JP2008309617A - Protein crystalizing device - Google Patents

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Osamu Maehara
修 前原
Kaoru Terasawa
薫 寺澤
Nozomi Shibuya
望 渋谷
Mineo Ito
峰雄 伊藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a weighing means capable of easily weighing the dispensed amount of a protein-containing sample. <P>SOLUTION: The means for weighing the dispensed amount of the protein-containing sample has two or more weighing recesses different in volume. The weighing recesses are preferably arranged in order of volume. The volume of each weighing recess is preferably within a range from 0.001 to 2 μl. Further preferably, the shape of the weighing recesses is hemispherical or cylindrical. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、蛋白質の結晶化あるいは結晶化条件のスクリーニングを行うための装置及びその方法に関する。   The present invention relates to an apparatus and method for crystallization of proteins or screening for crystallization conditions.

近年、蛋白質の立体構造と蛋白質の機能との関係を明らかにすることにより、それをコードする遺伝子の機能を解明しようとする、構造ゲノム科学と呼ばれる研究が行われている。   In recent years, research called structural genomics has been conducted in an attempt to elucidate the function of a gene that encodes a protein by clarifying the relationship between the three-dimensional structure of the protein and the function of the protein.

蛋白質の立体構造の解析は、通常、解析しようとする蛋白質の結晶化条件をスクリーニングした後、最適な結晶化条件における結晶化を実施し、その後得られた結晶をX線構造解析に供することにより行われている。ここで、蛋白質の結晶化条件をスクリーニングする過程においては、立体構造解析を行うのに十分に良好な結晶を得る条件を決定するまでに、多くの時間と多量の蛋白質含有試料を費やしており、立体構造解析におけるボトルネックとなっている。   The analysis of the three-dimensional structure of a protein usually involves screening the crystallization conditions of the protein to be analyzed, performing crystallization under optimal crystallization conditions, and then subjecting the obtained crystals to X-ray structural analysis. Has been done. Here, in the process of screening protein crystallization conditions, a lot of time and a large amount of protein-containing samples are spent before determining conditions for obtaining sufficiently good crystals for conducting a three-dimensional structure analysis. It is a bottleneck in 3D structure analysis.

このことに対し、蛋白質の結晶化条件のスクリーニング、あるいは結晶化を迅速に、より微量のサンプルで行うために、種々の蛋白質結晶化用装置や結晶化方法、結晶化スクリーニング方法が提案されている。   On the other hand, various protein crystallization apparatuses, crystallization methods, and crystallization screening methods have been proposed in order to perform screening of protein crystallization conditions or to perform crystallization quickly and in a smaller amount of sample. .

本発明者らの一部も蛋白質の結晶化条件のスクリーニングを迅速に、かつ微量のサンプルで経済的に行うことを目的として、結晶化実験をマイクロアレイ型のチップ上で行うような結晶化用装置を提案している(例えば、特許文献1及び特許文献2参照。)。   Some of the present inventors have also conducted a crystallization experiment on a microarray-type chip for the purpose of quickly and economically screening protein crystallization conditions with a small amount of sample. (For example, refer to Patent Document 1 and Patent Document 2).

特許文献1及び特許文献2に記載の発明では、蛋白質の結晶化条件のスクリーニングは、マイクロアレイを使用することにより行われる。そして、そのマイクロアレイは、貫通孔により形成された各区画内にゲル状物が保持されており、各ゲル状物には、複数の種類及び濃度の蛋白質結晶化剤が含まれている。このようなマイクロアレイを蛋白質含有試料と接触させることにより、一度に複数の結晶化条件をスクリーニングすることができる。さらに、微量の蛋白質含有試料で実施することができ、非常に効率的である。マイクロアレイを蛋白質含有試料と接触させる手段としては、所望の容量に合わせた貫通孔を有する専用の補助治具、ピペッタのような一般的な分注器具、自動分注装置等が挙げられるが、マイクロアレイに保持される区画数が多くなるほど、自動分注装置が簡便性と迅速性の点で最も有利である。   In the inventions described in Patent Document 1 and Patent Document 2, screening for protein crystallization conditions is performed by using a microarray. In the microarray, a gel-like material is held in each section formed by the through-hole, and each gel-like material contains a plurality of types and concentrations of protein crystallizing agents. By contacting such a microarray with a protein-containing sample, a plurality of crystallization conditions can be screened at one time. Furthermore, it can be carried out with a very small amount of protein-containing sample, which is very efficient. Examples of means for bringing the microarray into contact with the protein-containing sample include a dedicated auxiliary jig having a through-hole adapted to a desired capacity, a general dispensing instrument such as a pipetter, an automatic dispensing device, etc. The more the number of compartments held in the container, the more advantageous is the automatic dispensing device in terms of simplicity and speed.

