一种强磁场下的高通量蛋白质结晶条件筛选装置及方法
【专利摘要】本发明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。
【专利说明】一种强磁场下的高通量蛋白质结晶条件筛选装置及方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及一种高通量蛋白质结晶条件筛选方法及装置。
【背景技术】
[0002]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。
[0003]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。
[0004]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，有必要发明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。
【发明内容】
[0005]为了克服现有技术的不足，本发明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。本发明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。本发明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。
[0006]本发明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。
[0007]所述毛细管装配在两个平行的蛋白质样品盘的通孔中。
[0008]本发明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:
[0009]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；
[0010]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；
[0011]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；
[0012]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；
[0013]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。
[0014]所述的蛋白质指可溶于水的蛋白质。
[0015]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。
[0016]本发明的有益效果是:1、本发明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。
【专利附图】
【附图说明】
[0017]图1是高通量结晶装置的整体结构示意图；
[0018]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；
[0019]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】
[0020]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明，本发明包括但不仅限于下述实施例。
[0021]本发明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。本发明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。本发明具有技术成本低，易操作，磁场实验环境相同，实验结果实现原位衍射等优势。
[0022]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.。
[0023]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。
[0024]所述实验装置所用的材料为抗磁性材料。
[0025]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。
[0026]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。
[0027]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。
[0028]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。
[0029]一种用于强磁场环境的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，包括下述步骤:
[0030]1.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。与本发明相比，常规方法是在蛋白质溶液配制好后，将其滴加到商业结晶板中，因此本发明具有实验装置尺寸小、不需要自动化设备即可实现溶液的配置的优点。
[0031]2.根据蛋白质的特性设置适宜的干燥温度，在设定的干燥温度下干燥毛细管中的蛋白质溶液。温度控制箱控温范围是O?60°C，控温精度为±0.1°C。根据蛋白质溶液的浓度及蛋白质种类的不同，干燥时间2?7天。与本发明相比，常规的结晶方法没有干燥蛋白质溶液的步骤，本发明的干燥过程能够保证蛋白质在与结晶试剂混合之前的稳定性，而且可以一次性大批量准备好干燥样品后，在后续实验过程中直接使用。常规方法则要求每次实验均需重新配制溶液以及重新滴加溶液，因此本发明能够使后续实验过程更为便捷。
[0032]3.将干燥完全的毛细管取出，并将其安装于蛋白质样品盘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，然后再次利用毛细现象分别从母液底座中吸取筛选试剂溶液。与本步骤对应的常规步骤是将蛋白质溶液和结晶筛选试剂进行手工或机器混合，与该常规步骤相比，本发明比常规的手工操作过程更加简单方便，而且也不需要昂贵的自动化设备。
