JP2003095800A - Crystallizing tip for organic polymer and crystal forming apparatus having the same - Google Patents

Crystallizing tip for organic polymer and crystal forming apparatus having the same

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JP2003095800A
JP2003095800A JP2001297124A JP2001297124A JP2003095800A JP 2003095800 A JP2003095800 A JP 2003095800A JP 2001297124 A JP2001297124 A JP 2001297124A JP 2001297124 A JP2001297124 A JP 2001297124A JP 2003095800 A JP2003095800 A JP 2003095800A
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thin film
metal thin
metal
crystal
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crystallizing tip useful for crystallizing a biopolymer such as a protein and a crystal forming apparatus. SOLUTION: The crystallizing tip has a metal thin film at the interface of a substrate holding a crystallizing solution containing an organic polymer and is used for forming a crystal of the organic polymer in such a way that when the tip is contacted with the crystallizing solution, the metal thin film or an oxide thin film dissolves and the crystal of the organic polymer is formed. The crystal forming device is equipped with the crystallizing tip. It is possible to appropriately control the thickness of the thin film and the surface area contacting with the solution so as to control the dissolution amount or the dissolution speed of the metal thin film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は有機高分子、特にタ
ンパク質、酵素等の各種生体高分子およびこれらの複合
体を含む有機高分子の結晶化チップおよび該結晶化チッ
プを有する結晶生成装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a crystallized chip of an organic polymer, particularly an organic polymer containing various biopolymers such as proteins and enzymes and a complex thereof, and a crystal production apparatus having the crystallized chip.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、タンパク質等の生体高分子の機
能を理解する上で、その結晶構造解析は重要である。特
にX線回折を用いた生体高分子の結晶構造解析はその原
子配列の全容を把握できる点から極めて有用である。し
かしそのためにはX線回折による結晶構造解析に必要な
条件(例えば結晶性/サイズなど)を備えた結晶を準備
する必要がある。
2. Description of the Related Art Generally, crystal structure analysis is important for understanding the functions of biopolymers such as proteins. In particular, the crystal structure analysis of a biopolymer using X-ray diffraction is extremely useful because it can grasp the entire atomic arrangement. However, for that purpose, it is necessary to prepare a crystal satisfying the conditions (for example, crystallinity / size) necessary for crystal structure analysis by X-ray diffraction.

【0003】ここでタンパク質等の生体高分子の結晶化
手段として、従来次の方法が用いられてきた。
Heretofore, the following method has been conventionally used as a means for crystallizing biopolymers such as proteins.

【0004】(1) 過飽和環境になるようにタンパク
質溶液および沈殿剤溶液を混合、静置することで結晶を
得るバッチ法。
(1) A batch method for obtaining crystals by mixing a protein solution and a precipitant solution in a supersaturated environment and allowing them to stand.

【0005】(2) 2液間の飽和蒸気圧差を利用して
結晶化溶液を濃縮し、タンパク質溶液濃度および沈殿剤
の溶液濃度を増加させることにより結晶核生成さらに結
晶成長を促す蒸気拡散法。
(2) A vapor diffusion method in which the crystallization solution is concentrated by utilizing the saturated vapor pressure difference between the two liquids and the concentration of the protein solution and the concentration of the precipitant are increased to promote crystal nucleation and further crystal growth.

【0006】(3) 濃度の異なる2液を接触させるこ
とでタンパク質および沈殿剤が拡散、混合することによ
り結晶核生成および結晶成長を促す液相拡散法。
(3) A liquid phase diffusion method for promoting crystal nucleation and crystal growth by diffusing and mixing a protein and a precipitant by contacting two liquids having different concentrations.

【0007】(4) 半透膜を介してタンパク質濃度の
異なる2液を接触させることによってタンパク質および
沈殿剤が拡散、混合することにより結晶核成長および結
晶成長を促す透析法。
(4) A dialysis method which promotes crystal nucleus growth and crystal growth by bringing two proteins having different protein concentrations into contact with each other through a semipermeable membrane to diffuse and mix the protein and the precipitant.

【0008】これら結晶化方法のうちタンパク質結晶化
に広く用いられている上記蒸気拡散法は、沈殿剤濃度の
異なる2つの溶液、すなわち沈殿剤濃度の高いリザーバ
液と沈殿剤液濃度の低い結晶化溶液の間の飽和蒸気圧差
を利用した結晶化溶液の濃縮と、沈殿剤濃度の増加によ
る溶解度の減少の複合作用によって結晶化を促進する。
Among these crystallization methods, the vapor diffusion method widely used for protein crystallization is the two solutions having different precipitant concentrations, that is, a crystallization solution having a high precipitant solution concentration and a low precipitant solution concentration. Crystallization is promoted by the combined action of concentrating the crystallization solution using the saturated vapor pressure difference between the solutions and decreasing the solubility by increasing the concentration of the precipitating agent.

【0009】この蒸気拡散法は他の方法と比較して少量
のタンパク質溶液で結晶化が可能な点で有利であるが、
結晶化条件(例えばpH、タンパク質濃度、沈殿剤の種
類および濃度、温度など)を試行錯誤的に決定する必要
があるため、タンパク質の結晶化にはかなりの労力を要
する上に、結晶化条件が見出せない場合も少なくない。
This vapor diffusion method is advantageous over other methods in that it can be crystallized with a small amount of protein solution,
Since crystallization conditions (for example, pH, protein concentration, type and concentration of precipitating agent, temperature, etc.) need to be determined by trial and error, crystallization of proteins requires considerable effort, There are many cases in which we cannot find it.

【0010】これらの結晶化条件の適正化に利用するツ
ールとして、結晶化スクリーニングキットなどが市販さ
れている。これは既知のタンパク結晶化条件の中から結
晶化成功率の高い試薬の条件(例えば試薬種類、濃度、
pHなど)をあらかじめセットしてあるものであり、適
正な結晶化条件を探索するのに広く用いられている。た
とえば、米国のハンプトン社のクリスタルスクリーン
(商品名)では、48種類の沈殿剤(無機塩27種類、
有機溶剤10種類、高分子13種類)と10種類のバッ
ファの組合せによる98種類のマトリックスからなる試
薬条件が提供されており、結晶化条件が未知のタンパク
質の結晶化における第1次スクリーニング手段として広
く利用されている。
As a tool used for optimizing these crystallization conditions, a crystallization screening kit and the like are commercially available. This is the condition of reagents with high crystallization success rate among known protein crystallization conditions (for example, reagent type, concentration,
pH and the like) are set in advance and are widely used to search for appropriate crystallization conditions. For example, in the crystal screen (trade name) of Hampton Co. in the United States, 48 kinds of precipitants (27 kinds of inorganic salts,
Reagent conditions consisting of 98 types of matrices by combining 10 types of organic solvents, 13 types of polymers) and 10 types of buffers are provided, and it is widely used as a primary screening means in crystallization of proteins whose crystallization conditions are unknown. It's being used.