WO03/053998号パンフレットWO03 / 053998 pamphlet 特開2005−58889号公報JP 2005-58889 A

様々なメーカーから発売されている自動分注装置は、分注量を調節する機構も様々であるが、一般には用いる液剤の粘度により分注量が変化する。そのため、自動分注装置自体には検量線の設定がなく、用いる液剤に合わせてユーザーが検量線を設定しているのが現状である。蛋白質の結晶化等に用いられる蛋白質含有試料は、その種類や濃度が広範囲に及び、したがってその粘度も広範囲に及ぶ。蛋白質の結晶化等のように蛋白質含有試料の正確な分注が必要な用途においては、蛋白質含有試料を変更する都度、その分注量を秤量し、自動分注装置を調節する必要がある。   The automatic dispensing devices sold by various manufacturers have various mechanisms for adjusting the dispensing amount, but generally the dispensing amount varies depending on the viscosity of the liquid used. Therefore, the automatic dispensing device itself does not have a calibration curve, and the user currently sets a calibration curve according to the liquid used. Protein-containing samples used for protein crystallization have a wide range of types and concentrations, and thus a wide range of viscosities. In applications that require accurate dispensing of protein-containing samples, such as protein crystallization, each time a protein-containing sample is changed, it is necessary to weigh the dispensed amount and adjust the automatic dispensing device.

このとき、分注量の秤量は天秤等を用いて蛋白質含有試料の質量を測定するのが一般的であるが、蛋白質の結晶化等においては1滴の分注量が0.5μl以下と微量であるため、一般的に普及している最小表示0.1mgの電子天秤で精度の高い秤量を行うには、10〜100滴程度分注した総質量を測定し、得られた総質量から1滴の分注量を計算して求める必要がある。このように、従来の分注量の秤量方法は極めて煩雑である。また、蛋白質含有試料は高価且つ貴重な生体サンプルの場合もあり、そのような場合には自動分注装置の調節に多量の蛋白質含有試料を消費することを避けることが好ましい。   At this time, the dispensing amount is generally measured by measuring the mass of the protein-containing sample using a balance or the like. However, in the crystallization of the protein, the dispensing amount of one drop is as small as 0.5 μl or less. Therefore, in order to perform high-precision weighing with an electronic balance with a minimum display of 0.1 mg that is generally popular, the total mass dispensed about 10 to 100 drops is measured, and 1 from the total mass obtained is measured. It is necessary to calculate the amount of drops dispensed. As described above, the conventional method of weighing the dispensing amount is extremely complicated. The protein-containing sample may be an expensive and valuable biological sample. In such a case, it is preferable to avoid consuming a large amount of the protein-containing sample for the adjustment of the automatic dispensing device.

このような状況の下、蛋白質含有試料の分注量を簡便に秤量することができる、秤量手段が求められていた。   Under such circumstances, there has been a demand for a weighing means that can easily weigh a dispensed amount of a protein-containing sample.

本発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、蛋白質含有試料の分注量を秤量するために、容積の異なる2以上の秤量用凹部を有する秤量手段を用いることで、分注量を簡便に秤量することができることなどを見出し、本発明を完成させた。
すなわち、本発明は、以下の通りである。
As a result of intensive investigations, the present inventors have used a weighing means having two or more weighing recesses having different volumes in order to weigh the dispensing amount of a protein-containing sample, thereby simplifying the dispensing amount. The present invention has been completed by finding out that it can be weighed.
That is, the present invention is as follows.

