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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-12-05
(45)【発行日】2024-12-13
(54)【発明の名称】ポリバレントフッ素系界面活性剤
(51)【国際特許分類】
C09K 23/16 20220101AFI20241206BHJP
C07C 211/15 20060101ALI20241206BHJP
【ＦＩ】
C09K23/16
C07C211/15
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2020145900
(22)【出願日】2020-08-31
(65)【公開番号】P2022040937
(43)【公開日】2022-03-11
【審査請求日】2023-08-22
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）平成３０年度、国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構、戦略的イノベーション創造プログラム（ＳＩＰ）「スマートバイオ産業・農業基盤技術」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(73)【特許権者】
【識別番号】301021533
【氏名又は名称】国立研究開発法人産業技術総合研究所
(72)【発明者】
【氏名】平 敏彰
(72)【発明者】
【氏名】井村 知宏
(72)【発明者】
【氏名】野田 尚宏
(72)【発明者】
【氏名】森田 雅宗
【審査官】田中 雅之
(56)【参考文献】
【文献】特表２０１９－５２２０７７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１７－５１２１９８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－０７９３０５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１５－１６６４１３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特表２０１２－５０６４５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－０２２９２８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公昭６０－００３３８０（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】中国特許出願公開第１０６８２３９８７（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ０９Ｋ ２３／００－ ２３／５６
Ａ６１Ｋ ８／００－ ８／９９
Ａ６１Ｑ １／００－ ９０／００
Ａ６１Ｋ ９／００－ ９／７２
Ａ６１Ｋ ４７／００－ ４７／６９
Ｃ１１Ｄ １／００－ １９／００
Ｃ０７Ｂ ３１／００－ ６１／００
Ｃ０７Ｂ ６３／００－ ６３／０４
Ｃ０７Ｃ １／００－４０９／４４
Ｃ０９Ｋ ３／００
Ｃ０９Ｋ ３／２０－ ３／３２
Ｃ０８Ｇ ６５／００－ ６７／０４
Ｃ０９Ｄ １／００－ １０／００
Ｃ０９Ｄ １０１／００－２０１／１０
Ｃ０９Ｄ １１／００－ １３／００
Ｂ４１Ｍ ５／００
Ｂ４１Ｍ ５／５０
Ｂ４１Ｍ ５／５２
ＣＡｐｌｕｓ／ＲＥＧＩＳＴＲＹ（ＳＴＮ）
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
［Ａ］ａ－Ｘ－Ｂ－Ｘ－Ｄ （Ｉ）である式（Ｉ）で示される化合物からなるフッ素系界面活性剤であって、
ここで、式（Ｉ）中、Ａは炭化フッ素基、Ｂはオリゴエチレングリコール、Ｄは、ＮＨ２、ＮＨ３、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ２、Ｎ（ＣＨ３）２、またはＮ（ＣＨ３）３であり、ａは正の整数であり、Ｘは共有結合または連結基であって、複数のＸは、それぞれ同じでも異なってもよく、また、前記式（Ｉ）の化合物が下記式（Ａ）で表される、フッ素系界面活性剤。
【化1】
【請求項2】
前記正の整数ａは、１～６であり、Ｘは、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、エーテル基（－Ｏ－）、フェニレン基（－Ｃ６Ｈ４－）、または芳香族アミン（－ＮＣ６Ｈ４－）の少なくとも一つを内部に含んでいてもよい、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基から選択される連結基である、請求項１に記載のフッ素系界面活性剤。
【請求項3】
請求項１または２に記載のフッ素系界面活性剤、フッ素油、および親水性液体を含む、Ｗ／Ｏエマルジョンのドロプレット。
【請求項4】
請求項３に記載のドロプレットを、微生物の培養場、酵素活性試験、ＤＮＡ/ＲＮＡの複写増幅・合成、ＲＮＡの発現、タンパク質の合成/結晶化、ＤＮＡ/ＲＮＡの切断・結合・解離、ナノ粒子等の無機材料の合成、または有機合成の特異反応場として使用する、ドロプレットの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、フッ素系界面活性剤、該界面活性剤を含むＷ／Ｏエマルジョンのドロプレット、およびその使用方法に関する。
【背景技術】
【0002】
油中に水が分散したＷａｔｅｒ－ｉｎ－ｏｉｌエマルジョンを微小な水系反応場としてとらえ、その液滴（ドロプレット）内部で微生物を培養する手法が、ハイスループットスクリーニング技術として注目されている。マイクロミキサーを用いて、溶存酸素量の多いフッ素油と水を混合することで、数十ミクロン程度の均質な液滴を１分間に数万個調整することができ、さらにその液滴１つの中で好気性の微生物を培養することができる。ドロプレットの体積は、一般的なマイクロプレートのウェルと比べて１００万分の一程度であることから、夾雑物によるノイズが低下され、解析精度も向上する。
【0003】
フッ素油の中でドロプレットを安定化させるためには、フッ素系界面活性剤が用いられる。フッ素系界面活性剤は、同一分子骨格内に親水基とフッ素基の両方を有するものであり、水とフッ素油の二液を混合した際に、両者の界面に配向することにより界面張力を低下させる。現在、ドロプレットを安定化させるためのフッ素系界面活性剤として、パーフルオロポリエーテル（ＰＦＰＥ）とポリエチレングリコール（ＰＥＧ）からなるトリブロックコポリマーが用いられている（特許文献１、２）。これは水とフッ素油の界面に配向することにより界面張力を低下させるとともに、ポリマー鎖が界面を立体的に保護してドロプレットを安定化するものである。しかし、２種類のポリマー同士の連結反応によって合成されるブロックコポリマーは化学的に安定であるものの、さらなる構造の修飾が困難であることから、親水/疎水バランスの制御や機能性官能基の導入が困難である。
【0004】
また、分子構造の拡張を目的として、非特許文献１ではＰＥＧの代わりに、側鎖の化学修飾が可能なポリグリセロール基を導入したトリブロックコポリマーを合成しており、非特許文献２、３では、ＰＦＰＥの末端にトリオールやデンドリマー型の多価アルコールを導入したポリマーが報告されている。
【0005】
マイクロリアクターを用いてフッ素油と水を急速混合する際、フッ素系界面活性剤は速やかに界面に吸着して水滴を安定化することが求められている（非特許文献４参照）。しかし、現在用いられているフッ素系界面活性剤は、１万以上の高分子量のものであることから、界面への速やかな吸着は望めず、過剰量の界面活性剤を使用して界面吸着速度の遅さを補っており、経済的でない。また、加熱によりドロプレットが不安定化して、内部の低分子化合物が流出してしまうという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【文献】国際公開２０１７/２０３２８０号
【文献】米国特許第９４９８７６１号明細書
【非特許文献】
【0007】
【文献】Ｌａｂ ｏｎ ａ Ｃｈｉｐ（２０１６）Ｖｏｌ．１６，ｐ．６５－６９
【文献】ＡＣＳ Ｎａｎｏ（２０１４）Ｖｏｌ．８，ｐ．３９１３－３９２０
【文献】Ｎａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（２０１９）Ｖｏｌ．１０，ｐ．４５４６.
