一种强磁场下的高通量蛋白质结晶条件筛选装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种强磁场下的高通量蛋白质结晶条件筛选装置及方法，在母液底座盘上均匀排列有若干个装载液体试剂的小池，蛋白质样品盘开有与母液底盘上的小池位置一一对应的通孔，毛细管装配在各个通孔中，装配了毛细管的蛋白质样品盘能够放置在温度控制系统中；凹槽底座和凹槽顶盖均为表面开槽的圆盘，凹槽底座和凹槽顶盖的开槽一面相对，开槽位置与蛋白质样品盘上通孔的位置对应，槽内充入真空脂。本发明专利技术提供了新的结晶环境，实现了强磁场环境下高通量蛋白质结晶条件的筛选，不需将晶体取出或者冻存，能够显著减少在磁体中结晶的蛋白质样品的用量。

【技术实现步骤摘要】

[0001 ] 本专利技术涉及一种高通量蛋白质结晶条件筛选方法及装置。
技术介绍
二十一世纪是生命科学的时代，蛋白质结构与功能研究具有毋庸置疑的重要性。XRD技术作为最主要的技术解析了 PDB中的89%的结构，而生长高质量的晶体一直是此技术的瓶颈问题。虽然PDB中的结构逐年呈几何级数递增，但获得高质量晶体的成功率并没有改善，此瓶颈问题并未得到根本解决。 近年来，超导磁体技术得到迅速发展，超导磁体所具有的不同梯度的场强条件为开展生命科学研究提供了一种新的途径。磁场下的蛋白质结晶为解决通过X-射线单晶衍射解析蛋白质分子结构的瓶颈问题提供了一种新的方法和思路。在超导磁体中进行蛋白质结晶时，磁场强度和磁场梯度两方面共同作用，对蛋白质结晶和晶体质量产生重要影响。磁场强度降低蛋白质晶体的生长速率和溶解速率，改变晶体形貌，提高晶体质量；磁场梯度产生的磁化力可使蛋白质溶液实际所处的重力状态发生改变，通过影响蛋白质结晶中的溶质传输、形核及晶体生长过程来提高晶体质量。 然而，尽管磁场为蛋白质结晶提供了具有独特优势的特殊环境资源，但该资源的利用却受到了限制。受限的主要原因来自于高强磁场条件自身:高强磁场所能提供的室温腔尺寸有限，使现有的高通量蛋白质结晶装置不能在磁场中使用，导致在磁场条件下无法实现高通量蛋白质结晶条件筛选。为在蛋白质结晶方向充分利用高强磁场这种特殊资源，有必要专利技术一种在强磁场下进行高通量蛋白结晶条件筛选方法及其装置，用以填补磁体中高通量蛋白质结晶条件筛选的研究空白，并为解决X射线蛋白质单晶衍射技术的瓶颈问题提供新的解决方案。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供一种用于强磁场环境下的高通量蛋白质结晶条件筛选方法及其装置，充分利用毛细管所占空间尺寸小的特征，形成可放置于磁场狭小空间内的毛细管阵列，阵列中的每一根毛细管均通过毛细管的虹吸作用预装好目标蛋白并干燥备用，然后再次通过虹吸作用将结晶条件筛选试剂分别吸入预装目标蛋白的毛细管并放置于温度受控的磁场内，从而实现结晶条件的高通量筛选。本专利技术能够在保证所有样品所处的磁场环境条件一致的情况下，实现在高强磁场条件下的高通量蛋白质结晶条件筛选，且能有效减少蛋白质样品在筛选中的用量，从而使该方法具有显著的实用性，可以成为一种基于强磁场的具有推广价值的结晶方法。本专利技术不仅为磁场下的高通量蛋白质结晶条件筛选提供了解决方案，也为蛋白质结晶提供了一种新的蛋白质结晶条件筛选技术，可以用于磁场外的其他环境条件中。 本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是:一种用于强磁场环境的高通量蛋白质结晶条件筛选装置，包括母液底座、蛋白质样品盘、凹槽底座、凹槽顶盖、毛细管以及温度控制系统。所述母液底座、蛋白质样品盘、凹槽底座、凹槽顶盖、毛细管以及温度控制系统所用的材料均为抗磁性材料；所述的母液底座盘上均匀排列有若干个装载液体试剂的小池，所述的蛋白质样品盘开有与母液底盘上的小池位置一一对应的通孔，所述毛细管装配在各个通孔中，装配了毛细管的蛋白质样品盘能够放置在温度控制系统中；所述的凹槽底座和凹槽顶盖均为表面开槽的圆盘，凹槽底座和凹槽顶盖的开槽一面相对，开槽位置与蛋白质样品盘上通孔的位置对应，槽内充入真空脂。 所述毛细管装配在两个平行的蛋白质样品盘的通孔中。 本专利技术还提供一种用于强磁场环境的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，包括以下步骤: I)配制蛋白质溶液,然后利用毛细管的毛细作用将蛋白质溶液吸取到毛细管内； 2)在设定的干燥温度下干燥毛细管中的蛋白质溶液，干燥过程中控温范围是O?60°C，控温精度为±0.1°C，干燥时间2?7天； 3)将干燥完全的毛细管安装于蛋白质样品盘中，组成蛋白质结晶条件筛选用毛细管阵列；将该阵列对应插入预装有筛选试剂的母液底座，利用毛细现象从母液底座中吸取筛选试剂溶液； 4)将毛细管两端分别插入凹槽底座和凹槽顶盖的真空脂中，实现毛细管的密封后置于O?60°C下的磁体腔结晶时间2?7天； 5)结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出蛋白质晶体，利用X-射线衍射仪进行原位衍射进行蛋白质晶体的鉴别及其衍射数据的收集。 所述的蛋白质指可溶于水的蛋白质。 所述的步骤4)将毛细管置于电场、超重力条件或常规环境条件下进行蛋白质结晶条件筛选。 本专利技术的有益效果是:1、本专利技术在筛选技术方面属新型筛选方法，创新体现在其先干燥蛋白质样品后再与筛选试剂混合的过程。该过程异于所有已有蛋白质结晶实验技术，提供了新的结晶环境，因此有希望发现过去不能发现的新结晶条件，并可推广应用于其他各种环境场合(包括常规环境条件)2、利用毛细管所占空间尺寸小的特征，形成可放置于磁场狭小空间内的毛细管阵列，首次实现了强磁场环境下高通量蛋白质结晶条件的筛选；3、实现了晶体的原位衍射，不需将晶体取出或者冻存，减少了晶体的损坏；4、能够显著减少在磁体中结晶的蛋白质样品的用量。 【附图说明】 图1是高通量结晶装置的整体结构示意图； 图2是闻通量结晶装置的局部零件不意图，其中，图2_a是凹槽顶盖不意图，图2_b是蛋白质样品盘一不意图，图2_c是蛋白质样品盘二不意图，图2_d是母液底座不意图，图2_e是凹槽底座示意图； 图中1-螺母；2_凹槽顶盖；3_蛋白质样品盘一 ；4_蛋白质样品盘二 ；5_方形固定轴；6_母液底座；7_凹槽底座。 【具体实施方式】 下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明，本专利技术包括但不仅限于下述实施例。 本专利技术涉及一种用于强磁场环境下的高通量蛋白质结晶条件筛选方法及其装置。实现高通量结晶条件筛选。本专利技术首次将高通量蛋白质结晶与超导磁体结合运用，可以初步筛选蛋白质在超导磁体内的结晶条件。本专利技术具有技术成本低，易操作，磁场实验环境相同，实验结果实现原位衍射等优势。 为了实现磁体与磁体外对照的严格对比，使用同一台水浴来控制两个温度控制器，其形状和尺寸一致，分别用于实验组和对照组的结晶实验。最大程度减少了来自结晶环境温度造成的误差。该温度控制装置控温的范围是277-303±0.1K.。 一种用于强磁场环境的高通量蛋白质结晶条件筛选装置，包括母液底座、蛋白质样品盘、凹槽底座、凹槽顶盖、毛细管以及温度控制系统。所述的凹槽顶盖、蛋白质样品盘和母液底座从上至下依次(凹槽底座与母液底座的位置一样，两者实现不同的实验)。该结晶条件筛选装置与现有的筛选装置相比，能够运用于特殊物理环境中，如强磁场、电场、超重力环境、太空及常规环境中。该结晶条件筛选装置与现有自动化仪器相比，更加简便、经济。 所述实验装置所用的材料为抗磁性材料。 所述的母液底座盘上有96个小池，沿圆周均勻排列，可以装载I?96种10?500ul的液体试剂。 所述的蛋白质样品盘有96个小孔，沿圆周均匀排列，并与母液底盘上的小池位置一一对应。小孔直径与毛细管外径匹配，可以装载I?96根毛细管。 所述的凹槽底座、凹槽顶盖为带有圆周浅槽的圆盘，槽位置与毛细管位置对应。槽内充入真空脂，在毛细管吸取筛选试剂后将毛细管两端分别插入底座和顶盖槽里的真空脂中，实现毛细管的密封。 所述的温度控制系统由控温水套、水浴、单片机、温度控制软件等组成。温度控制范围O?60°C，控温精度±0.1°C。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种强磁场下的高通量蛋白质结晶条件筛选装置，包括母液底座、蛋白质样品盘、凹槽底座、凹槽顶盖、毛细管以及温度控制系统，其特征在于：所述母液底座、蛋白质样品盘、凹槽底座、凹槽顶盖、毛细管以及温度控制系统所用的材料均为抗磁性材料；所述的母液底座盘上均匀排列有若干个装载液体试剂的小池，所述的蛋白质样品盘开有与母液底盘上的小池位置一一对应的通孔，所述毛细管装配在各个通孔中，装配了毛细管的蛋白质样品盘能够放置在温度控制系统中；所述的凹槽底座和凹槽顶盖均为表面开槽的圆盘，凹槽底座和凹槽顶盖的开槽一面相对，开槽位置与蛋白质样品盘上通孔的位置对应，槽内充入真空脂。