(1) 蛋白質含有試料の分注量を秤量する手段であって、容積の異なる2以上の秤量用凹部を有する、秤量手段。
(2) 秤量用凹部が容積順に並べられたものである、上記(1)に記載の秤量手段。
(3) 各秤量用凹部の容積が0.001μl〜2μlの範囲内のものである、上記(1)又は(2)に記載の秤量手段。
(4) 秤量用凹部の形状が半球状又は円柱状である、上記(1)〜(3)のいずれか1項に記載の秤量手段。
(5) 上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の秤量手段と、2以上の凹部を有する蛋白質結晶化用マイクロアレイとを備える、蛋白質結晶化用装置。
(6) 2以上の凹部を有する蛋白質結晶化用マイクロアレイを配置する第1のプレートと、前記蛋白質結晶化用マイクロアレイの凹部に対応する凹部を有する第2のプレートとを備える、上記(5)に記載の装置。
(7) 秤量手段が第1のプレート及び/又は第2のプレートに備えられたものである、上記(6)に記載の装置。
(8) 上記(1)〜(4)のいずれか1項に記載の手段の凹部のそれぞれに、蛋白質含有試料を分注し、分注した試料がすりきり状態を呈した秤量用凹部の容積を、蛋白質含有試料の分注量とする、蛋白質含有試料の分注量の秤量方法。
(9) 上記(8)に記載の秤量方法により秤量された分注量に基づき分注装置の分注量を調節し、当該分注量を調節した分注装置を用いて、蛋白質含有試料の分注を行う、蛋白質含有試料の分注方法。
(1) A weighing means for weighing a dispensing amount of a protein-containing sample, the weighing means having two or more weighing recesses having different volumes.
(2) The weighing means according to (1) above, wherein the weighing recesses are arranged in order of volume.
(3) The weighing means according to (1) or (2), wherein the volume of each weighing recess is in the range of 0.001 μl to 2 μl.
(4) The weighing means according to any one of (1) to (3), wherein the weighing recess has a hemispherical or cylindrical shape.
(5) A protein crystallization apparatus comprising the weighing means according to any one of (1) to (4) above and a protein crystallization microarray having two or more recesses.
(6) The above (5), comprising: a first plate on which a protein crystallization microarray having two or more recesses is disposed; and a second plate having a recess corresponding to the recesses of the protein crystallization microarray. The device described.
(7) The apparatus according to (6) above, wherein the weighing means is provided on the first plate and / or the second plate.
(8) The protein-containing sample is dispensed into each of the concave portions of the means according to any one of (1) to (4), and the volume of the concave portion for weighing in which the dispensed sample exhibits a ground state. A method for weighing a dispensing amount of a protein-containing sample, which is a dispensing amount of the protein-containing sample.
(9) The dispensing amount of the dispensing device is adjusted based on the dispensing amount weighed by the weighing method described in (8) above, and the protein-containing sample is prepared using the dispensing device with the adjusted dispensing amount. A method for dispensing a protein-containing sample to be dispensed.

このように、本発明によれば、蛋白質含有試料の分注量の秤量手段が提供される。本発明の好ましい態様によれば、蛋白質含有試料の分注量を簡便に秤量することができる。   Thus, according to the present invention, a weighing means for dispensing the protein-containing sample is provided. According to a preferred embodiment of the present invention, the amount of the protein-containing sample can be easily weighed.

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明するが、本発明はこれらに限定されない。
本発明は、蛋白質含有試料の分注量を秤量する手段であって、容積の異なる2以上の秤量用凹部を有する、秤量手段を提供する。また、本発明は、このような秤量手段と、2以上の凹部を有する蛋白質結晶化用マイクロアレイとを備える、蛋白質結晶化用装置を提供する。さらに、本発明は、容積の異なる2以上の秤量用凹部のそれぞれに、等量の蛋白質含有試料を分注し、分注した試料がすりきり状態を呈した秤量用凹部の容積を、蛋白質含有試料の分注量とする、蛋白質含有試料の分注量の秤量方法を提供する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited thereto.
The present invention provides a weighing means for weighing a dispensing amount of a protein-containing sample, the weighing means having two or more weighing recesses having different volumes. The present invention also provides a protein crystallization apparatus comprising such weighing means and a protein crystallization microarray having two or more recesses. Furthermore, the present invention is to dispense an equal amount of a protein-containing sample into each of two or more weighing recesses having different volumes, and to determine the volume of the weighing recess in which the dispensed sample is in a ground state. A method for weighing a protein-containing sample to be dispensed is provided.

[蛋白質結晶化用装置]
図1は、本発明の蛋白質結晶化用装置の一例を示すものである。図1の蛋白質結晶化用装置は、第1のプレート11(以下、ロアープレートと称ぶ場合がある)と、第2のプレート16(以下、アッパープレートと呼ぶ場合がある)と、2以上の凹部を有する蛋白質結晶化用マイクロアレイ14と、第1のプレート及び第2のプレートのそれぞれに、蛋白質含有試料の分注量の秤量手段12,17とを備える。
[Protein crystallization equipment]
FIG. 1 shows an example of an apparatus for protein crystallization according to the present invention. 1 includes a first plate 11 (hereinafter sometimes referred to as a lower plate), a second plate 16 (hereinafter sometimes referred to as an upper plate), and two or more plates. The protein crystallizing microarray 14 having a recess, and the first plate and the second plate are provided with weighing means 12 and 17 for dispensing a protein-containing sample, respectively.

そして、この蛋白質結晶化用装置では、ロアープレート11に設けられた蛋白質結晶化用マイクロアレイ保持用凹部13に蛋白質結晶化用マイクロアレイ14を嵌め込み、蛋白質結晶化用マイクロアレイ14をロアープレート11に配置する。また、この蛋白質結晶化用マイクロアレイ14の凹部15には、蛋白質結晶化剤保持ゲル状物が保持される。さらに、アッパープレート16は、蛋白質結晶化用マイクロアレイ14の凹部15に対応する2以上の凹部18を有する。この凹部18には、蛋白質含有試料が保持される。   In this protein crystallization apparatus, the protein crystallization microarray 14 is fitted into the protein crystallization microarray holding recess 13 provided in the lower plate 11, and the protein crystallization microarray 14 is disposed on the lower plate 11. The protein crystallizing microarray 14 holds a protein crystallizing agent-retaining gel-like substance in the recess 15. Further, the upper plate 16 has two or more recesses 18 corresponding to the recesses 15 of the protein crystallization microarray 14. A protein-containing sample is held in the recess 18.

