JP2005538163A - Microfluidic chip for biological molecules crystallize - Google Patents

Microfluidic chip for biological molecules crystallize Download PDF

Info

Publication number
JP2005538163A
JP2005538163A JP2004534822A JP2004534822A JP2005538163A JP 2005538163 A JP2005538163 A JP 2005538163A JP 2004534822 A JP2004534822 A JP 2004534822A JP 2004534822 A JP2004534822 A JP 2004534822A JP 2005538163 A JP2005538163 A JP 2005538163A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
biomolecule
crystallization
solution
channel
system
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2004534822A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
ジャルシャリー・トリハ
ジョン・アール・ギルバート
Original Assignee
サイトノーム インコーポレーテッド
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority to US40948902P priority Critical
Priority to US41068502P priority
Priority to US42762002P priority
Priority to US10/329,018 priority patent/US6878271B2/en
Priority to US10/328,931 priority patent/US6849459B2/en
Application filed by サイトノーム インコーポレーテッド filed Critical サイトノーム インコーポレーテッド
Priority to PCT/US2003/028513 priority patent/WO2004023106A1/en
Publication of JP2005538163A publication Critical patent/JP2005538163A/en
Application status is Pending legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis, ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/24Dialysis ; Membrane extraction
    • B01D61/243Dialysis
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D61/00Processes of separation using semi-permeable membranes, e.g. dialysis, osmosis, ultrafiltration; Apparatus, accessories or auxiliary operations specially adapted therefor
    • B01D61/24Dialysis ; Membrane extraction
    • B01D61/28Apparatus therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08Flat membrane modules
    • B01D63/087Single membrane modules
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D63/00Apparatus in general for separation processes using semi-permeable membranes
    • B01D63/08Flat membrane modules
    • B01D63/088Microfluidic devices comprising semi-permeable flat membranes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/50Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes
    • B01L3/502Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures
    • B01L3/5027Containers for the purpose of retaining a material to be analysed, e.g. test tubes with fluid transport, e.g. in multi-compartment structures by integrated microfluidic structures, i.e. dimensions of channels and chambers are such that surface tension forces are important, e.g. lab-on-a-chip
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL-GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B29/00Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
    • C30B29/54Organic compounds
    • C30B29/58Macromolecular compounds
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
    • C30BSINGLE-CRYSTAL-GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
    • C30B7/00Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L2300/00Additional constructional details
    • B01L2300/06Auxiliary integrated devices, integrated components
    • B01L2300/0681Filter
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01LCHEMICAL OR PHYSICAL LABORATORY APPARATUS FOR GENERAL USE
    • B01L3/00Containers or dishes for laboratory use, e.g. laboratory glassware; Droppers
    • B01L3/06Crystallising dishes

Abstract

一般的な機構が図1に示されている、タンパク質および他の生体分子を結晶化するためのシステムは、結晶化される生体分子を含む溶液を搬送するための流路(12)と、流路に沿って形成された、結晶化処理に関連づけられた1つまたは複数のサブステーション(40、50、60、70)とを備える。 General mechanism is illustrated in Figure 1, a system for crystallizing proteins and other biomolecules, a flow path for transporting a solution containing a biological molecule to be crystallized with (12), flow It formed along the road, and a one or more sub-stations associated with the crystallization process (40, 50, 60, 70). 該システムは、流路(12)に生体分子溶液を流し、次いでマイクロスケールの透析を行って、結晶化条件を設定することによって動作する。 The system, shed biomolecule solution to the flow passage (12), then dialyzed microscale, it operates by setting the crystallization conditions. 透析後に、水または溶媒を生体分子溶液から除去することによって生体分子溶液の濃度を変化させて、流路のある区間における結晶の形成を促進する。 After dialysis, the water or solvent by changing the concentration of the biomolecule solution by removing the biomolecule solution, promote the formation of crystals in the interval of the channel. 形成された結晶を観察し、流路から採取することができる。 Observing the formed crystals can be collected from the flow path.

Description

本発明は、タンパク質などの生体分子を結晶化するための微小流体システムおよび方法に関する。 The present invention relates to microfluidic systems and methods for crystallizing biological molecules such as proteins.
本出願は、2002年12月23日に出願された「タンパク質結晶化のための微小流体チップ」という名称の米国特許出願第10/328931号、2002年12月23日に出願された「微小流体システムにおける微小流体成分の実装」という名称の米国特許出願第10/329018号、2002年11月19日に出願された「タンパク質結晶化のための微小流体チップ」という名称の米国仮特許出願第60/427620号、2002年9月9日に出願された米国仮特許出願第60/409489号、および2002年9月13日に出願された米国仮特許出願第60/410685号に基づいて優先権を主張するものである。 This application is 2002 filed on December 23, entitled "Microfluidic chip for protein crystallization" U.S. Patent Application No. 10/328931, filed December 23, 2002 "microfluidic entitled implementation of the microfluidic component "in the system US Patent application No. 10/329018, November 2002 filed on 19 days" entitled microfluidic chip "for protein crystallization U.S. provisional Patent application No. 60 / No. 427,620, September 9, U.S. provisional Patent application No. 60/409489, filed in 2002, and priority based on U.S. provisional Patent application No. 60/410685, filed September 13, 2002 it is those that claim to. 本願は、米国特許出願第10/028852号、米国特許出願第10/027484号米国特許出願第10/027516号および米国特許出願第10/027171号に関連している。 This application is related to U.S. Patent Application No. 10/028852, U.S. Patent Application No. 10/027484 Patent U.S. Patent Application No. 10/027516 and U.S. Patent Application No. 10/027171. 本出願は、さらに、2002年12月23日に出願された「生体分子結晶化のための微細加工型二ピンシステム」という名称の米国特許出願第10/328932号に関連している。 The present application is further related to U.S. Patent Application No. 10/328932 entitled, filed Dec. 23, 2002 "micromachining type secondary pin system for biomolecule crystallization". 先述の出願の各々の内容は、特に、参照により本明細書に組み込まれている。 The contents of each of application of the foregoing, in particular, are incorporated herein by reference.

タンパク質の具体的な特性、機能および三次元構造の理解は、タンパク質-リガンド相互作用および合理的な薬物設計を理解するための非常に貴重な資産である。 Specific properties of the protein, understanding the function and the three-dimensional structure, a protein - a very valuable asset for understanding ligand interactions and rational drug design. 例えば、基礎的な生化学的観点から、タンパク質等の三次元構造に関する情報は、生化学システムにおける分子の機能的役割を理解するための基礎となる。 For example, the basic biochemical point of view, information about the three-dimensional structure of such proteins is a basis for understanding the functional role of the molecule in the biochemical system.

タンパク質の構造を分析する上で、少量の生体分子からX線回折質結晶を成長させることが一般に望ましい。 In analyzing the structure of the protein, it is generally desirable to grow the X-ray diffraction quality crystals from a small amount of biomolecules. しかし、タンパク質の構造分析は、現在では、高価な高分子および試薬を多量に消費することを必要とする労働集約的な長いプロセスである。 However, structural analysis of proteins, at present, is labor intensive long process that requires a large amount consumed expensive polymer and reagents. 堅固な発現およびタンパク質精製システム、高強度、シンクロトロンx線源、および回折パターンを解読するコンピュータベースの方法の出現により、構造研究における律速段階は、少量の生体分子からx線質結晶を急速に成長させることにある。 Robust expression and protein purification systems, high strength, synchrotron x-ray sources, and the advent of computer-based method to decipher the diffraction pattern, rate-limiting step in the structural studies rapidly the x-ray quality crystals from a small amount of biomolecules there to be grown.
米国特許出願第10/328931号 U.S. Patent Application No. 10/328931 米国特許出願第10/329018号 U.S. Patent Application No. 10/329018 米国仮特許出願第60/427620号 U.S. Provisional Patent Application No. 60/427620 米国仮特許出願第60/409489号 U.S. Provisional Patent Application No. 60/409489 米国仮特許出願第60/410685号 U.S. Provisional Patent Application No. 60/410685 米国特許出願第10/028852号 U.S. Patent Application No. 10/028852 米国特許出願第10/027484号 U.S. Patent Application No. 10/027484 米国特許出願第10/027516号 U.S. Patent Application No. 10/027516 米国特許出願第10/027171号 U.S. Patent Application No. 10/027171 米国特許出願第10/328932号 U.S. Patent Application No. 10/328932 米国仮特許出願第60/410685号 U.S. Provisional Patent Application No. 60/410685 米国特許出願整理番号第TGZ-023 U.S. Patent Application Serial No. TGZ-023 米国特許第10/028852号 US Patent No. 10/028852 米国特許第10/027484号 US Patent No. 10/027484 米国特許第10/027516号 US Patent No. 10/027516 米国特許第10/027171号 US Patent No. 10/027171

本発明は、タンパク質溶液からの結晶成長を促進するパラメータのリアルタイムまたは動的な制御を用いて、生体高分子の結晶を成長させるための方法およびハードウェアを提供する。 The present invention uses a real-time or dynamic control parameters that promotes crystal growth from the protein solution, to provide a method and hardware for growing crystals of a biopolymer. 結晶化条件のハイスループットスクリーニングに利用可能な従来の結晶化デバイスは、以下に列記する特徴の少なくともいくつかに対応することが不可能である。 Conventional crystallization devices available in high-throughput screening of crystallization conditions, it is impossible to correspond to at least some of the features listed below.

本発明は、タンパク質または他の生体分子を結晶化するための微小流体チップを提供する。 The present invention provides a microfluidic chip for crystallizing proteins or other biological molecules. 該システムは、ナノグラム量のタンパク質から5から50ミクロンサイズのx線分析品質のタンパク質結晶を成長させることが可能である。 The system, from 5 nanogram amounts of protein can be grown x-ray analysis quality protein crystals 50 micron size. 本発明の結晶化チップは、わずか数マイクログラムのタンパク質しか利用できないときでも、タンパク質結晶化条件の研究を行うことを可能にする。 Crystallization chip of the present invention, even when only a few micrograms of the protein unavailable makes it possible to carry out the study of protein crystallization conditions.

本発明のタンパク質結晶化システムは、タンパク質含有溶液を微小流路に流し、次いでミクロスケールで透析を行って、結晶化条件を設定することにより動作する。 Protein crystallization system of the present invention, protein-containing solution flowing in the fine channel, then dialyzed in microscale, operates by setting the crystallization conditions. イオン強度の変化、洗剤濃度の変化、タンパク質濃度の変化およびpHの変化などの影響はタンパク質結晶化に関与しており、それらを用いて、結晶化を実施または促進することができるが、そのいずれかまたはすべてを本発明に用いることができる。 Changes in ionic strength, changes in detergent concentration, effects such as changes in protein concentration and pH changes are involved in protein crystallization using them, can be carried out or promote crystallization, either the which it may or may use all the present invention. イオン、水、低分子、緩衝剤、pH、または結晶化の他の透析性エフェクタを交換し、かつ/または微小流路内の温度を局所的に制御することによって、結晶化条件を設定することができる。 Ions, water, low molecular, buffering agents, pH or replace the other dialyzable effector of crystallization, and / or by locally controlling the temperature of the microchannel, setting the crystallization conditions can. 透析後、タンパク質不透過膜を通して緩衝剤を除去するか、または微小流路内の開口を通じて、温度および湿度が制御された大気中に水を蒸発させることによって、タンパク質溶液の濃度を変化させる。 After dialysis, or to remove the buffer through protein-permeable membrane, or through an opening of the microfluidic channel, by evaporating water into the atmosphere to a temperature and humidity controlled, varying the concentration of the protein solution.