【文献】Ｌａｎｇｍｕｉｒ（２００９）Ｖｏｌ．２５，ｐ．６０８８－６０９３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
フッ素油と水性液体を含むＷ／Ｏエマルジョンのドロプレットは、細胞に無毒であり、微生物の培養場としてだけでなく、酵素活性試験、ＤＮＡ/ＲＮＡの複写増幅・合成、ＲＮＡの発現、タンパク質の合成/結晶化、ＤＮＡ/ＲＮＡの切断・結合・解離、ナノ粒子等の無機材料の合成、有機合成の特異反応場などの幅広い応用が期待されている。
しかしながら、使用できるフッ素系界面活性剤の種類が限られていることが、応用の妨げとなっている。従来用いられている高分子量のフッ素系界面活性剤は、界面吸着速度が遅いため、界面張力を速やかに低下してドロプレットを安定化するには、フッ素油中に過剰量溶かす必要があり、得られるドロプレットの安定性も十分ではなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、界面吸着速度が速く、フッ素油と水の界面に速やかに吸着して両者の界面張力を有意に低下させて、ドロプレットを安定化することのできるフッ素系界面活性剤を提供することを、その課題とする。
しかしながら、使用できるフッ素系界面活性剤の種類が限られていることが、応用の妨げとなっている。従来用いられている高分子量のフッ素系界面活性剤は、界面吸着速度が遅いため、界面張力を速やかに低下してドロプレットを安定化するには、フッ素油中に過剰量溶かす必要があり、得られるドロプレットの安定性も十分ではなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、界面吸着速度が速く、フッ素油と水の界面に速やかに吸着して両者の界面張力を有意に低下させて、ドロプレットを安定化することのできるフッ素系界面活性剤を提供することを、その課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、拡張性の低い高分子量のＰＦＰＥとＰＥＧの連結反応ではなく、低分子量の炭化フッ素と多官能性オリゴエチレングリコールの逐次連結反応により、分子量分布と炭化フッ素鎖数を自在に制御可能なフッ素系界面活性剤を開発し、これが実際にドロプレットを形成するだけでなく、長期間安定化することを見出し、本発明を完成させた。
【0010】
本発明は、以下の（１）～（６）のフッ素系界面活性剤に係るものである。
（１） ［Ａ］ａ－Ｘ－Ｂ－Ｘ－Ｄ （Ｉ）、
［Ａ］ａ－Ｘ－Ｂ－Ｘ－［Ａ］ｂ （ＩＩ）、および
［Ａ］ｃ－Ｘ (ＩＩＩ)
である式（Ｉ）～式（ＩＩＩ）からなる群から選択される一つの化合物からなるフッ素系界面活性剤。
ここで、式中、Ａは炭化フッ素基、Ｂはオリゴエチレングリコール、Ｄは、ＮＨ２、ＮＨ３、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ２、Ｎ（ＣＨ３）２、またはＮ（ＣＨ３）３であり、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ独立した正の整数であり、Ｘは共有結合または連結基であって、複数のＸを含む化合物においては、それぞれは同じでも異なってもよい。
（２） 前記正の整数ａ、ｂおよびｃは、それぞれ独立して１～６であり、Ｘは、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、エーテル基（－Ｏ－）、フェニレン基（－Ｃ６Ｈ４－）、または芳香族アミン（－ＮＣ６Ｈ４－）の少なくとも一つを内部に含んでいてもよい、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基から選択される連結基である、上記（１）に記載のフッ素系界面活性剤。
（３） 前記式（Ｉ）の化合物が下記式（Ａ）で表される、上記（１）または（２）に記載のフッ素系界面活性剤。
ここで、Ｒfは、炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）の少なくとも一つを含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、ｎは１～２０の付加モル数である。
（４） 前記式（ＩＩ）の化合物が下記式（Ｂ）で表される、上記（１）または（２）に記載のフッ素系界面活性剤。
ここで、Ｒfは、炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）の少なくとも一つを含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、複数のＲfは、それぞれ同じでも異なってもよく、ｎは１～２０の付加モル数である。
（５） 前記式（ＩＩＩ）の化合物が下記式（Ｃ）で表される、上記（１）または（２）に記載のフッ素系界面活性剤。
ここで、Ｒfは、炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）の少なくとも一つを含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、複数のＲfは、それぞれ同じでも異なってもよい。
（６） 前記式（ＩＩ）の化合物が下記式（Ｄ）で表される、上記（１）または（２）に記載のフッ素系界面活性剤。
ここで、Ｒfは、炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）を含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、Ｘは、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、エーテル基（－Ｏ－）、フェニレン基（－Ｃ６Ｈ４－）、または芳香族アミン（－ＮＣ６Ｈ４－）の少なくとも一つを内部に含んでいてもよい、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基から選択される連結基であり、複数のＲfおよびＸは、それぞれ同じでも異なってもよく、ｎは１～２０の付加モル数である。
