一種強磁場下的高通量蛋白質結晶條件篩選裝置及方法
【專利摘要】本發明提供了一種強磁場下的高通量蛋白質結晶條件篩選裝置及方法，在母液底座盤上均勻排列有若干個裝載液體試劑的小池，蛋白質樣品盤開有與母液底盤上的小池位置一一對應的通孔，毛細管裝配在各個通孔中，裝配了毛細管的蛋白質樣品盤能夠放置在溫度控制系統中；凹槽底座和凹槽頂蓋均為表面開槽的圓盤，凹槽底座和凹槽頂蓋的開槽一面相對，開槽位置與蛋白質樣品盤上通孔的位置對應，槽內充入真空脂。本發明提供了新的結晶環境，實現了強磁場環境下高通量蛋白質結晶條件的篩選，不需將晶體取出或者凍存，能夠顯著減少在磁體中結晶的蛋白質樣品的用量。
【專利說明】一種強磁場下的高通量蛋白質結晶條件篩選裝置及方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及一種高通量蛋白質結晶條件篩選方法及裝置。
【背景技術】
[0002]二十一世紀是生命科學的時代，蛋白質結構與功能研究具有毋庸置疑的重要性。XRD技術作為最主要的技術解析了 PDB中的89%的結構，而生長高質量的晶體一直是此技術的瓶頸問題。雖然PDB中的結構逐年呈幾何級數遞增，但獲得高質量晶體的成功率并沒有改善，此瓶頸問題并未得到根本解決。
[0003]近年來，超導磁體技術得到迅速發展，超導磁體所具有的不同梯度的場強條件為開展生命科學研究提供了一種新的途徑。磁場下的蛋白質結晶為解決通過X-射線單晶衍射解析蛋白質分子結構的瓶頸問題提供了一種新的方法和思路。在超導磁體中進行蛋白質結晶時，磁場強度和磁場梯度兩方面共同作用，對蛋白質結晶和晶體質量產生重要影響。磁場強度降低蛋白質晶體的生長速率和溶解速率，改變晶體形貌，提高晶體質量；磁場梯度產生的磁化力可使蛋白質溶液實際所處的重力狀態發生改變，通過影響蛋白質結晶中的溶質傳輸、形核及晶體生長過程來提高晶體質量。
[0004]然而，盡管磁場為蛋白質結晶提供了具有獨特優勢的特殊環境資源，但該資源的利用卻受到了限制。受限的主要原因來自于高強磁場條件自身:高強磁場所能提供的室溫腔尺寸有限，使現有的高通量蛋白質結晶裝置不能在磁場中使用，導致在磁場條件下無法實現高通量蛋白質結晶條件篩選。為在蛋白質結晶方向充分利用高強磁場這種特殊資源，有必要發明一種在強磁場下進行高通量蛋白結晶條件篩選方法及其裝置，用以填補磁體中高通量蛋白質結晶條件篩選的研究空白，并為解決X射線蛋白質單晶衍射技術的瓶頸問題提供新的解決方案。
【發明內容】
[0005]為了克服現有技術的不足，本發明提供一種用于強磁場環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置，充分利用毛細管所占空間尺寸小的特征，形成可放置于磁場狹小空間內的毛細管陣列，陣列中的每一根毛細管均通過毛細管的虹吸作用預裝好目標蛋白并干燥備用，然后再次通過虹吸作用將結晶條件篩選試劑分別吸入預裝目標蛋白的毛細管并放置于溫度受控的磁場內，從而實現結晶條件的高通量篩選。本發明能夠在保證所有樣品所處的磁場環境條件一致的情況下，實現在高強磁場條件下的高通量蛋白質結晶條件篩選，且能有效減少蛋白質樣品在篩選中的用量，從而使該方法具有顯著的實用性，可以成為一種基于強磁場的具有推廣價值的結晶方法。本發明不僅為磁場下的高通量蛋白質結晶條件篩選提供了解決方案，也為蛋白質結晶提供了一種新的蛋白質結晶條件篩選技術，可以用于磁場外的其他環境條件中。
[0006]本發明解決其技術問題所采用的技術方案是:一種用于強磁場環境的高通量蛋白質結晶條件篩選裝置，包括母液底座、蛋白質樣品盤、凹槽底座、凹槽頂蓋、毛細管以及溫度控制系統。所述母液底座、蛋白質樣品盤、凹槽底座、凹槽頂蓋、毛細管以及溫度控制系統所用的材料均為抗磁性材料；所述的母液底座盤上均勻排列有若干個裝載液體試劑的小池，所述的蛋白質樣品盤開有與母液底盤上的小池位置一一對應的通孔，所述毛細管裝配在各個通孔中，裝配了毛細管的蛋白質樣品盤能夠放置在溫度控制系統中；所述的凹槽底座和凹槽頂蓋均為表面開槽的圓盤，凹槽底座和凹槽頂蓋的開槽一面相對，開槽位置與蛋白質樣品盤上通孔的位置對應，槽內充入真空脂。
[0007]所述毛細管裝配在兩個平行的蛋白質樣品盤的通孔中。
[0008]本發明還提供一種用于強磁場環境的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，包括以下步驟:
[0009]I)配制蛋白質溶液,然后利用毛細管的毛細作用將蛋白質溶液吸取到毛細管內；
[0010]2)在設定的干燥溫度下干燥毛細管中的蛋白質溶液，干燥過程中控溫范圍是O?60°C，控溫精度為±0.1°C，干燥時間2?7天；