本発明のタンパク質結晶化システムは、いくつかのステーションを単一の流路に沿って直列に配置することによって形成される。 Protein crystallization system of the present invention, a number of stations are formed by placing in series along a single flow path. 該システムは、結晶化されるタンパク質を含むタンパク質溶液を搬送するためのタンパク質流路と、溶質をタンパク質流路と緩衝剤流路または液溜の間で透析により選択的に交換するための、タンパク質流路に沿って配置されたエフェクタステーションとを備える。 The system includes a protein channel for conveying the protein solution containing the protein to be crystallized, solutes for selectively replaced by dialysis with the protein channel buffering agent passage or reservoir, protein and a effector stations disposed along the flow path. 透析後にタンパク質溶液を濃縮するための濃縮ステーションをタンパク質流路に沿って配置することもできる。 Concentrated station for concentrating the protein solution may be located along the protein flow path after dialysis. 濃縮ステーションは、タンパク質不透過膜を通して、またはタンパク質流路の側壁の開口からの蒸発により水または溶媒をタンパク質溶液から除去することができる。 Concentrating station through protein-permeable membrane, or by evaporation from the opening of the side wall of proteins passage of water or solvent can be removed from the protein solution. 濃縮ステーションの後に、結晶化を行うことができるタンパク質流路の結晶化領域が続く。 After concentration station, the crystallization region of a protein channel that can be crystallized followed. タンパク質結晶化システムは、タンパク質流路に沿って形成された観察ステーションまたは領域をさらに含むことができる。 Protein crystallization system may further comprise an observation station or area formed along the protein passage. 観察ステーションは、結晶の存在を検出するための偏光光学素子、またはタンパク質凝集体を検出するための光散乱光学素子によって各結晶化プロセスをリアルタイムに監視する手段を提供する。 Observation station provides a means for monitoring the crystallization process in real time by light scattering optical element for detecting a polarizing optical element or protein aggregates, for detecting the presence of crystals. これによって、自動化システムの精密な適応制御が可能になる。 This allows precise adaptive control of automated systems. 採取ステーションを観察ステーションの下流に配置して、形成位置から、光学的手段により結晶が形成するのを観察するx線回折装置まで結晶を輸送する手段を設けることができる。 By placing the harvested station downstream of the observation station, the forming position may be provided with means for transporting the crystals to x-ray diffraction apparatus for observing that the crystals are formed by optical means. 採取ステーションは、凍結およびx線構造分析に向けて、結晶を含む一定分量の液体を流路から取り出すことによって結晶を採取することができる。 Collection station, toward the freezing and x-ray structure analysis, can be collected crystals by taking out aliquots of the liquid containing crystals from the channel.

複数のタンパク質結晶化システムを直列および/または並列に配列することによって、600から1000のタンパク質結晶化条件を試験するための自動化システムを構築することができる。 By arranging a plurality of protein crystallization system in series and / or in parallel, it is possible to construct a automated system for testing of protein crystallization conditions of 600 to 1000. 次いで、当該自動化システムは、全条件試験シリーズに対してわずか数マイクログラムのタンパク質を使用して、一日に600から1000の異なるタンパク質結晶化条件を試験することができる。 Then, the automated system uses only a few micrograms of protein for all conditions test series, it is possible to test different protein crystallization conditions from 600 of 1000 per day.

癌に関与するタンパク質の構造的分析のための結晶化ツールを開発し、応用することによって、癌の構造的かつ機能的ゲノムを促すのに本発明を用いることができる。 Developed a crystallization tool for structural analysis of proteins involved in cancer, by applying, the present invention can be used to prompt the structural and functional genomics of cancer.

本発明は、微小流体チップ上に形成することができる微構造結晶化システムを提供する。 The present invention provides a microstructure crystallization system which can be formed on a microfluidic chip. 該結晶化システムを使用して、ナノグラム量のタンパク質または他の生体分子から単結晶を作製したり、あるいはマイクログラム量のタンパク質または他の生体分子からの600から1000の結晶化条件を試験することができる。 Using the crystallization system, or to produce a single crystal from a protein or other biomolecules of nanogram quantities, or to test the crystallization conditions 600 from 1000 from proteins or other biomolecules of microgram amounts can. タンパク質を結晶化するための例示的な実施形態に関して本発明を説明する。 The present invention will be described with reference to illustrative embodiments for crystallizing proteins. 本発明を用いて、任意の所望の生体分子を結晶化したり、または生体分子の任意の組合せの共結晶を生成させることができ、また本発明をいくつかの異なる用途と実施形態に実施できることを当業者なら理解するであろう。 Using the present invention, or to crystallize any desired biomolecule, or a co-crystal of any combination of biomolecules can be generated and that the present invention can be implemented in several different applications and embodiments it will be appreciated by those skilled in the art. 本発明は、その用途において、本明細書に記載されている特定の実施形態に限定されるものではない。 The invention, in its application, but is not limited to the specific embodiments described herein.

本発明の生体分子結晶化システムは、微小流路内の流れに対する微量透析または微量濾過を行うために、従来の濾過膜技術を微小流体チップに統合する。 Biomolecule crystallization system of the present invention, in order to perform microdialysis or microfiltration to flow in the micro channel, integrating conventional filtration membrane technology to microfluidic chips. 生体分子結晶化システムは、膜を通して溶質を交換することにより溶液中の生体分子を結晶化するための条件を設定する。 Biomolecule crystallization system sets the conditions for crystallizing a biomolecule in solution by replacing the solute through the membrane. タンパク質結晶化処理に関して本発明を説明するが、該結晶化システムを使用して、任意の好適な生体分子を結晶化できることを当業者なら認識するであろう。 The invention will be described with respect to protein crystallization process, but using the crystallization system, those skilled in the art will recognize that can crystallize any suitable biomolecules. 該結晶化システムは、生体分子のハイスループット結晶化に向けた堅固で使用しやすい自動化可能な微小流体システムである。 The crystallization system is a robust and easy-to-use automatable microfluidic system for the high-throughput crystallization of biomolecules. 該結晶化システムを使用して、ナノグラム量の純物質から生体高分子の結晶を成長させることができる。 Using the crystallization system, it is possible to grow crystals of the biopolymer from nanogram quantities of pure material.

本明細書に用いられている「微小流体システム」という用語は、マイクロスケールの寸法を有する少なくとも1つの成分を含む生体試料を操作し、加工し、処理し、精製し、かつ/または分析するためのシステムまたはデバイスを意味する。 The term "microfluidic system" as used herein, operates the biological sample containing at least one component having a microscale dimensions, processed, treated, purified, and / or for analyzing It means a system or device.

本明細書で用いられている「流路」という用語は、液体および気体などの流体の移動を可能にする、媒体内または媒体を通じて形成された経路を意味する。 The term "flow path" as used herein, to allow movement of fluids, such as liquids and gases, means a path defined through the medium in or media. 「微小流路」という用語は、約1.0μmから約500μm、好ましくは約25μmから約200μm、最も好ましくは約50μmから約150μmの範囲の断面寸法を有する微小流体システムまたはデバイスに形成されるのが好ましい流路を意味する。 The term "fine channel" from about 1.0μm to about 500 [mu] m, preferably from about 25μm to about 200 [mu] m, that is formed in the microfluidic system or device and most preferably has a cross-sectional dimension in the range from about 50μm to about 150μm It means preferred flow path.

本明細書に用いられている「膜」または「フィルタ」という用語は、サイズ排除または他の手段によって溶液中の物質を分離または濾過するのに使用できる任意の好適な組成およびサイズの材料を意味する。 The term as used herein, "film" or "filter", refers to any suitable composition and size of the material that can be used to separate or filter the substance in solution by size exclusion or other means to.

「タンパク質溶液」または「生体分子溶液」という用語は、結晶化される分子、例えばタンパク質または生体分子を含む溶液を包括する。 The term "protein solution" or "biomolecule solution", encompasses molecules to be crystallized, for example, a solution containing a protein or a biomolecule.

「タンパク質」という用語は例示的なものであり、本発明を用いて、本明細書に記載されている条件下で結晶化されやすい、または結晶化することが可能な物質を結晶化できることが理解される。 The term "protein" is exemplary, with the invention, understood to be susceptible is crystallized under the conditions described herein, or a substance capable of crystallization can be crystallized It is. 例えば、本発明で使用できる分子としては、タンパク質、例えばDNAまたはRNAのような核酸、共同因子、基質、基質類似体、またはこれらの分子のいずれかの誘導体が挙げられる。 For example, the molecule can be used in the present invention, proteins such as DNA or nucleic acids such as RNA, cofactors, substrates, substrate analogs, or derivatives of any of these molecules and the like. さらに、本発明は、生体分子の断片、例えばペプチドまたは核酸断片にも用いられる。 Furthermore, the present invention is a fragment of a biomolecule, is also used in, for example a peptide or nucleic acid fragment. 本発明は、例えば生体内または生体外で改質された高分子にも用いられる。 The present invention is also used in the modified polymer, for example in vivo or in vitro. 例えば、タンパク質分子を生体内で改質、例えばグリコシル化、ミリストイル化またはアデニル化することができる。 For example, modifying the protein molecules in vivo, for example glycosylation, can be myristoylated or adenylation. あるいは、タンパク質分子を生体外で改質、例えば化学的に改質することができる。 Alternatively, the protein molecule modified in vitro, can be modified for example chemically.

「エフェクタ」という用語は、すべての可能な溶質または成分、あるいは結晶化を促進する条件として設定されうる緩衝剤の条件を表す。 The term "effector" refers to a all solutes or components or conditions of the buffer that can be set as a condition for promoting the crystallization. この用語は、イオン、pH、温度、洗剤、ならびに生体分子結晶化の技術分野の当業者に知られている他の分子および成分を包括する。 This term encompasses ions, pH, temperature, detergent, and other molecules and components known to those skilled in the art of biological molecules crystallize.

「統合比」という用語は、結晶を成長させる目的で消費されるタンパク質の全量に対する、結晶に取り入れられるタンパク質の比率を意味する。 The term "consolidation ratio" refers to the total amount of protein consumed for the purpose of growing the crystal, it means the ratio of protein to be incorporated into the crystal. 他の結晶化技術に比べての大きな改良点において、本方法は、少量の精製高分子からの結晶の成長を可能にする。 In large improvements compared to other crystallization techniques, the method allows for the growth of crystals from a small amount of purified polymer. この新規の方法から得られる結晶は、ほぼ二桁も少ない開始物質を使用するにもかかわらず、他の技術によって成長させた結晶とサイズがほぼ同じである。 The novel crystals obtained from the method, despite the use of even small starting material almost two orders of magnitude, is about the same crystal size grown by other techniques. 一実施形態において、結晶を成長させるのに使用する全タンパク質に対する結晶中のポリペプチドの統合比は、1:50、1:100、1:150、1:200、1:250、1:300、1:400、1:500、1:750、1:1000、1:1500、1:2000、1:2500、1:3000、1:4000、1:5000、1:6000、1:7500、1:10000、1:20000、1:30000、1:40000、1:50000である。 In one embodiment, the integrated ratio of the polypeptides in the crystal relative to the total protein used to grow the crystals, 1: 50, 1: 100, 1: 150,: 200, 1: 250,: 300, 1: 400, 1: 500, 1: 750,1: 1000,: 1500,: 2000,1: 2500,1: 3000,1: 1/4000: 5000,: 6000,1: 7500,1: 10000,1: 20000,1: 30000,1: 40000,1: is 50000. 上記比率のいずれも、本発明が網羅する比率の範囲に対する開始点または終点でありうることを理解されたい。 Any of the above ratio, it is to be understood that there may at the beginning or end to the scope of the ratios present invention covers.

「静的結晶化条件」という用語は、高分子を、緩衝剤、沈殿剤、添加剤、リガンドおよび基質を含む様々なエフェクタと混合することによって、結晶化を行うパラメータを変化させる場合に定められる。 The term "static crystallization conditions" is defined when the polymer, buffering agents, suspending agents, additives, by mixing with a variety of effector comprising a ligand and a substrate, to vary the parameters of crystallizing .

従来の結晶化実験では、静的条件を設定し、次いで溶液条件を「変動」させる。 In conventional crystallization experiments, set the static condition, then the solution conditions causing "change". 「変動」という用語は、結晶化が生じるまで、あるいは長時間が経過して静的条件の設定を断念するまで、結晶化条件における様々なエフェクタを無制御に変化させることを意味する。 The term "variation", until crystallization occurs, or before giving up the setting of the static conditions with the passage of a long period of time, means changing the various effectors in the crystallization conditions uncontrolled. 例えば、現在利用可能な懸滴法では、液滴中のタンパク質の濃度が、液滴中に結晶が出現するまで無制御の速度で増加するように、液滴中のタンパク質の濃度を液溜め溶液と平衡させる。 For example, currently available hanging drop method, the concentration of protein in the droplet, so as to increase in an uncontrolled rate until the crystal in the droplet appears, sump the concentration of protein in the drop solution to balance with. 従来のシステムでは、「静的条件」の後に上述の「変動」を採用して、それぞれの良好な結晶化に対する試験を行う。 In conventional systems, employ "fluctuation" described above after the "static conditions", performing tests for each of the good crystallization.