【0011】ある種のタンパク質では、通常用いられる
沈殿剤、例えば塩化ナトリウムまたは硫酸アンモニウム
等の無機塩、MPD等の有機溶剤、ポリエチレングリコ
ールなどの水溶性高分子、を単独で用いた場合は良質の
結晶が得られず、結晶化にはこれらの沈殿剤に加えて特
定のイオンが必要な場合がある。前述の結晶化スクリー
ニングキットには、これらの特定イオンも条件として組
込まれているが、条件数の制約から溶液パラメータ(沈
殿剤の条件、緩衝剤の条件、およびpHなど)と比較し
て組み込まれている条件数が少ない。したがってスクリ
ーニングキットでは特定イオンに対する条件マトリック
スを完全には網羅できない。
For certain proteins, good quality crystals are obtained when a precipitating agent which is usually used, for example, an inorganic salt such as sodium chloride or ammonium sulfate, an organic solvent such as MPD, and a water-soluble polymer such as polyethylene glycol is used alone. May not be obtained and crystallization may require specific ions in addition to these precipitants. In the crystallization screening kit described above, these specific ions are also incorporated as conditions, but due to the limitation of the number of conditions, they are incorporated in comparison with solution parameters (precipitant conditions, buffer conditions, pH, etc.). There are few conditions. Therefore, the screening kit cannot completely cover the condition matrix for a specific ion.

【0012】つまり現在のスクリーニングキットではタ
ンパク質の結晶化に及ぼす添加元素の効果を精査するこ
とができない。それに対してこれらの添加元素の効果を
調査するために、結晶化条件が未知のタンパク質につい
て、すべてのイオン存在下の条件で結晶化可否を調査す
るには極めて多くの実験を必要とするために非効率的で
あり、実用的ではない。
That is, the effect of the added element on the crystallization of the protein cannot be investigated with the current screening kit. On the other hand, in order to investigate the effect of these additional elements, it is necessary to conduct a large number of experiments to investigate the crystallization feasibility of proteins whose crystallization conditions are unknown under the conditions of all ions. Inefficient and impractical.

【0013】一方、タンパク質の結晶化では結晶化溶液
内の物質移動を利用して未飽和状態から過飽和状態へ移
行することが必要となるが、自発的結晶核生成が起こる
ためには未飽和状態と過飽和状態の境界である溶解度曲
線よりも過飽和度を増加させる必要がある。たとえばタ
ンパク質の結晶化においては、溶解度の数倍から十数倍
程度のタンパク質濃度が必要な場合が一般的である。つ
まりタンパク質の結晶核生成では比較的高い過飽和度が
必要になる。それに対して結晶品質に直結する結晶の欠
陥発生頻度は結晶成長速度とともに増加し、結晶成長速
度は過飽和度とともに増加することから、結晶構造解析
に適した良質な結晶を得るためには過飽和度が低い状態
で結晶成長させることが望ましい。すなわちタンパク質
の核形成と結晶成長の両過程では過飽和度の最適条件が
異なる。前述した既存の結晶化手段ではこの両過程の最
適条件を同一実験中で実現することができない。
On the other hand, in the crystallization of protein, it is necessary to use the mass transfer in the crystallization solution to shift from the unsaturated state to the supersaturated state, but in order to cause spontaneous crystal nucleation, the unsaturated state is generated. It is necessary to increase the supersaturation above the solubility curve which is the boundary between the supersaturated state. For example, protein crystallization generally requires a protein concentration of several times to several tens of times the solubility. In other words, a relatively high degree of supersaturation is required for protein crystal nucleation. On the other hand, since the frequency of crystal defects, which is directly related to the crystal quality, increases with the crystal growth rate, and the crystal growth rate increases with the supersaturation degree, the supersaturation degree is required to obtain a good quality crystal suitable for crystal structure analysis. It is desirable to grow crystals in a low state. That is, the optimal conditions for the degree of supersaturation differ in both protein nucleation and crystal growth processes. The existing crystallization means described above cannot realize the optimum conditions for both processes in the same experiment.

【0014】この両過程の最適条件を実現する手段とし
て、タンパク質電荷と結晶化基材の電荷による静電相互
作用を結晶核生成に利用した結晶生成装置がある(特開
平8−294601号公報)。これはアミノ酸残基の解
離状態および結晶化基材の表面状態が溶液pHに依存す
ることを利用したものである。しかしながら、上記装置
には次の問題がある。
As a means for realizing the optimum conditions of both of these processes, there is a crystal production apparatus which utilizes electrostatic interaction between protein charges and charges of the crystallization substrate for crystal nucleation (Japanese Patent Laid-Open No. 8-294601). . This utilizes the fact that the dissociation state of amino acid residues and the surface state of the crystallization substrate depend on the solution pH. However, the above device has the following problems.

【0015】(1) タンパク質の総電荷がゼロとなる
点(等電点)近傍では、タンパク質分子と基材間の相互
作用がないため結晶核生成に寄与しない。
(1) In the vicinity of the point where the total charge of the protein is zero (isoelectric point), since there is no interaction between the protein molecule and the base material, it does not contribute to the formation of crystal nuclei.

【0016】(2) タンパク質と基材間の静電相互作
用が強すぎるために、結晶化に重要なタンパク質分子が
再配列しないため結晶化が進行しない場合がある。
(2) Crystallization may not proceed because the electrostatic interaction between the protein and the substrate is too strong and the protein molecules important for crystallization do not rearrange.

【0017】(3) 一般的な結晶化環境である高イオ
ン強度環境下では、タンパク質分子や基材近傍の拡散層
圧縮により、極めて近距離での相互作用のみとなるため
に効果が低い場合がある。
(3) In a high ionic strength environment, which is a general crystallization environment, the effect is low in some cases because the interaction is at an extremely short distance due to the compression of the diffusion layer in the vicinity of the protein molecule and the substrate. is there.

【0018】(4) 結晶化基材が理想的に荷電するp
Hでタンパク質分子の構造が不安定である場合には適用
できない。
(4) p where the crystallization substrate is ideally charged
Not applicable when the structure of the protein molecule is unstable in H.

【0019】(5) 結晶化基材が理想的に荷電するp
Hでは、タンパク質結晶化が起こらない場合がある。
(5) p where the crystallization substrate is ideally charged
In H, protein crystallization may not occur.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】核生成、核成長を同一
実験下で実現する手段として、タンパク質結晶化におけ
るこれらの金属イオン濃度の局所的な制御をする方法が
考えられる。しかしタンパク質の結晶化におけるこれら
の金属イオン濃度の局所的な制御は、従来の結晶化手法
および溶液添加などの組合せ等によって実現することが
できない。
As a means for realizing nucleation and growth under the same experiment, a method of locally controlling the concentration of these metal ions in protein crystallization can be considered. However, local control of these metal ion concentrations in protein crystallization cannot be realized by a combination of conventional crystallization techniques and solution addition.

