JP2002233702A - 結晶成長用装置およびそれに使用する部材ならびに結晶成長方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 蒸気拡散法による蛋白質の結晶化において、
沈殿剤の種類や濃度を変えなくても、溶媒の蒸発速度を
制御できる装置を提供する。 【解決手段】 そのような装置１０は、（ａ）蛋白質を
含む溶液の液滴２１および沈殿剤２０を収容する密封可
能な容器１１と、（ｂ）容器１１内の空間を、沈殿剤２
０を収容するための第１室１８と、液滴２１を収容する
ための第２室１９とに分ける仕切り板１３とを備える。
結晶化の過程における第１室１８と第２室１９との間で
の物質の拡散は、仕切り板１３の貫通孔３２を介して行
われる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、結晶成長方法なら
びにそれに使用する部材および装置に関し、特に、蛋白
質等の高分子の結晶を調製するための方法ならびにそれ
に使用する部材および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な蛋白質の結晶調製方法に蒸気拡
散法（Vapor Diffusion）がある。典型的な蒸気拡散法
は、密閉された容器内に沈殿剤を貯留し、その上方に蛋
白質溶液の液滴を保持し、該液滴から溶媒を蒸発させる
ことにより液滴中の蛋白質濃度を高めて結晶を調製する
方法である。この際、沈殿剤は、該液滴からの溶媒蒸気
を吸収する役割を果たす。また、蒸気拡散法には、液滴
を重力の方向に抗して支持するシッティングドロップ
法、液滴を重力の方向に垂れ下がるようにして保持する
ハンギングドロップ法、液滴を２つの部材の間に挟んで
保持するサンドイッチドロップ法などがある。これら
は、蛋白質溶液の液滴の保持方法が異なるが、基本的に
は同じ原理に基づく蒸気拡散法である。

【０００３】米国特許第５，０９６，６７６号明細書
は、典型的なシッティングドロップ法のための装置を開
示する。当該装置は、沈殿剤を収容するための複数の容
器を有し、各容器には、蛋白質溶液を受け入れる部分を
有する柱状体が設けられている。当該装置において、各
容器の底部に沈殿剤を収容し、柱状体の上部に蛋白質溶
液を保持する。そして、容器を密閉して、沈殿剤の存在
下、柱状体の上部に保持された蛋白質溶液から結晶を調
製する。

【０００４】米国特許第５，４１９，２７８号明細書
は、シッティングドロップ法、ハンギングドロップ法お
よびサンドイッチドロップ法のための装置を開示する。
当該装置は、円筒状のウェルを複数有するプレートから
なり、各ウェルには、その中でガラスプレート等の液滴
を保持する部材を支持する階段状の部分が形成されてい
る。当該装置において、ウェルの底部に沈殿剤を収容
し、階段状の部分にガラスプレートを置き、ガラスプレ
ート上に蛋白質溶液を保持する。そして、ウェルを密閉
し、沈殿剤の存在下、ガラスプレート上に保持された蛋
白質溶液から結晶を調製する。

【０００５】これら従来の装置は、基本的に、沈殿剤を
保持するための容器と、該容器内に設けられる液滴を保
持するための手段とからなる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、良質な結晶
を得るための条件パラメータの１つに、液滴から溶媒を
蒸発させる際の蒸発速度がある。従来の方法および装置
では、この蒸発速度は、沈殿剤の種類や濃度を変えるこ
とにより制御されている。

【０００７】そこで、本発明は、沈殿剤の種類や濃度を
変えなくても、蒸発速度を制御できる方法および装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、沈殿剤およ
び蛋白質溶液の液滴を収容する容器内に仕切り部材を設
けて、沈殿剤を保持する第１室と蛋白質溶液の液滴を保
持する第２室とを形成し、該仕切り部材に蒸発速度を調
節または制御する役割を持たせる方法および構造を見出
した。

【０００９】かくして、本発明により、有機分子を含む
溶液からの該有機分子の結晶化を、結晶化を促進または
制御するための試薬の存在下で行うための装置が提供さ
れ、該装置は、（ａ）該有機分子を含む溶液および該試
薬を収容するための密封可能な容器と、（ｂ）該容器内
の空間を、該試薬を収容するための第１室と、該有機分
子を含む溶液を収容するための第２室とに分ける仕切り
部材とを備える。該装置において、結晶化の過程におけ
る該第１室と該第２室との間での物質の拡散は、該仕切
り部材によって調節または制御される。