「動的開環条件」という用語は、エフェクタを制御速度で変化するように設定し、その速度を予め設定する場合に定められる。 The term "dynamic opening condition" is set to change the effector at a controlled rate, determined to set the speed in advance. 例えば、pHを1秒当たり0.05pH単位で変化させるか、あるいはタンパク質濃度を1秒当たり0.5mg/ml増加させることができる。 For example, changing the pH in 0.05pH units per second, or the protein concentration can be increased 0.5 mg / ml per second.

動的開環条件を適用するためには、好ましくはフルスケール変動の30%、最も好ましくはフルスケール変動の10%より良好な有効精度でエフェクタレベルを制御することができなければならず、好ましくは分単位、最も好ましくは秒単位である有効速度で制御できなければならない。 To apply dynamic opening conditions, preferably 30% of the full scale change, and most preferably should be able to control the effector level with good effective accuracy than 10% of the full scale variation, preferably It must be able to control minutes, and most preferably at an effective rate that is seconds.

「動的閉環条件」という用語は、結晶化過程のリアルタイムな観察を考慮に入れたプログラムに応じて初期設定から変化するように設定されるエフェクタにより定められる。 The term "dynamic closed condition" is defined by effector that is configured to change from the initial setting in accordance with a program which takes into account the real-time observation of the crystallization process. 一例において、タンパク質濃度は、結晶が形成を開始するのが観察されるまで1秒当たり0.5mg/mlの速度で増加するように設定され、その後タンパク質濃度が一定になる。 In one example, the protein concentration, crystals are set such that initiate the formation increases at a rate of 0.5 mg / ml per second until observed, then the protein concentration remains constant. 他の例において、NaCl濃度は、結晶が出現するのが観察されるまで100mM/秒の速度で増加するように設定され、その後NaCl濃度は、結晶化過程が完了するまで約10mM/秒の速度で減少する。 In another example, NaCl concentration, crystals are set to increase to a rate of 100 mM / sec is observed to emerge, then NaCl concentration, the rate of about 10 mM / sec until the crystallization process is completed in decreases. 第1の結晶の生成に応じてエフェクタを変化させることによって、多結晶の形成を避けることができる。 By varying the effector in response to generation of the first crystal, it is possible to avoid the formation of polycrystalline.

動的閉環条件を適用するためには、好ましくはフルスケール変動の30%、最も好ましくはフルスケール変動の10%より良好な有効精度でエフェクタレベルを制御することができなければならず、好ましくは分単位、最も好ましくは秒単位である有効速度で制御できなければならない。 To apply the dynamic ring closure conditions, preferably 30% of the full scale change, and most preferably should be able to control the effector level with good effective accuracy than 10% of the full scale variation, preferably minutes, must be controlled at an effective rate that is most preferably in seconds. また、観察結果に応じて目標エフェクタレベルを制御変化させるために、結晶化の過程または結晶化溶液の状態をリアルタイムで観察できなければならない。 Further, in order to control changes the target effector level in accordance with the observation results it must be able to observe the state of the process or the crystallization solution in the crystallization in real time.

形成される結晶の質および数は結晶形成過程の動態に大いに影響されるため、結晶化に対して開または閉環動的条件を用いることができることは特に有意義である。 Since the quality and number of crystals formed is greatly affect the kinetics of crystal formation process, it is particularly significant that the same may be used to open or closed dynamic conditions for crystallization.

エフェクタのいくつかの集合体が設定される最も一般的なタイプの結晶化の条件では、それらのエフェクタのいくつかが静的条件で、いくつかが開環動的条件で、いくつかが閉環動的条件であってもよい。 In the most common type of crystallization conditions, in some of those effectors static conditions, some of which ring-opening dynamic conditions, some ring closure motion several aggregates effectors are set it may be a condition. 開環動的条件を受けるエフェクタに対して設定される変化速度は同一であってもよいし、異なっていてもよい。 Change speed set for effector undergoing ring opening dynamic conditions may be the same or different. 変化率と、閉環動的条件を受けるエフェクタに対する応答プログラムは同一であってもよいし、異なっていてもよい。 And the rate of change, the response program for effector undergoing cyclization dynamic conditions may be the same or different. 蒸発のような特定のエフェクタ変化方法は、試験用液におけるすべての分子濃度を同時に、かつ同じ速度で変化させることにのみ適している。 Specific effector variation method, such as evaporation, only suitable for altering all the molecular concentration in the test liquid at the same time and at the same speed. 微量透析および微量濾過を用いて、異なる分子の濃度を異なる速度で変化させることができる。 Using microdialysis and microfiltration, it is possible to change the concentration of different molecules at different rates.

エフェクタレベルを変化させるためのシステムの「応答時間」は、エフェクタを変化させ、溶液を通じて平衡させるのに必要な最小限の時間である。 "Response time" of the system for changing the effector level changes the effector is the minimum time required to equilibrate throughout the solution. このために、より小さな容量で処理すると、任意のシステムの応答時間が短くなる。 For this, when treated with a smaller volume, the response time of any system is shortened. 特に、ナノリットルスケールの容量においてエフェクタレベルを動的に変化させることに関連する現行の発明は、より大きい容量を用いるものに比べて好ましい。 In particular, the current invention relating to dynamically changing the effector level in a volume of nanoliter scale preferred over those using larger capacity.

「エフェクタの集合体に対する結晶化条件スペース」は、結晶化に対する試験を行うための実験にそれらのエフェクタを設定するすべての可能な方法を意味する。 "Crystallization conditions space for collection of effector" refers to all possible ways to configure their effector experiments for testing against crystallization. これは、静的開環動的設定および閉環動的設定を包括する。 This comprehensive static opening dynamic setting and ring closure dynamic configuration. 開環動的および閉環動的オプションを含む、エフェクタの集合体に対する条件スペースは、これらのオプションを含まないエフェクタの集合体に対する条件スペースより大きい。 Opening dynamic and ring closure dynamic option, condition space for collection of effector is greater than the condition space for collection of effector that does not contain these options.

「構造決定に有効」という用語は、結晶化試験から採取し、x線結晶解析を施すことができる結晶を意味する。 The term "effective structure determination" were taken from the crystallization test, it means a crystal which can be subjected to x-ray crystallography. 本発明の方法は、多くの結晶化条件群の試験を可能にし、当該技術分野において現在利用可能な方法とは異なり、x線結晶解析構造決定に使用される微小流体チップから結晶を取り出すことを可能にする。 The method of the present invention allow the testing of many crystallization conditions groups, unlike the methods currently available in the art, to retrieve the crystals from the microfluidic chip used in x-ray crystallography structure determination to enable.

図1aは、タンパク質および他の生体分子の結晶化に好適な本発明の実施形態による結晶化システムの概略図である。 Figure 1a is a schematic diagram of a crystallization system according to an embodiment of the present invention suitable for crystallization of proteins and other biological molecules. タンパク質の結晶化に関して本発明を説明するが、本発明は任意の好適な物質の結晶化を網羅することを当業者なら理解するであろう。 The invention will be described with respect to protein crystallization, the present invention will be understood by those skilled in the art to cover the crystallization of any suitable material. 本発明の結晶化システム10は、微小流体チップに実装される。 Crystallization system 10 of the present invention is implemented in a microfluidic chip. X線回折による分子構造決定に向けて質単結晶の成長を促進するために結晶条件を選別することを可能にする。 It makes it possible to toward the molecular structure determination by X-ray diffraction sorting crystalline conditions to promote the growth of quality single crystals. 微小流体システムは、1つまたは複数の流路が形成された基板、ならびに結晶化過程を通じてタンパク質または生体分子溶液を扱うための1つまたは複数のサブシステムを備える。 Microfluidic system comprises one or substrates plurality of flow paths are formed, as well as one or more subsystems for handling proteins or biomolecule solution through crystallization process. 例示の結晶化システムは、薄い透明のガラスまたはプラスチック構造体で構成される基板に形成された流路を備えるが、本発明の教示によれば任意の好適な材料を使用できることを当業者なら理解するであろう。 Exemplary crystallization system is provided with a channel formed on a substrate composed of a thin transparent glass or plastic structure, those skilled in the art that any suitable material according to the teachings of the present invention can be used understand It will be.

結晶化過程は、3つの段階、すなわち核形成、結晶成長、および結晶成長の停止を含む。 Crystallization process comprises three stages, namely the nucleation, crystal growth, and to stop the crystal growth. 核形成を通じて、初期の分子クラスタが、三次元会合して、熱力学的に安定な凝集体を形成する。 Through nucleation, the initial molecular clusters, associate three-dimensional, forming a thermodynamically stable aggregates. 結晶は、タンパク質濃度が核形成濃度を上回る超飽和溶液で形成する。 Crystal protein concentration is formed in supersaturated solution above the nucleation density. 結晶成長は、タンパク質溶液からタンパク質分子が十分に除去されたとき、または他の条件が変化して、核形成濃度を改変したときに停止する。 Crystal growth, when the protein molecule from the protein solution is sufficiently removed, or other conditions are changed, and stops when the modified nucleation density. タンパク質は、一般には、その表面チャージャ(charger)を変化させるか、またはタンパク質とバルク溶媒水の間の相互作用を攪乱して、結晶化をもたらす会合を促進する薬剤を添加することによって、結晶化される。 Protein generally is by either changing its surface charger (charger), or by disrupting the interaction between the protein and the bulk solvent water, the addition of agents that promote the association leading to crystallization, crystallization It is.

本発明の例示の結晶化システム10は、結晶化される分子を含むタンパク質溶液を搬送するためのタンパク質流路12を備える。 Exemplary crystallization system 10 of the present invention includes a protein channel 12 for conveying the protein solution containing the molecules to be crystallized. タンパク質結晶化に有効なユニット処理のための1つまたは複数のサブステーション40、50、60、70が流路に沿って配置される。 One for effective units processed protein crystallization or more substations 40, 50, 60 and 70 are disposed along the flow path. タンパク質結晶化システムの各サブステーション40、50、60、70を主要流路に沿って配置して、幅広いクラスの結晶化条件試験をシステム10で試験することを可能にする。 Each substation 40, 50, 60, 70 of protein crystallization system disposed along the primary flow path, the crystallization conditions tested broad classes allows testing the system 10.

本発明において、タンパク質流路12を流れる結晶化物質の制御された層流、ならびに1つまたは複数のエフェクタ設定サブステーション40および1つまたは複数の濃度変更サブステーション50の存在によって、マイクロスケール透析または蒸気拡散法による結晶成長が可能になる。 In the present invention, the presence of controlled laminar flow, and one or more effector setting substation 40 and one or more of a density change substation 50 of the crystallization material flowing through a protein channel 12, microscale dialysis or allowing crystal growth by vapor diffusion.

図1aに示されるように、第1のサブステーションは、透析により緩衝剤を含むタンパク質にエフェクタを設定するためにタンパク質流路12に沿って配置されたエフェクタ設定ステーション40を備えることができる。 As shown in FIG. 1a, the first sub-station may comprise effector setting station 40 located along the protein flow path 12 to set the effector protein comprising a buffer by dialysis. 図1aは、タンパク質流路12の各サブステーションを通じたタンパク質溶液およびエフェクタの濃度をグラフで示す図でもある。 Figure 1a is also a diagram showing the concentration of the protein solution and effector through each substation protein passage 12 graphically. ここに示されるように、最初は、タンパク質溶液におけるタンパク質溶液のタンパク質濃度は、核形成濃度より小さい。 As shown here, first, the protein concentration of the protein solution in the protein solution, nucleation density smaller. エフェクタ変更ステーション40は、結晶化条件を設定するために、緩衝剤流路における緩衝剤とタンパク質流路におけるタンパク質溶液との間で溶質を選択的に交換することを可能にする。 Effector changing station 40, in order to set the crystallization conditions, it possible to selectively replaced solutes between the protein solution in buffer and protein passage in the buffer channel. エフェクタ変更ステーション40では、タンパク質溶液のエフェクタを変化させて、タンパク質流路と、タンパク質不透過膜によりタンパク質流路から分離された緩衝剤との間の透析による結晶化を促進することができる。 In effector change station 40, by varying the effector protein solution and a protein passage, the crystallization by dialysis between buffers separated from the protein passage by protein impermeable membrane can be promoted. 例えば、タンパク質の塩入または塩析を行うこと、緩衝剤タイプおよび濃度を変化させること、イオン、リガンドおよび/または共同因子を交換すること、溶液のpHを変化させること、溶液の温度を変化させること、あるいは当該技術分野で知られている他の手段によって結晶化条件を設定することができる。 For example, performing the Shioiri or salting out of the protein, altering the buffer type and concentration, exchanging ions, ligands and / or cofactors, changing the pH of the solution, changing the temperature of the solution , or by other means known in the art can set the crystallization conditions.