また、本発明は、以下（７）のドロプレット、および（８）のドロプレットの使用方法に係るものである。
（７） 上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のフッ素系界面活性剤、フッ素油、および親水性液体を含む、Ｗ／Ｏエマルジョンのドロプレット。
（８） 上記（７）に記載のドロプレットを、微生物の培養場、酵素活性試験、ＤＮＡ/ＲＮＡの複写増幅・合成、ＲＮＡの発現、タンパク質の合成/結晶化、ＤＮＡ/ＲＮＡの切断・結合・解離、ナノ粒子等の無機材料の合成、または有機合成の特異反応場として使用する、ドロプレットの使用方法。
（１） ［Ａ］ａ－Ｘ－Ｂ－Ｘ－Ｄ （Ｉ）、
［Ａ］ａ－Ｘ－Ｂ－Ｘ－［Ａ］ｂ （ＩＩ）、および
［Ａ］ｃ－Ｘ (ＩＩＩ)
である式（Ｉ）～式（ＩＩＩ）からなる群から選択される一つの化合物からなるフッ素系界面活性剤。
ここで、式中、Ａは炭化フッ素基、Ｂはオリゴエチレングリコール、Ｄは、ＮＨ２、ＮＨ３、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ２、Ｎ（ＣＨ３）２、またはＮ（ＣＨ３）３であり、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ独立した正の整数であり、Ｘは共有結合または連結基であって、複数のＸを含む化合物においては、それぞれは同じでも異なってもよい。
（２） 前記正の整数ａ、ｂおよびｃは、それぞれ独立して１～６であり、Ｘは、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、エーテル基（－Ｏ－）、フェニレン基（－Ｃ６Ｈ４－）、または芳香族アミン（－ＮＣ６Ｈ４－）の少なくとも一つを内部に含んでいてもよい、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基から選択される連結基である、上記（１）に記載のフッ素系界面活性剤。
（３） 前記式（Ｉ）の化合物が下記式（Ａ）で表される、上記（１）または（２）に記載のフッ素系界面活性剤。
【化1】
（４） 前記式（ＩＩ）の化合物が下記式（Ｂ）で表される、上記（１）または（２）に記載のフッ素系界面活性剤。
【化2】
（５） 前記式（ＩＩＩ）の化合物が下記式（Ｃ）で表される、上記（１）または（２）に記載のフッ素系界面活性剤。
【化3】
（６） 前記式（ＩＩ）の化合物が下記式（Ｄ）で表される、上記（１）または（２）に記載のフッ素系界面活性剤。
【化4】
また、本発明は、以下（７）のドロプレット、および（８）のドロプレットの使用方法に係るものである。
（７） 上記（１）ないし（６）のいずれかに記載のフッ素系界面活性剤、フッ素油、および親水性液体を含む、Ｗ／Ｏエマルジョンのドロプレット。
（８） 上記（７）に記載のドロプレットを、微生物の培養場、酵素活性試験、ＤＮＡ/ＲＮＡの複写増幅・合成、ＲＮＡの発現、タンパク質の合成/結晶化、ＤＮＡ/ＲＮＡの切断・結合・解離、ナノ粒子等の無機材料の合成、または有機合成の特異反応場として使用する、ドロプレットの使用方法。
【発明の効果】
【0011】
本発明によれば、従来の高分子系のフッ素系界面活性剤よりも速やかにフッ素油/水の界面に吸着することができ、ドロプレットの安定化のためのフッ素系界面活性剤の使用量を、約１／３に低減することができる。
また、多官能性オリゴエチレングリコールに対する炭化フッ素の導入数を制御することで、バレンシーの異なるフッ素系界面活性剤が製造できて、フッ素系界面活性剤の各種物性を系統的に変えることができる。
また、多官能性オリゴエチレングリコールに対する炭化フッ素の導入数を制御することで、バレンシーの異なるフッ素系界面活性剤が製造できて、フッ素系界面活性剤の各種物性を系統的に変えることができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】実施例５の試験におけるフッ素系界面活性剤の界面張力低下能を示す。
【図2】実施例６の試験におけるフッ素系界面活性剤の界面吸着速度を示す。
【図3】実施例７で製造したドロプレットの外観の写真。
【図4】実施例７で製造したドロプレットの安定性を示す写真。
【図5】実施例８のドロプレット内での大腸菌培養の写真。
【発明を実施するための形態】
【0013】
本発明のフッ素系界面活性剤は、
［Ａ］ａ－Ｘ－Ｂ－Ｘ－Ｄ （Ｉ）、
［Ａ］ａ－Ｘ－Ｂ－Ｘ－［Ａ］ｂ （ＩＩ）、および
［Ａ］ｃ－Ｘ (ＩＩＩ)
である式（Ｉ）～式（ＩＩＩ）からなる群から選択される一つの化合物からなる。
式（Ｉ）～（ＩＩＩ）において、Ａは炭化フッ素基、Ｂはオリゴエチレングリコール、Ｄは、ＮＨ２、ＮＨ３、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ２、Ｎ（ＣＨ３）２、またはＮ（ＣＨ３）３であり、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ独立した正の整数であり、Ｘは共有結合または連結基であって、複数のＸを含む化合物においては、それぞれは同じでも異なってもよい。
［Ａ］ａ－Ｘ－Ｂ－Ｘ－Ｄ （Ｉ）、
［Ａ］ａ－Ｘ－Ｂ－Ｘ－［Ａ］ｂ （ＩＩ）、および
［Ａ］ｃ－Ｘ (ＩＩＩ)
である式（Ｉ）～式（ＩＩＩ）からなる群から選択される一つの化合物からなる。
式（Ｉ）～（ＩＩＩ）において、Ａは炭化フッ素基、Ｂはオリゴエチレングリコール、Ｄは、ＮＨ２、ＮＨ３、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ、Ｎ（ＣＨ３）Ｈ２、Ｎ（ＣＨ３）２、またはＮ（ＣＨ３）３であり、ａ、ｂ、ｃはそれぞれ独立した正の整数であり、Ｘは共有結合または連結基であって、複数のＸを含む化合物においては、それぞれは同じでも異なってもよい。
【0014】