[0011]3)將干燥完全的毛細管安裝于蛋白質樣品盤中，組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列；將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，利用毛細現象從母液底座中吸取篩選試劑溶液；
[0012]4)將毛細管兩端分別插入凹槽底座和凹槽頂蓋的真空脂中，實現毛細管的密封后置于O?60°C下的磁體腔結晶時間2?7天；
[0013]5)結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出蛋白質晶體，利用X-射線衍射儀進行原位衍射進行蛋白質晶體的鑒別及其衍射數據的收集。
[0014]所述的蛋白質指可溶于水的蛋白質。
[0015]所述的步驟4)將毛細管置于電場、超重力條件或常規環境條件下進行蛋白質結晶條件篩選。
[0016]本發明的有益效果是:1、本發明在篩選技術方面屬新型篩選方法，創新體現在其先干燥蛋白質樣品后再與篩選試劑混合的過程。該過程異于所有已有蛋白質結晶實驗技術，提供了新的結晶環境，因此有希望發現過去不能發現的新結晶條件，并可推廣應用于其他各種環境場合(包括常規環境條件)2、利用毛細管所占空間尺寸小的特征，形成可放置于磁場狹小空間內的毛細管陣列，首次實現了強磁場環境下高通量蛋白質結晶條件的篩選；3、實現了晶體的原位衍射，不需將晶體取出或者凍存，減少了晶體的損壞；4、能夠顯著減少在磁體中結晶的蛋白質樣品的用量。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1是高通量結晶裝置的整體結構示意圖；
[0018]圖2是聞通量結晶裝置的局部零件不意圖，其中，圖2_a是凹槽頂蓋不意圖，圖2_b是蛋白質樣品盤一不意圖，圖2_c是蛋白質樣品盤二不意圖，圖2_d是母液底座不意圖，圖2_e是凹槽底座示意圖；
[0019]圖中1-螺母；2_凹槽頂蓋；3_蛋白質樣品盤一 ；4_蛋白質樣品盤二 ；5_方形固定軸；6_母液底座；7_凹槽底座。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。
[0021]本發明涉及一種用于強磁場環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置。實現高通量結晶條件篩選。本發明首次將高通量蛋白質結晶與超導磁體結合運用，可以初步篩選蛋白質在超導磁體內的結晶條件。本發明具有技術成本低，易操作，磁場實驗環境相同，實驗結果實現原位衍射等優勢。
[0022]為了實現磁體與磁體外對照的嚴格對比，使用同一臺水浴來控制兩個溫度控制器，其形狀和尺寸一致，分別用于實驗組和對照組的結晶實驗。最大程度減少了來自結晶環境溫度造成的誤差。該溫度控制裝置控溫的范圍是277-303±0.1K.。
[0023]一種用于強磁場環境的高通量蛋白質結晶條件篩選裝置，包括母液底座、蛋白質樣品盤、凹槽底座、凹槽頂蓋、毛細管以及溫度控制系統。所述的凹槽頂蓋、蛋白質樣品盤和母液底座從上至下依次(凹槽底座與母液底座的位置一樣，兩者實現不同的實驗)。該結晶條件篩選裝置與現有的篩選裝置相比，能夠運用于特殊物理環境中，如強磁場、電場、超重力環境、太空及常規環境中。該結晶條件篩選裝置與現有自動化儀器相比，更加簡便、經濟。
[0024]所述實驗裝置所用的材料為抗磁性材料。
[0025]所述的母液底座盤上有96個小池，沿圓周均勻排列，可以裝載I?96種10?500ul的液體試劑。
[0026]所述的蛋白質樣品盤有96個小孔，沿圓周均勻排列，并與母液底盤上的小池位置一一對應。小孔直徑與毛細管外徑匹配，可以裝載I?96根毛細管。
[0027]所述的凹槽底座、凹槽頂蓋為帶有圓周淺槽的圓盤，槽位置與毛細管位置對應。槽內充入真空脂，在毛細管吸取篩選試劑后將毛細管兩端分別插入底座和頂蓋槽里的真空脂中，實現毛細管的密封。
[0028]所述的溫度控制系統由控溫水套、水浴、單片機、溫度控制軟件等組成。溫度控制范圍O?60°C，控溫精度±0.1°C。
[0029]一種用于強磁場環境的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，包括下述步驟:
[0030]1.配制蛋白質溶液,然后利用毛細管的毛細作用將蛋白質溶液吸取到毛細管內。與本發明相比，常規方法是在蛋白質溶液配制好后，將其滴加到商業結晶板中，因此本發明具有實驗裝置尺寸小、不需要自動化設備即可實現溶液的配置的優點。