【0021】たとえば、蒸気拡散法では結晶化溶液中の
金属イオン濃度は蒸気拡散進行に伴う結晶化溶液の濃縮
に依存するため、金属イオン濃度は結晶化溶液中に含ま
れる他の試薬と同様の濃縮挙動を示し、金属イオン濃度
を独立に制御することができない。さらに濃縮層は気液
界面近傍に形成されるために得られた結晶中の水分が蒸
発し、タンパク質の結晶が崩壊するいわゆるドライアッ
プの危険性が高い。
For example, in the vapor diffusion method, the metal ion concentration in the crystallization solution depends on the concentration of the crystallization solution as the vapor diffusion progresses, so that the metal ion concentration is the same as that of other reagents contained in the crystallization solution. It exhibits concentration behavior and cannot independently control the metal ion concentration. Further, since the concentrated layer is formed in the vicinity of the gas-liquid interface, water in the obtained crystals evaporates, and there is a high risk of so-called dry-up in which protein crystals collapse.

【0022】また液相拡散層は金属イオンの液相での拡
散により濃縮層が形成されるが、その速度は実質的に金
属イオンの溶液内拡散定数にのみ依存するために濃縮層
形成の自由度がない。
In the liquid phase diffusion layer, a concentrated layer is formed by the diffusion of metal ions in the liquid phase, but since the speed thereof substantially depends only on the diffusion constant of the metal ion in the solution, the concentrated layer can be formed freely. There is no degree.

【0023】また蒸気拡散法やバッチ法において結晶化
溶液に金属イオン含有溶液を逐次添加する手法も考えら
れるが、液相拡散法と同様の問題を抱える上に実験設備
が複雑になり汎用性に欠ける。
A method of sequentially adding a metal ion-containing solution to a crystallization solution in a vapor diffusion method or a batch method is also conceivable, but it has the same problems as in the liquid phase diffusion method, and the experimental equipment becomes complicated, which makes it more versatile. Lack.

【0024】前述のように従来の結晶化手段では、すべ
ての条件を網羅した結晶化条件を得ることが困難で、多
大な労力を要し、したがって、最適条件の異なる結晶核
生成および結晶核成長の両過程を広範な実験範囲かつ同
一実験中で実現することはできない。本発明は係る問題
を解決し、広範囲の結晶化条件を網羅し得る有機高分子
の結晶化チップおよび結晶化チップを備えた結晶生成装
置を提供することを目的とする。
As described above, with the conventional crystallization means, it is difficult to obtain the crystallization conditions that cover all the conditions, and a great deal of labor is required. Therefore, the crystal nucleation and the crystal nucleation under different optimal conditions are performed. Both processes cannot be realized in a wide experimental range and in the same experiment. An object of the present invention is to provide a crystallizing chip of an organic polymer capable of solving such a problem and covering a wide range of crystallizing conditions, and a crystal producing apparatus equipped with the crystallizing chip.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】本発明は有機高分子を含
む結晶化溶液を保持する基材の少なくとも一部分に金属
薄膜を有し、前記結晶化溶液との接触によって前記金属
薄膜から金属が溶解し、有機高分子の結晶を生成させる
ことを特徴とする結晶化チップである。
According to the present invention, a metal thin film is provided on at least a part of a substrate holding a crystallization solution containing an organic polymer, and a metal is dissolved from the metal thin film by contact with the crystallization solution. Then, the crystallization chip is characterized by producing crystals of an organic polymer.

【0026】そして本発明の結晶化チップは金属薄膜の
溶解量または溶解速度を制御する手段を有していること
を特徴とする。そして溶解量または溶解速度は金属薄膜
の膜厚さまたは結晶化溶液との接触面積で制御される。
また溶解量または溶解速度は金属薄膜の組成で制御され
得る。さらに溶解量または溶解速度は金属薄膜上に形成
された第二薄膜層の配置によって制御される。
The crystallization chip of the present invention is characterized by having means for controlling the amount or rate of dissolution of the metal thin film. The amount or rate of dissolution is controlled by the thickness of the metal thin film or the contact area with the crystallization solution.
The amount or rate of dissolution can be controlled by the composition of the metal thin film. Further, the dissolution amount or dissolution rate is controlled by the arrangement of the second thin film layer formed on the metal thin film.

【0027】本発明では金属薄膜は、金属単体、合金ま
たは金属酸化物の薄膜で構成されることが好ましい。ま
た本発明において前記有機高分子は、好適にはタンパク
質である。
In the present invention, the metal thin film is preferably composed of a metal simple substance, an alloy or a metal oxide thin film. Further, in the present invention, the organic polymer is preferably a protein.

【0028】さらに他の発明は、有機高分子を含む結晶
化溶液を保持する基材界面に金属薄膜を有し、前記結晶
化溶液との接触によって前記金属薄膜から金属が溶解
し、有機高分子の結晶を生成させる結晶化チップを備え
た結晶生成装置である。
Still another aspect of the present invention has a metal thin film at the interface of a base material holding a crystallization solution containing an organic polymer, and the metal is dissolved from the metal thin film by contact with the crystallization solution, It is a crystal production apparatus provided with a crystallization chip for producing the crystal of.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】本発明は有機高分子を含む結晶化
溶液を保持する基材の少なくとも一部分に金属薄膜を有
し、かつ結晶化溶液との接触によって前記金属薄膜およ
びまたは酸化物薄膜が溶解し有機高分子の結晶核の生成
および結晶を成長させることを特徴とする結晶化チップ
である。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION The present invention has a metal thin film on at least a part of a substrate holding a crystallization solution containing an organic polymer, and the metal thin film and / or the oxide thin film is formed by contact with the crystallization solution. A crystallization chip characterized by being dissolved to generate crystal nuclei of an organic polymer and grow crystals.

【0030】本発明において結晶化溶液を保持する基材
にはシリコン、ガラス、石英、金属,セラミックス等の
無機材料のほか、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリ
エチレン等の樹脂材料が好適に使用できるが、特に制限
はない。そして基材の形状、寸法は実験の操作性などに
応じて適宜調整することができる。
In the present invention, as the base material for holding the crystallization solution, not only inorganic materials such as silicon, glass, quartz, metal and ceramics but also resin materials such as polystyrene, polypropylene and polyethylene can be preferably used, but it is not particularly limited. There is no. The shape and size of the base material can be appropriately adjusted according to the operability of the experiment.

【0031】次に金属薄膜は金属イオン溶解の源となる
ことが可能な材料であれば特に制限はなく、金属単体、
合金または金属酸化物等の材料が使用される。特にタン
パク質と特異的に相互作用を有する場合のある金属、た
とえばマグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、マ
ンガン(Mn)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッ
ケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、カドミウム
(Cd)、セリウム(Ce)などの2価のイオンとなる
金属や、これらの金属を含む合金および、前記金属の酸
化物が効果的に使用できる。なお合金は、金属イオンの
溶解量および溶解速度を調整するため、その合金組成は
適宜調整される。
Next, the metal thin film is not particularly limited as long as it is a material that can be a source of metal ion dissolution, and a metal simple substance,
Materials such as alloys or metal oxides are used. In particular, metals that may have specific interactions with proteins, such as magnesium (Mg), calcium (Ca), manganese (Mn), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu). Metals that become divalent ions, such as zinc, zinc (Zn), cadmium (Cd), and cerium (Ce), alloys containing these metals, and oxides of these metals can be effectively used. The alloy composition is appropriately adjusted in order to adjust the dissolution amount and dissolution rate of metal ions.