さらに、この蛋白質結晶化用装置では、アッパープレート16に設けられた蛋白質含有試料保持用凹部18に蛋白質含有試料を分注し、ロアープレート11とアッパープレート16を重ね合わせ、ロアープレート11とアッパープレート16にそれぞれ4箇所設けた対応する貫通孔20、21を通じて締結部品19で締結することができる。ロアープレート11とアッパープレート16を重ね合わせる際に、蛋白質含有試料保持用凹部18に分注された蛋白質含有試料と蛋白質結晶化用マイクロアレイ14の蛋白質結晶化剤保持ゲル状物が接触し、締結部品19で締結することで結晶化区画が維持される。   Further, in this protein crystallization apparatus, the protein-containing sample is dispensed into the protein-containing sample holding recess 18 provided on the upper plate 16, the lower plate 11 and the upper plate 16 are overlapped, and the lower plate 11 and the upper plate are overlapped. 16 can be fastened with fastening parts 19 through corresponding through holes 20 and 21 respectively provided at four locations. When the lower plate 11 and the upper plate 16 are overlapped, the protein-containing sample dispensed into the protein-containing sample holding recess 18 comes into contact with the protein crystallization agent holding gel-like material of the protein crystallization microarray 14, and the fastening part Fastening at 19 maintains the crystallization section.

ここで、本発明において、「蛋白質含有試料」とは、結晶化しようとする対象の蛋白質、又は結晶化条件を特定しようとする対象の蛋白質を含む試料である。蛋白質としては、天然又は合成のペプチド、ポリペプチド、蛋白質及び蛋白質複合体が挙げられる。これらの物質は、天然若しくは合成材料から抽出・単離、又は遺伝子工学的手法若しくは化学合成手法等により生成した後、通常の精製法、例えば溶媒抽出、カラムクロマトグラフィー、液体クロマトグラフィーなどを組み合わせて用いることにより、スクリーニング対象の蛋白質を精製しておくことが好ましい。
また、「秤量」とは、自動分注装置などが分注する蛋白質含有試料の分注量(容積)を測定することを指す。
Here, in the present invention, the “protein-containing sample” is a sample containing a target protein to be crystallized or a target protein to be specified for crystallization conditions. Examples of proteins include natural or synthetic peptides, polypeptides, proteins, and protein complexes. These substances are extracted and isolated from natural or synthetic materials, or produced by genetic engineering techniques or chemical synthesis techniques, and then combined with conventional purification methods such as solvent extraction, column chromatography, liquid chromatography, etc. It is preferable to purify the protein to be screened by using it.
“Weighing” refers to measuring the dispensing amount (volume) of a protein-containing sample dispensed by an automatic dispensing device or the like.

以下、本発明の好ましい態様における秤量手段について、さらに詳しく説明する。
蛋白質含有試料の分注に自動分注装置を用いる場合は、分注前に自動分注装置の分注量の調節が必要である。前述したとおり、従来、自動分注装置の分注量の調節には、煩雑な秤量作業と、蛋白質含有試料のロスが生じていた。
そこで、図1の蛋白質結晶化用装置では、前述のように、ロアープレート11とアッパープレート16の表面に秤量手段12、17を設けることとし、従来の課題を解決することに成功した。この秤量手段12、17は、自動分注装置などの分注量の調節時に利用される。
Hereinafter, the weighing means in a preferred embodiment of the present invention will be described in more detail.
When an automatic dispensing device is used for dispensing a protein-containing sample, it is necessary to adjust the dispensing amount of the automatic dispensing device before dispensing. As described above, conventionally, adjustment of the dispensing amount of the automatic dispensing apparatus has involved complicated weighing work and loss of the protein-containing sample.
Therefore, in the apparatus for protein crystallization shown in FIG. 1, as described above, the weighing means 12 and 17 are provided on the surfaces of the lower plate 11 and the upper plate 16 to successfully solve the conventional problems. The weighing means 12 and 17 are used when adjusting the dispensing amount of an automatic dispensing device or the like.