正の整数ａ、ｂおよびｃは、１分子内の炭化フッ素基Ａの数に関するものであり、それぞれ独立して１～６が好ましい。また、導入される炭化フッ素基Ａは、１価（モノバレント）～１２価のポリバレントフッ素系界面活性剤が好ましく、１価から６価のポリバレントがより好ましい。
Ｘが連結基である場合には、Ｘは、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、エーテル基（－Ｏ－）、フェニレン基（－Ｃ６Ｈ４－）、または芳香族アミン（－ＮＣ６Ｈ４－）の少なくとも一つを内部に含んでいてもよい、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基から選択される連結基である。ここで、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基の炭素数は、１～４０が好ましく、１～２０がより好ましい。
また、フッ素系界面活性剤の分子量は１万以下が好ましく、８千以下がより好ましい。
Ｘが連結基である場合には、Ｘは、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、エーテル基（－Ｏ－）、フェニレン基（－Ｃ６Ｈ４－）、または芳香族アミン（－ＮＣ６Ｈ４－）の少なくとも一つを内部に含んでいてもよい、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基から選択される連結基である。ここで、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基の炭素数は、１～４０が好ましく、１～２０がより好ましい。
また、フッ素系界面活性剤の分子量は１万以下が好ましく、８千以下がより好ましい。
【0015】
本発明の一態様のフッ素系界面活性剤は、カルボキシル基やアミノ基を有する炭化フッ素と多官能性オリゴエチレングリコールから誘導化され、両者がアミド結合等によって連結した化学構造を備える。このようなフッ素系界面活性剤としては、下記式（Ａ）で表されるフッ素系界面活性剤が例示できる。
式（Ａ）で表されるフッ素系界面活性剤は、１つのオリゴエチレングリコールに対して１つの炭化フッ素鎖がアミド結合等によって連結する。ここで、Ｒfは炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）の少なくとも一つを含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、ｎは１～２０の付加モル数である。Ｒfが炭化水素基（－ＣＨ２－）を含む場合には、炭化水素の炭素数は、１～１０が好ましい。
式（Ａ）で表されるフッ素系界面活性剤は、１つのオリゴエチレングリコールに対して１つの炭化フッ素鎖がアミド結合等によって連結する。ここで、Ｒfは炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）の少なくとも一つを含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、ｎは１～２０の付加モル数である。Ｒfが炭化水素基（－ＣＨ２－）を含む場合には、炭化水素の炭素数は、１～１０が好ましい。
【0016】
【化1】
【0017】
また、本発明の他の一態様のフッ素系界面活性剤は、１つのオリゴエチレングリコールに対して２つの炭化フッ素鎖がアミド結合等によって連結する化学構造を備える。このようなフッ素系界面活性剤としては、下記式（Ｂ）で表されるフッ素系界面活性剤が例示できる。
ここで、Ｒfは炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）の少なくとも一つを含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、ｎは１～２０の付加モル数である。Ｒfが炭化水素基（－ＣＨ２－）を含む場合には、炭化水素の炭素数は、１～１０が好ましい。
ここで、Ｒfは炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）の少なくとも一つを含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、ｎは１～２０の付加モル数である。Ｒfが炭化水素基（－ＣＨ２－）を含む場合には、炭化水素の炭素数は、１～１０が好ましい。
【0018】
【化2】
【0019】
また、本発明の他の一態様のフッ素系界面活性剤は、１つのベンゼン環に対して３つの炭化フッ素基がアミド結合等によって連結する化学構造を備える。このようなフッ素系界面活性剤としては、下記式（Ｃ）で表されるフッ素系界面活性剤が例示できる。
ここで、Ｒfは炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）の少なくとも一つを含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、ｎは１～２０の付加モル数である。Ｒfが炭化水素基（－ＣＨ２－）を含む場合には、炭化水素の炭素数は、１～１０が好ましい。
ここで、Ｒfは炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）の少なくとも一つを含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、ｎは１～２０の付加モル数である。Ｒfが炭化水素基（－ＣＨ２－）を含む場合には、炭化水素の炭素数は、１～１０が好ましい。
【0020】
【化3】
【0021】
さらに、本発明の他の一態様のフッ素系界面活性剤は、１つの親水基に対して４つの炭化フッ素鎖がアミド結合等によって連結する化学構造を備える。このようなフッ素系界面活性剤としては、下記式（Ｄ）で表されるフッ素系界面活性剤が例示できる。