【００１０】本発明の好ましい態様において、該仕切り
部材は、１対の対向する主表面を有する板状体であり、
かつ該１対の主表面の一方から他方に至る貫通孔を有す
るものである。そのような仕切り部材を有する装置にお
いて、結晶化の過程における該第１室と該第２室との間
での物質の拡散は、該貫通孔を介して行われる。そのよ
うな装置は、貫通孔の開口面積を変化させるための手段
をさらに備えてもよい。

【００１１】本発明の好ましい他の態様において、該仕
切り部材は、該容器の内壁または該容器を密封するため
の部材とともに、該第１室と該第２室との間を連絡する
孔を形成するものである。そのような仕切り部材を有す
る装置において、結晶化の過程における該第１室と該第
２室との間での物質の拡散は、該孔を介して行われる。
そのような装置は、該孔の開口面積を変化させるための
手段をさらに備えてもよい。

【００１２】本発明による装置において、該仕切り部材
は、該有機分子を含む溶液の液滴を保持するための領域
を有することが好ましい。

【００１３】本発明の好ましい態様において、該容器は
複数設けられており、該複数の容器は接合されて一体化
され、各容器に該仕切り部材が設けられている。

【００１４】また、本発明により、有機分子を含む溶液
からの該有機分子の結晶化を、該結晶化を促進または制
御するための試薬の存在下で行うための装置において、
該有機分子を含む溶液および該試薬を収容するための密
封可能な容器の空間を、前記試薬を収容するための第１
室と、該有機分子を含む溶液を収容するための第２室と
に分ける仕切り部材が提供される。当該仕切り部材は、
１対の対向する主表面を有する板状体であり、該有機分
子を含む溶液の液滴を保持するための領域を有し、かつ
該１対の主表面の一方から他方に至る貫通孔を有する。
該貫通孔は、結晶化の過程における該第１室と該第２室
との間での物質の拡散を調節または制御するためのもの
である。そのような仕切り部材は、該貫通孔の開口面積
を変化させるための手段をさらに備えてもよい。

【００１５】本発明により、有機分子を含む溶液からの
該有機分子の結晶化を、該結晶化を促進または制御する
ための試薬の存在下で行う方法が提供され、当該方法
は、（ａ）該有機分子を含む溶液および該試薬を収容す
るための密封可能な容器に仕切り部材を設けて、該容器
内の空間を第１室と第２室とに分け、（ｂ）該第１室に
該試薬を収容し、該第２室に該有機分子を含む溶液を収
容し、（ｃ）該容器を密閉して、該溶液からの該有機分
子の結晶化を行うにあたり、該第１室と該第２室との間
での物質の拡散を、該仕切り部材自体または該仕切り部
材と他の部材によって形成される孔を介して行わせる。
そのような方法において、該容器を複数準備し、該複数
の容器間で、該孔の開口面積を異ならしめてもよい。

【００１６】典型的に、本発明は、有機分子の結晶化に
適用される。典型的に、有機分子は、高分子、特に生体
高分子である。典型的に、生体高分子はタンパク質であ
る。

【００１７】本発明において、結晶化を促進または制御
するための試薬は、典型的に、沈殿剤、あるいは、平衡
化試薬である。

【００１８】

【発明の実施の形態】実施の形態１ 図１にシッティングドロップ法のための本発明による装
置を示す。装置１０は、結晶化を促進または制御するた
めの試薬である沈殿剤２０と、結晶化すべき蛋白質を含
む溶液の液滴２１とを保持するための有底円筒形状の容
器１１を有する。容器１１の内壁にはその高さ方向の所
定の位置に突起１２が設けられている。突起１２上には
仕切り板１３が設置される。仕切り板１３の外径は容器
１１の内径とほぼ同じ大きさである。仕切り板１３の中
央部には蛋白質溶液の液滴２１を保持するための窪み３
１が形成されている。仕切り板１３の材質は、ガラス、
樹脂、金属あるいは半導体のいずれでもよい。仕切り板
１３は、窪み３１より外側の部分にスリット状の貫通孔
３２を少なくとも１つ有する。貫通孔３２は、仕切り板
１３の対向する１対の主表面の一方から他方に通じてい
る。仕切り板１３に設けられる貫通孔３２の数は、２以
上であることが好ましく、また、複数の貫通孔３２は、
仕切り板１３の周方向に均等に配置されていることが好
ましい。容器１１の上部は開口されているが、容器１１
の上壁部１４にカバー１５を載置することにより密閉可
能である。