[0031]2.根據蛋白質的特性設置適宜的干燥溫度，在設定的干燥溫度下干燥毛細管中的蛋白質溶液。溫度控制箱控溫范圍是O?60°C，控溫精度為±0.1°C。根據蛋白質溶液的濃度及蛋白質種類的不同，干燥時間2?7天。與本發明相比，常規的結晶方法沒有干燥蛋白質溶液的步驟，本發明的干燥過程能夠保證蛋白質在與結晶試劑混合之前的穩定性，而且可以一次性大批量準備好干燥樣品后，在后續實驗過程中直接使用。常規方法則要求每次實驗均需重新配制溶液以及重新滴加溶液，因此本發明能夠使后續實驗過程更為便捷。
[0032]3.將干燥完全的毛細管取出，并將其安裝于蛋白質樣品盤組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列。將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，然后再次利用毛細現象分別從母液底座中吸取篩選試劑溶液。與本步驟對應的常規步驟是將蛋白質溶液和結晶篩選試劑進行手工或機器混合，與該常規步驟相比，本發明比常規的手工操作過程更加簡單方便，而且也不需要昂貴的自動化設備。
[0033]4.吸取完畢后，將毛細管利用真空脂進行密封后置于控溫條件，控溫范圍是O?60°C下的磁體腔，結晶時間2?7天。本步驟使用的高通量蛋白質結晶條件篩選裝置與傳統結晶板相比，尺寸更小，且因為是小角度旋轉對稱結構，可以保證每一個樣品所處的磁場水平一致。而傳統結晶板不僅尺寸大(無法放置于尺寸較小的磁場腔室中)，且對稱程度相對較低，不能使每一個結晶液滴磁場條件相同。
[0034]5.結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出蛋白質晶體，蛋白質晶體的鑒別及其衍射數據的收集可直接利用X-射線衍射儀進行原位衍射，不需將晶體撈出或做其他處理，而常規蛋白質晶體進行X-射線衍射時，晶體大多需要進行凍存等處理，且常規結晶板進行原位衍射會受到結晶板的干擾，其背景散射強度較高。
[0035]所述的蛋白質指可溶于水的蛋白質。
[0036]所述的蛋白質結晶條件篩選方法，也可應用于其他環境條件(包括電場、超重力條件、常規環境條件等)下的蛋白質結晶條件篩選。
[0037]實施例1:高通量結晶裝置在磁體內實現溶菌酶高通量結晶條件篩選及與常規環境晶體質量對比
[0038]第一步:高通量蛋白質結晶條件篩選裝置的組裝，蛋白質結晶條件篩選裝置從下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊環境是密封用)、方形固定軸、蛋白質樣品盤一、蛋白質樣品盤二(一、二共同承載毛細管)、凹槽頂蓋、螺母。裝置組裝2組；
[0039]第二步:配制溶菌酶溶液，利用毛細管的毛細作用將溶菌酶溶液吸取到毛細管內；
[0040]第三步:將裝有溶菌酶溶液的毛細管放入置于溫度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥溫度為20°C，干燥時間2天；
[0041]第四步:將干燥完全的毛細管取出，并將其安裝于蛋白質樣品盤組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列。將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，然后再次利用毛細現象分別從母液底座中吸取篩選試劑溶液，所使用的篩選試劑是商業篩選試劑Index ；
[0042]第五步:吸取完畢后，將毛細管利用真空脂進行密封后將一組結晶裝置置于控溫條件下的特殊物理環境中，另外一組置于常規環境的控溫箱中，溫度控制箱控溫為20°C。結晶時間2天；
[0043]第六步:結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出溶菌酶晶體，溶菌酶晶體的鑒別及其衍射數據的收集可直接利用X-射線衍射儀進行原位衍射，不需將晶體撈出或做其他處理。
[0044]結果如下:利用強磁場的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，不同的結晶條件長出的溶菌酶晶體情況不同。用于強磁場環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置能夠達到在磁體內篩選蛋白質晶體條件篩選的目的。在強磁場以及常規環境的溶菌酶晶體質量對比中，將兩組毛細管內所生長的晶體進行了原位衍射，得到了晶體的衍射圖譜，衍射數據表明，磁體內的溶菌酶晶體質量高于常規條件的晶體質量。
[0045]實施例2:高通量結晶裝置在電場內實現過氧化氫酶高通量結晶條件篩選及與常規晶體質量對比
