一种观察微纳尺度蛋白质晶体从溶液中析出的方法技术

本发明专利技术提供了一种观察微纳尺度蛋白质晶体从溶液中析出的方法，把蛋白质结晶溶液滴加到石英结晶池中，密封石英结晶池；然后将石英结晶池放在两个线偏振片之间，激光依次穿过第一线偏振片、石英结晶池和第二线偏振片，调节两个线偏振片，直至光强测试仪测得的光强度为0～0.02mV；观测光强测试仪测得的光强度，当光强度>0.02mV，判定有晶体出现。本发明专利技术能实时观测结晶溶液中是否有微小晶体的形成，具有操作简单、实时观察、高效等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种观察蛋白质晶体从溶液中析出的方法。
技术介绍
目前，获取高质量晶体是利用X-射线衍射技术解析蛋白质精细三维结构的关键，也是此技术的瓶颈问题。由于很多蛋白质难以结晶或难以获得尺寸适当的单晶，因此，突破传统X射线单晶衍射技术解析蛋白质的结构成为新的研究热点。最近，利用自由电子激光(freeelectronlasers,XFELs)对大量微纳尺度的蛋白质晶体进行衍射，进而获得衍射数据解析结构的方法，已成为X射线衍射技术解析蛋白质结构最前沿的研究方向。为了实现该技术，必须获取微纳尺度的蛋白质晶体。由于该晶体尺寸太小，传统的光学显微镜很难或根本观察不到晶体的出现或存在，因此对微小晶体的观察和检测成为了技术的关键。文献1“Selectivedetectionofproteincrystalsbysecondharmonicmicroscopy,2008,JournaloftheAmericanChemicalSociety,130(43):14076-14077,”DRonald等发现二次谐波技术可以有选择的探测蛋白质晶体形成的初期阶段。文献2“EfficientUVdetectionofproteincrystalsenabledbyfluorescenceexcitationatwavelengthslongerthan300nm,2010,ActaCrystallographicaSectionF,66(4),478-484”KDierks等发现紫外荧光法可用于检测聚乙二醇和盐溶液中是否有蛋白质晶体出现，该方法还可用于区分蛋白质晶体和盐晶。然而，二次谐波技术只能用于探测低对称性或大尺寸的晶体；紫外荧光法中荧光的强度依赖于芳香残基或高分子内二硫键的数目。原子力显微镜(atomicforcemicroscopy,AFM)可实现在微纳尺度的成像、控制和分子间相互作用力的测量，缺点在于不能实时监控，且操作繁琐。
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观察微小晶体从溶液中析出的方法，通过把结晶溶液直接放置于光学系统，通过观察光强值的变化，实现对蛋白质结晶过程的实时观察。本专利技术方便灵活，一旦有晶核形成，测量值会立刻发生变化，从而确定晶核开始形成的时间，进而通过控制结晶的时间，得到微纳尺度的蛋白质晶体。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：第一步，把蛋白质结晶溶液滴加到石英结晶池中，密封石英结晶池；第二步，将石英结晶池放在两个线偏振片之间，激光依次穿过第一线偏振片、石英结晶池和第二线偏振片，调节两个线偏振片，直至光强测试仪测得的光强度为0～0.02mV；第三步，观测光强测试仪测得的光强度，当光强度>0.02mV，判定有晶体出现。本专利技术的有益效果是：可以实时观测结晶溶液中是否有微小晶体的形成，为制备微纳尺度的晶体提供指导。本专利技术具有操作简单、实时观察、高效等特点，可以应用于所有进行微小晶体研究的实验室。具体实施方式下面结合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。本专利技术主要是基于激光光路通过结晶纯溶液后不会发生变化，通过有晶体的溶液后，由于晶体的各向异性，激光会发生折射和反射，即光路会发生变化，进而用于检测溶液中是否有晶体出现。