図2は、図1の秤量手段の使用状態を示すものである。すなわち、図2は、秤量手段12の断面図であり、容積順に一列に並べられた容積の異なる5つの秤量用凹部12a〜12eのそれぞれに一定量の蛋白質含有試料を分注した状態を示す。図2中、秤量用凹部12aの容積が最小であり、秤量用凹部12eの容積が最大となっている。このように、ロアープレート11に配置された秤量手段12の各秤量用凹部12a〜12eのそれぞれに自動分注装置などを用いて一定量の蛋白質含有試料22を分注し、側面から蛋白質含有試料22の液面の高低を目視観察することで、自動分注装置の分注量を視覚的に秤量することが可能である。例えば、図2において、12a〜12eのそれぞれの凹部に、量が予めわかっている試料を等量添加する場合を考えてみる。そうすると、試料の量が凹部の容積よりも大きいときは試料の一部が凹部からはみ出る(12a、12b)のに対し、試料の量が、凹部の容積と等量又は凹部よりも小さいときは、試料は凹部内に全部収まることとなる(12c、12d、12e)。従って、蛋白質含有試料22の液面を側面から見たときに、秤量用凹部12a,12bでは、液面が秤量用凹部の開口部より上に出ており、秤量用凹部12cでは、液面が秤量用凹部の開口部に対してすりきり状態を呈しており、秤量用凹部12d,eでは、液面が秤量用凹部の開口部より下である。そこで、分注した試料がすりきり状態を呈した秤量用凹部12cの容積を、この時の自動分注装置の分注量とみなすことができる。   FIG. 2 shows a use state of the weighing means of FIG. That is, FIG. 2 is a cross-sectional view of the weighing means 12 and shows a state in which a certain amount of protein-containing sample is dispensed into each of the five weighing recesses 12a to 12e arranged in a line in the order of volume. In FIG. 2, the volume of the weighing recess 12a is the smallest, and the volume of the weighing recess 12e is the largest. In this way, a predetermined amount of the protein-containing sample 22 is dispensed into each of the weighing recesses 12a to 12e of the weighing means 12 arranged on the lower plate 11 using an automatic dispensing device or the like, and the protein-containing sample from the side. By visually observing the level of the liquid level of 22, it is possible to visually weigh the dispensing amount of the automatic dispensing device. For example, consider a case where an equal amount of a sample whose amount is known in advance is added to each of the recesses 12a to 12e in FIG. Then, when the amount of the sample is larger than the volume of the recess, a part of the sample protrudes from the recess (12a, 12b), whereas when the amount of the sample is equal to the volume of the recess or smaller than the recess, The sample will be entirely contained in the recess (12c, 12d, 12e). Therefore, when the liquid level of the protein-containing sample 22 is viewed from the side, the liquid level is above the opening of the weighing recess in the weighing recesses 12a and 12b, and the liquid level is in the weighing recess 12c. A ground state is exhibited with respect to the opening of the weighing recess, and in the weighing recesses 12d and 12e, the liquid level is below the opening of the weighing recess. Therefore, the volume of the weighing recess 12c in which the dispensed sample is in a ground state can be regarded as the dispensing amount of the automatic dispensing device at this time.

本発明の好ましい態様では、蛋白質含有試料の分注量を簡便に秤量することができ、このため、自動分注装置の調節作業も比較的簡便に行うことができる。また、本発明の好ましい態様では、自動分注装置の調節に消費する蛋白質含有試料を節減することができる。この場合、蛋白質の結晶化又は結晶化条件のスクリーニングを、迅速かつ経済的に、高い信頼性をもって実施することができる。ここで、「結晶化」とは、蛋白質含有試料から結晶を成長又は析出させて蛋白質の結晶を得ることを指す。また、「蛋白質の結晶化条件」とは、例えば、蛋白質結晶化剤の種類及び濃度、蛋白質結晶化剤を保持させて固化した後のゲルのpH、組成及び架橋度、結晶化区画の温度、結晶化の時間ならびに冷却プロファイル等である。   In a preferred embodiment of the present invention, the dispensing amount of the protein-containing sample can be easily weighed, and therefore the adjustment work of the automatic dispensing apparatus can be performed relatively easily. Moreover, in the preferable aspect of this invention, the protein containing sample consumed for adjustment of an automatic dispensing apparatus can be saved. In this case, protein crystallization or screening for crystallization conditions can be performed quickly and economically with high reliability. Here, “crystallization” refers to obtaining a protein crystal by growing or precipitating a crystal from a protein-containing sample. The “protein crystallization conditions” include, for example, the type and concentration of the protein crystallization agent, the pH of the gel after solidifying the protein crystallization agent, the composition and the degree of crosslinking, the temperature of the crystallization compartment, Crystallization time and cooling profile.