【００１９】好ましい態様において仕切り板１３は、た
とえば図２にような形状を有する。図２（ａ）は上から
見た平面図、図２（ｂ）はそのＡ−Ａ断面図である。図
２に示す円盤形状の仕切り板１３には、その中心点につ
いてほぼ回転対称に４つのスリット状の貫通孔３２が設
けられている。仕切り板１３の中央部には、円形の窪み
３１が形成されている。なお、図に示すスリット状の貫
通孔に変えて、他の形状の開口を有する貫通孔を用いて
もよく、本発明において貫通孔およびその開口の形状は
任意である。また、４つ貫通孔の代わりに、図３に示す
ように貫通孔３２の数を３つにすることもできるし、そ
の他の数にすることもできる。

【００２０】図１に示すように、仕切り板１３により容
器１１内は２つの部屋に分けられる。容器１１におい
て、仕切り板１３より下方は沈殿剤２０を収容するため
の第１室１８となり、上方は液滴２１を保持するための
第２室１９となる。第１室１８と第２室１９とは、仕切
り板１３の貫通孔３２により連通している。したがっ
て、結晶化すべき蛋白質を含む液滴２１からの溶媒蒸気
は、第２室１９から貫通孔３２を介して第１室１８に拡
散し、沈殿剤２０に吸収される。したがって、貫通孔３
２は溶媒蒸気の第１室１８への拡散速度を律する。すな
わち貫通孔３２は、第１室１８と第２室１９との間での
溶媒蒸気の拡散を調節または制御する。

【００２１】溶媒蒸気の第１室１８への拡散速度は、貫
通孔３２の開口面積に左右される。したがって、開口の
数、あるいは、１つの開口の大きさまたは形状を変える
ことで、第１室と第２室を連通する開口の総面積を変え
ることができ、溶媒の蒸発速度を調節することができ
る。なお、開口の場所、すなわち保持される液滴から開
口までの距離を変えることによっても、溶媒の蒸発速度
を調節できる。

【００２２】この装置を用いて蛋白質の結晶を調製する
方法は以下のとおりである。まず、容器１１内に沈殿剤
２０を入れる。沈殿剤の量は、その表面が突起１２より
下に位置する範囲とする。具体的な沈殿剤の量は、容器
の大きさ応じて適宜設定すればよい。例えば、内径（直
径）約１６ｍｍ×深さ約１７ｍｍの容器の場合、沈殿剤
の量は１ｍｌ程度とすることができる。沈殿剤として、
例えば１ｍｏｌ／ｍｌのＮａＣｌ溶液、０．１Ｍクエン
酸緩衝液などを用いることができる。次に、仕切り板１
３を突起１２上に載置する。そして、仕切り板１３の窪
み３１に蛋白質溶液を滴下し、蛋白質溶液の液滴２１と
して保持する。上記大きさの容器の場合、液滴２１の量
は４〜１２μｌ程度とすることができる。これにより、
仕切り板１３より下方の第１室１８に沈殿剤２０が、仕
切り板１３より上方の第２室１９に液滴２１が保持され
たことになる。最後に、容器１１をカバー１５にて密閉
して、蛋白質の結晶が十分な大きさに成長するまで冷暗
所にて保管する。カバー１５にはガラスプレートなどを
用いることができる。容器１１の上壁１４とカバーとの
接触面にはグリースを塗布すれば密閉度が向上し好まし
い。

【００２３】上述したような方法において、容器を複数
個用意し、各容器毎に、あるいは、ある所定の個数の容
器を１群として各容器群毎に、設置する仕切り板の開口
の総面積を変え、結晶化を行うことができる。こうする
ことで、各容器毎または各容器群毎に、蒸発速度を異な
らせることができる。従って、種々の異なる蒸発速度条
件で結晶化作業を行うことができ、そのいずれかで最適
な蒸発速度の条件が満たされ、良好な結晶が得られう
る。

