專利名稱：空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于微重力科學(xué)與空間生命科學(xué)領(lǐng)域的蛋白質(zhì)晶體結(jié)晶室，特別是指一種空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室。
蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，是組成一切生物體的基本成分。蛋白質(zhì)分子由成千上萬個原子組成，其排布形成很復(fù)雜的空間結(jié)構(gòu)。蛋白質(zhì)分子的空間結(jié)構(gòu)，決定了它的功能。
測定生物大分子空間結(jié)構(gòu)的最重要的常規(guī)方法還屬X射線晶體學(xué)方法，利用單晶衍射法研究生物大分子的空間結(jié)構(gòu)，先要將所研究的蛋白質(zhì)提純，并培養(yǎng)成適于衍射分析的單晶體，然后再收集X射線衍射數(shù)據(jù)，進(jìn)行結(jié)構(gòu)測定。由于高速X射線面探測器和超級小型計(jì)算機(jī)的發(fā)展，使收集和分析數(shù)據(jù)所用的時(shí)間大大減少。生長出合適的單晶體，已成為整個X射線晶體學(xué)中的關(guān)鍵問題，常常由于這一環(huán)節(jié)而影響整個工作的進(jìn)程，甚至對某種蛋白質(zhì)因得不到可用晶體，而無法利用X射線衍射法來分析結(jié)構(gòu)。
蛋白質(zhì)溶液緩慢地達(dá)到有限的過飽和狀態(tài)，產(chǎn)生少量晶核，并長大成晶體，這是蛋白質(zhì)單晶形成的過程。
空間特有的微重力條件避免了對流現(xiàn)象對于結(jié)晶過程的干擾，也避免了由于沉積現(xiàn)象和容器器壁對晶體生長的不良影響，因而更有利于晶體生長。不少實(shí)驗(yàn)和研究表明，利用微重力條件生長單晶，可改進(jìn)晶體形態(tài)的均一性，減少晶體的缺陷，增大單晶的尺寸。
本實(shí)用新型結(jié)晶室可進(jìn)行汽相擴(kuò)散法晶體生長，其原理如下


圖1是利用汽相擴(kuò)散法生長蛋白質(zhì)晶體的結(jié)晶原理圖。其原理是將蛋白質(zhì)溶液置于中央蛋白質(zhì)溶液池1中，沉淀劑溶液置于沉淀劑溶液池3中，通過空氣室2進(jìn)行汽相擴(kuò)散，部分水分子被沉淀劑吸收使蛋白質(zhì)溶液過飽和而析出晶核，并長大成單晶。
通常使用的結(jié)晶室結(jié)構(gòu)不緊湊，占用空間比較大，功能不齊全，給使用者的選擇余地少。而空間實(shí)驗(yàn)的機(jī)會更少且耗資巨大，若有多功能和體積小的蛋白質(zhì)結(jié)晶室，則可節(jié)省大量的時(shí)間和金錢。
本實(shí)用新型的目的在于，提供一種空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶寶，其具有功能多的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的再一目的在于，提供一種空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶寶，其可組裝成多層的結(jié)構(gòu)，從而減少了體積，也就節(jié)省了大量的時(shí)間和金錢。
本實(shí)用新型提供一種空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室，其中包括有一定盤，為一偏平圓柱體，在其上表面按預(yù)定位置加工有預(yù)定數(shù)目的蛋白質(zhì)溶液池；一動盤，為一偏平圓柱體，在其下表面加工有預(yù)定數(shù)目的沉淀劑溶液池；動盤扣合于定盤之上，組成結(jié)晶室單元；在定盤上表面設(shè)有的圓形蛋白質(zhì)溶液池，為沿圓周和半徑多層均勻分布，且圓形蛋白質(zhì)溶液池的直徑為不等，在定盤上同一半徑處的蛋白質(zhì)溶液池的直徑相同，半徑越大處的蛋白質(zhì)溶液池的直徑也越大；與定盤配合扣于定盤上的動盤，其下面上的沉淀劑溶液池也為沿圓周均勻分布的扇形槽，沉淀劑溶液池與定盤上同一半徑上的蛋白質(zhì)溶液池相對應(yīng)，并