अब तक, बहुत मुश्किल जैविक नैनोट्यूब का बड़े पैमाने पर उत्पादन किया गया है तकनीकी तौर पर, क्योंकि पानी विलायक की एक बड़ी राशि amphiphilic अणुओं से आत्म इकट्ठे जैविक नैनोट्यूब के संश्लेषण के लिए किया गया है की जरूरत है. हम नैनोट्यूब के लिए एक सुविधाजनक तरीका जन संश्लेषण जो पारंपरिक तरीकों में प्रयुक्त विलायक के कम से कम एक हज़ारवां है, और सुखाने की प्रक्रिया के लिए आवश्यक समय का उपयोग करता है केवल कुछ घंटों के विकसित किया है. हम नैनोट्यूब के बाद से विकसित किया है कार्यात्मक पदार्थों के encapsulation (प्रोटीन, धातु नैनोकणों, आदि) 10 से बड़ा है, जो एनएम encapsulate करने के लिए अब तक, दवाओं और स्वास्थ्य खाद्य पदार्थ की धीमी गति से जारी के लिए आवेदन की उम्मीद कर रहे हैं असंभव किया गया है सक्षम है. सार उन्नत औद्योगिक विज्ञान और प्रौद्योगिकी के राष्ट्रीय संस्थान (एआईएसटी, Hiroyuki Yoshikawa, राष्ट्रपति) के Nanoarchitectonics अनुसंधान केंद्र (Toshimi Shimizu, निदेशक) के उच्च nanostructure Axial अनुपात निर्माण टीम नए डिजाइन और हाइड्रोफिलिक और hydrophobic moieties साथ amphiphilic अणुओं संश्लेषित, और भीतरी, बाहरी व्यास व्यास 7-50 एनएम में 40-200 एनएम के विभिन्न जैविक नैनोट्यूब के संश्लेषण के लिए एक तकनीक विकसित किया है और लंबाई में कई सुक्ष्ममापी स्वयं कोडांतरण उन्हें कार्बनिक सॉल्वैंट्स में . इस विधि के पारंपरिक तरीके से इस्तेमाल किया विलायक के एक हज़ारवां से कम की जरूरत है, जैविक नैनोट्यूब का बड़े पैमाने पर उत्पादन (चित्रा 1) को सक्रिय करने के. कार्बन नैनोट्यूब के विपरीत, जैविक नैनोट्यूब पानी में उत्कृष्ट dispersibility है, और 10 एनएम के आकार में प्रोटीन और न्यूक्लिक एसिड के रूप में अतिथि पदार्थों को शामिल कर सकते हैं. जैविक नैनोट्यूब भी कार्यात्मक पदार्थ है कि इतना बड़ा है कि cyclodextrins, वर्तमान में encapsulation के पदार्थ के रूप में एक वाणिज्यिक आधार पर उत्पादित, नहीं कर सकते हैं कर रहे हैं encapsulate कर सकते हैं. इस प्रकार विभिन्न क्षेत्रों जैसे चिकित्सा, स्वास्थ्य, और nanobio प्रौद्योगिकियों के आवेदन के लिए जैविक नैनोट्यूब का वादा कर रहे हैं. यह अनुसंधान कार्य 2006 Orgatechno में प्रदर्शित किया गया था जुलाई 25-27 से Pacifico योकोहामा में आयोजित किया.  चित्रा 1 (बाएं) सफेद ठोस पाउडर (= 100 ग्राम वजन) जैविक नैनोट्यूब से मिलकर (बाहरी व्यास = 80 एनएम, और भीतरी व्यास = 60 एनएम मतलब मतलब), और (दाएं) नैनोट्यूब हम विकसित किया है के एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ. . और अनुसंधान कार्य की पृष्ठभूमि और इतिहास कार्बन नैनोट्यूब, जो केवल कार्बन परमाणुओं से मिलकर बनता है पर अध्ययन को बड़े पैमाने पर आवेदन अनुसंधान, व्यावहारिक उपयोग और बड़े पैमाने पर उत्पादन के दृश्य बिंदुओं से उन्नत किया गया है. दूसरी