[发明专利]促进结晶的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于促进靶分子结晶生长的微流体装置，特别地涉及用于 促进如蛋白质、核酸和/或碳水化合物之类的大分子生长的微流体装置。本 发明还涉及利用所述装置以促进结晶的方法。本发明还涉及用于简单收集 结晶大分子的微流体装置。

背景技术

分子如大分子的结晶是生物化学领域非常重要的技术。生化分子如核 酸、蛋白质和碳水化合物具有不可预测的结晶结构，并且结晶分子的3D 结构经常对它们的生物功能起重要作用。为了获得有关蛋白质作用方式的 详细知识，关键是测定蛋白质的三维结构，因为其3D结构与功能是非常 紧密相关的。当生物工艺需要被熟练操作时，该3D结构就特别有用，其 可见于医学研究中。当今，市场上超过90％的药物为与蛋白质相互作用的 小配体。为了理解该相互作用并在创造新的和改进的药物中利用它，必须 测定配体-蛋白质复合物的3D结构。

分子的结晶，例如大分子如蛋白质的结晶，是通过提供靶化合物溶液 并改变溶解的靶化合物的化学环境使得该靶变得难于溶解并返回到其结 晶态的固体形式来进行的。这种化学环境的改变通常是通过引入使靶化合 物难于溶解的沉淀剂来完成的。

US 6409832描述了一种利用液-液扩散来促进蛋白质晶体生长的微流 体装置。该装置包括一个或多个混合结晶室，各室包括蛋白质溶液的入口 和相对的结晶剂(沉淀剂)的入口。蛋白质溶液通过蛋白质入口引入特定 体积的填充室，并从该处进入混合室。结晶剂通过结晶剂入口填充入混合 室，并利用液-液扩散将液体混合。

US 2003/61687公开了用于高产量筛查靶材料结晶的不同的微流体系 统。结晶是通过将靶材料溶液引入到微装配流体装置的多个室中完成的。 然后操作微装配流体装置以改变室中的溶液条件，从而同时提供大量的结 晶环境。该微观流体系统包含包括微装配室的弹性体块。

用于靶材料结晶的系统包括弹性体块，该弹性体块包括成形为包含大 量靶材料溶液的微装配室，以及与该室流体连通的微装配流体通道，该流 体通道将大量的结晶剂引入室中。通过将弹性体材料变形以堵塞流体流动 或疏通流体流动或计量一定量的流体来操作该结构体以改变室中的溶液 条件。

结晶系统还可包括隔离结构，成形该结构以随着流体通道接收一定体 积的结晶剂时通过变形弹性体的壁来选择性地将室与流体通道隔离，并然 后使室与流体通道相接触以改变室中的溶液条件。供选择地，该结晶系统 还可以包括覆盖在室上并与室通过膜而分离的控制通道，所述膜可向室中 偏移来从室中排除校准量的样品溶液，使得膜的松弛驱使校准量的结晶剂 进入室中。进一步供选择地，结晶系统可包括多个与靶材料流体连通的第 一平行流体通道，以及多个与第一流体通道正交并与其交叉形成许多交叉 点的第二平行流体通道，该第二流体通道与结晶剂流体连通使得在交叉点 处可以形成一系列溶液环境。

WO2004/067174公开了用于进行微观化学的设备。该设备包括具有供 应导管的蒸气可渗透的微流体芯片通道结构。该芯片结构具有第一和第二 相对的端，其能够使第一和第二流体材料通过它们从供应导管的相对端彼 此相对流动来相互作用。该芯片结构还具有在该结构中的阀门机构，该阀 门机构在位于其第一端和第二端之间的中间位置可操作地打开和关闭供 应导管，从而该芯片结构可从填充状态和相互作用状态顺序移动，在所述 的填充状态中，关闭中间位置以使流体材料在中间位置相对侧的供应导管 中盲填充(blind-filled)，在所述的相互作用状态中，打开中间位置以使流 体材料相互作用。该设备还包括汽化器，该汽化器用于形成芯片结构周围 的蒸汽环境，以补偿相互作用状态芯片结构的供应导管中流体材料的蒸 发。

US 2005/0205005公开了用于高产量筛选蛋白质结晶的微流体结构。 该微流体结构包括允许精确计量试剂以迅速形成大量潜在结晶的混合芯 片。该微流体结构由微观机械加工弹性体材料制成，并具有提供阀结构的 若干层的流体通道。

本发明的目的在于提供一种促进靶分子结晶的装置，该装置简单、生 产成本低且便于操作。

本发明目的还在于提供一种操作该装置的简单方法。

本发明已经实现了这些目的，正如权利要求中限定的一样。如下文将 要解释的，本发明和本发明的实施方案进一步显示了与现有技术结晶装置 和方法相比的有益性质。

发明公开