[0046]第一步:高通量蛋白質結晶條件篩選裝置的組裝，蛋白質結晶條件篩選裝置從下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊環境是密封用)、方形固定軸、蛋白質樣品盤一、蛋白質樣品盤二( 一、二共同承載毛細管)、凹槽頂蓋、螺母，裝置組裝2組；
[0047]第二步:配制過氧化氫酶溶液，利用毛細管的毛細作用將過氧化氫酶溶液吸取到毛細管內；
[0048]第三步:將裝有過氧化氫酶溶液的毛細管放入置于溫度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥溫度為20°C，干燥時間3天；
[0049]第四步:將干燥完全的毛細管取出，并將其安裝于蛋白質樣品盤組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列。將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，然后再次利用毛細現象分別從母液底座中吸取篩選試劑溶液，所使用的篩選試劑是商業篩選試劑Index ；
[0050]第五步:吸取完畢后，將毛細管利用真空脂進行密封后將一組結晶裝置置于控溫條件下的電場中，另外一組置于常規環境的控溫箱中，溫度控制箱控溫為20°C。結晶時間7天;
[0051]第六步:結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出過氧化氫酶晶體，過氧化氫酶晶體的鑒別及其衍射數據的收集可直接利用X-射線衍射儀進行原位衍射，不需將晶體撈出或做其他處理。
[0052]結果如下:利用電場的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，不同的結晶條件長出的過氧化氫酶蛋白質晶體情況不同。用于電場環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置能夠達到在電場內篩選蛋白質晶體條件篩選的目的。將兩組毛細管內所生長的晶體進行了原位衍射，得到了晶體的衍射圖譜，衍射數據表明，電場內的過氧化氫酶晶體質量高于常規條件的晶體質量。
[0053]實施例3:高通量結晶裝置在磁體內超重力環境實現索馬里甜味蛋白質高通量結晶條件篩選及與常規晶體質量對比
[0054]第一步:高通量蛋白質結晶條件篩選裝置的組裝，蛋白質結晶條件篩選裝置從下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊環境是密封用)、方形固定軸、蛋白質樣品盤一、蛋白質樣品盤二(一、二共同承載毛細管)、凹槽頂蓋、螺母。裝置組裝2組；
[0055]第二步:配制索馬里甜味蛋白質溶液，利用毛細管的毛細作用將索馬里甜味蛋白質溶液吸取到毛細管內；
[0056]第三步:將裝有索馬里甜味蛋白質溶液的毛細管放入置于溫度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥溫度為20°C，干燥時間3天；
[0057]第四步:將干燥完全的毛細管取出，并將其安裝于蛋白質樣品盤組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列。將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，然后再次利用毛細現象分別從母液底座中吸取篩選試劑溶液，所使用的篩選試劑是商業篩選試劑Index ；
[0058]第五步:吸取完畢后，將毛細管利用真空脂進行密封后將一組結晶裝置置于控溫條件下的電場中，另外一組置于常規環境的控溫箱中，溫度控制箱控溫為20°C。結晶時間3天;
[0059]第六步:結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出索馬里甜味蛋白質晶體，索馬里甜味蛋白質晶體的鑒別及其衍射數據的收集可直接利用X-射線衍射儀進行原位衍射，不需將晶體撈出或做其他處理。
[0060]結果如下:利用強磁場超重力環境的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，不同的結晶條件長出的索馬里甜味蛋白質晶體情況不同。用于超重力環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置能夠達到在超重力環境下篩選蛋白質晶體條件篩選的目的。將兩組毛細管內所生長的晶體進行了原位衍射，得到了晶體的衍射圖譜，衍射數據表明，超重力環境下內的過氧化氫酶晶體質量高于常規條件的晶體質量。