【技术特征摘要】
1.一种强磁场下的高通量蛋白质结晶条件筛选装置，包括母液底座、蛋白质样品盘、凹槽底座、凹槽顶盖、毛细管以及温度控制系统，其特征在于:所述母液底座、蛋白质样品盘、凹槽底座、凹槽顶盖、毛细管以及温度控制系统所用的材料均为抗磁性材料；所述的母液底座盘上均匀排列有若干个装载液体试剂的小池，所述的蛋白质样品盘开有与母液底盘上的小池位置一一对应的通孔，所述毛细管装配在各个通孔中，装配了毛细管的蛋白质样品盘能够放置在温度控制系统中；所述的凹槽底座和凹槽顶盖均为表面开槽的圆盘，凹槽底座和凹槽顶盖的开槽一面相对，开槽位置与蛋白质样品盘上通孔的位置对应，槽内充入真空脂。2.根据权利要求1所述的强磁场下的高通量蛋白质结晶条件筛选装置，其特征在于:所述毛细管装配在两个平行的蛋白质样品盘的通孔中。3.一种利用权利要求1所述装置的强磁场下的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，其特征在于包括下述步骤: 1)配制蛋白质溶液，然后利用毛细管的毛细作用将蛋...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹大川，黄林军，曹慧玲，黄欢欢，郭卫红，刘永明，陈达，何凤利，闫二开，刘悦，商澎，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61