【００２４】また、容器として、市販されている複数の
ウェルが形成されたウェルプレートを用いれば、複数の
容器を容易に用意できる。この場合、複数のウェルのそ
れぞれが本発明の容器に相当する。複数の容器（ウェ
ル）は接合され、プレートとして一体化されている。例
えば、図４に示すような４行×６列の２４個のウェルが
並べられたウェルプレートを使用することができる。こ
の場合、２４個の容器が存在することになる。例えば、
各ウェル毎に仕切り板の開口の総面積を変えれば、蒸発
速度について２４の異なる条件を作ることができる。一
方、各列の４個のウェルを１群とみなし、各列毎に仕切
り板の開口の総面積を変えれば６の異なる蒸発速度の条
件を作ることができる。各行の６個のウェルを１群とし
た場合、４の異なる蒸発速度の条件を作ることができ
る。また、ウェルプレート自体を複数用意し、１つのウ
ェルプレートの２４個のウェルを１群として、ウェルプ
レート毎に仕切り板の開口の総面積を変えてもよい。結
晶化作業の形態にあわせて仕切り板の種類を変えるべき
ウェル群を設定することができる。

【００２５】また、図５に示すように、容器内壁に突起
１２を設けずに、台１６に仕切り板１３を載置又は貼り
付けることもできる。台１６は予め容器底部に固定して
いてもよいし、使用時に容器底部に置いてもよい。ま
た、台１６と仕切り板１３を予め貼り付けて一体化させ
ておき、容器内に沈殿剤を入れた後に、その一体化した
台と仕切り板を容器内に置いてもよい。

【００２６】実施の形態２ 図６にハンギングドロップ法のための本発明による装置
を示す。装置６０は、有底円筒形状の容器６１を有す
る。容器６１の内壁には、異なる高さで、第１突起６２
と第２突起６３が設けられている。第２突起６３には、
蛋白質溶液の液滴７２を下方に垂らして保持するための
液滴保持用基板６５が載置される。図７は液滴保持用基
板６５を詳細に示しており、図７（ａ）はその断面図、
図７（ｂ）は下から見た平面図である。円盤形状の基板
６５の中央部には貫通孔７５が開けられている。基板６
５の下面には、撥水性の被膜７６が付与されている。被
膜７６は、貫通孔７５の開口部を直接取り囲む円形の領
域の外側に形成されている。

【００２７】第１突起６２上には、仕切り板６４が載置
される。図８は仕切り板６４の平面図である。円盤形状
の仕切り板６４は、中央部に１つの円形の貫通孔８１を
有し、その周囲に４つのスリット状の貫通孔８２を有す
る。図６に示すとおり、仕切り板６４により容器６１内
は２つの部屋に分けられる。容器６１において、仕切り
板６４より下方が沈殿剤７１を収容するための第１室７
３となり、上方が液滴７２を保持するための第２室７４
となる。そして、第１室７３と第２室７４とは、貫通孔
８１および８２により連通している。容器６１の上部は
開口されているが、容器上壁部６７にカバー６６を載置
することにより密閉可能である。

【００２８】この装置を用いて蛋白質の結晶を調製する
方法は以下のとおりである。まず、容器６１に沈殿剤７
１を入れる。沈殿剤７１の量は、その上面が第１突起６
２よりも下に位置する範囲とする。次に、第１突起６２
に仕切り板６４を載置する。次に、第２突起６３に液滴
保持用基板６５を載置する。そして、液滴保持用基板６
５の貫通孔７５内へ蛋白質溶液を滴下する。蛋白質溶液
は、貫通孔７５を通って基板６５の下方へ移動し、基板
６５の下面から垂れ下がる形の液滴７２として保持され
る。この際、撥水性被膜７６の作用により液滴７２は図
６に示すように、被膜７６の内側に垂れ下がる。こうし
て、第１室７３に沈殿剤７１が、第２室７４に蛋白質溶
液の液滴７２が保持されたことになる。最後に、容器６
１をカバー６６にて密閉して、蛋白質の結晶が十分な大
きさに成長するまで冷暗所にて保管する。他の具体的な
工程および条件は、たとえば、上述した図１の装置を使
用する場合と同様とすることができる。

【００２９】結晶化すべき蛋白質を含む液滴７２からの
溶媒蒸気は、第２室７４から貫通孔８１および８２を介
して第１室７３に拡散し、沈殿剤７１に吸収される。し
たがって、貫通孔８１および８２は溶媒蒸気の第１室７
３への拡散速度を律する。すなわち貫通孔８１および８
２は、第１室７３と第２室７４との間での溶媒蒸気の拡
散を調節または制御する。溶媒蒸気の第１室７３への拡
散速度は、貫通孔８１および８２の開口面積に左右され
る。本実施の形態においても、実施の形態１の場合と同
様に、容器を複数個用意し、各容器毎に、又はある所定
の個数の容器を１群とし各容器群毎に、仕切り板の開口
の総面積を変え、複数種の異なる蒸発速度の条件のもと
で、結晶化作業を行うことが好ましい。