罩扣于其上；定盤上的蛋白質(zhì)溶液池的底端為半球形，上端為圓柱形，或整個蛋白質(zhì)溶液池為半球形；在定盤的上面沿圓周均勻分布有預(yù)定數(shù)目的半球形蛋白質(zhì)溶液池；與定盤上的蛋白質(zhì)溶液池的位置相對應(yīng)處，在動盤下面上沿圓周分布設(shè)有預(yù)定數(shù)目的扇形沉淀劑溶液池；動盤上的沉淀劑溶液池的數(shù)目是定盤上的蛋白質(zhì)溶液池?cái)?shù)目的2-5倍；其中每一蛋白質(zhì)溶液池與之對應(yīng)的2-5倍的沉淀劑溶液池為一組，每組沉淀溶液池的距離大于蛋白質(zhì)溶液的直徑且正好是一沉淀劑溶液池的位置；在定盤上面沿圓周均勻分布有預(yù)定數(shù)目的方形的蛋白質(zhì)溶液池，在方形的蛋白質(zhì)溶液池之間，沿圓周和徑向分布有預(yù)定數(shù)目的圓形蛋白質(zhì)溶液池；在動盤的下面上定盤上的方形蛋白質(zhì)溶液池和徑向分布的圓形蛋白質(zhì)溶液池相對應(yīng)分布有預(yù)定數(shù)目的扇形沉淀劑溶液池；定盤的下面為一圓形凹槽，在圓形凹槽的凹面上開有預(yù)定數(shù)目的概似L形的凹槽，L形凹槽的頭端與方形的蛋白質(zhì)溶液池相對，其尾端延伸出定盤的邊緣；在圓形凹槽內(nèi)蓋合有一底蓋，底蓋為透明材料制成；所述的定盤動盤均為透明材料制成；且在動盤和定盤的中間設(shè)有一帶鍵槽的軸孔，在定盤的圓形側(cè)壁上設(shè)有一定位孔。
為能進(jìn)一步了解實(shí)用新型的特征及功效茲舉以下實(shí)施例并結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明，其中
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖2為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的俯視圖；圖4為圖2多層組裝后的側(cè)視剖面圖；圖5為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5的俯視圖；圖7為圖5多層組裝后的側(cè)視剖面圖；圖8為本實(shí)用新型的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9為圖8的俯視圖；
圖10為圖8多層組裝后的側(cè)視剖面圖，并顯示攝像機(jī)的位置。
實(shí)施例一首先請參閱圖2、圖3和圖4，為本實(shí)用新型的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，包括有一定盤22和一動盤21，該定盤22和動盤21均為透明材料制成且直徑相同，該定盤22和動盤21均為偏平形狀的圓柱體，在定盤22的上表面沿圓周和半徑設(shè)有多層均勻分布的圓形蛋白質(zhì)溶液池25，本實(shí)施例中共設(shè)有27個蛋白質(zhì)溶液池25。其中在定盤上同一半徑處的蛋白質(zhì)溶液池25的直徑相同，半徑越大處的蛋白質(zhì)溶液池25的直徑也越大，該蛋白質(zhì)溶液池25的形狀為底端是半球形，上端是圓柱形，或整個蛋白質(zhì)溶液池為半球形；該定盤22的柱面?zhèn)缺谏显O(shè)有一定位孔31(如圖3所示)；該動盤21的下面上沿圓周均勻設(shè)有沉淀劑溶液池26，沉淀劑溶液池26為長條狀的扇形且與定盤22上同一半徑處的蛋白質(zhì)溶液池25相對應(yīng)，而且可罩扣于其上；定盤22與動盤21的圓心處開有一帶鍵槽的通孔27。
其工作過程為，先將蛋白質(zhì)溶液置于蛋白質(zhì)溶液池25中，在沉淀劑溶液池26中固定有吸液體23，在吸液體23中加有沉淀劑溶液；將動盤扣于定盤之上，在通孔27上用軸相對定位，轉(zhuǎn)動動盤21使沉淀劑溶液池26罩扣于定盤22上的蛋白質(zhì)溶液池25時(shí)，使蛋白質(zhì)溶液池25與沉淀劑液池26相通，通過兩者之間的汽相24進(jìn)行汽相擴(kuò)散，蛋白質(zhì)溶液逐漸過飽和，出現(xiàn)晶體，完成蛋白質(zhì)溶液中晶體生長后，再轉(zhuǎn)動動盤21一適當(dāng)角度，使蛋白質(zhì)溶液池25與沉淀劑溶液池26阻斷(如圖3所示)。
