工程である。
そのため、本発明の分析方法は、前記基準値、前記密度、前記遠心沈降式粒子径分布測定装置で測定した前記封入前中空粒子の粒子径、及び、前記空隙率から、前記中空粒子に封入された試料液の密度又は濃度を求めることが望ましい。
この構成であれば、基準値をRR、中空粒子の膜の密度をda、空隙率をk1、試料液の密度をdcとすると、見かけ上の密度はda(1-k1)+dck1となり、遠心沈降式粒子径分布測定装置で測定した粒子径RMが、動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した基準値RRとなるように演算すると、見かけ上の密度da(1-k1)+dck1が求まり、試料液の密度dcを求めることができる。また、この試料液の密度dcから試料液の濃度を求めることができる。したがって、例えばリポソーム等の中空粒子に封入された有効成分等を含有する試料液を定量的に確認することができ、例えばリポソーム製剤の品質管理を十分に行うことができるようになる。
【0014】
本発明の分析方法の好適な適用例としては、リポソームに封入された有効成分の密度又は濃度を分析するものであることが考えられる。
【0015】
また、本発明に係る分析システムは、中空粒子における試料液が封入される空隙の割合である空隙率を分析する分析システムであって、前記中空粒子の粒子径を測定する遠心沈降式粒子径分布測定装置と、動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した粒子径である基準値と、前記中空粒子の膜の密度と、前記粒子径分布測定装置で測定した前記中空粒子の粒子径とから、前記中空粒子の前記空隙率を求める演算装置とを備えることを特徴とする。
【0016】
さらに、本発明に係る分析用プログラムは、遠心沈降式粒子径分布測定装置を用いて中空粒子における試料液が封入される空隙の割合である空隙率を分析するための分析用プログラムであって、動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した粒子径である基準値と、前記中空粒子の膜の密度と、前記遠心沈降式粒子径分布測定装置で測定した前記中空粒子の粒子径とから、前記中空粒子の前記空隙率を求める演算機能をコンピュータに備えさせることを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
このように構成した本発明によれば、例えばリポソーム等の中空粒子における試料液が封入される空隙の割合である空隙率を求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【
図2】本発明の一実施形態に係る分析方法に用いる遠心沈降式粒子径分布測定装置を示す模式図である。
【
図3】同実施形態の分析方法の手順を示すフロー図である。
【
図4】変形実施形態の分析システムの構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下に、本発明に係る中空粒子に封入される試料液を分析する方法の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に示すいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
【0020】
本実施形態の中空粒子に封入される試料液を分析する分析方法は、リポソーム製剤を分析するものであり、特にリポソームに封入された有効成分を含有する試料液の密度又は濃度を分析するものである。
【0021】
ここで、リポソームは、
図1に示すように、例えばリン脂質分子等の両親媒性脂質分子の二分子膜からなる微小胞であり、リポソーム製剤は、リポソーム内の溶媒(内水相)に有効成分を封入することにより作製される。また、リポソーム製剤の製造工程は、リポソームの形成工程と、リポソームへの有効成分の封入工程とを含んでいる。なお、リポソーム製剤には、リポソームの形成と同時に有効成分の内包が行われるものもある。
【0022】
そして、本実施形態の分析方法には、遠心沈降式粒子径分布測定装置100が用いられる。
遠心沈降式粒子径分布測定装置100は、
図2に示すように、ラインスタート法又は一様沈降法により粒径分布測定を行うものであり、測定試料及び分散媒を収容する測定セル2と、測定セル2を回転させる回転機構3と、測定セル2に光を照射する光源4と、この光源4からの光のうち測定セル2を透過した透過光を検出する光検出器5と、光検出器5により検出された透過光強度信号を取得して、この透過光強度信号に基づき粒子径分布を算出する粒子径分布算出部6とを備えている。なお、本実施形態の測定試料は、リポソームが分散された試料懸濁液であり、分散媒は、ラインスタート法の場合は密度勾配溶液であり、一様沈降法の場合は純水等の均一な溶媒である。
【0023】
具体的に本実施形態の分析方法は、動的光散乱式粒子径分布測定装置により測定されたリポソームの粒子径粒子径である基準値と、リポソームの膜の密度と、リポソームの試料液が封入又は内包される空隙の割合である空隙率と、粒子径分布測定装置100で測定したリポソームの粒子径とから、リポソーム中に封入された有効成分を含有する試料液の密度又は濃度を求める。なお、リポソームの試料液は、リポソームの内部に封入された溶媒に有効成分を含有させて封入したものである。なお、試料液は、溶媒に有効成分が溶解したものであっても良いし、溶媒に有効成分が分散したものであっても良い。
【0024】