[0061]實施例4:高通量結晶裝置在常規環境內實現刀豆球蛋白質高通量結晶條件篩選
[0062]第一步:高通量蛋白質結晶條件篩選裝置的組裝，蛋白質結晶條件篩選裝置從下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊環境是密封用)、方形固定軸、蛋白質樣品盤一、蛋白質樣品盤二(一、二共同承載毛細管)、凹槽頂蓋、螺母，裝置組裝I組；
[0063]第二步:配制刀豆球蛋白質溶液，利用毛細管的毛細作用將刀豆球蛋白質溶液吸取到毛細管內；
[0064]第三步:將裝有刀豆球蛋白質溶液的毛細管放入置于溫度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥溫度為20°C，干燥時間4天；
[0065]第四步:將干燥完全的毛細管取出，并將其安裝于蛋白質樣品盤組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列。將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，然后再次利用毛細現象分別從母液底座中吸取篩選試劑溶液，所使用的篩選試劑是商業篩選試劑Index ；
[0066]第五步:吸取完畢后，將毛細管利用真空脂進行密封后置于控溫條件下的控溫箱，溫度控制箱控溫為20°C。結晶時間4天；
[0067]第六步:結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出刀豆球蛋白質晶體，刀豆球蛋白質晶體的鑒別及其衍射數據的收集可直接利用X-射線衍射儀進行原位衍射，不需將晶體撈出或做其他處理。
[0068]結果如下:利用強磁場的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，不同的結晶條件長出的刀豆球蛋白質晶體情況不同。用于常規環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置能夠達到在常規環境內篩選蛋白質晶體條件篩選的目的。將毛細管內所生長的晶體進行了原位衍射，得到了晶體的衍射圖譜，說明該實驗裝置能夠實現晶體的原位衍射。
[0069]實施例5:聞通量結晶裝置在磁體內實現蛋白酶K聞通量結晶條件篩選
[0070]第一步:高通量蛋白質結晶條件篩選裝置的組裝，蛋白質結晶條件篩選裝置從下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊環境是密封用)、方形固定軸、蛋白質樣品盤一、蛋白質樣品盤二(一、二共同承載毛細管)、凹槽頂蓋、螺母。裝置組裝I組；
[0071]第二步:配制蛋白酶K溶液，利用毛細管的毛細作用將蛋白酶K溶液吸取到毛細管內；
[0072]第三步:將裝有蛋白酶K溶液的毛細管放入置于溫度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥溫度為20°C，干燥時間4天；
[0073]第四步:將干燥完全的毛細管取出，并將其安裝于蛋白質樣品盤組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列。將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，然后再次利用毛細現象分別從母液底座中吸取篩選試劑溶液，所使用的篩選試劑是商業篩選試劑Index ；
[0074]第五步:吸取完畢后，將毛細管利用真空脂進行密封后置于控溫條件下的磁體腔，溫度控制箱控溫為20°C。結晶時間3天；
[0075]第六步:結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出蛋白酶K晶體，蛋白酶K晶體的鑒別及其衍射數據的收集可直接利用X-射線衍射儀進行原位衍射，不需將晶體撈出或做其他處理。
[0076]結果如下:利用強磁場的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，不同的結晶條件長出的蛋白酶K晶體情況不同。用于強磁場環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置能夠達到在磁體內篩選蛋白質晶體條件篩選的目的。將毛細管內所生長的晶體進行了原位衍射，得到了晶體的衍射圖譜，說明該實驗裝置能夠實現晶體的原位衍射。
[0077]實施例6:高通量結晶裝置在電場內實現葡萄糖異構酶高通量結晶條件篩選