【００３０】図６に示す装置において、円盤形状の液滴
保持用基板の代わりに、図９に示すような矩形の主表面
を有する基板を使用してもよい。この場合、容器内壁と
液滴保持用基板の端縁との間に隙間ができるが、容器の
開口がカバー６６で密閉されるので問題ない。一方、液
滴保持用基板の形状が、容器６５の内容部の断面形状と
ほぼ同じである場合、液滴保持用基板を第２突起６３に
載置し貫通孔に液滴を保持させることで、容器を密閉す
ることもできる。この場合は、カバー６６は必ずしも必
要ない。また、図１０に示すように、液滴保持用基板６
５を容器６１の開口の外周よりも大きくし、容器６１の
上壁の上に基板６５を載置すれば、液滴保持用基板６５
がカバーの役割も果たすことになる。この場合、第２突
起６３は必要なくなる。

【００３１】実施の形態３ 図１１にシッティングドロップ法のための本発明による
もう一つの装置を示す。装置１００は、沈殿剤１１５と
蛋白質溶液の液滴１１７を保持するための有底円筒形状
の容器１０１を有する。容器１０１の底部には支持柱１
０２が取り付けられている。なお、容器１０１と支持柱
１０２とは一体成形物でもよい。支持柱１０２の頂上部
は、液滴保持容器１０３を載せられるようになめらかな
平面であることが望ましい。

【００３２】図１２に液滴保持容器１０３の詳細な形状
を示す。図１２（ａ）はその斜視図、図１２（ｂ）は液
滴１１７が保持された状態の側面図である。液滴保持容
器１０３は、底およびそれに対向する開口端を有する円
筒体であり、その底部に蛋白質溶液の液滴を保持するこ
とができるようになっている。溶液保持容器１０３の側
壁の端部は、第１の高さを有する第１部分１３１と第１
の高さよりも低い第２の高さを有する第２部分１３２と
が交互に配置された櫛形形状になっている。図１１に示
すように、液滴保持容器１０３を支持柱１０２上に載置
し、カバー１０５で容器１０１を密閉すると、溶液保持
容器１０３の櫛形側壁の第１部分１３１の上面１３１ａ
は、カバー１０５の下面１０５ａとほぼ同じ高さか下面
１０５ａより若干低い高さに位置する。したがって、液
滴保持容器１０３は、容器１０１内において、カバー１
０５とともに液滴１１７を囲む第２室を形成し、その外
に沈殿剤１１５を収容する第１室１１１を形成する。す
なわち、液滴保持容器１０３は、容器１０１内を第１室
１１１と第２室１１２に分ける仕切り部材として機能す
る。そして、特に、溶液保持容器１０３の櫛形側壁のう
ち第２の部分１３２とカバー１０５との間に隙間がで
き、これが、第１室と第２室とを顕著に連通させる孔と
なる。この装置では、カバー１０５の下面１０５ａと、
液滴保持容器１０３の外壁の上面部との隙間の大きさに
より、第１室と第２室との間の物質（特に溶媒蒸気）の
拡散を調節または制御する。

【００３３】特に、上記孔を介して、液滴１１７からの
溶媒蒸気は、第２室１１２から第１室１１１に拡散し、
沈殿剤１１５に吸収される。したがって、上記孔は溶媒
蒸気の第１室１１１への拡散速度を顕著に律する。すな
わち上記孔は、第１室１１１と第２室１１２との間での
溶媒蒸気の拡散を調節または制御する。溶媒蒸気の第１
室１１１への拡散速度は、上記孔の開口面積に左右され
る。したがって、側壁の隣り合う第１部分間の間隔（ピ
ッチ）（第２部分の幅に相当する）、第１部分の数、あ
るいは第２部分の高さを変えることによって、第１室と
第２室とを連通する孔の開口の総面積を変え、それによ
り溶媒の蒸発速度を変化させることができる。

【００３４】この装置を用いて蛋白質の結晶を調製する
方法は以下のとおりである。まず、容器１０１内に沈殿
剤１１５を入れる。沈殿剤の量は、その上面が支持柱１
０２の上面よりも下に位置する範囲とする。次に、溶液
保持容器１０３を支持柱１０２の上面に載置する。次
に、溶液保持容器１０３の底面に蛋白質溶液を滴下し、
容器１０１をカバー１０５にて密閉する。こうして溶液
保持容器１０３は仕切り部材として働き、その外側の第
１室１１１には沈殿剤１１５が、その内側の第２室ｌ１
２には蛋白質溶液の液滴１１７が保持される。最後に、
蛋白質の結晶が十分な大きさに成長するまで冷暗所にて
保管する。