タンパク質流路12に沿う他のステーションは、濾過または蒸発によって水(または他の溶媒)をタンパク質溶液から除去することによって、タンパク質溶液におけるタンパク質およびエフェクタの濃度を増加させる濃度変更ステーション50である。 Other stations along the protein channel 12, by removing the water (or other solvent) from the protein solution by filtration or evaporation, the concentration change station 50 to increase the concentration of protein and effector in the protein solution. 濃縮ステーションは、核形成を開始し、続く結晶の成長を促進するために、タンパク質溶液の濃度を核形成濃度より大きくする。 Concentrating station initiates nucleation, in order to promote the growth of subsequent crystallization, the concentration of the protein solution is greater than the nucleation density.

エフェクタ設定ステーション40および濃縮ステーション50に加えて、タンパク質結晶化システム10は、タンパク質流路に沿う観察ステーション60または領域、および採取ステーション70をさらに含むことができる。 In addition to the effector setting station 40 and concentration station 50, protein crystallization system 10, the observation station 60 or regions along the protein channel, and the collection station 70 may further include. 観察ステーション60では、光学的手段を使用して、タンパク質分子の凝集または結晶の形成を観察することができる。 In observation station 60 may use optical means to observe the formation of aggregates or crystals of the protein molecule. 光学的手段を使用して、流れにおける結晶の速度を測定することができる。 Using optical means, it is possible to measure the rate of the crystal in the flow. 例示の観察ステーション60は、偏光光学素子を使用して、撮像または光散乱光学素子によって結晶の存在を検出して、タンパク質の凝集を検出することができる。 Exemplary viewing station 60 uses the polarizing optical element, to detect the presence of crystal by imaging or light-scattering optical element, it is possible to detect the aggregation of the protein. 観察ステーションは、形成過程を観察し、異なる成分にフィードバックを提供することによってシステムの繊細な適応制御を可能にする。 Observation station, the formation process was observed, allowing delicate adaptive control of the system by providing feedback to the different components. 採取ステーション70は、結晶が形成されるタンパク質流路から、x線回折装置に結晶を配置するのに適したデバイスへ結晶を抽出する手段を提供する。 Collecting station 70 provides a means for extracting from a protein channel that crystals are formed, the crystals to a device suitable for placing a crystal x-ray diffractometer.

特定の結晶化試験の要件に応じて、異なるステーションの配置を変えることが可能である。 Depending on the requirements of a particular crystallization trials, it is possible to vary the arrangement of the different stations. タンパク質結晶化チップは、先述のサブステーションのうちの1つまたは複数のサブステーションを任意の好適な組合せで含むことができることを当業者なら認識するであろう。 Protein crystallization chip would be that can include one or more sub-stations of the sub-stations of the foregoing in any suitable combination recognized by those skilled in the art.

図1bに示される本発明の代替的な実施形態によれば、タンパク質結晶化システム10'は、形成された結晶13を搬送する結晶流路12'、観察ステーション60、および/または流路から結晶を抽出するために結晶流路に沿って配置された採取ステーション70を備える。 According to an alternative embodiment of the present invention shown in 1b, the protein crystallization system 10 ', the crystal channel for conveying the formed crystals 13 12', crystals from the observation station 60, and / or channel It comprises a collection station 70 located along the crystal channel to extract. 結晶流路で結晶を形成する任意の好適な手段を図1bに示される実施形態に使用できる。 Any suitable means for forming the crystals with crystal channel can be used in the embodiment shown in Figure 1b.

図2および3aおよび3bは、本発明の例示的な実施形態のエフェクタ変更サブステーション40を示す図である。 2 and 3a and 3b are diagrams showing the effector change substation 40 of an exemplary embodiment of the present invention. 示されるように、エフェクタ変更サブステーションは、2つの流路(すなわちタンパク質流路12と緩衝剤流路14)を分離するための従来の濾過膜52を利用して、試料の小量の制御可能な透析を提供する。 As shown, the effector change substations, utilizing conventional filtration membrane 52 for separating the two channels (i.e. protein channel 12 and the buffer agent passage 14), a small amount of controllable samples to provide a Do dialysis. 例示のエフェクタ変更システムは、タンパク質溶液をエフェクタ変更ステーション40に供給するためのタンパク質流路12と、緩衝剤を緩衝剤入力領域141から濾過ステーションに供給するための緩衝剤流路14とを含む4ポート横断フィルタである。 Exemplary effector change system includes a protein channel 12 for supplying the protein solution effector change station 40, the buffers from the buffer input area 141 and a buffer agent passage 14 for supplying the filtering station 4 port is a cross filter. タンパク質流路12は、第1の導入口121、およびエフェクタ変更サブステーションから透析タンパク質溶液を受け取って搬送するための濾過チャンバからの排出口122においてエフェクタ変更サブステーションを横切る。 Protein channel 12, crosses the effector change substation at the discharge port 122 from the filtering chamber for conveying receiving dialysis protein solution from the first inlet 121, and effector changes substation. 緩衝剤流路14は、緩衝液をチップ10に入力するためのチップ導入口141と、使用された緩衝液をチップから除去するためのチップ排出口142とを含む。 Buffering agent passage 14 includes a chip inlet 141 for inputting buffer chip 10, a chip outlet 142 for removing the buffer used by the chip. 緩衝剤流路14は、第2の導入口において膜52の下方の濾液チャンバを横切り、エフェクタ変更サブステーションから緩衝液を輸送するための第2の出口を含む。 Buffering agent passage 14 includes a second outlet for the second inlet across the lower filtrate chambers of the membrane 52, to transport the buffer from effector change substation.

その内容が参照により本明細書に組み込まれている2002年9月13日に出願された「微細加工型オンチップ粒子濾過システム」という名称の米国仮特許出願第60/410685号、およびそれと同じ日付で出願された「微小流体システムにおける微小流体部品の実装」という名称の米国特許出願整理番号第TGZ-023には、好適なエフェクタ変更サブステーションが記載されている。 U.S. Provisional Patent Application No. 60/410685 entitled its contents filed on September 13, 2002 which is incorporated herein by reference "microfabricated on-chip particle filtration system", and the same date as that in the application have been "small implementation of the microfluidic components in the fluid system" U.S. Patent application Serial No. TGZ-023 entitled, suitable effector changes substation is described.

結晶化される分子を含むタンパク質溶液は、タンパク質流路12からエフェクタ設定サブシステムに導入され、第1の濾過チャンバ58に入って、膜52の上を通る。 Protein solution containing the molecules to be crystallized is introduced from a protein channel 12 to the effector setting subsystem enters the first filtering chamber 58, it passes over the film 52. 緩衝液は、膜52の下方の第2の濾過チャンバ56に導入される。 Buffer is introduced into the second filtering chamber 56 below the membrane 52. タンパク質溶液は透析され、溶質は膜を通して交換されて、タンパク質の結晶化を促進する。 The protein solution was dialyzed, solutes are exchanged through the membrane, to promote crystallization of proteins. 上述のように、タンパク質溶液のイオン強度を変化させ、洗剤濃度を変化させ、タンパク質濃度を変化させ、または試料のpHを変化させるなど、エフェクタを設定することによってタンパク質結晶化を促進または実施することができる。 As described above, the ionic strength of the protein solution is varied, varying the detergent concentration, the protein concentration is varied, or the like to change the pH of the sample, to promote or implement protein crystallization by setting the effector can.

エフェクタ設定サブステーション40は、特定サイズの溶質の選択的な交換を可能にする。 Effector set substation 40 allows selective replacement of particular size of the solute. 緩衝剤とタンパク質流路の間で特定のイオン、リガンドおよび共同因子の交換を可能にするために、適切な濾過膜を選択することができる。 Specific ions between the buffer and the protein channel, in order to allow the exchange of ligands and cofactors can select the appropriate filtration membrane. 溶質を、膜を通してタンパク質流路に送り、圧力によって回収壁の方へ誘導することができる。 Solute, feed to protein passage through the membrane can be induced towards the collecting walls by the pressure. 膜に沿う拡散を溶質の受動的なサイズ選定流とすることができ、あるいは圧力、および緩衝剤流路に沿う流速によって制御することができる。 Diffusion along the film may be a passive sizing flow of the solute, or can be controlled by the flow rate along the pressure, and the buffering agent passage.

図4は、濃縮ステーション50がタンパク質濃度を高めるためにタンパク質溶液から水または他の溶媒を制御蒸発させるための蒸発ステーション500を備える。 4 comprises vaporization stations 500 for causing the control evaporate the water or other solvent from the protein solution to concentrate the station 50 increases the protein concentration. 図4の実施形態によれば、蒸発サブステーション500は、タンパク質流路120の側壁に形成された開口501によって形成されるが、結晶化溶液を制御可能に蒸発させる他の好適な手段を使用できることを当業者なら認識するであろう。 According to the embodiment of FIG. 4, evaporated substation 500 is formed by the openings 501 formed in the sidewall of the protein flow path 120, may be used other suitable means for controllably evaporated crystallization solution It will recognize those skilled in the art. 例えば開口501内、または開口501に沿って、または開口501の近傍に設けられた局所ヒータ502を使用して、タンパク質溶液の温度を制御することによって蒸発速度を制御することができる。 For example within the opening 501, or along the opening 501, or by using the local heater 502 provided in the vicinity of the opening 501, it is possible to control the evaporation rate by controlling the temperature of the protein solution. 開口501上方の大気の温度および湿度、蒸発ステーションを定めるタンパク質流路内の開口のサイズ、および/またはタンパク質流路12内のタンパク質溶液の流速を制御することによって蒸発速度を制御することもできる。 Temperature and humidity of the opening 501 above the air, it is also possible to control the evaporation rate by controlling the flow rate of the protein solution in the size of the apertures of the protein passage defining evaporation station and / or protein channel 12. 蒸発サブステーションに対する微妙な温度制御は、結晶化溶液の蒸発分布を変化させ、そのためタンパク質の濃縮速度を変化させる手段を提供する。 Delicate control of the temperature of the evaporation substations, changing the evaporation distribution of the crystallization solution, to provide a means for varying the concentration rate of the for protein.

図5に示される他の実施形態によれば、濃縮ステーションは、結晶化されるタンパク質を通さない膜を通してタンパク質溶液から水(または他の溶媒)を制御除去することを可能にする濾過ステーション510を備える。 According to another embodiment shown in FIG. 5, enriched station, a filtering station 510 that allows to control removal of water (or other solvent) from the protein solution through a membrane impervious to proteins to be crystallized provided. 図5の実施形態によれば、濾過ステーション510は、図2および3に示されるエフェクタ設定ステーションに類似の構成を有する。 According to the embodiment of FIG. 5, filtering station 510 has a configuration similar to the effector setting station shown in Figures 2 and 3. 例示の濃縮ステーション510は、タンパク質不透過膜520と、膜の上方に形成され、導入口521および排出口522を介してタンパク質流路12に接続するタンパク質チャンバ516とを含む。 Exemplary concentration station 510 includes a protein-permeable membrane 520 is formed above the membrane, and a protein chamber 516 to be connected to the protein passage 12 through the inlet 521 and outlet 522. しかし、膜520を通じて溶質を交換するのではなく、濾過ステーション510が、加圧力または他の好適な手段を用いて、水または他の溶媒をタンパク質溶液から、タンパク質不透過膜520を通じて輸送する。 However, instead of replacing the solute through the membrane 520, filtering station 510, using a pressure or other suitable means, water or other solvents from the protein solution and transported through protein-impermeable membrane 520. 溶媒の水は、濾過流路515、または膜520の下方に形成されたチャンバに輸送され、処分または再使用されうる。 Water solvent is transported to the formed below the filtration channel 515 or membrane 520, chamber may be disposed of or reused. この種の濾過ステーションによってどの成分の濃度を増加させるかを制御する方法として、タンパク質のみを阻止するか、またはタンパク質とタンパク質緩衝剤におけるいくつかのエフェクタの両方を阻止するように膜を選択できることを透析の技術分野の当業者なら認識するであろう。 As a method of controlling or increasing the concentration of any components by this type of filtering station, to be able to select a membrane so as to prevent both several effectors in or blocking only a protein or protein-protein buffer It will recognize one of ordinary skill in the art of dialysis.