以下に、本実施形態の分析方法の一例を、
図3を参照して説明する。なお、以下でリポソームの形成工程及びリポソームへの有効成分の封入工程により作製されたリポソームの試料液の密度及び濃度を分析する例を示している。
【0025】
(1)有効成分が封入される前のリポソーム(封入前リポソーム)の粒子径の基準値RRの取得
封入前リポソームの粒子径及び膜厚は、動的光散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定することができる(基準値RRの取得)。なお、封入前リポソームの粒子径及び膜厚は理論上計算により求めることもできる。また、リポソームの粒子径及び膜厚は、封入前リポソームの外径S1(nm)及び内径S2(nm)を測定して求めることもできる。
【0026】
(2)空隙率k1の算出
封入前リポソームの膜の密度をda、空隙部の有効成分を含有しない溶液又は溶媒の密度をdb、仮の空隙率をk0%(S1、S2から求まる。)とすると、封入前リポソームの見かけ上の密度は、da(1-k0)+dbk0となる。
【0027】
封入前リポソームの粒子径RMを遠心沈降式粒子径分布測定装置100により測定する。封入前リポソームの粒子径RMが、上記の基準値RRと同じになるように、k0を変化させながら演算すると、空隙率k1が算出される。
【0028】
(3)有効成分を含有する試料液の密度及び濃度の算出
次に、有効成分が封入されたリポソーム(封入済リポソーム)の粒子径RMを、遠心沈降式粒子径分布測定装置100により測定する。なお、封入前リポソームと封入済リポソームは同じリポソームであっても良いし、別のリポソームであっても良い。ここで、封入済リポソームの見かけ上の密度は、上記(2)で算出した空隙率k1を用いて計算する。また、有効成分を含有する試料液の密度をdcとする。そして、封入済リポソームの粒子径RMが、上記の基準値RRと同じになるように演算すると、da(1-k1)+dck1が求まり、有効成分を含有する試料液の密度をdcが求まる。有効成分を含有する試料液の密度dcから、有効成分を含有する試料液の濃度を算出する。また、求めた密度dcから、リポソーム等の中空粒子に封入された物質が、気体であるのか、液体であるのか、又は、固体であるのかを判定することもできる。
【0029】
<本実施形態の効果>
このように構成した本実施形態の中空粒子に封入される試料液を分析する分析方法によれば、有効成分を含有する試料液の密度dcから試料液の濃度を求めることができる。したがって、リポソームに封入された有効成分を含有する試料液を定量的に確認することができ、例えばリポソーム製剤の品質管理を十分に行うことができるようになる。
【0030】
<その他の実施形態>
例えば、前記実施形態の分析方法を実行するための分析システムも本発明の一態様である。具体的にこの分析システムZは、
図4に示すように、中空粒子の粒子径を測定する遠心沈降式粒子径分布測定装置100と、動的光散乱式粒子径分布測定装置で測定した中空粒子の粒子径である基準値R
R、中空粒子の膜の密度d
a及び粒子径分布測定装置100で測定した中空粒子の粒子径R
Mから、中空粒子の空隙率を求める演算装置200とを備えている。また、分析システムは、動的光散乱式粒子径分布測定装置を備えていても良い。
【0031】
演算装置200は、CPU、メモリ、入出力インターフェイス、AD変換器などを有するコンピュータであり、メモリに格納された分析用プログラムに基づいて、中空粒子に封入された試料液の密度又は濃度の演算機能を発揮する。この演算装置200には、基準値RR、膜の密度da、空隙率k0等の固定値が予め入力される。基準値は、動的光散乱式粒子径分布測定装置から送信される構成としても良い。空隙率k0、k1は、演算装置200において算出しても良い。また、演算装置200は、遠心沈降式粒子径分布測定装置100により測定された中空粒子の粒子径RMを取得し、それらから中空粒子の空隙率k1又は試料液の密度dc又は濃度を算出する。
【0032】
前記実施形態の分析方法では、リポソームの空隙率k1を遠心沈降式粒子径分布測定装置100により測定された粒子径RMが、理論値又は基準値RRとなるようにして求めているが、遠心沈降式粒子径分布測定装置100を用いることなく、計算により求めるようにしても良い。
【0033】
前記実施形態の分析方法は、中空粒子の空隙率だけでなく、有効成分を含有する試料液の密度及び濃度の両方を求めるものであったが、試料液の密度及び濃度を求めることなく、空隙率だけを求めるものであっても良いし、試料液の密度及び濃度のうちいずれか一方を求めるものであっても良い。
【0034】
リポソームの形成と同時に有効成分の内包が行われたものの場合、空隙率k1は、リポソームの粒子径及び膜厚の理論値又は別の分析装置を用いて測定された基準値から求めることが考えられる。なお、有効成分を含有する試料液の密度及び濃度の算出は、前記実施形態と同様である。
【0035】
また、前記実施形態では、リポソームなどの脂質粒子について説明したが、その他、ポリスチレンやポリエステル等のポリマーからなる高分子中空微粒子、シリカやカーボン等の無機材料からなる中空微粒子、セルロースナノファイバー、グラフェンやデンドリマー等の構造を有する中空粒子にも適用可能である。
【0036】
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。
【符号の説明】
【0037】
100・・・遠心沈降式の粒子径分布測定装置
200・・・演算装置