ここで、Ｒfは炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）を含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、Ｘは、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、エーテル基（－Ｏ－）、フェニレン基（－Ｃ６Ｈ４－）、または芳香族アミン（－ＮＣ６Ｈ４－）の少なくとも一つを内部に含んでいてもよい、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基から選択される連結基であり、複数のＲfおよびＸは、それぞれ同じでも異なってもよく、ｎは１～２０の付加モル数である。また、連結基の鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基の炭素数は、１～４０が好ましく、１～２０がより好ましい。
ここで、Ｒfは炭化水素基（－ＣＨ２－）、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、またはエーテル基（－Ｏ－）を含む連結基を内部に含んでいてもよい、炭素数が４～１２の炭化フッ素基であり、Ｘは、カルボニル基(－Ｃ＝Ｏ)、アミノ基（－ＮＨ－）、エーテル基（－Ｏ－）、フェニレン基（－Ｃ６Ｈ４－）、または芳香族アミン（－ＮＣ６Ｈ４－）の少なくとも一つを内部に含んでいてもよい、鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基から選択される連結基であり、複数のＲfおよびＸは、それぞれ同じでも異なってもよく、ｎは１～２０の付加モル数である。また、連結基の鎖式炭化水素基または芳香族炭化水素基の炭素数は、１～４０が好ましく、１～２０がより好ましい。
【0022】
【化4】
【0023】
式（Ａ）で表されるフッ素系界面活性剤の具体的な化合物としては、下記の式５のＬ１が例示できる。
【化5】
【0024】
式（Ｂ）で表されるフッ素系界面活性剤の具体的な化合物としては、下記の式６のＬ２が例示できる。
【化6】
【0025】
式（Ｄ）で表されるフッ素系界面活性剤の具体的な化合物としては下記の式７のＬ４が例示できる。
【化7】
【0026】
本発明のフッ素系界面活性剤を用いて、フッ素油と親水性液体を含むＷ／Ｏエマルジョンのドロプレットを製造することができる。本発明のドロプレットは直径が数十μｍであり、本発明のフッ素系界面活性剤を含有するフッ素油、または本発明のフッ素系界面活性剤を含有する親水性液体のいずれかを、それぞれ親水性液体またはフッ素油とマイクロミキサーによって混合する工程によって得られ、少なくとも１週間は安定である。本発明のドロプレットの直径は、１～５００μｍが好ましい。
【0027】
本発明のフッ素油としては、以下に限定されないが、ＮＯＶＥＣ７５００、ＦＣ－４０、ＦＣ－７７あるいはこれらの１種又は２種類以上の混合物が例示できる。またフッ素油以外の油として、ミネラルオイルも使用できる。
マイクロミキサーの構造は特に限定されないが、流路が数百ミクロン以下、好ましくは数十ミクロン程度のものが使用できる。親水性液体は純物質であってもよいし、混合物であってもよい。
マイクロミキサーの構造は特に限定されないが、流路が数百ミクロン以下、好ましくは数十ミクロン程度のものが使用できる。親水性液体は純物質であってもよいし、混合物であってもよい。
【0028】
また、本発明のドロプレットは、必要に応じて他の成分を含有していてもよい。このような他の成分としては、水溶性や両親媒性のものを含有することが可能であり、例えば、低級アルコール、無機塩、有機塩、酸、塩基、界面活性剤が挙げられる。さらに、本発明のドロプレットを化学反応場として使用する場合には、その化学反応に必要な触媒や酵素、各種金属試薬等の含有も可能である。
【0029】
本発明のドロプレットは、微生物の培養場や、酵素活性試験、ＤＮＡ/ＲＮＡの複写増幅・合成、ＲＮＡの発現、タンパク質の合成/結晶化、ＤＮＡ/ＲＮＡの切断・結合・解離、ナノ粒子等の無機材料の合成、有機合成の特異反応場などに用いることが可能である。
【実施例】
【0030】
以下に実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の趣旨を逸脱しない限り適宜変更することができる。したがって、本発明の範囲は以下に示す具体例により限定的に解釈されるべきものではない。
【0031】
（実施例１：Ｌ１の合成）
２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ヘプタデカフルオロウンデカン酸２９５ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ）、ＤＩＣ７６ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ）、ＤＭＡＰ３０ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を１８ｍＬのテトラヒドロフランに溶解し、室温で２０分撹拌した。この混合液を、滴下漏斗を用いてジエチレングリコールビス(３－アミノプロピル)エーテル１３３ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ）に、撹拌しながら３０分かけて滴下し、室温で１８時間撹拌した。溶媒を除去した後、粗生成物をジエチルエーテルで洗浄した。その後シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール＝１：１)により精製し、Ｌ１を収量１５９ｍｇ（収率３８％）で得た。
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３,室温.）δ(ｐｐｍ)：５．３０（ｓ,１Ｈ，ＮＨ), ３．６５－３．５６（ｍ,１２Ｈ,ＣＨ２）,３．５１－３．４５（ｑ,４Ｈ,ＣＨ２,Ｊ＝８．０ Ｈｚ),２．８２（ｐ,２Ｈ, ＮＨ２,Ｊ＝６．０ Ｈｚ）,２．４５（ｍ,４Ｈ,ＣＨ２）,１．７９－１．７２ （ｍ, ２Ｈ, ＣＨ２）