如若當(dāng)需要同時(shí)使用多組結(jié)晶室時(shí)，可將多組定盤22與動盤21疊在一起(如圖4所示)，在圖4中，在各定盤22與動盤21中穿有一轉(zhuǎn)軸44，轉(zhuǎn)軸44上端固定有手柄46，轉(zhuǎn)軸44與動盤21之間用一平鍵47連接，在多層動盤21與定盤22的上下兩端有上下蓋板48、49，上下蓋板48、49的直徑大于動盤21和定盤22的直徑，且在上下蓋板48、49的邊緣用立柱45藉螺釘相固定；其中定盤22藉由螺釘43與立柱45固定，由以上結(jié)構(gòu)，當(dāng)轉(zhuǎn)動手柄46時(shí)，可同時(shí)帶動各該動盤21轉(zhuǎn)動，來達(dá)到控制蛋白質(zhì)溶液池25與沉淀劑溶液池26的連通與組斷。
實(shí)施例二請參閱圖5圖6和圖7，為本實(shí)用新型的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，在定盤52上表面沿圓周均勻分布設(shè)有預(yù)定數(shù)目的半球形蛋白質(zhì)溶液池54；本實(shí)施例中有4個蛋白質(zhì)溶液池；在動盤51的下表面與定盤52相對應(yīng)處設(shè)有2-5倍于蛋白質(zhì)溶液池54的沉淀劑溶液池53；本實(shí)施例中，沉淀劑溶液池53是蛋白質(zhì)溶液池54的4倍，其中，每4個沉淀劑溶液池53為一組，每組沉淀劑溶液池53的組間距離大于蛋白質(zhì)溶液池54的直徑，且正好是一個沉淀劑溶液池53的位置；該定盤52與動盤51的中心均開有帶鍵槽的通孔55且在定盤52的柱面一側(cè)設(shè)有一定位孔61。
本實(shí)施例的工作過程為先將蛋白質(zhì)溶液置于蛋白質(zhì)溶液池54中，在沉淀劑溶液池53中固定有吸液體，吸液體中加有沉淀劑溶液，每組沉淀劑溶液池53的吸液體中的沉淀劑溶液濃度不等，將動盤51扣于定盤52之上，在其中心通孔55上用軸相對定位，轉(zhuǎn)動動盤51，可使沉淀劑溶液池53分別罩扣于蛋白質(zhì)溶液池54的上面，轉(zhuǎn)到每組沉淀劑溶液池53的間隔處時(shí)，恰好可以阻斷蛋白質(zhì)溶液池54與沉淀劑溶液池53的連通，因藉由沉淀劑溶液的濃度不同，可視需要控制蛋白質(zhì)溶液結(jié)晶的速度和時(shí)間。
圖7為多層組裝后的示意圖，也就是當(dāng)需要使用多組結(jié)晶室時(shí)，將多組定盤52與動盤51疊在一起，其結(jié)構(gòu)同前述實(shí)施例，工作過程如前述單層結(jié)構(gòu)相同(不詳細(xì)描述)。
實(shí)施例三請結(jié)合參閱圖8至
圖10，其中，實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)和工作過程以及組裝的多層結(jié)構(gòu)概同實(shí)施例一和實(shí)施例二。其不同之處在于，在定盤的上表面相隔180度的位置沿圓周分布有兩個方形的蛋白質(zhì)溶液池85，在方形蛋白質(zhì)溶液池85之間，沿圓周和半徑分布有如實(shí)施例一中的圓形蛋白質(zhì)溶液池；在定盤82的下面有一圓形凹槽，在圓形凹槽的凹面上開有兩個概似L型的凹槽84，且L形凹槽84的尾端與定盤82的邊緣相通，其作用是可在凹槽84中裝照明燈，蛋白質(zhì)溶液池85設(shè)計(jì)為方形的作用是，在利用CCD攝像設(shè)備86觀察記錄時(shí)，其結(jié)晶過程不會變形；
圖10為多層組裝示意圖，且具有方形蛋白質(zhì)溶液池85的定盤82與其他結(jié)構(gòu)的定盤相間隔組合，以利CCD攝像設(shè)備86的觀察記錄。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有結(jié)構(gòu)極為緊湊，成本低和功能齊全的優(yōu)點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室，其特征在于，其中包含有一定盤，為一偏平圓柱體，在其上表面按預(yù)定位置加工有預(yù)定數(shù)目的蛋白質(zhì)溶液池；一動盤，為一偏平圓柱體，在其下表面加工有預(yù)定數(shù)量的沉淀劑溶液池；動盤扣合于定盤之上，組成結(jié)晶室單元。