[0033]4.吸取完毕后，将毛细管利用真空脂进行密封后置于控温条件，控温范围是O?60°C下的磁体腔，结晶时间2?7天。本步骤使用的高通量蛋白质结晶条件筛选装置与传统结晶板相比，尺寸更小，且因为是小角度旋转对称结构，可以保证每一个样品所处的磁场水平一致。而传统结晶板不仅尺寸大(无法放置于尺寸较小的磁场腔室中)，且对称程度相对较低，不能使每一个结晶液滴磁场条件相同。
[0034]5.结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出蛋白质晶体，蛋白质晶体的鉴别及其衍射数据的收集可直接利用X-射线衍射仪进行原位衍射，不需将晶体捞出或做其他处理，而常规蛋白质晶体进行X-射线衍射时，晶体大多需要进行冻存等处理，且常规结晶板进行原位衍射会受到结晶板的干扰，其背景散射强度较高。
[0035]所述的蛋白质指可溶于水的蛋白质。
[0036]所述的蛋白质结晶条件筛选方法，也可应用于其他环境条件(包括电场、超重力条件、常规环境条件等)下的蛋白质结晶条件筛选。
[0037]实施例1:高通量结晶装置在磁体内实现溶菌酶高通量结晶条件筛选及与常规环境晶体质量对比
[0038]第一步:高通量蛋白质结晶条件筛选装置的组装，蛋白质结晶条件筛选装置从下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊环境是密封用)、方形固定轴、蛋白质样品盘一、蛋白质样品盘二(一、二共同承载毛细管)、凹槽顶盖、螺母。装置组装2组；
[0039]第二步:配制溶菌酶溶液，利用毛细管的毛细作用将溶菌酶溶液吸取到毛细管内；
[0040]第三步:将装有溶菌酶溶液的毛细管放入置于温度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥温度为20°C，干燥时间2天；
[0041]第四步:将干燥完全的毛细管取出，并将其安装于蛋白质样品盘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，然后再次利用毛细现象分别从母液底座中吸取筛选试剂溶液，所使用的筛选试剂是商业筛选试剂Index ；
[0042]第五步:吸取完毕后，将毛细管利用真空脂进行密封后将一组结晶装置置于控温条件下的特殊物理环境中，另外一组置于常规环境的控温箱中，温度控制箱控温为20°C。结晶时间2天；
[0043]第六步:结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出溶菌酶晶体，溶菌酶晶体的鉴别及其衍射数据的收集可直接利用X-射线衍射仪进行原位衍射，不需将晶体捞出或做其他处理。
[0044]结果如下:利用强磁场的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，不同的结晶条件长出的溶菌酶晶体情况不同。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能够达到在磁体内筛选蛋白质晶体条件筛选的目的。在强磁场以及常规环境的溶菌酶晶体质量对比中，将两组毛细管内所生长的晶体进行了原位衍射，得到了晶体的衍射图谱，衍射数据表明，磁体内的溶菌酶晶体质量高于常规条件的晶体质量。
[0045]实施例2:高通量结晶装置在电场内实现过氧化氢酶高通量结晶条件筛选及与常规晶体质量对比
[0046]第一步:高通量蛋白质结晶条件筛选装置的组装，蛋白质结晶条件筛选装置从下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊环境是密封用)、方形固定轴、蛋白质样品盘一、蛋白质样品盘二( 一、二共同承载毛细管)、凹槽顶盖、螺母，装置组装2组；
[0047]第二步:配制过氧化氢酶溶液，利用毛细管的毛细作用将过氧化氢酶溶液吸取到毛细管内；
[0048]第三步:将装有过氧化氢酶溶液的毛细管放入置于温度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥温度为20°C，干燥时间3天；
[0049]第四步:将干燥完全的毛细管取出，并将其安装于蛋白质样品盘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，然后再次利用毛细现象分别从母液底座中吸取筛选试剂溶液，所使用的筛选试剂是商业筛选试剂Index ；
[0050]第五步:吸取完毕后，将毛细管利用真空脂进行密封后将一组结晶装置置于控温条件下的电场中，另外一组置于常规环境的控温箱中，温度控制箱控温为20°C。结晶时间7天;
[0051]第六步:结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出过氧化氢酶晶体，过氧化氢酶晶体的鉴别及其衍射数据的收集可直接利用X-射线衍射仪进行原位衍射，不需将晶体捞出或做其他处理。
[0052]结果如下:利用电场的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，不同的结晶条件长出的过氧化氢酶蛋白质晶体情况不同。用于电场环境下的高通量蛋白质结晶条件筛选方法及其装置能够达到在电场内筛选蛋白质晶体条件筛选的目的。将两组毛细管内所生长的晶体进行了原位衍射，得到了晶体的衍射图谱，衍射数据表明，电场内的过氧化氢酶晶体质量高于常规条件的晶体质量。
[0053]实施例3:高通量结晶装置在磁体内超重力环境实现索马里甜味蛋白质高通量结晶条件筛选及与常规晶体质量对比
[0054]第一步:高通量蛋白质结晶条件筛选装置的组装，蛋白质结晶条件筛选装置从下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊环境是密封用)、方形固定轴、蛋白质样品盘一、蛋白质样品盘二(一、二共同承载毛细管)、凹槽顶盖、螺母。装置组装2组；
[0055]第二步:配制索马里甜味蛋白质溶液，利用毛细管的毛细作用将索马里甜味蛋白质溶液吸取到毛细管内；
[0056]第三步:将装有索马里甜味蛋白质溶液的毛细管放入置于温度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥温度为20°C，干燥时间3天；