結晶化のための条件を設定した後に、タンパク質結晶を形成する準備が整っているタンパク質溶液は、結晶が形成されるタンパク質流路12の結晶化区間12aまたは領域に沿って形成された観察ステーション60に流入する。 After setting the conditions for crystallization, protein solutions prepared to form a protein crystal is in place, the review station crystals were formed along the crystallization section 12a or a region of a protein passage 12 formed 60 It flows into. 例示の実施形態によれば、顕微鏡光学素子を偏光させることによってタンパク質流路12における結晶の存在を観察することができる。 According to exemplary embodiments, it is possible to observe the presence of crystals in a protein channel 12 by polarizing microscope optics. 光散乱光学素子を使用する観察ステーションによって結晶の初期の形成、すなわちタンパク質流路12におけるタンパク質凝集体の存在を監視することもできる。 Early formation of crystals by the observation station using light scattering optical element, i.e. the presence of protein aggregates in a protein channel 12 can also be monitored.

観察ステーション60は、各結晶化実験をCCDカメラによってリアルタイムに監視し、偏光光学素子が結晶の存在を検出したり、あるいは光散乱光学素子がタンパク質凝集を検出することを可能にする。 Observation station 60, each crystallization experiment was monitored in real time by a CCD camera, the polarizing optical element to allow the or detect the presence of crystal, or light scattering optical element detects protein aggregation. 結晶化過程、すなわち結晶の良好な形成または結晶の形成の失敗をリアルタイムで監視する能力により、結晶化条件設定アルゴリズムの適応的調整が可能になる。 Crystallization process, i.e. the ability to monitor the failure of formation of good formation or crystals of a real-time, allowing adaptive adjustment of the crystallization condition setting algorithm. 観察ステーション60は、結晶が採取ステーション70にいつ到達するかを予測するために、流れに形成された任意の結晶の速度を測定することもできる。 Observation station 60 can also be used to predict how crystals when reaching the collecting station 70, to measure the velocity of any crystals formed in the flow.

結晶の検出後に、採取ステーション70は、流路12から結晶を抽出することができる。 After detection of the crystals, collecting station 70 can extract crystals from the channel 12. 例示の採取ステーション70は、好適なサブシステムを使用して、結晶を含む一定分量の液体を抽出する。 Exemplary collection station 70, using a suitable subsystem to extract aliquots of a liquid containing crystals. その実施形態が図6に示される例示の採取ステーション70は、その内容が参照により本明細書に組み込まれている米国特許第10/028852号、米国特許第10/027484号、米国特許第10/027516号および米国特許第10/027171号に記載されている微細加工型2ピン/仮想壁システムを備えることができる。 Exemplary collection stations 70 to which the embodiment is shown in FIG. 6, No. 10/028852, the contents of which are incorporated herein by reference, U.S. Pat. No. 10/027484, U.S. Patent No. 10 / it can comprise a microfabricated type 2-pin / virtual wall system described in and U.S. Pat. No. 10/027171 027516. 図6に示されるように、採取ステーション70は、タンパク質流路の内部へのアクセスを提供する、タンパク質流路12の側壁704に形成された開口702と、採取デバイス710とを備える。 As shown in FIG. 6, taken station 70 provides access to the interior of the protein flow path includes an opening 702 formed in the side wall 704 of the protein channel 12, and a collection device 710. 例示的な実施形態によれば、採取デバイスは、毛管サイズの試料取得領域および流路720を画定する、第2のピン712から間隔をおいて配置された第1のピン711を備えた微細加工型2ピンデバイスとして示される毛管捕捉ピンを備える。 According to an exemplary embodiment, sampling device defines a sample acquisition region and the channel 720 of capillary size, fine processing with a first pin 711 which is spaced from the second pin 712 comprising a capillary capture pins, shown as a type 2-pin device. 開口702は、開口内にタンパク質溶液のメニスカスを形成するようにサイズおよび寸法設定されている。 Opening 702 is sized and dimensioned to form a meniscus of the protein solution in the opening. 形成された結晶が開口702付近にあるときに、毛管捕捉ピン710が、開口702を通じてタンパク質流路内部に導入されて、結晶を抽出する。 When the crystals formed are in the vicinity of the opening 702, the capillary capture pin 710, is introduced into a protein channel through the opening 702, to extract the crystals. 毛管捕捉ピン710は、結晶を含む一定体積の液体をタンパク質溶液から吸い取る。 Capillary capture pin 710, soak up a volume of liquid containing the crystals from the protein solution. ピン710の毛管領域720、すなわち2ピンデバイスにおける2つのピン711、712の間隔は、結晶を含む一定分量の液体を毛管作用によって保持する。 Spacing of the capillary region 720, i.e., the two pins in the 2-pin device 711, 712 of the pin 710 holds the aliquot of liquid containing the crystal by capillary action. 次いで、毛管捕捉ピン710は、開口702から取り外され、所望の結晶を含む一定分量の液体を運び去る。 Then, the capillary capture pin 710 is removed from the opening 702, it carries away an aliquot of liquid containing the desired crystals. 本発明によれば、微小流路から物質を抽出するための任意の好適なサブシステムを使用できることを当業者なら認識するであろう。 According to the present invention, those skilled in the art will recognize that the ability to use any suitable subsystem for extracting a substance from the fine channel.

例示的な実施形態によれば、結晶を抽出し、採取デバイス710上の所定の位置で凍結することができるため、凍結と観察のための個別の構造体に結晶を移送する必要がなくなる。 According to an exemplary embodiment, to extract the crystals, it is possible to freeze at a predetermined position on the collection device 710, need to transfer the crystals in a separate structure for freezing and observation is eliminated.

図7に示される本発明の他の実施形態によれば、タンパク質結晶化システムは、タンパク質流路内で形成された結晶に化合物を添加するための浸漬ステーション800を含むこともできる。 According to another embodiment of the present invention shown in FIG. 7, a protein crystallization system may also include an immersion station 800 for adding the compound to crystals formed in protein passage. 浸漬ステーションは、共同因子またはタンパク質リガンド、例えば阻害剤または活性化剤を予め存在する結晶に導入することを可能にする。 Immersion station, makes it possible to introduce cofactor or protein ligand, such as inhibitors or activators present pre-crystallized.

本発明のタンパク質結晶化システムは、10から50ミクロンサイズのタンパク質結晶をナノグラム量のタンパク質から成長させることができるため、数マイクログラムのタンパク質しか利用できないときも、100から1000の条件を試験するタンパク質結晶化試験を行うことが可能である。 Protein crystallization system of the present invention, it is possible to grow a protein crystal from 10 to 50 microns size from nanogram quantities of protein, even when the number micrograms of protein only available, the protein to be tested from 100 to 1000 conditions it is possible to carry out crystallization trials.

タンパク質結晶化システムは、単一流路上で毎秒約1個の速度で結晶化試験を実行できる完全自動化システムを提供する。 Protein crystallization system provides a fully automated system capable of performing crystallization trials per second to about 1 speed single flow path. 該システムは、x線データ収集に向けて、形成箇所から結晶を採取する簡単な自動化可能手段を含む。 The system, toward the x-ray data collection, including a simple automatable means for collecting the crystals from the area where.

本発明は、溶質の交換、例えばタンパク質の塩入または塩析に使用される濾過サブシステムを有する微小流体システムを使用したタンパク質結晶化試験を可能にする。 The present invention is replacement of solutes allows for protein crystallization test using a microfluidic system having a filtration subsystem for use for example in the salted or salted out protein. 本発明のタンパク質結晶化システムは、従来のハイスループット結晶化システムと比べて、高価な試料および試薬の消費量を少なくとも二桁のオーダで低減する。 Protein crystallization system of the present invention, compared to conventional high throughput crystallization system, to reduce at least two orders of magnitude the consumption of expensive sample and reagent. エフェクタ変更サブステーションおよび濾過サブステーションは、極めて単純な構造を有しており、フィルタを基板材料に接着するための適切な接着剤が利用可能な任意のフィルタに適応可能である。 Effector change substation and filtration substation is adaptable very has a simple structure, a suitable adhesive is any filter available for adhering the filter to the substrate material.

タンパク質結晶化チップは、例示されているサブシステムの配列および配置に限定されず、蒸発、濾過、観察および採取サブステーションの異なる配列および配置によって、タンパク質結晶化のいくつかの異なる実施形態を設計できることを当業者なら認識するであろう。 Protein crystallization chip is not limited to the sequence and arrangement of the sub-system illustrated, evaporation, filtration, by different sequences and arrangements of observation and collection substation, can be designed a number of different embodiments of protein crystallization It will recognize those skilled in the art.

一実施形態によれば、図8に示されるように、タンパク質流路12a、12b、12c、12dおよび1つまたは複数のサブステーション40、50、60および/または70をそれぞれ備えた複数の異なるタンパク質結晶化システム10を単一基板100上に配置し、並列動作させることができる。 According to one embodiment, as shown in FIG. 8, the protein passage 12a, 12b, 12c, 12d and one or more sub-stations 40, 50, 60 and / or 70 more different proteins each comprise the crystallization system 10 is disposed on a single substrate 100, it can be operated in parallel. 単一基板上の並列システムを使用することで、処理量が増加するとともに、資源が効果的に利用される。 The use of parallel systems on a single substrate, together with the processing amount increases, the resource is effectively utilized.

他の実施形態によれば、タンパク質結晶化チップ500は、図9に示されるように、直列に配列した複数のタンパク質結晶化システム10a、10bを備えることができる。 According to another embodiment, the protein crystallization chip 500 may comprise, as shown in FIG. 9, a plurality of protein crystallization system 10a which are arranged in series, the 10b. 示されるように、チップ500は、各結晶化システム10を貫通して接続する単一のタンパク質流路120を含む。 As shown, the chip 500 includes a single protein passage 120 connecting through each crystallization system 10. 各システム10に伴うサブステーション40、50、60および/または70は、タンパク質流路120に沿って形成される。 Substation 40, 50, 60 and / or 70 associated with each system 10 is formed along the protein flow path 120. 流路120に沿う各システムは、採取ステーション70における良好な結晶の形態を除いて、目標タンパク質がタンパク質流路120から出るのを防止する。 Each system along the flow path 120, except for the form of good crystals in collecting station 70, the target protein is prevented from exiting the protein passage 120. したがって、蒸発および透析ステーションを含めて、複数のシステムを直列に配置することで、1つの結晶化実験に伴うタンパク質の損失を最小限にする。 Therefore, including evaporation and dialysis stations, by arranging a plurality of systems in series, to minimize the loss of protein with a single crystallization experiments. したがって、第1の結晶化条件群の下で動作する第1のタンパク質結晶化システム10aが結晶を生成しない場合は、流路120内のタンパク質溶液を、流路に沿って直列に配置された他の結晶化システム10bに連続的に流して、同一または異なる結晶化条件群の下で結晶化を試みることができる。 Therefore, if the first protein crystallization system 10a which operates under the first crystallization condition group does not produce crystals, the protein solution flow passage 120, arranged in series along the flow path other in the crystallization system 10b continuously flowed, it is possible to attempt to crystallize under the same or different crystallization condition group. 単一流路は、直列に配置された10から100の結晶化システムを潜在的に有することができる。 Single channel may have from 10 disposed in series with the potential to 100 crystallization system. サブステーションの具体的な配置は、本発明の一実施形態を例示するもので、各タンパク質結晶化システム10は、1つまたは複数の記載のサブステーション40、50、60および70を任意の好適な組合せで備えることができることを当業者なら認識するであろう。 Specific arrangement of the sub-station is intended to illustrate an embodiment of the present invention, the protein crystallization system 10, a suitable one or substations 40, 50, 60 and 70 of a plurality of description of any that can comprise a combination will recognize those skilled in the art.