【0032】金属薄膜を基材に形成する方法は蒸着ある
いはスパッタリングなどのドライプロセスや、電気メッ
キあるいは無電解メッキなどのウエットプロセスが通常
用いられ、所望する薄膜厚や薄膜面積などに応じてその
方法は適宜選択される。
As a method for forming a metal thin film on a substrate, a dry process such as vapor deposition or sputtering, or a wet process such as electroplating or electroless plating is usually used, and the method is selected according to a desired thin film thickness or thin film area. Is appropriately selected.

【0033】金属薄膜の形状は前述したように溶解量お
よび溶解速度の制御を目的として任意に調整できる。た
とえば金属薄膜の面積を減じて溶解速度を抑制したり、
金属薄膜の面積または薄膜厚を減じて溶解量を抑制する
ことができる。
The shape of the metal thin film can be arbitrarily adjusted for the purpose of controlling the amount and rate of dissolution as described above. For example, reducing the area of the metal thin film to suppress the dissolution rate,
The amount of dissolution can be suppressed by reducing the area or the thickness of the metal thin film.

【0034】また金属薄膜の溶解速度を制御するため
に、該金属薄膜の上に、部分的に第二薄膜層を形成する
ことができる。金属薄膜の上に部分的に第二薄膜層を形
成することで、金属薄膜に反応し金属イオンを溶解する
のに必要な結晶化溶液からのイオンの供給や生成した金
属イオンの拡散経路を阻害する。また金属薄膜に電気的
に接続された第二膜層の金属材料により電気化学的に卑
な金属の溶出速度を増加させることもできる。
In order to control the dissolution rate of the metal thin film, a second thin film layer can be partially formed on the metal thin film. By partially forming the second thin film layer on the metal thin film, it inhibits the supply of ions from the crystallization solution necessary to react with the metal thin film and dissolve the metal ions and the diffusion path of the generated metal ions. To do. Further, the elution rate of the electrochemically base metal can be increased by the metal material of the second film layer electrically connected to the metal thin film.

【0035】さらに同一容器内で複数の結晶化条件を実
現するため、金属薄膜を基材上に複数設置することもで
きる。この場合、同一の結晶化チップ内で多種の金属イ
オン効果を調査するため、金属薄膜の形状、材質を異に
することができる。また同一の結晶化チップ内で多種の
金属イオン効果の濃度依存性や金属イオンの溶解速度依
存性を調査するため、金属薄膜の膜厚や膜面積を異にす
ることもできる。
Further, in order to realize a plurality of crystallization conditions in the same container, a plurality of metal thin films can be installed on the base material. In this case, various metal ion effects are investigated in the same crystallization chip, so that the shape and material of the metal thin film can be made different. Further, in order to investigate the concentration dependence of various metal ion effects and the dissolution rate dependence of metal ions in the same crystallization chip, the film thickness and film area of the metal thin film can be made different.

【0036】さらに本発明の結晶化チップは大規模に集
積化させ、さらに結晶化溶液の自動セット装置や結晶化
状態の自動観察装置等と組合せることで、結晶化実験条
件を効率的に探索することができる。この場合金属イオ
ンによってタンパク質の溶解度が著しく変化することを
利用することで、結晶化実験レイアウトを従来法に対し
て簡素化することができる。
Further, by integrating the crystallization chip of the present invention on a large scale and further combining it with an automatic crystallization solution setting device, an automatic crystallization state observation device, etc., the crystallization experiment conditions can be efficiently searched. can do. In this case, the crystallization experiment layout can be simplified as compared with the conventional method by utilizing the fact that the solubility of the protein is significantly changed by the metal ion.

【0037】次に本発明の結晶化チップは、蒸気拡散法
の結晶生成装置に適用される場合、表面張力の低い一部
の結晶化溶液で予測される液滴形状が保持できるよう
に、結晶化溶液の保持手段を具備させることもできる。
たとえば液滴保持部を基材上の表面縁部に接合ないし接
着するか、もしくは基材表面に凹凸の液滴保持部を設け
る。さらには基材表面、特に基材の表面縁部にコーティ
ングまたは化学修飾を施して撥水性を増すなどの手段を
用いることができる。
Next, when the crystallization chip of the present invention is applied to a crystal production apparatus of the vapor diffusion method, the crystallization chip can hold the droplet shape expected by a part of the crystallization solution having a low surface tension. It is also possible to provide a means for holding the chemical solution.
For example, the droplet holding portion is bonded or adhered to the surface edge portion on the base material, or an uneven droplet holding portion is provided on the surface of the base material. Further, means such as coating or chemical modification on the surface of the base material, particularly on the surface edge of the base material to increase water repellency can be used.

【0038】本発明の結晶化チップはマイクロバッチ
法、蒸気拡散法、液相拡散法、透析法など、各種の有機
高分子の結晶化方法に適用することができる。これらの
手段における結晶化条件は任意に設定することができ
る。その際は従来のスクリーニングキットから選んだ結
晶化条件を適用することができる。この場合、金属イオ
ンと特定の陰イオンの共存により金属塩の沈殿物が生成
することがあるが、金属イオンと陰イオンの種類の組合
せを適宜選択することで金属塩の生成を制御ないし回避
することができる。また金属薄膜の溶解が十分に起こら
ない場合、結晶化溶液に金属溶解を促進するような特定
の化合物を混合することで金属薄膜からの金属イオンの
溶出を加速することができる。
The crystallization chip of the present invention can be applied to various organic polymer crystallization methods such as a microbatch method, a vapor diffusion method, a liquid phase diffusion method and a dialysis method. The crystallization conditions in these means can be set arbitrarily. In that case, the crystallization conditions selected from the conventional screening kit can be applied. In this case, a metal salt precipitate may be generated due to the coexistence of the metal ion and the specific anion, but the generation of the metal salt is controlled or avoided by appropriately selecting the combination of the types of the metal ion and the anion. be able to. When the metal thin film is not sufficiently dissolved, the elution of metal ions from the metal thin film can be accelerated by mixing the crystallization solution with a specific compound that promotes metal dissolution.