[0057]第四步:将干燥完全的毛细管取出，并将其安装于蛋白质样品盘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，然后再次利用毛细现象分别从母液底座中吸取筛选试剂溶液，所使用的筛选试剂是商业筛选试剂Index ；
[0058]第五步:吸取完毕后，将毛细管利用真空脂进行密封后将一组结晶装置置于控温条件下的电场中，另外一组置于常规环境的控温箱中，温度控制箱控温为20°C。结晶时间3天;
[0059]第六步:结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出索马里甜味蛋白质晶体，索马里甜味蛋白质晶体的鉴别及其衍射数据的收集可直接利用X-射线衍射仪进行原位衍射，不需将晶体捞出或做其他处理。
[0060]结果如下:利用强磁场超重力环境的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，不同的结晶条件长出的索马里甜味蛋白质晶体情况不同。用于超重力环境下的高通量蛋白质结晶条件筛选方法及其装置能够达到在超重力环境下筛选蛋白质晶体条件筛选的目的。将两组毛细管内所生长的晶体进行了原位衍射，得到了晶体的衍射图谱，衍射数据表明，超重力环境下内的过氧化氢酶晶体质量高于常规条件的晶体质量。
[0061]实施例4:高通量结晶装置在常规环境内实现刀豆球蛋白质高通量结晶条件筛选
[0062]第一步:高通量蛋白质结晶条件筛选装置的组装，蛋白质结晶条件筛选装置从下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊环境是密封用)、方形固定轴、蛋白质样品盘一、蛋白质样品盘二(一、二共同承载毛细管)、凹槽顶盖、螺母，装置组装I组；
[0063]第二步:配制刀豆球蛋白质溶液，利用毛细管的毛细作用将刀豆球蛋白质溶液吸取到毛细管内；
[0064]第三步:将装有刀豆球蛋白质溶液的毛细管放入置于温度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥温度为20°C，干燥时间4天；
[0065]第四步:将干燥完全的毛细管取出，并将其安装于蛋白质样品盘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，然后再次利用毛细现象分别从母液底座中吸取筛选试剂溶液，所使用的筛选试剂是商业筛选试剂Index ；
[0066]第五步:吸取完毕后，将毛细管利用真空脂进行密封后置于控温条件下的控温箱，温度控制箱控温为20°C。结晶时间4天；
[0067]第六步:结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出刀豆球蛋白质晶体，刀豆球蛋白质晶体的鉴别及其衍射数据的收集可直接利用X-射线衍射仪进行原位衍射，不需将晶体捞出或做其他处理。
[0068]结果如下:利用强磁场的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，不同的结晶条件长出的刀豆球蛋白质晶体情况不同。用于常规环境下的高通量蛋白质结晶条件筛选方法及其装置能够达到在常规环境内筛选蛋白质晶体条件筛选的目的。将毛细管内所生长的晶体进行了原位衍射，得到了晶体的衍射图谱，说明该实验装置能够实现晶体的原位衍射。
[0069]实施例5:闻通量结晶装置在磁体内实现蛋白酶K闻通量结晶条件筛选
[0070]第一步:高通量蛋白质结晶条件筛选装置的组装，蛋白质结晶条件筛选装置从下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊环境是密封用)、方形固定轴、蛋白质样品盘一、蛋白质样品盘二(一、二共同承载毛细管)、凹槽顶盖、螺母。装置组装I组；
[0071]第二步:配制蛋白酶K溶液，利用毛细管的毛细作用将蛋白酶K溶液吸取到毛细管内；
[0072]第三步:将装有蛋白酶K溶液的毛细管放入置于温度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥温度为20°C，干燥时间4天；
[0073]第四步:将干燥完全的毛细管取出，并将其安装于蛋白质样品盘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，然后再次利用毛细现象分别从母液底座中吸取筛选试剂溶液，所使用的筛选试剂是商业筛选试剂Index ；
[0074]第五步:吸取完毕后，将毛细管利用真空脂进行密封后置于控温条件下的磁体腔，温度控制箱控温为20°C。结晶时间3天；
[0075]第六步:结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出蛋白酶K晶体，蛋白酶K晶体的鉴别及其衍射数据的收集可直接利用X-射线衍射仪进行原位衍射，不需将晶体捞出或做其他处理。
[0076]结果如下:利用强磁场的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，不同的结晶条件长出的蛋白酶K晶体情况不同。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能够达到在磁体内筛选蛋白质晶体条件筛选的目的。将毛细管内所生长的晶体进行了原位衍射，得到了晶体的衍射图谱，说明该实验装置能够实现晶体的原位衍射。
[0077]实施例6:高通量结晶装置在电场内实现葡萄糖异构酶高通量结晶条件筛选
[0078]第一步:高通量蛋白质结晶条件筛选装置的组装，蛋白质结晶条件筛选装置从下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊环境是密封用)、方形固定轴、蛋白质样品盘一、蛋白质样品盘二(一、二共同承载毛细管)、凹槽顶盖、螺母。装置组装I组；
[0079]第二步:配制葡萄糖异构酶溶液，利用毛细管的毛细作用将葡萄糖异构酶溶液吸取到毛细管内；
[0080]第三步:将装有葡萄糖异构酶溶液的毛细管放入置于温度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥温度为20°C，干燥时间3天；