図2では、ロアープレート11に設けられた秤量手段12の5ヶ所の秤量用凹部12a〜12eの全部に蛋白質含有試料を分注して、秤量を行っているが、本発明はこれに限定されず、秤量用凹部12a〜12eの一部に蛋白質含有試料を分注して、秤量を行うようにしても良い。また、アッパープレート16に設けられた秤量手段17の秤量用凹部の全部又は一部を用いて、蛋白質含有試料の分注量の秤量を行うようにしても良いし、ロアープレート11とアッパープレート16に設けられた秤量手段12、17の両方の秤量用凹部の全部又は一部を用いて蛋白質含有試料の秤量を行うようにしても良い。   In FIG. 2, the protein-containing sample is dispensed into all of the five weighing recesses 12a to 12e of the weighing means 12 provided on the lower plate 11, and the weighing is performed. However, the present invention is limited to this. Alternatively, the protein-containing sample may be dispensed into a part of the weighing recesses 12a to 12e to perform weighing. Further, the dispensing amount of the protein-containing sample may be weighed using all or a part of the weighing concave portion of the weighing means 17 provided on the upper plate 16, or the lower plate 11 and the upper plate 16 may be weighed. The protein-containing sample may be weighed using all or a part of the weighing recesses of both the weighing means 12 and 17 provided in.

また、図1の蛋白質結晶化用装置では、分注量の秤量手段をロアープレート11及びアッパープレート16の両方に設けているが、本発明はこれに限定されず、ロアープレート11又はアッパープレート16のいずれか一方にのみ設けるようにして、秤量手段12又は17のどちらか一方を省略することも可能である。蛋白質結晶化用装置内で秤量手段を設ける場合、秤量手段を設ける場所は特に限定されないが、使い勝手上、図1に示すようにロアープレート11及びアッパープレート16の外周付近に容積の異なる2以上の凹部を1列に配置することが最も好ましい。また、1枚のロアープレート11又はアッパープレート16に2以上の容積の異なる凹部を複数列設けるようにしてもよい。   Further, in the protein crystallization apparatus of FIG. 1, the dispensing amount weighing means is provided in both the lower plate 11 and the upper plate 16, but the present invention is not limited to this, and the lower plate 11 or the upper plate 16. It is also possible to omit only one of the weighing means 12 or 17 by providing only one of them. When the weighing means is provided in the protein crystallization apparatus, the place where the weighing means is provided is not particularly limited, but for convenience, as shown in FIG. 1, two or more different volumes are provided near the outer periphery of the lower plate 11 and the upper plate 16. Most preferably, the recesses are arranged in one row. Further, a plurality of rows of recesses having two or more different volumes may be provided in one lower plate 11 or upper plate 16.

さらに、図1の秤量手段12,17は、容積の異なる秤量用凹部を、それぞれ5個ずつ、合わせて10個有する。しかしながら、本発明の秤量手段の秤量用凹部の個数はこれに限定されず、2個以上であれば良く、特に3〜10個であることが好ましい。また、本発明の好ましい態様によれば、秤量用凹部は容積順に並べられる。すなわち、秤量用凹部の容積を徐々に変化させる。さらに、本発明の好ましい態様によれば、各凹部の容積は、0.001μl〜2μlの範囲内であり、より好ましくは、0.01μl〜1μlである。秤量手段の秤量用凹部の個数が多ければ多いほど、容積総変化量が大きくなり、秤量範囲が拡大する。また、各秤量用凹部間の容積変化量を小さくとることで秤量精度が向上するなど、秤量能力面で利点が生じる。一方、秤量用凹部の個数が少なければ少ないほど、秤量用手段の製造コストや蛋白質含有試料のロスを抑えることが可能である。秤量用凹部の個数は、使用者の使い勝手を考慮して適宜増減すればよい。   Further, the weighing means 12 and 17 in FIG. 1 have 10 weighing recesses with different volumes, 10 in total. However, the number of weighing recesses of the weighing means of the present invention is not limited to this, it may be two or more, and particularly preferably 3 to 10. Moreover, according to the preferable aspect of this invention, the recessed part for weighing is arranged in order of a volume. That is, the volume of the weighing recess is gradually changed. Furthermore, according to the preferable aspect of this invention, the volume of each recessed part exists in the range of 0.001 microliters-2 microliters, More preferably, it is 0.01 microliters-1 microliter. The greater the number of weighing recesses of the weighing means, the greater the total volume change and the weighing range is expanded. In addition, there is an advantage in terms of weighing capacity, such as the weighing accuracy is improved by reducing the volume change between the weighing recesses. On the other hand, the smaller the number of weighing recesses, the lower the manufacturing cost of the weighing means and the loss of the protein-containing sample. The number of weighing recesses may be appropriately increased or decreased in consideration of user convenience.