实验中，激光光源、第一个线偏振片、结晶池、第二个线偏振片、光强测试仪依次固定在防震光学平台，高度保持一致，光学元件之间的距离尽量小。本专利技术主要包括以下步骤：第一步：滴加结晶溶液：把蛋白质结晶溶液滴加到结晶池中，密封；第二步：调节两个偏振片相互消光：打开激光光源，调节两个线偏振片完全消光，直至光强测试仪上光强度到0～0.02mV；第三步：观察是否有晶体出现：在有晶体析出前，激光依次穿过线偏振片-石英池-结晶溶液-石英池-线偏振片，光强度是0～0.02mV。当有晶体开始析出，激光穿过线偏振片-石英池-结晶溶液时，由于晶体的各向异性，光会发生折射和散射，当通过另一个线偏振片后，光强度>0.02mV。随着结晶时间的增加，溶液内晶体不断增大增多，光强度值越来越大。由此来判断是否有晶体出现，以及晶体大小和数目的变化趋势。本专利技术具有技术成本低，易操作，可用于观察蛋白质晶体的初始结晶时间和结晶过程。本专利技术主要是基于当结晶溶液中有晶体出现时，由于晶体的折射和散射作用，激光光路会发生变化。光路的搭建包括下述步骤：首先把激光光源固定在防震光学平台上；然后顺着光源方向，固定第一个线偏振片，要求线偏振片的高度与激光方向齐平；其次，固定结晶池，要求结晶池的高度与第一个线偏振片方向齐平；接着，固定第二个线偏振片，要求第二个线偏振片的高度与结晶池方向齐平；最后，固定光强测试仪，要求激光光斑正好在测试仪屏幕的中间。为了尽可能的减少外界环境对光路产生干扰，各元器件尽量紧凑的排布。观察微纳尺度蛋白质晶体从结晶溶液中析出的方法，包括下述步骤：第一步：滴加结晶溶液；首先，把蛋白质结晶溶液滴加到结晶池中，密封。实验用的结晶池包括：不同壁厚的石英池、有机玻璃、毛细管；实验温度包括室温和精确控温(0-20℃)两种；第二步：调节两个偏振片相互消光：首先，打开激光光源，其发出的激光经过第一个偏振片变成线偏振光；然后，偏振光经过石英结晶池到达第二个线偏振片，观察光强度是不是0～0.02mV。如果光强度是0～0.02mV，说明两个偏振片已完全消光；如果光强度不是0～0.02mV，调节第二个线偏振片，直至光强度为0～0.02mV；第三步：观察是否有晶体出现：在有晶体析出前，激光穿过线偏振片-石英池-结晶溶液-石英池-线偏振片，由于两个偏振片相互消光，且在光传输过程中没有光路的改变，光强度是0～0.02mV。当有晶体开始析出，激光穿过线偏振片-石英池-结晶溶液时，由于晶体的各向异性，光会发生折射和散射，传播途径原来的单一方向变为多个方向，当通过第二个线偏振片后，光强度>0.02mV。且随着结晶时间的增加，溶液内晶体不断增大增多，光强度值越来越大。由此来判断是否有晶体出现，以及晶体的大小和数目。实施例1：检测是否有微纳尺度的溶菌酶晶体从结晶溶液中析出第一步：滴加结晶溶液；首先，把溶菌酶结晶溶液滴加到石英池(高度20mm，底部厚度4mm，池壁厚13.8mm，内部厚度3mm)中，密封，常温条件下进行实验；第二步：调节两个偏振片相互消光：首先，打开激光光源，其发出的自然光经过第一个偏振片变成线偏振光；然后，偏振光经过石英结晶池到达第二个线偏振片，发<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种观察微纳尺度蛋白质晶体从溶液中析出的方法，其特征在于包括下述步骤：第一步，把蛋白质结晶溶液滴加到石英结晶池中，密封石英结晶池；第二步，将石英结晶池放在两个线偏振片之间，激光依次穿过第一线偏振片、石英结晶池和第二线偏振片，调节两个线偏振片，直至光强测试仪测得的光强度为0～0.02mV；第三步，观测光强测试仪测得的光强度，当光强度>0.02mV，判定有晶体出现。

【技术特征摘要】
1.一种观察微纳尺度蛋白质晶体从溶液中析出的方法，其特征在于包括下述步骤：
第一步，把蛋白质结晶溶液滴加到石英结晶池中，密封石英结晶池；
第二步，将石英结晶池放在两个线偏振片之间，激光依次穿过第一线...

【专利技术属性】
技术研发人员：尹大川，闫二开，张辰艳，周仁斌，刘悦，刘永明，刘雅丽，陈达，孙大山，李嘉欣，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61