ओर, वहाँ जैविक नैनोट्यूब जिसका बाहरी diameters के कई स्तरित दस की बाहरी व्यास में एनएम के कई दसियों के लिए कार्बन नैनोट्यूब के लिए इसी तरह की हैं किया गया है . साबुन अणुओं के लिए इसी प्रकार, जैविक नैनोट्यूब खोखले बेलनाकार (हाइड्रोफिलिक) पानी में घुलनशील और तेल में घुलनशील moieties (hydrophobic) के साथ सहज amphiphilic अणुओं के कोडांतरण द्वारा गठित nanostructures के हैं. यह कोडांतरण "आत्म विधानसभा कहा जाता है." यह पाया गया है कि जैसे phospholipids, glycolipids, और peptidelipids amphiphilic अणुओं, केवल एक सीमित तरह नैनोट्यूब संरचनाओं में स्वयं को इकट्ठा कर सकते हैं. जैविक नैनोट्यूब का आकार आमतौर पर 1-20 एनएम भीतरी व्यास, बाहरी व्यास में 4-10 एनएम और लंबाई में कई सैकड़ों सुक्ष्ममापी करने के लिए कई में, हालांकि amphiphilic इस्तेमाल किया अणुओं पर निर्भर करता है . अणुओं बेलनाकार bilayer संरचनाओं फार्म, जिसमें अणुओं की हाइड्रोफिलिक समूहों प्रत्येक bilayer दोनों सतहों के लिए उन्मुख पानी (चित्रा 2) के साथ संपर्क कर रहे हैं. कई लाखों अणुओं से अधिक रासायनिक संबंध के बिना पूरी तरह intermolecular बातचीत के द्वारा अर्दली व्यवस्थित करने के लिए स्थिर nanostructure संरचनाओं फार्म हैं.  चित्रा 2 एक कार्बनिक नैनोट्यूब के विशिष्ट आणविक पैकिंग का एक उदाहरण है . प्रत्येक मेढक का डिंभकीट की तरह amphiphilic अणु के सिर हाइड्रोफिलिक समूह को इंगित करता है और पूंछ hydrophobic समूह इंगित करता है. पानी में आत्म विधानसभा तरीकों किया गया है जैविक नैनोट्यूब के संश्लेषण के लिए, लेकिन तरीकों नुकसान है कि पानी की एक बड़ी राशि 1000-10000 बार जैविक नैनोट्यूब का वजन करने के लिए इसी की जरूरत है. इसके अलावा, विधियों कई कदम और अंततः नैनोट्यूब संरचनाओं (चित्रा 3) में बदलना एक लंबे समय की आवश्यकता है . इस प्रकार अब तक, यह माना गया है कि नैनोट्यूब का 1 से अधिक ग्राम के बड़े पैमाने पर उत्पादन और प्रयोगशाला के स्तर पर मुश्किल है. एआईएसटी उन्नत डिजाइन, संश्लेषण, और पिछले एक दशक से अधिक नैनोट्यूब के गठन के लिए amphiphilic अणुओं के विधानसभा स्वयं के अध्ययन है, और इस काम में हम जैविक नैनोट्यूब का बड़े पैमाने पर उत्पादन में सफल रहा है. इस काम से बाहर कोर रिसर्च उद्विकासी विज्ञान और प्रौद्योगिकी (शिखा) परियोजना, जापान विज्ञान और प्रौद्योगिकी एजेंसी (JST) और एआईएसटी (2000-2005 के वित्तीय वर्ष में) के संयुक्त अनुसंधान के लिए भाग के रूप में किया गया, और भाग में विज्ञान और प्रौद्योगिकी (SORST) परियोजना, JST अनुबंध अनुसंधान (2005-2007 के वित्तीय वर्ष में) के लिए समाधान उन्मुखी अनुसंधान .  