[0078]第一步:高通量蛋白質結晶條件篩選裝置的組裝，蛋白質結晶條件篩選裝置從下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊環境是密封用)、方形固定軸、蛋白質樣品盤一、蛋白質樣品盤二(一、二共同承載毛細管)、凹槽頂蓋、螺母。裝置組裝I組；
[0079]第二步:配制葡萄糖異構酶溶液，利用毛細管的毛細作用將葡萄糖異構酶溶液吸取到毛細管內；
[0080]第三步:將裝有葡萄糖異構酶溶液的毛細管放入置于溫度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥溫度為20°C，干燥時間3天；
[0081]第四步:將干燥完全的毛細管取出，并將其安裝于蛋白質樣品盤組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列。將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，然后再次利用毛細現象分別從母液底座中吸取篩選試劑溶液，所使用的篩選試劑是商業篩選試劑Index ；
[0082]第五步:吸取完畢后，將毛細管利用真空脂進行密封后置于控溫條件下的電場環境中，溫度控制箱控溫為20°C。結晶時間3天；
[0083]第六步:結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出葡萄糖異構酶晶體，葡萄糖異構酶晶體的鑒別及其衍射數據的收集可直接利用X-射線衍射儀進行原位衍射，不需將晶體撈出或做其他處理。
[0084]結果如下:利用電場的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，不同的結晶條件長出的葡萄糖異構酶晶體情況不同。用于電場環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置能夠達到在電場篩選蛋白質晶體條件篩選的目的。將毛細管內所生長的晶體進行了原位衍射，得到了晶體的衍射圖譜，說明該實驗裝置能夠實現晶體的原位衍射。
[0085]實施例7:高通量結晶裝置在常規環境中實現天花粉蛋白質高通量結晶條件篩選
[0086]第一步:高通量蛋白質結晶條件篩選裝置的組裝，蛋白質結晶條件篩選裝置從下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊環境是密封用)、方形固定軸、蛋白質樣品盤一、蛋白質樣品盤二(一、二共同承載毛細管)、凹槽頂蓋、螺母，裝置組裝I組；
[0087]第二步:配制天花粉蛋白質溶液，利用毛細管的毛細作用將天花粉蛋白質溶液吸取到毛細管內；
[0088]第三步:將裝有天花粉蛋白質溶液的毛細管放入置于溫度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥溫度為20°C，干燥時間4天；
[0089]第四步:將干燥完全的毛細管取出，并將其安裝于蛋白質樣品盤組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列。將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，然后再次利用毛細現象分別從母液底座中吸取篩選試劑溶液，所使用的篩選試劑是商業篩選試劑Index ；
[0090]第五步:吸取完畢后，將毛細管利用真空脂進行密封后置于控溫條件下的控溫香箱，溫度控制箱控溫為20°C。結晶時間4天；
[0091]第六步:結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出天花粉蛋白質晶體，天花粉蛋白質晶體的鑒別及其衍射數據的收集可直接利用X-射線衍射儀進行原位衍射，不需將晶體撈出或做其他處理。
[0092]結果如下:利用常規環境的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，不同的結晶條件長出的天花粉蛋白質晶體情況不同。用于常規環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置能夠達到在磁體內篩選蛋白質晶體條件篩選的目的。將毛細管內所生長的晶體進行了原位衍射，得到了晶體的衍射圖譜，說明該實驗裝置能夠實現晶體的原位衍射。
[0093]實施例8:高通量結晶裝置在磁體內實現熱休克蛋白90N高通量結晶條件篩選及與常規環境晶體質量對比
[0094]第一步:高通量蛋白質結晶條件篩選裝置的組裝，蛋白質結晶條件篩選裝置從下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊環境是密封用)、方形固定軸、蛋白質樣品盤一、蛋白質樣品盤二(一、二共同承載毛細管)、凹槽頂蓋、螺母。裝置組裝2組；