2.按權(quán)利要求1所述的空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室，其特征在于，在定盤上表面設(shè)有的圓形蛋白質(zhì)溶液池，為沿圓周和半徑多層均勻分布，且圓形蛋白質(zhì)溶液池的直徑為不等，在定盤上同一半徑處的蛋白質(zhì)溶液池的直徑相同，半徑越大處的蛋白質(zhì)溶液池的直徑也越大；與定盤配合扣于定盤上的動盤，其下面上的沉淀劑溶液池也為沿圓周均勻分布的扇形槽，沉淀劑溶液池與定盤上同一半徑上的蛋白質(zhì)溶液池相對應(yīng)，并罩扣于其上。
3.按權(quán)利要求2所述的空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室，其特征在于，定盤上的蛋白質(zhì)溶液池的底端為半球形，上端為圓柱形，或整個蛋白質(zhì)溶液池為半球形。
4.按權(quán)利要求1所述的空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶寶，其特征在于，在定盤的上面沿圓周均勻分布有預(yù)定數(shù)目的半球形蛋白質(zhì)溶液池；與定盤上的蛋白質(zhì)溶液池的位置相對應(yīng)處，在動盤下面上沿圓周分布設(shè)有預(yù)定數(shù)目的扇形沉淀劑溶液池。
5.按權(quán)利要求4所述的空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室，其特征在于，動盤上的沉淀劑溶液池的數(shù)量是定盤上的蛋白質(zhì)溶液池?cái)?shù)量的2-5倍；其中每一蛋白質(zhì)溶液池與之對應(yīng)的2-5倍的沉淀劑溶液池為一組，每組沉淀劑溶液池的距離大于蛋白質(zhì)溶液池的直徑且正好是一沉淀劑溶液池的位置。
6.按權(quán)利要求1所述的空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室，其特征在于，在定盤上面沿圓周均勻分布有預(yù)定數(shù)目的方形的蛋白質(zhì)溶液池，在方形的蛋白質(zhì)溶液池之間，沿圓周和徑向分布有預(yù)定數(shù)目的圓形蛋白質(zhì)溶液池；在動盤的下面上與定盤上的方形蛋白質(zhì)溶液池和徑向分布的圓形蛋白質(zhì)溶液池相對應(yīng)分布有預(yù)定數(shù)目的扇形沉淀劑溶液池。
7.按權(quán)利要求6所述的空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室，其特征在于，定盤的下面有一圓形凹槽，在圓形凹槽的凹面上開有預(yù)定數(shù)目的概以L形的凹槽，L形凹槽的頭端與方形的蛋白質(zhì)溶液池相對，其尾端延伸出定盤的邊緣；在圓形凹槽內(nèi)蓋合有一底蓋，底蓋為透明材料制成。
8.按權(quán)利要求1、2、4、6所述的空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室，其特征在于，所述的定盤動盤均為透明材料制成；且在動盤和定盤的中間設(shè)有一帶鍵槽的軸孔，在定盤的圓形側(cè)壁上設(shè)有一定位孔。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種空間蛋白質(zhì)晶體生長用結(jié)晶室,其包括一定盤和動盤,在定盤的上表面按預(yù)定位置設(shè)有預(yù)定數(shù)目的蛋白質(zhì)溶液池,在動盤的下表面按預(yù)定位置設(shè)有預(yù)定數(shù)目的沉淀劑溶液池,動盤扣合于定盤之上,組成結(jié)晶室單元;本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)緊湊,成本低和功能齊全的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號C07K1/00GK2319406SQ9820167
公開日1999年5月19日 申請日期1998年3月5日 優(yōu)先權(quán)日1998年3月5日
發(fā)明者傅世樒, 畢汝昌, 王欣敏, 江丕棟, 舒占永, 倉懷興, 康惠珍, 扈建琦, 王耀蘋 申請人:中國科學(xué)院生物物理研究所