また、図2の秤量手段12では、秤量用凹部の形状は半球状であるが、本発明では秤量用凹部の形状はこれに限定されず、例えば図3(a)に示すように円柱状であっても良い。また、図3(b)に示すように、開口部側を円柱状とし、底部側を半球状に形成しても良い。分注した蛋白質含有試料は概ね円形に形成されるため、秤量用凹部の開口部の形状も円形であることが好ましい。秤量用凹部の形状は、半球状又は円柱状が好ましく、最も好ましくは半球状である。半球を例に挙げれば、半径0.078mmで容積が0.001μl、半径0.985mmで容積が2μlである。また、円柱を例に挙げれば、半径0.08mm×深さ0.05mmで容積が0.001μl、半径1.03mm×深さ0.6mmで容積が2μlである。なお、秤量用凹部の容積は、凹部の幅(例えば直径)及び/又は深さを適宜変更することにより、変更することができる。   Further, in the weighing means 12 of FIG. 2, the shape of the weighing recess is hemispherical, but in the present invention, the shape of the weighing recess is not limited to this. For example, as shown in FIG. There may be. Further, as shown in FIG. 3B, the opening side may be formed in a columnar shape, and the bottom side may be formed in a hemispherical shape. Since the dispensed protein-containing sample is generally circular, the shape of the opening of the weighing recess is preferably circular. The shape of the weighing recess is preferably hemispherical or cylindrical, and most preferably hemispherical. Taking a hemisphere as an example, the radius is 0.078 mm, the volume is 0.001 μl, the radius is 0.985 mm, and the volume is 2 μl. Taking a cylinder as an example, the radius is 0.08 mm × depth 0.05 mm, the volume is 0.001 μl, the radius 1.03 mm × depth 0.6 mm, and the volume is 2 μl. Note that the volume of the weighing recess can be changed by appropriately changing the width (for example, diameter) and / or depth of the recess.

さらに、秤量手段12、17の加工法としては、機械切削及びレーザ切削に代表される除去加工、並びにブロー成型、真空成型、射出成型及び光造型に代表される成型加工等が挙げられるが、微細形状を高い再現性で効率よく量産可能という点で、射出成型が最も好適である。機械切削、レーザ切削に代表される除去加工は、加工誤差が不可避のため秤量手段の間で個体間差が生じる場合があるが、成型金型等を必要としないために初期投資額を抑えられる利点がある。また、ホットエンボスに代表される転写加工技術は、他の手法に比べてより微細形状の成型に好適であり、目標とする蛋白質含有試料の量が少なくなるほど好適である。   Further, examples of the processing method of the weighing means 12 and 17 include removal processing represented by mechanical cutting and laser cutting, and molding processing represented by blow molding, vacuum molding, injection molding, and optical molding. Injection molding is the most suitable because the shape can be mass-produced efficiently with high reproducibility. The removal processing represented by mechanical cutting and laser cutting may cause differences between weighing means because processing errors are unavoidable, but it does not require a molding die and the initial investment can be reduced. There are advantages. Further, the transfer processing technique represented by hot embossing is suitable for molding a finer shape than other methods, and is more suitable as the amount of the target protein-containing sample decreases.

また、用いる材質の性状が疎水性である場合、蛋白質含有試料の表面張力による凹部縁からの盛り上がりを減少する目的で凹部の表面を含む秤量手段の表面に、さらには秤量手段を配置するプレートの表面全体に親水化処理を適宜施工しても良い。   In addition, when the material used is hydrophobic, the surface of the weighing means including the surface of the concave portion is further reduced in order to reduce the rise from the edge of the concave portion due to the surface tension of the protein-containing sample. A hydrophilization treatment may be appropriately applied to the entire surface.

次に、図1に示す装置の秤量手段以外の構成部分について、さらに詳しく説明する。
本発明の蛋白質結晶化用装置は、経時による結晶化挙動の変化が、ロアープレート11又はアッパープレート16越しに透過観察できるものであるのが好ましい。このため、ロアープレート11及び/又はアッパープレート16は、透明性の高い透過観察部を含むものであるのが好ましい。ロアープレート11及び/又はアッパープレート16の透過観察部の材質としては、アクリル、ABS(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン)、ポリカーボネート、ポリエステルに代表される各種透明樹脂、ガラス等が挙げられる。その他の部分の材質としては、前記各種透明樹脂の他、ナイロン、ポリアミド、ポリアセタール、テフロン(登録商標)に代表される各種樹脂、鉄、アルミ、銅、チタン、マグネシウムに代表される各種金属及び合金、タングステンカーバイトに代表される粉末冶金焼結体、さらに前記樹脂にガラス繊維や炭素繊維等を混入した複合樹脂、ガラス、セラミックに代表される無機材料等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。最も好適なのは、装置の透過観察部を含む装置全体を単一材料で成型可能な、アクリル、ABS、ポリカーボネート、ポリエステルに代表される各種透明樹脂である。
Next, components other than the weighing means of the apparatus shown in FIG. 1 will be described in more detail.
In the protein crystallization apparatus of the present invention, it is preferable that the change in crystallization behavior over time can be observed through the lower plate 11 or the upper plate 16. For this reason, it is preferable that the lower plate 11 and / or the upper plate 16 include a transmission observation part with high transparency. Examples of the material of the transmission observation portion of the lower plate 11 and / or the upper plate 16 include acrylic, ABS (acrylonitrile / butadiene / styrene), polycarbonate, various transparent resins typified by polyester, and glass. As other part materials, in addition to the above-mentioned various transparent resins, various resins represented by nylon, polyamide, polyacetal, Teflon (registered trademark), various metals and alloys represented by iron, aluminum, copper, titanium and magnesium. In addition, powder metallurgy sintered bodies represented by tungsten carbide, composite resins obtained by mixing glass fibers and carbon fibers with the resin, inorganic materials represented by glass and ceramics, and the like are included, but are not limited thereto. It is not a thing. Most suitable are various transparent resins represented by acrylic, ABS, polycarbonate, and polyester, which can mold the entire apparatus including the transmission observation part of the apparatus with a single material.