【００３５】この場合も、実施の形態１および２の場合
と同様に、容器を複数個用意し、各容器毎に、又はある
所定の個数の容器を１群とし各容器群毎に、孔の開口の
総面積を変え、複数種の異なる蒸発速度の条件のもと
で、結晶化作業を行うことが好ましい。

【００３６】実施の形態４ 図１３にシッティングドロップ法のための本発明による
他の装置を示す。装置１５０は、有底円筒形状の容器１
５１を有する。容器１５１の底部には沈殿剤１５７が保
持される。また、容器１５１の底には台座１５２が取り
付けられ、あるいは載置されている。台座１５２上に仕
切り板１５３が載置されている。仕切り板１５３の中央
部には蛋白質溶液の液滴１５８を保持するための窪み１
５４が設けられている。仕切り板１５３により容器１５
１は、仕切り板１５３より下方の第１室１５５と、仕切
り板１５３より上方の第２室１５６とに分けられる。

【００３７】装置１５０は、実施の形態１に係る装置と
類似するが、第１室と第２室との連通の態様が異なって
いる。実施の形態１では、仕切り板自体が貫通孔を有
し、それにより第１室と第２室とを連通させている。一
方、本実施の形態では、仕切り板１５３の端縁と容器１
５１の内壁との間の隙間により第１室と第２室を連通さ
せている。すなわち、当該隙間が、第１室と第２室とを
連通させる貫通孔に相当する。そのような隙間は、たと
えば、図１４に示すように形成される。図１４（ａ）に
示す仕切り板１５３ａは十字形状であり、容器１５１の
内壁と仕切り板１５３ａとの間には、所定の開口面積を
有する隙間が形成される。図１４（ｂ）に示す仕切り板
１５３ｂは、階段状の端縁を有するより複雑な形状であ
る。容器１５１の内壁と仕切り板１５３ｂとの間にも、
所定の開口面積を有する隙間が形成される。このように
仕切り板の形状を変えることにより、隙間、すなわち第
１室と第２室とを連通させる孔の開口の大きさを変える
ことができる。図１４（ｂ）に示す隙間の開口総面積
は、図１４（ａ）に示す隙間のそれよりも小さい。従っ
て、図１４（ｂ）の場合の方が図１４（ａ）の場合より
も液滴１１７からの溶媒の蒸発速度が低くなる。

【００３８】このように、容器の内壁と仕切り板との間
の隙間により、溶媒の蒸発速度を制御することができ
る。そして、仕切り板端縁の形状を変化させることによ
り、隙間の大きさを変えることができ、したがって、蒸
発速度を変えることができる。

【００３９】この装置を用いて蛋白質の結晶を調製する
方法は、上述の実施の形態１のときとほぼ同様である。
また、実施の形態１〜３の場合と同様に、容器を複数個
用意して、各容器毎に、又はある所定の個数の容器を１
群とし各容器群毎に、開口の総面積の大きさを変えて、
複数種の異なる蒸発速度の条件のもとで、結晶化作業を
行うことが好ましい。

【００４０】実施の形態５（開口面積調整手段の使用） 上述の各実施の形態は、仕切り板または仕切り部材によ
って形成される孔の開口の大きさを調整できる開口面積
調整手段を備えてもよい。

【００４１】たとえば、図１５（ａ）に示すように、仕
切り板１３に形成された貫通孔３２の開口に開口面積調
整手段であるシャッター５０を取り付けることができ
る。シャッター５０は、例えば薄い矩形状の金属板５１
である。金属には、たとえばアルミニウムまたはアルミ
ニウム合金が使用される。金属板５１の一端はビス５２
などで仕切り板１３に固定されており、他端には金属板
５１を動かしやすくするための取っ手５３が設けられて
いる。金属板５１はビス５２を支点として、図１５
（ｂ）に示すとおり回転可能である。金属板５１を動か
すことにより、開口の大きさを調節することができる。
上述した実施の形態１および２のいずれにおいても、こ
のようなシャッターを設けることで開口面積を調整でき
る。