【0039】次に本発明は、有機高分子を含む結晶化溶
液を保持する基材の少なくとも一部分に金属薄膜を有
し、前記結晶化溶液との接触によって前記金属薄膜から
金属が溶解し、有機高分子の結晶を生成させる結晶化チ
ップを備えた結晶生成装置である。つまり本発明の結晶
生成装置は、前述の結晶化チップを備えたものであり、
例えばマイクロバッチ法、蒸気拡散法、液相拡散法、透
析法などの各種の有機高分子の結晶化生成装置に組み入
れられたものである。
Next, according to the present invention, a metal thin film is provided on at least a part of a base material holding a crystallization solution containing an organic polymer, and the metal is dissolved from the metal thin film by contact with the crystallization solution, It is a crystal production apparatus provided with a crystallization chip for producing polymer crystals. That is, the crystal production apparatus of the present invention comprises the above-mentioned crystallization chip,
For example, the microbatch method, vapor diffusion method, liquid phase diffusion method, dialysis method and the like are incorporated into various organic polymer crystallization production apparatuses.

【0040】以下、本発明の結晶化チップおよび結晶成
長装置について図面にしたがって説明する。図1は本発
明の結晶成長装置に用いられる結晶化チップT1の概略
図を示す。図において結晶化チップT1は基材1の界面
に金属薄膜2を形成したものである。基材1は金属、セ
ラミックス、ガラス、石英、シリコンまたは樹脂材料等
が使用される。そして基材1の表面には蒸着またはスパ
ッタリング等の方法で金属薄膜2が形成されている。こ
こで金属薄膜の厚さは、通常1nm〜10μmの範囲で
ある。
The crystallization chip and the crystal growth apparatus of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic view of a crystallization chip T 1 used in the crystal growth apparatus of the present invention. In the figure, the crystallized chip T 1 has a metal thin film 2 formed on the interface of a base material 1. The base material 1 is made of metal, ceramics, glass, quartz, silicon or resin material. A metal thin film 2 is formed on the surface of the base material 1 by a method such as vapor deposition or sputtering. Here, the thickness of the metal thin film is usually in the range of 1 nm to 10 μm.

【0041】ここで本発明の結晶化チップを用いた、有
機高分子の結晶生成の原理を図1(c)に基づいて説明
する。有機高分子の結晶核生成の機構は、金属薄膜2の
結晶化溶液中での溶解反応による金属イオンの供給に基
づく。その金属イオンの供給は次の(a)ないし(d)
の過程からなる。 (a)溶解反応に必要なイオンP1が結晶化溶液3中で
金属薄膜2方向に拡散する。 (b)溶解反応に必要なイオンP1が金属薄膜2の表面
に吸着する。 (c)イオンP1が金属薄膜2表面で溶解反応を起こ
す。 (d)溶出した金属イオンP2は金属薄膜2から脱着す
る。 (e)生成した金属イオンP2が結晶化溶液3中に拡散
し、結晶核を形成する。
Here, the principle of crystal formation of an organic polymer using the crystallization chip of the present invention will be described based on FIG. 1 (c). The mechanism of crystal nucleation of the organic polymer is based on the supply of metal ions by the dissolution reaction of the metal thin film 2 in the crystallization solution. The supply of the metal ions is performed in the following (a) to (d)
It consists of the process of. (A) The ions P1 necessary for the dissolution reaction diffuse in the crystallization solution 3 in the direction of the metal thin film 2. (B) Ions P1 necessary for the dissolution reaction are adsorbed on the surface of the metal thin film 2. (C) The ion P1 causes a dissolution reaction on the surface of the metal thin film 2. (D) The eluted metal ions P2 are desorbed from the metal thin film 2. (E) The generated metal ions P2 diffuse into the crystallization solution 3 to form crystal nuclei.

【0042】上記(a)〜(d)の過程に対して(e)
の過程における金属イオンの拡散が十分に遅い場合、金
属イオンが溶解反応の進行にともない、界面近傍で滞留
し濃度上昇が起こる。すなわち従来の結晶化方法では実
現できない金属イオンの局所的濃度上昇が実現される。
この金属イオンの局所的濃度上昇により金属薄膜近傍の
過飽和度が溶液全体と比較して増加し、結晶核生成を促
す。一方、溶液全体の過飽和度は金属イオンの拡散進行
とともに漸増するため、生成した結晶核はより低飽和条
件下で成長することが可能となる。つまり最も重要であ
る核生成および結晶成長の最適条件を同一結晶生成装置
で容易に実現できる。
For the above steps (a) to (d), (e)
If the diffusion of the metal ions in the process is sufficiently slow, the metal ions stay in the vicinity of the interface with the progress of the dissolution reaction and the concentration increases. That is, a local increase in metal ion concentration, which cannot be achieved by the conventional crystallization method, is realized.
Due to this local increase in the concentration of metal ions, the degree of supersaturation in the vicinity of the metal thin film is increased as compared with the entire solution, which promotes crystal nucleation. On the other hand, since the degree of supersaturation of the entire solution gradually increases as the diffusion of metal ions progresses, the generated crystal nuclei can grow under a lower saturation condition. That is, the most important optimum conditions for nucleation and crystal growth can be easily realized with the same crystal production apparatus.

【0043】なお、これら金属イオンの種類、溶解量、
溶解速度は前述の薄膜形状(膜組成/膜厚/面積)や金
属薄膜上に形成された第二薄膜層などによって制御する
ことができる。さらに溶出させる金属イオンの種類は金
属薄膜の組成により任意に選定することができるし、そ
の溶解量は膜組成、膜厚、面積などを用いて極めて高精
度に制御することが可能である。また溶解速度は、金属
薄膜の面積を調整することで結晶化溶液との接触面積を
変化させ溶解反応速度を制御することができる。さらに
金属薄膜の溶解性(耐食性)を変化させる元素を添加す
るなどにより溶解反応速度を制御することも可能であ
る。さらに前述の如く金属薄膜上に形成された第二薄膜
層によって金属イオンの溶解速度を制御することも可能
である。
The types of these metal ions, the amount of dissolution,
The dissolution rate can be controlled by the above-mentioned thin film shape (film composition / film thickness / area), the second thin film layer formed on the metal thin film, and the like. Further, the type of metal ions to be eluted can be arbitrarily selected according to the composition of the metal thin film, and the amount of dissolution can be controlled with extremely high precision by using the film composition, film thickness, area and the like. Further, the dissolution rate can be controlled by changing the area of contact with the crystallization solution by adjusting the area of the metal thin film. Furthermore, the dissolution reaction rate can be controlled by adding an element that changes the solubility (corrosion resistance) of the metal thin film. Further, as described above, it is possible to control the dissolution rate of metal ions by the second thin film layer formed on the metal thin film.