直列に配列された複数の結晶化システムを備えたタンパク質結晶化チップにおいて、流路内のタンパク質溶液を透析するための透析システムサブシステムなどのエフェクタ設定ステーション40と、タンパク質溶液を後続のシステムに送る前に水を添加するための図9の濃縮システムなどの濾過サブシステムとを含めることによって、タンパク質流路120における条件を各システム10の間で再設定することができる。 In protein crystallization chip having a plurality of crystallization system arranged in series, the effector setting station 40, such as a dialysis system subsystem for dialysis a protein solution in the channel, sends the protein solution to a subsequent system by including a filtering subsystem such as concentration system of Figure 9 for adding water before, a condition in protein passage 120 can be reconfigured between each system 10. 本来の入力条件ではなく、先のシステム出力条件に基づいて新しい結晶化条件を設定するために、任意のシステムにおいてエフェクタ変更サブシステムおよび濃度変更サブシステムを構成することもできることを濾過および透析の技術分野の当業者なら認識するであろう。 Rather than the original input conditions, in order to set a new crystallization conditions based on previous system output conditions, filtration and dialysis that can also be configured effector changes subsystems and density change subsystems in any system technology It will recognize one of ordinary skill in the art. さらに、本発明のフィルタ配置は、結晶化混合物における任意の溶質の蒸発を可能にすることを濾過および透析の技術分野の当業者なら認識するであろう。 Further, the filter arrangement of the invention, will recognize those skilled in the art of filtration and dialysis to allow the evaporation of any solute in the crystallization mixture.

1つまたは複数のタンパク質結晶化システム10の直列配置構造は、各単一結晶化システムにおいて、良好な結晶化以外はタンパク質が消費されない(つまりシステムを出ない)ため、タンパク質の質量当たりの試験の数を増加させる。 Series arrangement of one or more protein crystallization system 10, in each single crystallization system, the protein is not consumed except good crystallization (i.e. not out of the system) for, testing per mass of protein increase the number. 例えば、断面寸法が100um×50umのタンパク質流路に注入されたタンパク質溶液の2mmの注入プラグによって、約100nlのタンパク質溶液が例えば1ナノグラム/ナノリットルの量でシステムに注入される。 For example, cross-sectional dimension by 2mm injection plug of the protein solution was injected into a protein channel of 100um × 50um, is injected into the system in an amount of protein solution is for example 1 nanogram / nanoliter to about 100 nl. 100nlのタンパク質溶液を50のタンパク質結晶化システムの直列配置構造に供給し、わずか100nlのタンパク質溶液を使用して、50の結晶化試験を行うようにすることができる。 The protein solution 100 nl was supplied to a series arrangement of protein crystallization system 50, using a protein solution of only 100 nl, it is possible to perform the crystallization trials 50. 1ナノグラム毎ナノリットルの単位体積当たりの質量ででは、ハイスループットでのタンパク質の利用量は、結晶化試験毎当たり2ナノグラムにすぎない。 The mass per unit volume of 1 nanogram per nanoliter, usage of proteins in a high throughput is only 2 nanograms per each crystallization trials.

他の実施形態によれば、タンパク質結晶化システムを、図10に示されるように、流体輸送環110状に配置して、単一の結晶化システムで複数の結晶化試験を行うようにすることができる。 According to another embodiment, the protein crystallization system, as shown in FIG. 10, be placed in fluid conveying ring 110 form, possible to perform multiple crystallization trials in a single crystallization system can. 流体輸送環は、タンパク質溶液を循環させ、タンパク質結晶化システムを通じて複数回送り戻すことを可能にする。 Fluid transport ring, the protein solution is circulated, enables the return Ri sent multiple times through protein crystallization system. システムを動作させるために、初期のタンパク質溶液を弁1002を通じて注入し、次いで弁1002を閉じる。 To operate the system, the initial protein solution was injected through the valve 1002 and then closing the valve 1002. ポンプ1003は、タンパク質を結晶化するための複数のサブステーション40、50、60、70を含む環状タンパク質流路1200を通じて溶液を循環させるように動作する。 Pump 1003 operates to circulate the solution through the annular protein passage 1200 including a plurality of sub-stations 40, 50, 60, 70 for the crystallization of proteins. 上述したように、エフェクタ設定ステーション40を介してタンパク質溶液中にエフェクタを設定し、その後濃縮ステーション50でタンパク質溶液を濃縮し、その後タンパク質流路に結晶を形成できる。 As described above, setting the effector protein solution through effectors setting station 40, then the protein solution in the concentration station 50 was concentrated to form a crystal subsequent protein passage. 観察ステーション60で結晶化を観察した後に、採取ステーション70で採取できる。 After observing the crystallization observation station 60, it can be collected at collection station 70.

条件が結晶を生成することができない場合は、タンパク質溶液にシステムを逆循環させて、同一または異なる条件群の下で結晶化を試みることができる。 If the condition is not able to produce crystals, is reversely circulated system to the protein solution, it is possible to try to crystallization under the same or different condition group. 示されるように、タンパク質溶液は、ポンプ1003を流れる前に濃縮再設定ステーション1005および緩衝剤再設定ステーション1006を連続的に流れることができる。 As indicated, the protein solution is concentrated resetting station 1005 and a buffer reset station 1006 before flowing pump 1003 can be continuously flows. ポンプ1003は、タンパク質溶液を結晶化システムの上流末端に送り込む。 Pump 1003 feeds the protein solution on the upstream end of the crystallization system. 再循環タンパク質溶液は、タンパク質が最初に注入された同じエフェクタ/緩衝剤条件を有することができる。 Recirculation protein solution, may have the same effector / buffer conditions protein was first injected.

並列、直列および直列環状のタンパク質結晶化システムの動作について説明したが、これらの任意の組合せも本発明の一部であることは、当業者に明確に理解されるであろう。 Parallel has described the operation of the series and the series cyclic protein crystallization system, it will be clearly understood by those skilled in the art any combination thereof are also part of the present invention.

本発明の例示的な実施形態のタンパク質結晶化チップは、方法とデバイスを組み合わせて、タンパク質結晶化のための結晶化物質の蒸発および選択的濾過を制御する。 Exemplary protein crystallization chip embodiment of the present invention, a combination of methods and devices to control the evaporation and selective filtration of the crystallization agent for protein crystallization. 該タンパク質結晶化チップは、従来のハイスループット結晶化方法およびデバイスのすべての利点を保持しながら、その欠点の多くを克服する。 The protein crystallization chip, while retaining all the advantages of conventional high-throughput crystallization methods and devices, overcomes many of the disadvantages. 本発明を用いて、蒸発および透析膜平衡技術により、高質の回折グレード結晶を成長させることができる。 Using the present invention, by evaporation and dialysis membrane equilibrium technique, it is possible to grow a diffraction grade crystal high quality. 本発明は、微小流体システムに不可欠である、横断フィルタ技術と少量動的液体制御を組み合わせる。 The present invention is essential to the microfluidic system, combines cross filter technology and a small amount dynamic liquid control.

本発明のタンパク質結晶化デバイスは、従来技術に比べて著しい利点を提供する。 Protein crystallization device of the present invention provides significant advantages over the prior art. 該タンパク質結晶化システムは、ナノグラム量のタンパク質からピコグラム量の結晶を成長させることを可能にし、従来のハイスループット結晶化システムに比べて、試薬および試料消費量が少なくとも二桁のオーダで低減される。 The protein crystallization system makes it possible to grow crystals of picogram amounts from nanogram quantities of protein, as compared to the conventional high throughput crystallization system, reagent and sample consumption is reduced by at least two orders of magnitude . 本発明は、さらに、制御された密封環境に活性流体システムのカスタマイズネットワークを設計する能力、ならびにレーザ散乱(凝集体形成の監視)および偏光顕微鏡(結晶の存在)によって結晶化実験をリアルタイムで自動的に監視する能力を提供する。 The present invention further automatically the crystallization experiments in real-time by the ability to design a customized network controlled sealed environment to the active fluid system, as well as (monitoring aggregate formation) laser scattering and polarization microscope (presence of crystals) It provides the ability to monitor. 本発明では、ピンシステムまたは他の好適な採取手段を使用して、フラッシュ凍結およびデータ収集に向けて、形成された結晶を容易に採取することができる。 In the present invention, using a pin system or other suitable collection means, toward the flash freezing and data collection, the formed crystals can be easily collected. 本発明は、さらに、バッチ法、液-液法、透析法および蒸発法を介して結晶成長させることを可能にする。 The present invention further batch method, a liquid - liquid method, through a dialysis method and evaporation method makes it possible to crystal growth. 本発明は、結晶成長溶液を正確に混合および分配するために、ラボ・オン・チップ技術を使用する。 The present invention, in order to accurately mix and dispense the crystal growth solution, using a lab-on-a-chip technology. 本発明は、完全に自動化することができ、安価で、コスト効果が高く、使用が容易である。 The present invention can be completely automated, inexpensive, cost-effective and easy to use. タンパク質結晶化チップは、従来の透析膜技術を組み合わせて、微小流体網において溶質の交換および制御蒸発を行うシステムを可能にする。 Protein crystallization chip combines conventional dialysis membrane technology, to enable the system to perform the exchange and control evaporation of the solute in the microfluidic network. タンパク質結晶化チップは、必要な流体体積を最小にする上での微小流体の利点をさらに活かすものである。 Protein crystallization chip is to further take advantage of microfluidic in order to minimize the fluid volume needed.

本発明は、タンパク質の結晶化に限定されず、タンパク質結晶化チップを使用して、核酸および他の生体分子を含むが、それらに限定されない任意の所望の生体分子を結晶化できることを当業者なら認識するであろう。 The present invention is not limited to protein crystallization, using protein crystallization chip, including nucleic acids and other biological molecules, those skilled in the art to be able to crystallize any desired biomolecule, but not limited to, It will recognize.

一実施形態において、本発明の結晶は、同じポリペプチドおよび核酸の異なるスペースグループ、例えば幾何学的形状、対象性または単位細胞である結晶群である。 In one embodiment, the crystals of the present invention is the same polypeptide and different space groups of the nucleic acid, e.g., geometry, crystal group that is the subject, or unit cell. 本発明は、当業者が、従来の技術よりはるかに小量のタンパク質を使用し、はるかに短い時間でより多くの条件をサンプリングすることを可能にする。 The present invention, those skilled in the art, using conventional techniques from a much small amount of protein, making it possible to sample more conditions in a much shorter time. これらの向上により、同一のタンパク質の異なる結晶形態が識別される可能性が高くなる。 These improvements, is likely to different crystalline forms of the same protein are identified. よって、本発明は、少なくとも一部に、すべてが同一の非溶媒分子、例えばタンパク質、核酸、共同因子または基質を含むことによって関連づけられる3、4、5、6、7、8、9、10、15、20または25の構成要素を含む構造体群である。 Accordingly, the present invention is, at least in part, all the same non-solvent molecules, such as proteins, associated by including nucleic acid, a cofactor or substrate 7, 8, 9, 10, 15, 20 or structure group include components 25.

例示的な実施形態に関して本発明を説明した。 The present invention has been described with reference to exemplary embodiments. 本発明の範囲を逸脱することなく上記構成に一定の変更を加えることができるため、上記説明に含まれ、添付の図面に示されるすべての内容は、例示的なものであって、限定的な意味をもたないものと解釈されるべきである。 It is possible to add certain changes in the above constructions without departing from the scope of the present invention, is contained in the above description, all the contents shown in the accompanying drawings are exemplary, limiting It should be interpreted as having no meaning.

添付の請求項は、本明細書に記載されているすべての一般的かつ具体的な特徴、ならびに言語の問題によりその間にあると見なされうる本発明の範囲のすべての記述を網羅するものであるということも理解されるべきである。 The appended claims are intended to cover all statements of the scope of the present invention that all common and specific features described herein, as well as the language in question may be considered to be in between it should also be understood that.