[0095]第二步:配制熱休克蛋白90N溶液，利用毛細管的毛細作用將熱休克蛋白90"溶液吸取到毛細管內；
[0096]第三步:將裝有熱休克蛋白90N溶液的毛細管放入置于溫度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥溫度為4°C，干燥時間2天；
[0097]第四步:將干燥完全的毛細管取出，并將其安裝于蛋白質樣品盤組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列。將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，然后再次利用毛細現象分別從母液底座中吸取篩選試劑溶液，所使用的篩選試劑是商業篩選試劑Index ；
[0098]第五步:吸取完畢后，將毛細管利用真空脂進行密封后將一組結晶裝置置于控溫條件下的特殊物理環境中，另外一組置于常規環境的控溫箱中，溫度控制箱控溫為4°C。結晶時間2天；
[0099]第六步:結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出熱休克蛋白90N晶體，熱休克蛋白90N晶體的鑒別及其衍射數據的收集可直接利用X-射線衍射儀進行原位衍射，不需將晶體撈出或做其他處理。
[0100]結果如下:利用強磁場的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，不同的結晶條件長出的熱休克蛋白90N晶體情況不同。用于強磁場環境下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法及其裝置能夠達到在磁體內篩選蛋白質晶體條件篩選的目的。在強磁場以及常規環境的熱休克蛋白90N晶體質量對比中，將兩組毛細管內所生長的晶體進行了原位衍射，得到了晶體的衍射圖譜，衍射數據表明，磁體內的熱休克蛋白90N晶體質量高于常規條件的晶體質量。
【權利要求】
1.一種強磁場下的高通量蛋白質結晶條件篩選裝置，包括母液底座、蛋白質樣品盤、凹槽底座、凹槽頂蓋、毛細管以及溫度控制系統，其特征在于:所述母液底座、蛋白質樣品盤、凹槽底座、凹槽頂蓋、毛細管以及溫度控制系統所用的材料均為抗磁性材料；所述的母液底座盤上均勻排列有若干個裝載液體試劑的小池，所述的蛋白質樣品盤開有與母液底盤上的小池位置一一對應的通孔，所述毛細管裝配在各個通孔中，裝配了毛細管的蛋白質樣品盤能夠放置在溫度控制系統中；所述的凹槽底座和凹槽頂蓋均為表面開槽的圓盤，凹槽底座和凹槽頂蓋的開槽一面相對，開槽位置與蛋白質樣品盤上通孔的位置對應，槽內充入真空脂。
2.根據權利要求1所述的強磁場下的高通量蛋白質結晶條件篩選裝置，其特征在于:所述毛細管裝配在兩個平行的蛋白質樣品盤的通孔中。
3.一種利用權利要求1所述裝置的強磁場下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，其特征在于包括下述步驟: 1)配制蛋白質溶液，然后利用毛細管的毛細作用將蛋白質溶液吸取到毛細管內； 2)在設定的干燥溫度下干燥毛細管中的蛋白質溶液，干燥過程中控溫范圍是O?60°C，控溫精度為±0.1°C，干燥時間2?7天； 3)將干燥完全的毛細管安裝于蛋白質樣品盤中，組成蛋白質結晶條件篩選用毛細管陣列；將該陣列對應插入預裝有篩選試劑的母液底座，利用毛細現象從母液底座中吸取篩選試劑溶液； 4)將毛細管兩端分別插入凹槽底座和凹槽頂蓋的真空脂中，實現毛細管的密封后置于O?60°C下的磁體腔結晶時間2?7天； 5)結晶完畢后，觀察毛細管中是否生長出蛋白質晶體，利用X-射線衍射儀進行原位衍射進行蛋白質晶體的鑒別及其衍射數據的收集。
4.根據權利要求3所述的強磁場下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，其特征在于:所述的蛋白質指可溶于水的蛋白質。
5.根據權利要求3所述的強磁場下的高通量蛋白質結晶條件篩選方法，其特征在于:所述的步驟4)將毛細管置于電場、超重力條件或常規環境條件下進行蛋白質結晶條件篩選。
【文檔編號】G01N1/28GK104330426SQ201410620566
【公開日】2015年2月4日 申請日期:2014年11月6日 優先權日:2014年11月6日
【發明者】尹大川, 黃林軍, 曹慧玲, 黃歡歡, 郭衛紅, 劉永明, 陳達, 何鳳利, 閆二開, 劉悅, 商澎 申請人:西北工業大學