【0044】次に、図2は本発明の結晶生成装置に使用
する結晶化チップの他の実施例を示す。基材21の上に
形成された金属薄膜22のさらに上側に金属薄膜22の
ほぼ全体を被覆し、その溶解度を調整するための第二薄
膜層23が形成されている。この第二薄膜層23を形成
することにより金属イオン溶解反応に必要なイオンの金
属薄膜22への供給や溶出した金属イオンの拡散を抑制
する。また金属薄膜22に電気的に接続された第二薄膜
層の材料である金属により、電気化学的に卑な金属の溶
出速度を増加させ、金属イオンの促進または抑制が可能
となる。第二薄膜層の材料は、金属、セラミック、ガラ
スあるいは樹脂材料が使用でき、その膜厚さは、通常1
nm〜1μmの範囲に設定される。
Next, FIG. 2 shows another embodiment of the crystallization chip used in the crystal producing apparatus of the present invention. On the upper side of the metal thin film 22 formed on the base material 21, a second thin film layer 23 for covering almost the entire metal thin film 22 and adjusting the solubility thereof is formed. By forming the second thin film layer 23, the supply of ions necessary for the metal ion dissolution reaction to the metal thin film 22 and the diffusion of the eluted metal ions are suppressed. Further, the metal, which is the material of the second thin film layer electrically connected to the metal thin film 22, increases the elution rate of the electrochemically base metal, thereby facilitating or suppressing the metal ions. The material of the second thin film layer may be metal, ceramic, glass or resin material, and its thickness is usually 1
It is set in the range of nm to 1 μm.

【0045】次に本発明の結晶化チップの第二薄膜層3
3は図3に示す如く、金属薄膜32の上側でより小さな
寸法で形成し、金属薄膜32の上面が一部露出してい
る。そのため結晶化溶液とより少ない接触面積を有する
ため、金属イオンの溶出は抑制される。
Next, the second thin film layer 3 of the crystallized chip of the present invention
As shown in FIG. 3, 3 is formed with a smaller size on the upper side of the metal thin film 32, and the upper surface of the metal thin film 32 is partially exposed. Therefore, since it has a smaller contact area with the crystallization solution, elution of metal ions is suppressed.

【0046】図4に示す結晶化チップは基材41の上に
形成された金属薄膜42の上に部分的に重なって第二薄
膜層43が形成されている。ここで金属薄膜42と第二
薄膜層43の金属材料を適宜選択して、それぞれの金属
イオンの溶解速度を調整し、全体の溶解速度を適宜調整
し得る。
The crystallized chip shown in FIG. 4 has a second thin film layer 43 formed on a metal thin film 42 formed on a base material 41 so as to partially overlap therewith. Here, the metal material of the metal thin film 42 and the second thin film layer 43 can be appropriately selected, the dissolution rate of each metal ion can be adjusted, and the overall dissolution rate can be adjusted appropriately.

【0047】図5に示す結晶化チップは基材51の上に
金属薄膜52と第二薄膜層53を併置させたものであ
る。この実施形態において金属薄膜52と第二薄膜層5
3の金属、合金または金属酸化物の材料を選択すること
により、それぞれの金属薄膜52と第二薄膜層53の金
属イオンの溶解速度を調整することができる。その結果
全体としての金属イオンの溶解量および溶解速度をより
高精度で調整し得る。
The crystallized chip shown in FIG. 5 is one in which a metal thin film 52 and a second thin film layer 53 are juxtaposed on a base material 51. In this embodiment, the metal thin film 52 and the second thin film layer 5 are
By selecting the metal, alloy, or metal oxide material of No. 3, the dissolution rate of the metal ions in the respective metal thin film 52 and second thin film layer 53 can be adjusted. As a result, the dissolution amount and dissolution rate of the metal ion as a whole can be adjusted with higher accuracy.

【0048】図6に示す結晶化チップは基材61の上に
4個の金属薄膜(62a、62b、62c、62d)が
配置されている。これらの金属薄膜の形状寸法は実質的
に同一であるが、4個の金属薄膜の材料はいずれも異な
ったものを用いている。この場合、それぞれの薄膜の界
面において異なった金属イオン種の異なった溶解速度が
得られることになる。
In the crystallization chip shown in FIG. 6, four metal thin films (62a, 62b, 62c, 62d) are arranged on a base material 61. The shape and dimensions of these metal thin films are substantially the same, but the materials of the four metal thin films are all different. In this case, different dissolution rates of different metal ion species will be obtained at the interfaces of the respective thin films.

【0049】図7に示す結晶化チップは基材71の上に
4種類の異なる形状および寸法の金属薄膜(72a、7
2b,72c、72d)が形成されている。またこれら
の金属薄膜(72a、72b、72c、72d)は相互
に異なった材料を用いている。その結果、それぞれの金
属薄膜72a〜72dの表面はそれぞれ異なった金属イ
オンによる、異なった溶解速度を有し、多様性のある結
晶化条件を有する結晶化チップが得られることになる。
The crystallization chip shown in FIG. 7 has four kinds of metal thin films (72a, 7a) having different shapes and sizes on a base material 71.
2b, 72c, 72d) are formed. Further, these metal thin films (72a, 72b, 72c, 72d) are made of different materials. As a result, the surface of each of the metal thin films 72a to 72d has different dissolution rates due to different metal ions, and a crystallization chip having various crystallization conditions can be obtained.

【0050】図8に示す結晶化チップは基材81の上に
4種類の異なった形状の金属薄膜(82a、82b、8
2c、82d)が配置されている。これらの金属薄膜の
材料は同じである。それぞれの表面は異なった金属イオ
ンの溶解速度を示す。
The crystallization chip shown in FIG. 8 has four different types of metal thin films (82a, 82b, 8) on a base material 81.
2c, 82d) are arranged. The materials of these metal thin films are the same. Each surface exhibits different dissolution rates of metal ions.

【0051】図9に示す結晶化チップは基材91の上に
縦列4個、横列6個の金属薄膜を配置している。縦列の
金属薄膜はいずれも同じ形状であり、異なった材料を使
用している。一方横列の金属薄膜(91a〜92f)は
異なった形状で同じ材料を用いている。その結果、基材
91の上には24種類の異なった結晶化条件を有するこ
とになる。
The crystallization chip shown in FIG. 9 has four metal thin films arranged in four rows and six metal rows arranged on a base material 91. The metal thin films in the columns all have the same shape and use different materials. On the other hand, the metal thin films (91a to 92f) in the rows have different shapes and use the same material. As a result, the base material 91 has 24 different crystallization conditions.

【0052】図10に示す結晶化チップは基材101の
中央上面に金属薄膜102を配置するとともに、その表
面縁部に所定の幅で所定の厚さの液滴保持部103を有
している。この液滴保持部103は結晶化溶液を金属薄
膜の上面に滴下しこれを結晶化させる際、液滴が基材1
01から漏れるのを防止する。ここで液滴保持部103
はその効果を一層高めるため表面を撥水処理することが
できる。
In the crystallization chip shown in FIG. 10, a metal thin film 102 is arranged on the central upper surface of a base material 101, and a droplet holding portion 103 having a predetermined width and a predetermined thickness is provided on the surface edge portion thereof. . The droplet holding unit 103 drops the crystallization solution onto the upper surface of the metal thin film and crystallizes the solution, so that the droplet is formed into the base material 1.
01 to prevent leakage. Here, the droplet holding unit 103
The surface can be treated to be water repellent in order to further enhance its effect.

