国立产业技术综合研究所【所长：吉川博之】（以下简称“AIST”）界面纳米结构研究中心【研究中心主任：清水俊美】高轴比纳米结构组织团队浅川真澄首席研究员是有机纳米管（有机纳米管 AIST®以下简称“ONT-AIST”荧光分子，我们开发了一种发射荧光的纳米管（以下称为“发光ONT-AIST”）（图1）。
新开发的发光ONT-AIST是两亲分子的自组装过程中添加荧光分子在溶液中，得到发光的有机纳米管。荧光分子稳定地嵌入纳米管壁中。即使添加荧光分子，有机纳米管的中空结构仍然是空的，并且将药物掺入（包含）到有机纳米管中的能力仍然完好无损。
通过使用这种发光ONT-AIST，将变得更容易在体内观察ONT-AIST，这在以前是困难的，并且预计ONT-AIST将应用于药物转运状态的分析。
这项研究的部分成果将在 9 月 19 日至 21 日在 Pacifico Yokohama 举行的 Bio Japan 2000 上公布。生物日本2007)展出。
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| 图1不发光的有机纳米管照片，左起为红、橙、黄、蓝 |
ONT-AIST是一种由葡萄糖和橄榄油中富含的油酸合成的两亲性分子通过自组装形成管状结构的材料。由于其在水中优异的分散性以及掺入蛋白质和核酸（包合）的能力，有望在医疗、保健、食品领域有广泛的应用（图2）。
另一方面，癌症化疗中使用的抗癌药物对正常细胞也有毒性，所以如果试图用抗癌药物杀死癌细胞，就会出现药物副作用。为了解决这个问题，我们开发了一种仅向癌细胞输送药物的系统（DDS）正在积极研究中。 ONT-AIST是一种两端开放的管状结构，有望作为一种可以从两端逐渐释放药物的新型DDS材料应用。然而，为了评估其性能，需要观察ONT-AIST在细胞等活体中药物包涵和转运的状态，但由于难以在体内观察ONT-AIST而尚未得到应用。
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| 图2 可通过两亲性分子自组装大量合成的ONT-AIST |
产业技术研究所的界面纳米结构研究中心在过去的10年里一直致力于推动用于有机纳米管形成的两亲性分子的设计、合成和自组装的研究和开发。2006年，我们开发了ONT-AIST的大规模合成技术，目前正在开发其应用。
另一方面脂质体进行DDS研究一直在积极进行，为了在体内观察脂质体，研究人员要么将荧光分子化学键合到脂质体的磷脂上（荧光标记），要么使用昂贵的荧光标记试剂。为了改变发光脂质体的颜色，每次都需要带有不同荧光分子的荧光标记，这需要时间、精力和成本。
这次，AIST旨在开发一种简单的方法来制造发光纳米管，以便于在体内观察ONT-AIST，同时又不失去其包容和运输能力。
这项研究是日本科学技术振兴机构委托研究的一部分[SORST 项目，2005-2005]。
这次，我们使用常见的荧光分子让ONT-AIST发出荧光。在AIST开发ONT-AIST的大规模合成过程中，我们发现，如果两亲性分子在有机溶液中自组装时添加荧光分子，荧光分子就会被吸收，从而获得发光的ONT-AIST（图3）。
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| 图3 发光ONT-AIST的制造流程 |
具体地，首先，将预定量的两亲性分子粉末和荧光分子粉末放入烧杯(1)中。添加足够的有机溶剂以溶解每个分子，并在加热的同时搅拌以完全溶解分子(2)。当步骤 2 中获得的溶液在室温下放置过夜时，荧光分子在自组装过程中自然嵌入两亲性分子之间（图 4）。这样就形成了 ONT-AIST，它结合了荧光分子并从溶液中沉淀出来 (3)。通过过滤沉淀的ONT-AIST并干燥，可以获得发光的ONT-AIST粉末(4)。
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| 图4 发光ONT-AIST结构图 |
用扫描电子显微镜观察发光ONT-AIST的结果是，荧光分子稳定地嵌入发光ONT-AIST管壁的膜中，并且中空结构保持为空。因此，发现ONT-AIST的中空结构内包合药物等的能力并未丧失（图5）。
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| 图5 左起：薄膜中嵌入芘的发光ONT-AIST 的粉末照片、荧光显微镜图像和扫描电子显微镜图像。 |
此外，由于发光ONT-AIST只需在ONT-AIST制造过程中添加普通荧光分子即可合成，因此很容易改变发光颜色，并且可以在短时间内以低成本生产多种发光ONT-AIST。这次，我们原型制作了四色发光ONT-AIST，所使用的荧光分子是红色的罗丹明B、橙色的罗丹明6G、黄色的荧光素和蓝色的芘，每种荧光分子都很便宜且容易获得（图6）。
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| 图6从左起嵌入罗丹明B（红色）、罗丹明6G（橙色）、荧光素（黄色）和芘（蓝色）制造的发光ONT-AIST的荧光发射 |
通过对给予发光ONT-AIST的细胞进行体内观察，我们希望获得有价值的信息，例如ONT-AIST的体内稳定性和体内行为。
此外，由于我们将能够观察含有发光ONT-AIST的药物的体内转运行为，因此我们计划与生命科学研究小组合作继续进行DDS的研究（图7）。
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| 图7 使用发光ONT-AIST的药物包合和释放行为示意图 |
我们目前正在向公司提供 ONT-AIST 样品，以实现快速技术转让。今后，我们计划通过与AIST的共同研究，广泛寻找希望将ONT-AIST商业化的公司。