本発明の例示的な実施形態の結晶化システムの概略図である。 It is a schematic diagram of a crystallization system of an exemplary embodiment of the present invention. 本発明の代替的な実施形態による結晶化システムを示す図である。 It is a diagram showing a crystallization system according to an alternative embodiment of the present invention. 結晶化システムのタンパク質の詳細図である。 It is a detailed view of protein crystallization system. (a)結晶化システムのエフェクタ変更ステーションを示す図である。 (A) is a diagram showing the effector change station crystallization system. (b)結晶化システムのエフェクタ変更ステーションを示す図である。 (B) is a diagram showing the effector change station crystallization system. 本発明の例示的な実施形態のタンパク質結晶化システムの採取ステーションの例示的な実施形態を示す図である。 Is a diagram illustrating an exemplary embodiment of a sampling station of the exemplary embodiments of protein crystallization system of the present invention. 本発明のタンパク質結晶化システムにおける濃度変更ステーションの実施形態を示す図である。 In protein crystallization system of the present invention is a diagram showing an embodiment of a density change station. 本発明のタンパク質結晶化システムにおける濃度変更ステーションの他の実施形態を示す図である。 It is a view showing another embodiment of a density change station in protein crystallization system of the present invention. 浸漬ステーションを含む結晶化システムを示す図である。 It is a diagram showing a crystallization system comprising dipping station. 並列に並ぶ複数の結晶化システムを含む微小流体チップを示す図である。 It is a diagram illustrating a microfluidic chip comprising a plurality of crystallization systems arranged in parallel. 直列に並ぶ複数の結晶化システムを含む微小流体チップを示す図である。 It is a diagram illustrating a microfluidic chip comprising a plurality of crystallization systems arranged in series. 複数の結晶化処理を実施するための環状結晶化システムを含む微小流体チップを示す図である。 It is a diagram illustrating a microfluidic chip comprising a cyclic crystallization system for carrying out a plurality of crystallization treatment.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10 結晶化システム 10 crystallization system
12、120 タンパク質流路 12,120 protein channel
14 緩衝剤流路 14 buffering agent passage
40 エフェクタ設定サブステーション 40 effector set sub-station
50 濃度変更サブステーション 50 concentration change sub-station
52 濾過膜 52 filtration membrane
56、58、515 濾過チャンバ 56,58,515 filtration chamber
60 観察ステーション 60 observation stations
70 採取ステーション 70 collection station
500 蒸発サブステーション 500 evaporation sub-station
502 局所ヒータ 502 local heater
510 濾過ステーション 510 filtration station
520 タンパク質不透過膜 520 protein-impermeable membrane
710 採取デバイス 710 collection device
720 毛管サイズ試料取得領域または流路 720 capillary size sample acquisition regions or channels
800 浸漬ステーション 800 dipping station
1002 弁 1002 valve
1003 ポンプ 1003 pump
1005 濃度再設定ステーション 1005 Concentration re-set station
1006 緩衝剤再設定ステーション 1006 buffer re-set station
1200 環状タンパク質流路 1200 annular protein channel

Claims (46)

  1. 生体分子を結晶化させる方法であって、 Biomolecules A method for crystallizing,
    結晶化される生体分子を含む生体分子溶液を生体分子流路に流す工程と、 The biomolecule solution containing the biomolecules to be crystallized and step of flowing the biomolecules channel,
    前記生体分子流路内の膜を通して前記生体分子溶液を透析して、前記生体分子の結晶を形成する工程とを含む方法。 The method wherein the biomolecule solution through the membrane of the biomolecule flow path and dialyzed, and forming a crystal of the biomolecule.
  2. 前記生体分子溶液を透析する前記工程は、タンパク質溶液にエフェクタを設定して、前記生体分子の結晶化を促進する請求項1に記載の方法。 The process, the protein solution by setting the effector method according to claim 1 for promoting the crystallization of the biomolecule dialyzing the biomolecule solution.
  3. 前記エフェクタは、前記膜を通して交換されるイオンを含む請求項2に記載の方法。 The effector method of claim 2 comprising the ions to be exchanged through the membrane.
  4. 前記エフェクタは、前記タンパク質溶液のpHを含む請求項2に記載の方法。 The effector method of claim 2 including the pH of the protein solution.
  5. 前記エフェクタは、前記タンパク質溶液の温度を含む請求項2に記載の方法。 The effector method of claim 2 including a temperature of the protein solution.
  6. 前記エフェクタは、膜を通して前記タンパク質溶液と交換される洗剤を含む請求項2に記載の方法。 The effector method of claim 2 comprising a detergent to be exchanged with the protein solution through the membrane.
  7. 結晶の形成を観察する工程をさらに含む請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising the step of observing the formation of crystals.
  8. 観察中に形成された前記結晶を採取する工程をさらに含む請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising the step of collecting the formed during the observation the crystal.
  9. x線回折に向けて前記結晶を凍結させる工程をさらに含む請求項1に記載の方法。 The method of claim 1, further comprising the step of freezing the crystals towards the x-ray diffraction.
  10. 生体分子を結晶化する方法であって、 A method of crystallizing a biomolecule,
    結晶化される生体分子を含む生体溶液を生体分子流路に流す工程と、 The biological solution containing the biomolecules to be crystallized and step of flowing the biomolecules channel,
    前記生体分子流路に沿って形成された濃縮ステーションで前記生体分子溶液から溶媒を除去することによって前記生体分子を濃縮する工程とを含む方法。 Method comprising the step of concentrating the biological molecule by removing the solvent from the biomolecule solution with concentrated stations formed along the biomolecule channel.
  11. 前記濃縮工程は、前記生体分子流路の側壁に形成された開口を通じて、前記生体分子溶液から前記溶媒を蒸発させることを含む請求項10に記載の方法。 The concentration step, through an opening formed in a side wall of the biomolecule channel, The method of claim 10 comprising evaporating said solvent from said biomolecule solution.
  12. 前記濃縮工程は、生体分子不透過膜を通して前記生体分子溶液を濾過して、前記生体分子溶液から溶媒を除去することを含む請求項10に記載の方法。 The concentration step, the biomolecule solution through the biomolecule impermeable membrane by filtration, The method of claim 10 comprising removing the solvent from the biomolecule solution.
  13. 結晶の形成を観察する工程をさらに含む請求項10に記載の方法。 The method of claim 10, further comprising the step of observing the formation of crystals.
  14. 観察中に形成された前記結晶を採取する工程をさらに含む請求項10に記載の方法。 The method of claim 10, further comprising the step of collecting the formed during the observation the crystal.
  15. x線回折に向けて前記結晶を凍結させる工程をさらに含む請求項10に記載の方法。 The method of claim 10, further comprising the step of freezing the crystals towards the x-ray diffraction.
  16. 生体分子を結晶化させる方法であって、 Biomolecules A method for crystallizing,
    結晶化される生体分子を含む生体分子溶液を生体分子流路に流す工程と、 The biomolecule solution containing the biomolecules to be crystallized and step of flowing the biomolecules channel,
    膜を通して前記生体分子溶液を透析して、前記生体分子溶液中にエフェクタを設定する工程と、 Dialyzed the biomolecule solution through the membrane, and setting the effector to the biomolecule solution,
    前記生体分子流路に沿って形成された濃縮ステーションで前記生体分子溶液から溶媒を除去することによって、前記生体分子の結晶を前記生体流路内に形成する工程とを含む方法。 By removing the solvent from the biomolecule solution with concentrated stations formed along the biomolecule channel, the method comprising the steps of forming a crystal of the biomolecule to the living body passage.
  17. 結晶の形成を観察する工程をさらに含む請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, further comprising the step of observing the formation of crystals.
  18. 観察中に形成された前記結晶を採取する工程をさらに含む請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, further comprising the step of collecting the formed during the observation the crystal.
  19. x線回折に向けて前記結晶を凍結させる工程をさらに含む請求項16に記載の方法。 The method of claim 16, further comprising the step of freezing the crystals towards the x-ray diffraction.
  20. 生体分子を結晶化するためのシステムであって、 A system for crystallizing a biomolecule,
    基板と、 And the substrate,
    結晶化される生体分子を含む生体分子溶液を搬送するための、前記基板に形成された微小流路と、 For conveying the biomolecule solution containing the biomolecules to be crystallized, and the minute flow path formed in the substrate,
    前記生体分子の結晶化を促進するために前記生体分子溶液を濃縮するための、第1の微小流路に沿って前記基板に形成された濃縮ステーションとを備えたシステム。 The biomolecule solution to concentrate, system comprising a concentrate station formed in the substrate along a first micro-channel in order to promote crystallization of the biomolecule.
  21. 生体分子を結晶化するためのシステムであって、 A system for crystallizing a biomolecule,
    膜の第1の側面上の第1のチャンバと膜の第2の側面上の第2のチャンバとの間で溶質を交換するための膜と、 A membrane for exchanging solutes between the second chamber on the second side of the first on the side the first chamber and the membrane of the membrane,
    結晶化させる生体分子を含む生体分子溶液を前記第1のチャンバに輸送するための第1の微小流路と、 First and microchannels for transporting biomolecule solution to said first chamber containing a biomolecule to be crystallized,
    緩衝剤溶液を前記第2のチャンバに供給するための第2の微小流路であって、前記生体分子溶液は、前記緩衝剤溶液と溶媒を交換して、結晶化を促進する第2の微小流路と、 Buffer solution and a second fine channel for feeding to said second chamber, the biomolecule solution is to replace the buffer solution and the solvent, a second fine that promotes crystallization and the flow path,
    前記生体分子溶液に流れを含めるための、前記第1の微小流路と連通する第1の流動源とを備えたシステム。 System wherein the biomolecule solution to include a flow in, and a first fluid source to the communication with the first micro-channel.
  22. 生体分子を結晶化するためのシステムであって、 A system for crystallizing a biomolecule,
    基板と、 And the substrate,
    結晶化される分子を含む生体分子溶液を搬送するための基板内の第1の微小流路と、 A first fine channel in the substrate for conveying the biomolecule solution containing the molecules to be crystallized,
    前記分子の結晶化を促進するための緩衝剤溶液を搬送するための、前記第1の微小流路を横切る第2の微小流路と、 A second fine channel crossing for transferring the buffer solution to promote crystallization of the molecules, the first micro-channel,
    前記第2の微小流路と連通する、前記基板に形成された穴と、 Communicating with the second micro-channel, a hole formed in the substrate,
    前記第1の微小流路と前記第2の微小流路との間で溶質を交換するための膜と、 A membrane for exchanging solutes between said first micro channel and said second micro channel,
    結晶化チャンバを定める、前記膜の上方に配置されたキャップとを備えたシステム。 Determining the crystallization chamber, and a cap disposed above the membrane system.
  23. 生体分子を結晶化するための微小流体チップであって、 A microfluidic chip for crystallizing a biomolecule,
    基板と、 And the substrate,
    前記生体分子の結晶化を促進するために結晶化させる前記生体分子を含む生体分子溶液中にエフェクタを設定するための、前記基板に形成されたエフェクタ設定サブステーションと、 For setting the effector biomolecule solution containing the biological molecule to be crystallized to facilitate the crystallization of the biomolecule, and effector setting substation formed on the substrate,
    前記生体分子溶液を濃縮するための、前記基板に形成された濃縮サブステーションと、 For concentrating the biomolecule solution, and concentrated substation formed on the substrate,
    前記生体分子溶液中に形成された結晶を検出するための、前記基板に形成された検出サブステーションと、 And the biomolecule solution to detect the formed crystals during the detection substation formed on said substrate,
    前記結晶を前記微小流体チップから取り出すための採取サブステーションとを備えた微小流体チップ。 Microfluidic chip with a sampling sub-station for taking out the crystals from the microfluidic chip.
  24. 生体分子を結晶化するためのシステムであって、 A system for crystallizing a biomolecule,
    生体分子溶液が流れる主流路と、 A main channel which the biomolecule solution flows,
    前記生体分子の結晶化を促進するために、緩衝剤溶液と前記生体分子溶液の間で特定サイズの溶質を選択的に交換するための、前記主流路に沿って形成されたエフェクタ設定ステーションと、 To promote crystallization of the biomolecule, for selectively replacing the specific size of the solute between said buffer solution biomolecule solution, and effector setting station that is formed along the main passage,
    溶媒を前記生体分子溶液から制御除去するための、前記主流路に沿って形成された濃縮ステーションと、 The solvent for controlling removed from the biomolecule solution, and concentrated stations which are formed along the main passage,
    前記主流路内に形成された結晶を観察するための観察ステーションと、 An observation station for observing the formed within the main flow channel crystals,
    形成された結晶を前記主流路から取り出すための結晶採取ステーションとを備えたシステム。 System including a crystal collection station for removal from the main channel the formed crystals.
  25. 生体分子を結晶化するための結晶化システムであって、 A crystallization system for crystallizing a biomolecule,
    基板と、 And the substrate,
    結晶化される生体分子を含む生体分子溶液を搬送するための生体分子流路と、 And the biomolecule flow path for conveying the biomolecule solution containing the biomolecules to be crystallized,
    生体分子を結晶化するための、前記生体分子流路に沿って直列に形成された複数の結晶化領域とを備えた結晶化システム。 Crystallization system having for crystallizing a biomolecule, and a plurality of crystallized regions formed in series along the biomolecule channel.
  26. 前記生体分子溶液が各結晶化領域を通過した後に前記生体分子流路内に条件を再設定するための、各結晶化領域の間の1つまたは複数の条件再設定サブステーションをさらに備えた請求項25に記載のシステム。 Claims wherein the biomolecule solution is to re-set the condition to the biomolecule flow path after passing through the crystallization region, further comprising one or more conditions resetting substations between each crystallization region the system according to claim 25.
  27. 前記生体分子の結晶化を観察するための、前記生体分子流路に沿って形成された観察ステーションをさらに備えた請求項25に記載のシステム。 The system according to the to observe crystallization of biomolecules, claim 25, further comprising a biomolecule channel observation station formed along a.
  28. 形成された結晶を前記流路から抽出するための、前記生体分子流路に沿って形成された採取ステーションをさらに備えた請求項25に記載のシステム。 The system of claim 25, the formed crystals for extracting from said flow path, further comprising a collection station which is formed along the biomolecule channel.
  29. 生体分子を結晶化するためのシステムであって、 A system for crystallizing a biomolecule,
    前記生体分子で形成された結晶を搬送するための流路と、 A channel for conveying the formed biomolecule crystal,
    前記結晶を観察するための、前記流路に沿って形成された観察ステーションとを備えたシステム。 System with the for observing the crystal, and an observation station that is formed along the flow path.
  30. 前記結晶を前記流路から取り出すための採取ステーションをさらに備えた請求項29に記載のシステム。 The system according to the crystal to claim 29, further comprising a collection station for removal from the channel.
  31. 前記採取ステーションは、 The collection station,
    前記流路の側壁に形成された開口と、 An opening formed in the side wall of the channel,
    ピン上に結晶を取得するために前記開口に挿入されるように構成された採取ピンとを備える請求項30に記載のシステム。 The system of claim 30 and a configured harvested pins to be inserted into the opening in order to obtain a crystal on a pin.
  32. 前記採取ピンは、第1の先端と、前記第1の先端から間隔をおいて配置されて、前記結晶を保持するための結晶取得領域を形成する第2の先端とを備える請求項31に記載のシステム。 The sampling pin, a first tip, is spaced from said first tip, according to claim 31 and a second tip which forms a crystalline acquisition area for holding said crystal system.
  33. 結晶を処理する方法であって、 A method for processing a crystal,
    流路内に結晶を形成すること、 Forming a crystal in the flow path,
    採取デバイスを使用して前記結晶を前記流路から取り出すこと、および 前記採取デバイス上で前記結晶を凍結させることを含む方法。 How to Use sampling device to retrieve the crystals from the flow path, and that the freezing said crystal on said collection device.
  34. 第1の先端を有する第1のピンと、前記第1の先端から間隔をおいて配置されて、前記結晶を保持するための結晶取得領域を形成する第2の先端を有する第2のピンとを備える請求項33に記載の方法。 Comprises a first pin having a first tip, is spaced from said first tip and a second pin having a second distal end forming a crystalline acquisition area for holding said crystal the method of claim 33.
  35. 生体分子を結晶化するための微小流体システムであって、 A microfluidic system for crystallizing a biomolecule,
    生体分子溶液を搬送するための、基板に形成された生体分子流路と、 For conveying the biomolecule solution, and the biomolecule passage formed in the substrate,
    前記生体分子溶液中の生体分子の結晶化を促進するための、前記生体分子流路に沿って形成された第1結晶化領域と、 Said to promote crystallization of biomolecules biomolecule solution, first crystallized region formed along the biomolecule channel,
    前記生体分子溶液中の生体分子の結晶化を促進するための、前記生体分子流路に沿って、前記第1の結晶化領域と直列に形成された第2の結晶化領域とを備えた微小流体システム。 It said to promote crystallization of biomolecules biomolecule solution along the biomolecule channel, and a first crystallized region and the second crystal regions formed in series minute fluid system.
  36. 前記生体分子溶液を透析するための、前記第1の結晶化領域と前記第2の結晶化領域との間に形成された透析ステーションをさらに備えた請求項35に記載のシステム。 The biomolecule solution for dialysis of claim 35, further comprising a dialysis stations formed between the first crystallized region and the second crystallized region system.
  37. 生体分子結晶化システムを製造する方法であって、 A method for fabricating a biomolecule crystallization system,
    基板を設けること、 Providing a substrate;
    前記基板に流路を形成すること、および 前記流路内の生体分子溶液を処理するためのサブステーションを前記流路に沿って設けることを含む方法。 How it, and the sub-stations for processing the biomolecule solution of the flow channel comprises providing along said flow path to a flow path on the substrate.
  38. 薬物を設計するようにタンパク質結晶構造体群から導かれたパラメータを利用することを含む集合的な合理的薬物設計方法。 Collective rational drug design methods including the use of parameters derived from the protein crystal structure group to design a drug.
  39. 改良は、タンパク質構造体群の使用を含む合理的薬物設計方法。 Improvement, rational drug design methods including the use of a protein structure group.
  40. 統合比が1:2500未満である結晶化ポリペプチド。 Integration ratio of 1: Crystallization polypeptide is less than 2500.
  41. 動的条件下で形成された結晶化ポリペプチド。 Formed under dynamic conditions was crystallized polypeptide.
  42. 構造決定に有効である請求項41に記載の結晶化ポリペプチド。 Crystallization polypeptide of claim 41 which is effective for the structure determination.
  43. 請求項1の方法を用いて形成された結晶化ポリペプチド。 Crystallization polypeptides formed using the method of claim 1.
  44. 構造決定に有効である請求項43に記載の結晶化ポリペプチド。 Crystallization polypeptide of claim 43 which is effective for the structure determination.
  45. 静的条件下で形成される請求項43に記載の結晶化ポリペプチド。 Crystallization polypeptide of claim 43 which is formed under static conditions.
  46. 動的条件下で形成される請求項43に記載の結晶化ポリペプチド。 Crystallization polypeptide of claim 43 which is formed under dynamic conditions.