【0053】図11に示す結晶化チップは中央部が所定
の深さに掘り込みされた基材111の中央上面に金属薄
膜112が配置されている。そして液滴保持部113の
高さおよび幅は結晶化溶液の量に応じて適宜調整し得
る。
In the crystallized chip shown in FIG. 11, a metal thin film 112 is arranged on the central upper surface of a base material 111 whose central portion is dug to a predetermined depth. Then, the height and width of the droplet holding portion 113 can be appropriately adjusted according to the amount of the crystallization solution.

【0054】図12に示す結晶化チップは基材121の
中央上面に金属薄膜122を配置するとともに、その表
面縁部に液滴保持部材123が設けられている。ここで
液滴保持部材123はその表面を撥水処理する為のコー
ティング、またはシートで構成される。そのため、液滴
保持部材123の高さを低くしても液滴が基材から漏れ
るのを効果的に抑制することができる。
In the crystallization chip shown in FIG. 12, a metal thin film 122 is arranged on the central upper surface of a base material 121, and a droplet holding member 123 is provided on the edge of the surface. Here, the droplet holding member 123 is formed of a coating or a sheet for water-repellent treatment of its surface. Therefore, even if the height of the droplet holding member 123 is reduced, it is possible to effectively prevent the droplets from leaking from the base material.

【0055】次に本発明の結晶化チップを用いた結晶生
成装置について説明する。図13は本発明の結晶化チッ
プT13を備えた、いわゆるマイクロバッチ法の結晶生成
装置を示す。過飽和状態になるようにタンパク質および
沈殿剤溶液を混合した結晶化溶液133中に結晶化チッ
プT13を配置し、金属薄膜132からの金属イオンの溶
出によって結晶核134を生成し、結晶成長を促すこと
ができる。
Next, a crystal production apparatus using the crystallization chip of the present invention will be described. Figure 13 is provided with a crystallization chip T 13 of the present invention, showing a crystal formation apparatus of the so-called micro-batch process. The crystallization chip T 13 is placed in the crystallization solution 133 in which the protein and the precipitant solution are mixed so as to be in a supersaturated state, and the metal nuclei 134 are generated by the elution of the metal ions from the metal thin film 132 to promote the crystal growth. be able to.

【0056】図14は本発明の結晶化チップT14を備え
たハンギングドロップによる蒸気拡散法の結晶生成装置
を示す。結晶化溶液の液滴143とリザーバ液145の
飽和蒸気圧差を利用して結晶化溶液を濃縮し、タンパク
濃度および沈殿剤濃度を増加させることにより結晶核1
44の生成および結晶成長を促すことができる。また図
15は本発明の結晶化チップT15を備えた、シッティン
グドロップ法による蒸気拡散法の結晶生成装置を示す。
その原理は図14と同じである。
[0056] Figure 14 shows the crystal generator of vapor diffusion method by hanging drop having a crystallization chip T 14 of the present invention. The crystallization solution is concentrated by utilizing the saturated vapor pressure difference between the crystallization solution droplet 143 and the reservoir liquid 145 to increase the protein concentration and the precipitant concentration.
Production of 44 and crystal growth can be promoted. The 15 with a crystallization chip T 15 of the present invention, showing a crystal formation apparatus of the vapor diffusion method by sitting drop method.
The principle is the same as in FIG.

【0057】図16は本発明の結晶化チップT16を備え
た液相拡散法の結晶生成装置を示す。タンパク質濃度の
異なる2つの液滴163、165を接触させることでタ
ンパク質および沈殿剤が拡散および混合し、結晶核16
4を生成し結晶成長を促すことができる。
[0057] Figure 16 shows a crystal generator of the liquid phase diffusion method with a crystallization chip T 16 of the present invention. When the two droplets 163 and 165 having different protein concentrations are brought into contact with each other, the protein and the precipitant diffuse and mix, and the crystal nucleus 16
4 can be generated to promote crystal growth.

【0058】次に図17は本発明の結晶化チップT17
備えた透析法による結晶生成装置を示す。半透膜175
を介して濃度の異なる2つの結晶化溶液173、176
を接触させることによって、タンパク質および沈殿剤の
結晶化溶液が拡散および混合することにより結晶核17
4を生成し結晶を成長させるものである。
[0058] Next Figure 17 shows a crystal generator according dialysis method with a crystallization chip T 17 of the present invention. Semipermeable membrane 175
Crystallization solutions 173 and 176 having different concentrations via
The crystallization solution of the protein and the precipitating agent diffuses and mixes by contacting the crystal nuclei 17
4 is generated to grow crystals.

【0059】[0059]

【実施例】本発明の結晶成長装置の効果を検証するた
め、表1に示す結晶化条件において、従来の結晶化技術
と比較した。この条件は濃縮完了後のカタラーゼ濃度が
コバルト共存化のカタラーゼ溶解度以下であり、蒸気拡
散法では通常結晶が得られない結晶化条件である。得ら
れた実験結果を表2に示す。
EXAMPLES In order to verify the effect of the crystal growth apparatus of the present invention, comparison was made with the conventional crystallization technique under the crystallization conditions shown in Table 1. This condition is a crystallization condition in which the concentration of catalase after the concentration is completed is equal to or lower than the solubility of catalase in the coexistence of cobalt, and crystals are not usually obtained by the vapor diffusion method. The experimental results obtained are shown in Table 2.

【0060】表2から明らかな如く、シリコン基材上に
コバルト薄膜を形成した実施例1、さらにガラス基材上
にコバルト薄膜を形成した実施例2はいずれも結晶の析
出が認められた。
As is clear from Table 2, crystal precipitation was observed in Example 1 in which a cobalt thin film was formed on a silicon substrate and in Example 2 in which a cobalt thin film was formed on a glass substrate.

【0061】[0061]

【表1】 [Table 1]

【0062】[0062]

【表2】 [Table 2]