[0081]第四步:将干燥完全的毛细管取出，并将其安装于蛋白质样品盘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，然后再次利用毛细现象分别从母液底座中吸取筛选试剂溶液，所使用的筛选试剂是商业筛选试剂Index ；
[0082]第五步:吸取完毕后，将毛细管利用真空脂进行密封后置于控温条件下的电场环境中，温度控制箱控温为20°C。结晶时间3天；
[0083]第六步:结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出葡萄糖异构酶晶体，葡萄糖异构酶晶体的鉴别及其衍射数据的收集可直接利用X-射线衍射仪进行原位衍射，不需将晶体捞出或做其他处理。
[0084]结果如下:利用电场的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，不同的结晶条件长出的葡萄糖异构酶晶体情况不同。用于电场环境下的高通量蛋白质结晶条件筛选方法及其装置能够达到在电场筛选蛋白质晶体条件筛选的目的。将毛细管内所生长的晶体进行了原位衍射，得到了晶体的衍射图谱，说明该实验装置能够实现晶体的原位衍射。
[0085]实施例7:高通量结晶装置在常规环境中实现天花粉蛋白质高通量结晶条件筛选
[0086]第一步:高通量蛋白质结晶条件筛选装置的组装，蛋白质结晶条件筛选装置从下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊环境是密封用)、方形固定轴、蛋白质样品盘一、蛋白质样品盘二(一、二共同承载毛细管)、凹槽顶盖、螺母，装置组装I组；
[0087]第二步:配制天花粉蛋白质溶液，利用毛细管的毛细作用将天花粉蛋白质溶液吸取到毛细管内；
[0088]第三步:将装有天花粉蛋白质溶液的毛细管放入置于温度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥温度为20°C，干燥时间4天；
[0089]第四步:将干燥完全的毛细管取出，并将其安装于蛋白质样品盘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，然后再次利用毛细现象分别从母液底座中吸取筛选试剂溶液，所使用的筛选试剂是商业筛选试剂Index ；
[0090]第五步:吸取完毕后，将毛细管利用真空脂进行密封后置于控温条件下的控温香箱，温度控制箱控温为20°C。结晶时间4天；
[0091]第六步:结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出天花粉蛋白质晶体，天花粉蛋白质晶体的鉴别及其衍射数据的收集可直接利用X-射线衍射仪进行原位衍射，不需将晶体捞出或做其他处理。
[0092]结果如下:利用常规环境的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，不同的结晶条件长出的天花粉蛋白质晶体情况不同。用于常规环境下的高通量蛋白质结晶条件筛选方法及其装置能够达到在磁体内筛选蛋白质晶体条件筛选的目的。将毛细管内所生长的晶体进行了原位衍射，得到了晶体的衍射图谱，说明该实验装置能够实现晶体的原位衍射。
[0093]实施例8:高通量结晶装置在磁体内实现热休克蛋白90N高通量结晶条件筛选及与常规环境晶体质量对比
[0094]第一步:高通量蛋白质结晶条件筛选装置的组装，蛋白质结晶条件筛选装置从下至上依次是母液底座(凹槽底座放入特殊环境是密封用)、方形固定轴、蛋白质样品盘一、蛋白质样品盘二(一、二共同承载毛细管)、凹槽顶盖、螺母。装置组装2组；
[0095]第二步:配制热休克蛋白90N溶液，利用毛细管的毛细作用将热休克蛋白90"溶液吸取到毛细管内；
[0096]第三步:将装有热休克蛋白90N溶液的毛细管放入置于温度控制箱中的干燥器皿中干燥。干燥温度为4°C，干燥时间2天；
[0097]第四步:将干燥完全的毛细管取出，并将其安装于蛋白质样品盘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，然后再次利用毛细现象分别从母液底座中吸取筛选试剂溶液，所使用的筛选试剂是商业筛选试剂Index ；
[0098]第五步:吸取完毕后，将毛细管利用真空脂进行密封后将一组结晶装置置于控温条件下的特殊物理环境中，另外一组置于常规环境的控温箱中，温度控制箱控温为4°C。结晶时间2天；
[0099]第六步:结晶完毕后，观察毛细管中是否生长出热休克蛋白90N晶体，热休克蛋白90N晶体的鉴别及其衍射数据的收集可直接利用X-射线衍射仪进行原位衍射，不需将晶体捞出或做其他处理。
[0100]结果如下:利用强磁场的高通量蛋白质结晶条件筛选方法，不同的结晶条件长出的热休克蛋白90N晶体情况不同。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能够达到在磁体内筛选蛋白质晶体条件筛选的目的。在强磁场以及常规环境的热休克蛋白90N晶体质量对比中，将两组毛细管内所生长的晶体进行了原位衍射，得到了晶体的衍射图谱，衍射数据表明，磁体内的热休克蛋白90N晶体质量高于常规条件的晶体质量。
【权利要求】
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。
4.根据权利要求3所述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:所述的蛋白质指可溶于水的蛋白质。
5.根据权利要求3所述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: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。
【文档编号】G01N1/28GK104330426SQ201410620566
【公开日】2015年2月4日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】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 申请人:西北工业大学