１９Ｆ－ＮＭＲ（３７７ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、室温）δ(ｐｐｍ)：１２６．１,１２３.5，１２１．９,１２１．７,１２１．６,１１４．６,８０．７
ＩＲ（ＡＴＲ）：３６００－３１００,１６４５,１５５２ｃｍ－１
ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳ：ｍ/ｚ＝６９４．９（Ｃａｌｃｄ. ６９５．２）
２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ヘプタデカフルオロウンデカン酸２９５ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ）、ＤＩＣ７６ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ）、ＤＭＡＰ３０ｍｇ（０．２４ｍｍｏｌ）を１８ｍＬのテトラヒドロフランに溶解し、室温で２０分撹拌した。この混合液を、滴下漏斗を用いてジエチレングリコールビス(３－アミノプロピル)エーテル１３３ｍｇ（０．６０ｍｍｏｌ）に、撹拌しながら３０分かけて滴下し、室温で１８時間撹拌した。溶媒を除去した後、粗生成物をジエチルエーテルで洗浄した。その後シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール＝１：１)により精製し、Ｌ１を収量１５９ｍｇ（収率３８％）で得た。
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３,室温.）δ(ｐｐｍ)：５．３０（ｓ,１Ｈ，ＮＨ), ３．６５－３．５６（ｍ,１２Ｈ,ＣＨ２）,３．５１－３．４５（ｑ,４Ｈ,ＣＨ２,Ｊ＝８．０ Ｈｚ),２．８２（ｐ,２Ｈ, ＮＨ２,Ｊ＝６．０ Ｈｚ）,２．４５（ｍ,４Ｈ,ＣＨ２）,１．７９－１．７２ （ｍ, ２Ｈ, ＣＨ２）
１９Ｆ－ＮＭＲ（３７７ＭＨｚ、ＣＤＣｌ３、室温）δ(ｐｐｍ)：１２６．１,１２３.5，１２１．９,１２１．７,１２１．６,１１４．６,８０．７
ＩＲ（ＡＴＲ）：３６００－３１００,１６４５,１５５２ｃｍ－１
ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳ：ｍ/ｚ＝６９４．９（Ｃａｌｃｄ. ６９５．２）
【0032】
（実施例２：Ｌ２の合成）
２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ヘプタデカフルオロウンデカン酸４８３ｍｇ（０．９８ｍｍｏｌ）、ＥＤＣ１８７ｍｇ（０．９７ ｍｍｏｌ）、ＤＭＡＰ３８ｍｇ（０．３１ｍｍｏｌ）を８ｍＬのジメチルホルムアミドに溶解し、室温で１時間撹拌した。ここにジエチレングリコールビス(３－アミノプロピル)エーテル９１ｍｇ（０．４１ｍｍｏｌ）を加え、室温で２４時間撹拌した。溶媒を除去した後、酢酸エチル／ヘキサン混合溶媒（＝９／1）を３０ｍＬ加え、飽和塩化ナトリウム水溶液（３０ｍＬ)で３回洗浄を行った。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール＝１９：１)により精製することによりＬ２を収量４３０ｍｇ（収率９０％）で得た。
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ,ＣＤＣｌ３,室温）δ(ｐｐｍ)：６．４６（ｓ,２Ｈ,ＮＨ）,３．６６－３．５６（ｍ,２Ｈ,ＣＨ２）,３．４１－３．３６（ｑ,４Ｈ,ＣＨ２,Ｊ＝６．７ Ｈｚ）,２．４５（ｍ,８Ｈ,ＣＨ２）,１．８１－１．７５（ｍ,４Ｈ,ＣＨ２）
１９Ｆ－ＮＭＲ（３７７ＭＨｚ,ＣＤＣｌ３,室温）δ(ｐｐｍ)：１２６．１,１２３.５，１２２.７,１２１．９,１２１．７,１１４．７,８０．８
ＩＲ（ＡＴＲ）：１６３９,１５５１ｃｍ－１
MＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳ：ｍ/ｚ ＝１１６９．６（Ｃａｌｃｄ.１１６９．２）
２Ｈ，２Ｈ，３Ｈ，３Ｈ－ヘプタデカフルオロウンデカン酸４８３ｍｇ（０．９８ｍｍｏｌ）、ＥＤＣ１８７ｍｇ（０．９７ ｍｍｏｌ）、ＤＭＡＰ３８ｍｇ（０．３１ｍｍｏｌ）を８ｍＬのジメチルホルムアミドに溶解し、室温で１時間撹拌した。ここにジエチレングリコールビス(３－アミノプロピル)エーテル９１ｍｇ（０．４１ｍｍｏｌ）を加え、室温で２４時間撹拌した。溶媒を除去した後、酢酸エチル／ヘキサン混合溶媒（＝９／1）を３０ｍＬ加え、飽和塩化ナトリウム水溶液（３０ｍＬ)で３回洗浄を行った。有機相を硫酸マグネシウムで乾燥後、溶媒を除去し、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(クロロホルム:メタノール＝１９：１)により精製することによりＬ２を収量４３０ｍｇ（収率９０％）で得た。
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ,ＣＤＣｌ３,室温）δ(ｐｐｍ)：６．４６（ｓ,２Ｈ,ＮＨ）,３．６６－３．５６（ｍ,２Ｈ,ＣＨ２）,３．４１－３．３６（ｑ,４Ｈ,ＣＨ２,Ｊ＝６．７ Ｈｚ）,２．４５（ｍ,８Ｈ,ＣＨ２）,１．８１－１．７５（ｍ,４Ｈ,ＣＨ２）
１９Ｆ－ＮＭＲ（３７７ＭＨｚ,ＣＤＣｌ３,室温）δ(ｐｐｍ)：１２６．１,１２３.５，１２２.７,１２１．９,１２１．７,１１４．７,８０．８
ＩＲ（ＡＴＲ）：１６３９,１５５１ｃｍ－１
MＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳ：ｍ/ｚ ＝１１６９．６（Ｃａｌｃｄ.１１６９．２）
【0033】
（実施例３：L４の合成）