【0063】今回開示された実施の形態および実施例は
すべての点で例示であって制限的なものではないと考え
られるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではな
くて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と
均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれるこ
とが意図される。
The embodiments and examples disclosed this time are to be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above description but by the claims, and is intended to include meanings equivalent to the claims and all modifications within the scope.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明の結晶化チップおよび結晶生成装
置を用いることにより、タンパク質等の有機高分子の結
晶化において最適条件の異なる核生成および結晶化成長
の両過程を広範な実験範囲で、かつ同一実験で実現する
ことが可能となる。これにより既存の結晶化手段では結
晶が得られない難しいタンパク質の結晶化や結晶性の改
善が期待できる。構造ゲノム学の分野においては、結晶
化条件が未知のタンパク質を結晶化する必要があるが、
本発明の結晶化チップおよび結晶生成装置を用いること
によりその結晶化成功率の向上が期待できる。一方、金
属イオン添加の技術を併用した場合、結晶化可能なタン
パク質濃度を低下させることが可能であり、結果として
結晶化条件の探索に要するタンパク質の消費量を軽減す
ることもできる。これは特に発現量の少ないタンパク質
の構造解析が必要な場合において実験条件数を増加させ
る点で極めて有用である。また既存スクリーニングマト
リックスで検証しきれない特定金属イオンの効果を実験
基材の変更のみで広範囲に実験できることから、効率的
な結晶化条件の探索が可能となる。
EFFECTS OF THE INVENTION By using the crystallization chip and the crystal production apparatus of the present invention, both nucleation and crystallization growth processes under different optimum conditions in crystallization of organic polymers such as proteins can be conducted over a wide range of experimental ranges. And it becomes possible to realize it in the same experiment. This can be expected to improve the crystallization and crystallinity of proteins that are difficult to obtain by existing crystallization methods. In the field of structural genomics, it is necessary to crystallize proteins whose crystallization conditions are unknown,
By using the crystallization chip and the crystal production apparatus of the present invention, the crystallization success rate can be expected to improve. On the other hand, when the technique of adding metal ions is used together, the concentration of protein that can be crystallized can be reduced, and as a result, the amount of protein that is required to search for crystallization conditions can be reduced. This is extremely useful in increasing the number of experimental conditions, especially when structural analysis of a protein having a low expression level is required. In addition, the effect of specific metal ions that cannot be verified by the existing screening matrix can be extensively tested only by changing the experimental base material, which enables efficient search for crystallization conditions.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図であ
る。(b)は結晶化チップの正面図である。(c)は結
晶化チップのまわりに結晶核を形成する機構図である。
FIG. 1A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is a front view of the crystallized chip. (C) is a mechanism diagram for forming crystal nuclei around the crystallization chip.

【図2】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図であ
る。(b)は結晶化チップの正面図である。
FIG. 2A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is a front view of the crystallized chip.

【図3】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図であ
る。(b)は結晶化チップの正面図である。
FIG. 3A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is a front view of the crystallized chip.

【図4】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図であ
る。(b)は結晶化チップの正面図である。
FIG. 4A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is a front view of the crystallized chip.

【図5】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図であ
る。(b)は結晶化チップの正面図である。
FIG. 5A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is a front view of the crystallized chip.

【図6】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図であ
る。(b)は結晶化チップの正面図である。
FIG. 6A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is a front view of the crystallized chip.

【図7】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図であ
る。(b)は結晶化チップの正面図である。
FIG. 7A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is a front view of the crystallized chip.

【図8】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図であ
る。(b)は結晶化チップの正面図である。
FIG. 8A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is a front view of the crystallized chip.

【図9】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図であ
る。(b)は結晶化チップの正面図である。
FIG. 9A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is a front view of the crystallized chip.

【図10】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図で
ある。(b)は(a)の結晶化チップのA−A断面図で
ある。
FIG. 10A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is an AA sectional view of the crystallization tip of (a).

【図11】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図で
ある。(b)は(a)の結晶化チップのA−A断面図で
ある。
FIG. 11A is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is an AA sectional view of the crystallization tip of (a).

【図12】 (a)は本発明の結晶化チップの斜視図で
ある。(b)は(a)の結晶化チップのA−A断面図で
ある。
FIG. 12 (a) is a perspective view of a crystallization chip of the present invention. (B) is an AA sectional view of the crystallization tip of (a).

【図13】 マイクロバッチ法による本発明の結晶成長
装置の概略図である。
FIG. 13 is a schematic view of a crystal growth apparatus of the present invention by a microbatch method.

【図14】 蒸気拡散法(ハンギングドロップ)による
本発明の結晶成長装置の概略図である。
FIG. 14 is a schematic view of a crystal growth apparatus of the present invention by a vapor diffusion method (hanging drop).

【図15】 蒸気拡散法(シッティングドロップ)によ
る本発明の結晶成長装置の概略図である。
FIG. 15 is a schematic view of a crystal growth apparatus of the present invention by a vapor diffusion method (sitting drop).

【図16】 液相拡散法による本発明の結晶成長装置の
概略図である。
FIG. 16 is a schematic view of a crystal growth apparatus of the present invention by a liquid phase diffusion method.

【図17】 透析法による本発明の結晶成長装置の概略
図である。
FIG. 17 is a schematic view of a crystal growth apparatus of the present invention by a dialysis method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 結晶化チップ、1 基材、2 金属薄膜、3 結
晶化溶液、P1 イオン、P2 金属イオン、21,3
1,41,51,61,71,81,91,101,1
11,121 基材、22,32,42,52,62
a,72a,82a,92a,102,112,122
金属薄膜、23,33,43,53 第二薄膜層。
T 1 crystallization chip, 1 base material, 2 metal thin film, 3 crystallization solution, P 1 ion, P 2 metal ion, 21, 3
1, 41, 51, 61, 71, 81, 91, 101, 1
11,121 Base material, 22, 32, 42, 52, 62
a, 72a, 82a, 92a, 102, 112, 122
Metal thin film, 23, 33, 43, 53 Second thin film layer.

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 有機高分子を含む結晶化溶液を保持する
基材の少なくとも一部分に金属薄膜を有し、前記結晶化
溶液との接触によって前記金属薄膜から金属が溶解し、
有機高分子の結晶を生成させることを特徴とする結晶化
チップ。
1. A metal thin film is provided on at least a part of a base material holding a crystallization solution containing an organic polymer, and a metal is dissolved from the metal thin film by contact with the crystallization solution,
A crystallization chip characterized by producing crystals of an organic polymer.
【請求項2】 金属薄膜の溶解量または溶解速度を制御
する手段を有していることを特徴とする請求項1記載の
結晶化チップ。
2. The crystallized chip according to claim 1, further comprising means for controlling a dissolution amount or a dissolution rate of the metal thin film.
【請求項3】 溶解量または溶解速度は金属薄膜の膜厚
さまたは結晶化溶液との接触面積で制御されることを特
徴とする請求項1記載の結晶化チップ。
3. The crystallization chip according to claim 1, wherein the dissolution amount or the dissolution rate is controlled by the film thickness of the metal thin film or the contact area with the crystallization solution.
【請求項4】 溶解量または溶解速度は金属薄膜の組成
で制御されることを特徴とする請求項1記載の結晶化チ
ップ。
4. The crystallized chip according to claim 1, wherein the amount or rate of dissolution is controlled by the composition of the metal thin film.
【請求項5】 溶解量または溶解速度は金属薄膜上に形
成された第二薄膜層で制御されることを特徴とする請求
項1記載の結晶化チップ。
5. The crystallized chip according to claim 1, wherein the dissolution amount or the dissolution rate is controlled by the second thin film layer formed on the metal thin film.
【請求項6】 金属薄膜は、金属単体、合金または金属
酸化物の薄膜である請求項1記載の結晶化チップ。
6. The crystallized chip according to claim 1, wherein the metal thin film is a metal simple substance, an alloy or a metal oxide thin film.
【請求項7】 有機高分子はタンパク質である請求項1
記載の結晶化チップ。
7. The organic polymer is a protein.
The crystallization chip described.
【請求項8】 請求項1〜7記載の結晶化チップを備え
た結晶生成装置。
8. A crystal production apparatus comprising the crystallization chip according to claim 1.
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