चित्रा 3. Amphiphilic आणविक विधानसभाओं के एक morphological परिवर्तन तंत्र, पहले गोलाकार विधानसभाओं बनाने, तब पेचदार विधानसभाओं के माध्यम से जा रहा है, और अंततः पानी में संरचनाओं की तरह नैनोट्यूब में जिसके परिणामस्वरूप. अनुसंधान कार्य के विवरण इस काम में, saccharides और पेप्टाइड्स है जो खाद्य पदार्थ के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है जैसे सस्ती और सुरक्षित सामग्री के हाइड्रोफिलिक और hydrophobic भागों का उपयोग, हम डिजाइन और संश्लेषित glycolipids एन ग्लाइकोसाइड प्रकार और नैनोट्यूब के गठन के लिए peptidelipids. इसके अलावा, हम के संश्लेषण में सफल रहा है, खोखला फाइबर की तरह इथेनॉल जो भी भोजन के लिए प्रयोग किया जाता है, लेकिन एक विलायक पानी का उपयोग नहीं के रूप में सुरक्षित कार्बनिक सॉल्वैंट्स में lipids की आत्म विधानसभा द्वारा जैविक नैनोट्यूब.  चित्रा 4 एक संभव योजनाबद्ध आरेख एक कार्बनिक विलायक (नैनो के अनुसंधान संस्थान द्वारा तैयार की गई) में आत्म विधानसभा हमारे amphiphilic अणुओं की व्यवस्था दिखा. सुविधाजनक प्रसंस्करण करके, जैसे कमरे के तापमान संरक्षण और सॉल्वैंट्स का वाष्पीकरण, और जो नैनोट्यूब सामग्री की अच्छी सॉल्वैंट्स रहे हैं कार्बनिक सॉल्वैंट्स का उपयोग, हम ठोस ख़स्ता जैविक नैनोट्यूब की तुलना में कम सॉल्वैंट्स की मात्रा के साथ 1 किलो से अधिक बड़े पैमाने पर उत्पादन में सफल रहा है उस के 1,000-10,000 वें पारंपरिक तरीकों के लिए की जरूरत है . चित्रा 4 दिखाता है कि amphiphilic अणुओं संश्लेषित केवल एक कदम में नैनोट्यूब विधानसभाओं के रूप में, पानी में नैनोट्यूब जैसे कई कदम के दौर से गुजर बिना कर सकते हैं, नैनोट्यूब की एक बड़ी राशि का एक बहुत ही कम समय में उत्पादन में जिसके परिणामस्वरूप. हम पुष्टि की है कि ठोस सफेद पाउडर भीतरी व्यास, बाहरी व्यास में 7-50 एनएम, और पारेषण और इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप (चित्रा 5) स्कैनिंग का उपयोग कर लंबाई में कई सुक्ष्ममापी में 4-20 एनएम के जैविक नैनोट्यूब से मिलकर बनता है. इस काम में, हम लगभग 10 एल के कार्बनिक सॉल्वैंट्स (पारंपरिक तरीकों पानी की 20,000 एल की जरूरत है) का उपयोग कर नैनोट्यूब की 1 किलो से अधिक उत्पादन किया है. इसके अलावा, कार्यात्मक पदार्थों के encapsulation सक्षम नैनोट्यूब की तैयारी में, पारंपरिक तरीकों कई दिनों में एक वैक्यूम सुखाने की प्रक्रिया की जरूरत है, लेकिन हमारे जैविक विलायक विधि सुखाने की प्रक्रिया के लिए कई घंटे में पूरा करना आसान बनाता है.  5 चित्रा ठोस ख़स्ता राज्य में सफेद जैविक नैनोट्यूब का एक स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन सूक्ष्म छवि (प्रसारण विधा). विशेषताओं, आकार, और हमारे जैविक नैनोट्यूब का कार्यों कार्बन नैनोट्यूब के उन लोगों से अलग हैं, और इसके बाद उनके अनुप्रयोगों के अनुसंधान और विकास, व्यावहारिक प्रयोग के लिए और अनुसंधान से होने वाले काम के रूप में त्वरित किया जाएगा जापान . हम इस प्रकार हमारे नैनोट्यूब नाम है "कार्बनिक नैनोट्यूब एआईएसटी," और हम हाल