１,２－ビス（２－アミノフェノキシ）エタン―Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四酢酸四ナトリウム２５０ｍｇ（０．８９ｍｍｏｌ）、１Ｈ，１Ｈ－ウンデカフルオロヘキシルアミン１．６ｍＬ（８．９ｍｍｏｌ）、ＥＤＣ６９０ｍｇ（０．７９ｍｍｏｌ）、ＤＭＡＰ１１ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）を５ｍＬのジメチルホルムアミドに溶解し、６０度で３日間撹拌した。酢酸エチルを３０ｍＬ加え、希塩酸（１０ｍＬ）と水（２０ｍＬ）で洗浄を行い、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を除去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:メタノール＝１９：１)により精製することにより、Ｌ４を収量３７９ｍｇ（収率２７％）で得た。
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ,ＣＤＣｌ３,室温）δ(ｐｐｍ)：７．１０（４Ｈ,ＡｒＨ）６．９３（４Ｈ、ＡｒＨ）,４．３３（ｓ,４Ｈ）,３．７５（ｓ,８Ｈ,ＣＨ２）,２．８８（ｓ,４Ｈ,ＣＨ２）
１９Ｆ－ＮＭＲ（３７７ＭＨｚ,ＣＤＣｌ３,室温）δ(ｐｐｍ)：－８０．９６，－１１８．５,－１２３．０,－１２３．８,－１２６．５
ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳ：ｍ/ｚ ＝１６００．９（Ｃａｌｃｄ.１６０１．２）
１,２－ビス（２－アミノフェノキシ）エタン―Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－四酢酸四ナトリウム２５０ｍｇ（０．８９ｍｍｏｌ）、１Ｈ，１Ｈ－ウンデカフルオロヘキシルアミン１．６ｍＬ（８．９ｍｍｏｌ）、ＥＤＣ６９０ｍｇ（０．７９ｍｍｏｌ）、ＤＭＡＰ１１ｍｇ（０．１ｍｍｏｌ）を５ｍＬのジメチルホルムアミドに溶解し、６０度で３日間撹拌した。酢酸エチルを３０ｍＬ加え、希塩酸（１０ｍＬ）と水（２０ｍＬ）で洗浄を行い、有機相を硫酸マグネシウムで乾燥した。溶媒を除去した後、シリカゲルカラムクロマトグラフィー(ジクロロメタン:メタノール＝１９：１)により精製することにより、Ｌ４を収量３７９ｍｇ（収率２７％）で得た。
１Ｈ－ＮＭＲ（４００ＭＨｚ,ＣＤＣｌ３,室温）δ(ｐｐｍ)：７．１０（４Ｈ,ＡｒＨ）６．９３（４Ｈ、ＡｒＨ）,４．３３（ｓ,４Ｈ）,３．７５（ｓ,８Ｈ,ＣＨ２）,２．８８（ｓ,４Ｈ,ＣＨ２）
１９Ｆ－ＮＭＲ（３７７ＭＨｚ,ＣＤＣｌ３,室温）δ(ｐｐｍ)：－８０．９６，－１１８．５,－１２３．０,－１２３．８,－１２６．５
ＭＡＬＤＩ－ＴＯＦ ＭＳ：ｍ/ｚ ＝１６００．９（Ｃａｌｃｄ.１６０１．２）
【0034】
（実施例４：溶解度の比較）
合成したＬ１、Ｌ２、Ｌ４の各種油への溶解度を比較した。結果を表１に示す。
表１に示すように、バレンシーを変えたＬ１、Ｌ２、Ｌ４はフッ素油に対して異なる溶解性を示し、使用できる溶媒の種類を拡張できることがわかった。
合成したＬ１、Ｌ２、Ｌ４の各種油への溶解度を比較した。結果を表１に示す。
【表1】
【0035】
（実施例５：界面活性の評価）
バイアル瓶内で、種々の濃度となるようにＬ１をＮＯＶＥＣ７５００に溶解した。各濃度のフッ素油を溶解、懸滴法による界面張力測定装置（協和界面科学社製、製品名「Ｄｒｏｐ Ｍａｓｔｅｒ ＤＭ５００」）を用いて、水/ＮＯＶＥＣ７５００に対するＬ１の界面張力低下能を測定した。
図１に示すように、Ｌ１（図１中▲）は、水/ＮＯＶＥＣ７５００の界面張力を低下させた。また、図１のグラフで表面張力が一定値となる濃度から、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を決定した。
同様の方法でＬ２の界面張力を測定した。この結果を図１に示す。図１に示すように、Ｌ２（図１中●）は、ＮＯＶＥＣ７５００への溶解度が低下し沈殿を与えるものの、Ｌ１と同様に界面張力低下能を発揮した。Ｌ１とＬ２の臨界ミセル濃度と、このときの表面張力（γＣＭＣ）を表２に示す。比較として、従来品（図１中■）を用いた測定結果も表中に併記する。
バイアル瓶内で、種々の濃度となるようにＬ１をＮＯＶＥＣ７５００に溶解した。各濃度のフッ素油を溶解、懸滴法による界面張力測定装置（協和界面科学社製、製品名「Ｄｒｏｐ Ｍａｓｔｅｒ ＤＭ５００」）を用いて、水/ＮＯＶＥＣ７５００に対するＬ１の界面張力低下能を測定した。
図１に示すように、Ｌ１（図１中▲）は、水/ＮＯＶＥＣ７５００の界面張力を低下させた。また、図１のグラフで表面張力が一定値となる濃度から、臨界ミセル濃度（ＣＭＣ）を決定した。
同様の方法でＬ２の界面張力を測定した。この結果を図１に示す。図１に示すように、Ｌ２（図１中●）は、ＮＯＶＥＣ７５００への溶解度が低下し沈殿を与えるものの、Ｌ１と同様に界面張力低下能を発揮した。Ｌ１とＬ２の臨界ミセル濃度と、このときの表面張力（γＣＭＣ）を表２に示す。比較として、従来品（図１中■）を用いた測定結果も表中に併記する。
【0036】
【表2】
【0037】
（実施例６：界面吸着速度の比較）
Ｌ１とＬ２を濃度が５ｍｇ/ｍｌ（約０．５ｗｔ％）となるようにＮＯＶＥＣ７５００に溶解し、ペンダントドロップの吸着速度測定結果を図２に示す。比較として、従来品（０．５ｗｔ％）を用いた測定結果も図中に併記する。
その結果、Ｌ１は約３分で４．３ｍＮ/ｍから３．０ｍＮ/ｍに、Ｌ２は約４分で４．６ｍＮ/ｍから３．０ｍＮｍに、従来品は約９分で８．２ｍＮ/ｍから３．３ｍＮ/ｍに低下し、界面張力値が一定になった。すなわち、低分子量のＬ１とＬ２は、従来品よりも速やかに界面に吸着することが明らかとなり、界面吸着速度が２～３倍上昇した。
Ｌ１とＬ２を濃度が５ｍｇ/ｍｌ（約０．５ｗｔ％）となるようにＮＯＶＥＣ７５００に溶解し、ペンダントドロップの吸着速度測定結果を図２に示す。比較として、従来品（０．５ｗｔ％）を用いた測定結果も図中に併記する。
その結果、Ｌ１は約３分で４．３ｍＮ/ｍから３．０ｍＮ/ｍに、Ｌ２は約４分で４．６ｍＮ/ｍから３．０ｍＮｍに、従来品は約９分で８．２ｍＮ/ｍから３．３ｍＮ/ｍに低下し、界面張力値が一定になった。すなわち、低分子量のＬ１とＬ２は、従来品よりも速やかに界面に吸着することが明らかとなり、界面吸着速度が２～３倍上昇した。
【0038】