【００４２】一方、実施の形態３の場合、側壁の低い部
分（第２部分）に上下にスライド可能な薄い金属板から
なるシャッターを設ければ、開口面積を調整できる。

【００４３】実施の形態４の場合、図１６に示すような
水平方向にスライド可能な薄い金属板からなるシャッタ
ー１６１を設ければ、開口面積を調整できる。図１６
（ａ）に示すように、すべてのシャッター１６１を完全
に引っ込めた場合、シャッター１６１を含む仕切り部材
１５３ｂ’を上から見た形状は、容器１５１の内壁にほ
ぼ内接する正方形である。シャッター１６１は、仕切り
部材１５３ｂ’の上面に載せられており、矢印で示す水
平方向にスライド可能である。シャッター１６１の両端
には、それを案内するガイド１６２が設けられている。
図１６（ｂ）に示すように、シャッター１６１をスライ
ドさせることによって、第１室と第２室を連通する開口
の総面積を調整できる。例えば、図１６（ｂ）に較べ、
図１６（ａ）の方が開口面積が大きく、従って溶媒の蒸
発速度は高くなる。図１６（ｃ）は、ガイド１６２にシ
ャッター１６１が挿入されている様子を拡大して示して
いる。

【００４４】上述した各実施の形態の装置のおける容器
は円筒形状であるが、本発明の容器はこれに限られるこ
となく、たとえば角柱形の容器でもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上示すように、本発明によれば、結晶
化プロセスにおいて、沈殿剤の種類や濃度を変えなくて
も、物質の拡散速度を仕切り部材によって律することが
できる。なお、上述してきた各実施の形態で代表される
本発明に係る結晶調製方法や蒸発速度の調整方法におい
ては、沈殿剤の種類や濃度を調整して蒸発速度を制御す
ることを一切除外しているわけではない。本発明による
開口面積の調整と従来技術による沈殿剤の調整とを併用
することでより細かくあるいはより多彩に蒸発速度の制
御を行うことができる。

【００４６】本発明は、製薬産業や食品産業等におい
て、種々の高分子化合物、特に高分子電解質を精製また
は結晶化するために用いることができる。本発明は特
に、酵素および膜タンパク質等のタンパク質、ポリペプ
チド、ペプチド、ポリサッカライド、核酸、ならびにこ
れらの複合体および誘導体等を精製または結晶化させる
ため好ましく適用される。特に本発明は、生体高分子の
精製または結晶化のため好ましく適用される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による結晶成長用装置を模式的に示す
断面図である。