ही में हमारे ट्रेडमार्क के रूप में पंजीकृत किया जा के लिए लागू है. चक्रीय अणु, "cyclodextrin," जो 6-8 ग्लूकोज circularly जुड़ाव अणुओं की गठित कहा जाता है, व्यापक रूप से भोजन, चिकित्सा, और घर के माल के रूप में ऐसे क्षेत्रों के एक किस्म में इस्तेमाल किया गया है. उनके hydrophobic जेब में विभिन्न जैविक कम आणविक वजन यौगिकों encapsulating, अणुओं अस्थिर पदार्थों स्थिर बनाने में कार्य किया है, दवाओं और सुगंध रसायनों की धीमी गति से जारी में है, और जल अघुलनशील पदार्थों घुलनशील बनाने में. दूसरी ओर, जैविक glycolipids की आत्म विधानसभा द्वारा गठित नैनोट्यूब अच्छी तरह से पानी में फैलाया जा सकता है. इसके अलावा, नैनोट्यूब 10-50 एनएम पैमाने पदार्थ, जैसे प्रोटीन, nucleic एसिड, वायरस, और धातु नैनोकणों encapsulate, जो cyclodextrin अणुओं नहीं करने के लिए उन्हें पानी में फैलाने के कर सकते हैं कर सकते हैं. दरअसल, भीतरी व्यास में 30-60 एनएम के जैविक नैनोट्यूब का उपयोग, हम 1-20 एनएम के धातु नैनोकणों के encapsulation में व्यास और 12 एनएम के गोलाकार प्रोटीन में व्यास में सफल रहा है (ferritin) के रूप में चित्रा 6 में दिखाया गया है. हाल ही में cyclodextrin के encapsulation के कार्यों के उपयोग के उत्पादों शोध किया गया है और विकसित की है, और उनमें से कई पहले से ही एक वाणिज्यिक आधार पर उत्पादन किया गया है है. हालांकि, हमारे नैनोट्यूब, बड़े पैमाने पर उत्पादन और बड़े अणुओं के encapsulation सक्षम encapsulation के कार्यों के साथ नए सामग्री के रूप में औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए वादा कर रहे हैं.  चित्रा 6 वामपंथियों और (बीच में). 30-50 एनएम के भीतर diameters के साथ नैनोट्यूब, विभिन्न आकारों के साथ सोने के नैनोकणों encapsulating, क्रमशः के ट्रांसमिशन इलेक्ट्रॉन micrographs. (राइट) 60 एनएम के एक आंतरिक व्यास के साथ एक नैनोट्यूब का एक संचरण इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ, 12 एनएम के एक बाहरी व्यास के साथ ferritin encapsulating. अनुसंधान कार्य के लिए भविष्य की योजनाएं इसके बाद, हम नए नैनोट्यूब कंटेनर या नए जैविक नैनोट्यूब वाहक के दृष्टिकोण से सोखना की क्षमता, encapsulation, और धीमी गति से जारी के साथ कार्बनिक नैनोट्यूब के विकास अग्रिम योजना है, के क्षेत्रों के लिए आवेदन पर विचार (1) कृषि (prions को हटाने , धीमी गति से जारी खाद, आदि), (2) खाद्य पदार्थ (वसा, कार्यात्मक फाइबर, आदि के निर्वहन के), (3) स्वास्थ्य (खालित्य की रोकथाम, allergen फिल्टर, आदि), (4) चिकित्सा (देखभाल दवा वितरण प्रणाली के लिए लक्षित क्षेत्रों hemocatharsis, वायरस, इंसुलिन के प्रशासन, atomization, आदि का कब्जा), (5) पर्यावरण (धातु particulates, आदि को हटाने के), और (6) महिलाओं और बुजुर्गों के लिए स्वास्थ्य खाद्य additive सामग्री . |