JP2004534822A 2002-09-09 2003-09-09 Microfluidic chip for biological molecules crystallize Pending JP2005538163A (en)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US40948902P true 2002-09-09 2002-09-09
US41068502P true 2002-09-13 2002-09-13
US42762002P true 2002-11-19 2002-11-19
US10/329,018 US6878271B2 (en) 2002-09-09 2002-12-23 Implementation of microfluidic components in a microfluidic system
US10/328,931 US6849459B2 (en) 2002-09-09 2002-12-23 Microfluidic chip for biomolecule crystallization
PCT/US2003/028513 WO2004023106A1 (en) 2002-09-09 2003-09-09 Microfluidic chip for biomolecule crystallization

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005538163A true JP2005538163A (en) 2005-12-15

Family

ID=31982700

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004534822A Pending JP2005538163A (en) 2002-09-09 2003-09-09 Microfluidic chip for biological molecules crystallize

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP1546672A4 (en)
JP (1) JP2005538163A (en)
AU (1) AU2003270552A1 (en)
CA (1) CA2498332A1 (en)
WO (1) WO2004023106A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005537923A (en) * 2002-09-09 2005-12-15 サイトノーム インコーポレーテッド Implementation of microfluidic components in the micro flow system
WO2011115223A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 独立行政法人理化学研究所 Method for searching for condition for crystallization of biopolymer, and device for the method

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7314516B2 (en) * 2004-12-29 2008-01-01 Five Star Technologies, Inc. Hydrodynamic cavitation crystallization device and process
WO2009150549A2 (en) * 2008-06-13 2009-12-17 Spinx, Inc. Microfluidic devices and methods for proteins crystallization and in situ x-ray diffraction
FR3044685A1 (en) * 2015-12-02 2017-06-09 Univ Joseph Fourier - Grenoble 1 Microfluidic chip for the crystallization of molecules, process for preparing the same, device comprising same, and process for crystallizing molecules

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06172381A (en) * 1992-12-07 1994-06-21 Fujitsu Ltd Apparatus for crystallizing biopolymer
WO2001075415A2 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Micronics, Inc. Protein crystallization in microfluidic structures
JP2004536004A (en) * 2001-04-06 2004-12-02 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー High-throughput screening of crystallization of the material

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5641681A (en) * 1995-04-17 1997-06-24 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Device and method for screening crystallization conditions in solution crystal growth
JP3360584B2 (en) * 1997-10-31 2002-12-24 住友金属工業株式会社 Crystal growth apparatus
US20020164812A1 (en) * 1999-04-06 2002-11-07 Uab Research Foundation Method for screening crystallization conditions in solution crystal growth
US7195670B2 (en) * 2000-06-27 2007-03-27 California Institute Of Technology High throughput screening of crystallization of materials
US6994749B2 (en) * 2001-06-08 2006-02-07 Syrrx, Inc. Microfluidic device for parallel delivery and mixing of fluids

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06172381A (en) * 1992-12-07 1994-06-21 Fujitsu Ltd Apparatus for crystallizing biopolymer
WO2001075415A2 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Micronics, Inc. Protein crystallization in microfluidic structures
JP2004536004A (en) * 2001-04-06 2004-12-02 カリフォルニア インスティチュート オブ テクノロジー High-throughput screening of crystallization of the material

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005537923A (en) * 2002-09-09 2005-12-15 サイトノーム インコーポレーテッド Implementation of microfluidic components in the micro flow system
WO2011115223A1 (en) * 2010-03-18 2011-09-22 独立行政法人理化学研究所 Method for searching for condition for crystallization of biopolymer, and device for the method
JPWO2011115223A1 (en) * 2010-03-18 2013-07-04 独立行政法人理化学研究所 Crystallization conditions of a biopolymer probe method and apparatus for use therein

Also Published As

Publication number Publication date
AU2003270552A1 (en) 2004-03-29
EP1546672A1 (en) 2005-06-29
EP1546672A4 (en) 2008-06-25
WO2004023106A1 (en) 2004-03-18
CA2498332A1 (en) 2004-03-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bonner et al. [96] Isolation and characterization of chromosomal nucleoproteins
McPHERSON Review Current approaches to macromolecular crystallization
Lindström et al. Overview of single-cell analyses: microdevices and applications
DE69303898T3 (en) Fluessigkeitsbehandlung in microfabricated analytical devices
CN1973197B (en) A diagnostic system for carrying out a nucleic acid sequence amplification and detection process
EP1861071B1 (en) Deliver of molecules to a lipid bilayer
Bergfors Protein crystallization
US20110165562A1 (en) Method for separating an analyte from a sample
US20020045246A1 (en) Device for lysing cells, spores, or microorganisms
EP1399605B1 (en) Processor controlled system and method for mixing and delivering solutions
CN101111756B (en) Pressure regulated continuously variable volume container for fluid delivery
US9243288B2 (en) Cartridge with lysis chamber and droplet generator
US6455325B1 (en) Liquid processing method making use of pipette device and apparatus for same
US5641681A (en) Device and method for screening crystallization conditions in solution crystal growth
US10054961B2 (en) Methods for manipulating spacing between microdroplets flowing in a microfluidic system
JP3989964B2 (en) Integrated microfluidic element
Otálora et al. Counterdiffusion methods applied to protein crystallization
US20090235990A1 (en) Monodisperse Microdroplet Generation and Stopping Without Coalescence
DE60034033T2 (en) A device for screening of crystallizing conditions for growing crystals in solutions
EP1179585B1 (en) Device and method for lysis
US20110086377A1 (en) Bead Manipulations on a Droplet Actuator
Park et al. Microfluidic culture platform for neuroscience research
US20060105461A1 (en) Nanopore analysis system
US7998436B2 (en) Multiwell droplet actuator, system and method
US9180453B2 (en) Method and apparatus for the discretization and manipulation of sample volumes

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20060823

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091104

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20100330