【図２】 図１に示す装置に使用される仕切り板を詳細
に示す（ａ）平面図および（ｂ）Ａ−Ａ断面図である。

【図３】 図１に示す装置に使用されるもう一つの仕切
り板を示す平面図である。

【図４】 本発明に使用される２４ウェルプレートを示
す斜視図である。

【図５】 本発明によるもう一つの結晶成長用装置を模
式的に示す断面図である。

【図６】 本発明による他の結晶成長用装置を模式的に
示す断面図である。

【図７】 図７に示す装置に使用される液滴保持用基板
を拡大して詳細に示す（ａ）断面図および（ｂ）平面図
である。

【図８】 図７に示す装置に使用される仕切り板を示す
平面図である。

【図９】 図７に示す装置に使用されるもう一つの液滴
保持用基板を示す平面図である。

【図１０】 本発明による他の結晶成長用装置を模式的
に示す断面図である。

【図１１】 本発明による他の結晶成長用装置を模式的
に示す断面図である。

【図１２】 図１１に示す装置に使用される仕切り部材
を詳細に示す（ａ）斜視図および（ｂ）側面図である。

【図１３】 本発明による他の結晶成長装置を模式的に
示す断面図である。

【図１４】 （ａ）および（ｂ）はそれぞれ、図１３に
示す装置に使用される仕切り板を示す平面図である。

【図１５】 （ａ）および（ｂ）は、本発明による開口
面積調整手段を示す平面図である。

【図１６】 （ａ）および（ｂ）は、本発明によるもう
一つの開口面積調整手段を示す平面図であり、（ｃ）
は、その構造の一部を拡大して示す斜視図である。

【符号の説明】

１０，６０，１００，１５０ 結晶成長用装置、１１，
６１，１０１，１５１容器、１２ 突起、１３，６４，
１５３ 仕切り板、１４ 上壁、１５，１０５ カバ
ー、１６ 台、１８，７３，１１１，１５５ 第１室、
１９，７４，１１２，１５６ 第２室、２０，７１，１
１５，１５７ 沈殿剤、２１，７２，１１７，１５８
液滴、６２ 第１突起、６３ 第２突起、６５ 液滴保
持用基板、３２，７５，８１，８２ 貫通孔、７６ 撥
水性の被膜、１０２ 支持柱、１０３ 液滴保持容器、
１３１ 第１部分、１３１ａ 上面、１３２ 第２部
分、１５２ 台座、１５４ 窪み、１５３ｂ’ 仕切り
部材、１６１ シャッター。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 有機分子を含む溶液からの前記有機分子
   の結晶化を、前記結晶化を促進または制御するための試
   薬の存在下で行うための装置であって、 前記有機分子を含む溶液および前記試薬を収容するため
   の密封可能な容器と、 前記容器内の空間を、前記試薬を収容するための第１室
   と、前記有機分子を含む溶液を収容するための第２室と
   に分ける仕切り部材とを備え、 前記結晶化の過程における前記第１室と前記第２室との
   間での物質の拡散は、前記仕切り部材によって調節また
   は制御される、結晶成長用装置。
2. 【請求項２】 前記仕切り部材は、１対の対向する主表
   面を有する板状体であり、かつ前記１対の主表面の一方
   から他方に至る貫通孔を有するものであり、 前記結晶化の過程における前記第１室と前記第２室との
   間での物質の拡散は、前記貫通孔を介して行われる、請
   求項１に記載の結晶成長用装置。
3. 【請求項３】 前記貫通孔の開口面積を変化させるため
   の手段をさらに備える、請求項２に記載の結晶成長用装
   置。
4. 【請求項４】 前記仕切り部材は、前記容器の内壁また
   は前記容器を密封するための部材とともに、前記第１室
   と前記第２室との間を連絡する孔を形成するものであ
   り、 前記結晶化の過程における前記第１室と前記第２室との
   間での物質の拡散は、前記孔を介して行われる、請求項
   １に記載の結晶成長用装置。
5. 【請求項５】 前記孔の開口面積を変化させるための手
   段をさらに備える、請求項４に記載の結晶成長用装置。
6. 【請求項６】 前記仕切り部材は、前記有機分子を含む
   溶液の液滴を保持するための領域を有する、請求項１〜
   ５のいずれか１項に記載の結晶成長用装置。
7. 【請求項７】 前記容器は複数設けられており、 前記複数の容器は、接合されて一体化されており、 各容器に前記仕切り部材が設けられている、請求項１〜
   ６のいずれか１項に記載の結晶成長用装置。
8. 【請求項８】 有機分子を含む溶液からの前記有機分子
   の結晶化を、前記結晶化を促進または制御するための試
   薬の存在下で行うための装置において、前記有機分子を
   含む溶液および前記試薬を収容するための密封可能な容
   器の空間を、前記試薬を収容するための第１室と、前記
   有機分子を含む溶液を収容するための第２室とに分ける
   仕切り部材であって、 １対の対向する主表面を有する板状体であり、 前記有機分子を含む溶液の液滴を保持するための領域を
   有し、かつ前記１対の主表面の一方から他方に至る貫通
   孔を有し、 前記貫通孔は、前記結晶化の過程における前記第１室と
   前記第２室との間での物質の拡散を調節または制御する
   ためのものであることを特徴とする、結晶成長用装置に
   使用される仕切り部材。
9. 【請求項９】 前記貫通孔の開口面積を変化させるため
   の手段をさらに備えることを特徴とする、請求項８に記
   載の仕切り部材。
10. 【請求項１０】 有機分子を含む溶液からの前記有機分
    子の結晶化を、前記結晶化を促進または制御するための
    試薬の存在下で行う方法であって、 前記有機分子を含む溶液および前記試薬を収容するため
    の密封可能な容器に仕切り部材を設けて、前記容器内の
    空間を第１室と第２室とに分け、 前記第１室に前記試薬を収容し、前記第２室に前記有機
    分子を含む溶液を収容し、 前記容器を密閉して、前記溶液からの前記有機分子の結
    晶化を行うにあたり、前記第１室と前記第２室との間で
    の物質の拡散を、前記仕切り部材自体または前記仕切り
    部材と他の部材によって形成される孔を介して行わせ
    る、結晶成長方法。
11. 【請求項１１】 前記容器を複数準備し、 前記複数の容器間で、前記孔の開口面積を異ならしめ
    る、請求項１０に記載の結晶成長方法。