（実施例７：マイクロミキサーによるドロプレットの作製）
マイクロチップのウォーターリザーバーに純水、オイルリザーバーに各種界面活性剤を分散させたＮｏｖｅｃ７５００を入れ、ドロプレット作製装置Ｏｎ－ｃｈｉｐ Ｄｒｏｐｌｅｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（株式会社オンチップ・バイオテクノロジー）にセットした。その後バルブを開放し、サンプル圧力・オイル圧力を共に２０ｋＰａで流すことでドロプレットを作製した。ＣＭＣ以下及び以上（０．２ｍｇ/ｍｌ及び５ｍｇ/ｍｌ）の濃度に調整したＬ１とＬ２のＮｏｖｅｃ ７５００溶液を用いて、マイクロミキサーにより作製したドロプレットの外観の写真を図３に示す。
その結果、ＣＭＣ以下の濃度（０．２ｍｇ/ｍｌ）ではいずれの界面活性剤でも液滴は生成直後から合一し大きな液滴になっているのに対し、ＣＭＣ以上（５ｍｇ/ｍｌ）ではいずれの界面活性剤でも、少なくとも生成直後は、均一な微小液滴が作製できていることが分かった。Ｌ２では生成後徐々に合一が進行したのに対し、Ｌ１では液滴が増え凝集が生じても合一は起こらず安定であった。
マイクロチップのウォーターリザーバーに純水、オイルリザーバーに各種界面活性剤を分散させたＮｏｖｅｃ７５００を入れ、ドロプレット作製装置Ｏｎ－ｃｈｉｐ Ｄｒｏｐｌｅｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（株式会社オンチップ・バイオテクノロジー）にセットした。その後バルブを開放し、サンプル圧力・オイル圧力を共に２０ｋＰａで流すことでドロプレットを作製した。ＣＭＣ以下及び以上（０．２ｍｇ/ｍｌ及び５ｍｇ/ｍｌ）の濃度に調整したＬ１とＬ２のＮｏｖｅｃ ７５００溶液を用いて、マイクロミキサーにより作製したドロプレットの外観の写真を図３に示す。
その結果、ＣＭＣ以下の濃度（０．２ｍｇ/ｍｌ）ではいずれの界面活性剤でも液滴は生成直後から合一し大きな液滴になっているのに対し、ＣＭＣ以上（５ｍｇ/ｍｌ）ではいずれの界面活性剤でも、少なくとも生成直後は、均一な微小液滴が作製できていることが分かった。Ｌ２では生成後徐々に合一が進行したのに対し、Ｌ１では液滴が増え凝集が生じても合一は起こらず安定であった。
【0039】
Ｌ１/Ｎｏｖｅｃ ７５００溶液（５ｍｇ/ｍｌ）を用いて作成したドロプレットの形状の経時変化を光学顕微鏡による位相差観察によって行った。その結果を図４に示す。ドロプレットは少なくとも３日間安定に存在することが分かった。すなわち、Ｌ１は低分子のフッ素系界面活性剤でありながら、安定なドロプレットを作製できることが明らかとなった。
【0040】
（実施例８：ドロプレット内での微生物培養）
ドロプレット内微生物培養には，大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ Ｋ１２株）を用いた。実験には、ＬＢ培地を用いて、前培養（ＯＤ６００＝０．９）を行なった大腸菌を、１／３倍に希釈したものを使用した。マイクロチップのウォーターリザーバーに前述のとおり調製した大腸菌サンプル溶液、オイルリザーバーにＬ１/Ｎｏｖｅｃ ７５００溶液（５ｍｇ/ｍｌ）を入れ、ドロプレット作製装置Ｏｎ－ｃｈｉｐ Ｄｒｏｐｌｅｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（株式会社オンチップ・バイオテクノロジー）にセットした。その後バルブを開放し、サンプル圧力２５ｋＰａ、オイル圧力を２７ｋＰａで流すことで大腸菌が封入されたドロプレットを作製した。
ドロプレット内微生物培養には，大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ Ｋ１２株）を用いた。実験には、ＬＢ培地を用いて、前培養（ＯＤ６００＝０．９）を行なった大腸菌を、１／３倍に希釈したものを使用した。マイクロチップのウォーターリザーバーに前述のとおり調製した大腸菌サンプル溶液、オイルリザーバーにＬ１/Ｎｏｖｅｃ ７５００溶液（５ｍｇ/ｍｌ）を入れ、ドロプレット作製装置Ｏｎ－ｃｈｉｐ Ｄｒｏｐｌｅｔ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ（株式会社オンチップ・バイオテクノロジー）にセットした。その後バルブを開放し、サンプル圧力２５ｋＰａ、オイル圧力を２７ｋＰａで流すことで大腸菌が封入されたドロプレットを作製した。
【0041】
マイクロミキサーにより作製した大腸菌封入ドロプレットの外観を図５（封入直後）に示す。この時、１つのドロプレットには平均６．７±２．０個程度の大腸菌が封入されていた（図５（封入直後）右の拡大写真参照、大腸菌は斑点のように見える）。作製した大腸菌封入ドロプレットを１．５ｍＬマイクロチューブに回収し、３７℃で１日静置培養を行なった。１日経過した大腸菌封入ドロプレットの外観を同じく図５に示す（１日後）。
１日経過したドロプレット内部の大腸菌は平均２０．２±１０．５個程度で（図５（１日後）右の拡大写真参照）、封入直後の菌体数と比較し、増殖していることが確認できた。以上のように、Ｌ１で作製したドロプレット内で微生物培養が可能であることが確認された。
１日経過したドロプレット内部の大腸菌は平均２０．２±１０．５個程度で（図５（１日後）右の拡大写真参照）、封入直後の菌体数と比較し、増殖していることが確認できた。以上のように、Ｌ１で作製したドロプレット内で微生物培養が可能であることが確認された。
【産業上の利用可能性】
【0042】
本発明のフッ素系界面活性剤は、界面への吸着速度が速く優れた界面活性を発揮する。特にマイクロミキサーによってドロプレットが作製可能であることから、微生物の培養、酵素活性試験、ＤＮＡ/ＲＮＡの複写増幅・合成、ＲＮＡの発現、タンパク質の合成/結晶化、ＤＮＡ/ＲＮＡの切断・結合・解離、ナノ粒子等の無機材料の合成、有機合成の特異反応場などへの用途が期待される。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】