図1において、蛋白質結晶化用マイクロアレイ14は、例えば蛋白質の結晶化又は結晶化条件のスクリーニングに用いるものである。図1の装置では、蛋白質結晶化用マイクロアレイ14の形状は長方形であるが、本発明はこれに限定されず、例えば、円形や正方形であっても良い。また、蛋白質結晶化用マイクロアレイ14の厚みは、結晶化の効率や、結晶化挙動の観察の容易性などを考慮して任意に選択することができるが、好ましくは、0.1mm〜5mm、より好ましくは0.2mm〜2mmとする。   In FIG. 1, a protein crystallization microarray 14 is used, for example, for protein crystallization or screening for crystallization conditions. In the apparatus of FIG. 1, the shape of the protein crystallization microarray 14 is rectangular, but the present invention is not limited to this, and may be circular or square, for example. The thickness of the protein crystallization microarray 14 can be arbitrarily selected in consideration of the efficiency of crystallization, the ease of observation of the crystallization behavior, etc., but preferably 0.1 mm to 5 mm. Preferably, it is 0.2 mm to 2 mm.

また、蛋白質結晶化用マイクロアレイ14の凹部の数は、マイクロアレイ1cm2あたり、10個以上であり、好ましくは、1cm2あたり10〜200個である。 Further, the number of the concave portions of the protein crystallizing microarray 14 is 10 or more per 1 cm 2 of microarray, and preferably 10 to 200 per 1 cm 2 .

さらに、蛋白質結晶化用マイクロアレイ14の材質は、透過観察できるように透明性の高いものが好ましい。そのような材質としては、前述のアッパープレートとロアープレートの材質として説明した、ガラス及び樹脂等が挙げられる。   Furthermore, the material of the protein crystallization microarray 14 is preferably highly transparent so that it can be observed through transmission. Examples of such a material include glass and resin described above as materials for the upper plate and the lower plate.

本発明の蛋白質結晶化用装置に用いられる蛋白質結晶化用マイクロアレイの好適な例は、WO03/053998号パンフレット及び特開2005−58889号公報などに記載されている、2以上の管状体を配列してなるマイクロアレイである。このマイクロアレイは、中空繊維を規則的に配列し、樹脂接着剤等で接着することにより製造することができる。中空繊維の材質としては、例えば、メタクリレート系モノマー及びアクリレート系モノマーの単重合体又はこれらの共重合体などが挙げられる。また、樹脂接着剤としては、ポリウレタン樹脂接着剤等が挙げられる。尚、マイクロアレイが、2以上の管状体を配列してなるものである場合、マイクロアレイの凹部は、通常、マイクロアレイを貫通する貫通孔である。   Suitable examples of the protein crystallization microarray used in the protein crystallization apparatus of the present invention include two or more tubular bodies described in WO03 / 053998 pamphlet and JP-A-2005-58889. This is a microarray. This microarray can be manufactured by regularly arranging hollow fibers and bonding them with a resin adhesive or the like. Examples of the material of the hollow fiber include a homopolymer of a methacrylate monomer and an acrylate monomer, or a copolymer thereof. Examples of the resin adhesive include a polyurethane resin adhesive. When the microarray is formed by arranging two or more tubular bodies, the concave portion of the microarray is usually a through hole penetrating the microarray.

また、蛋白質結晶化剤保持ゲル状物は、蛋白質結晶化剤を保持するゲル状物である。蛋白質結晶化剤は、蛋白質の溶解度を下げる機能をする化合物を意味し、沈殿剤、pH緩衝剤、その他付加物等が挙げられる。また、ゲル状物としては、特に制限されないが、例えば、アクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N−アクリロイルアミノエトキシエタノール、N−アクリロイルアミノプロパノール、N−メチロールアクリルアミド、N−ビニルピロリドン、ヒドロキシエチルメタクリレート、及び(メタ)アクリル酸、アリルデキストリン等の単量体の一種類又は2種類以上と、メチレンビス(メタ)アクリルアミド又はポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート等との多官能性単量体を、例えば水性媒体中で共重合したゲルを挙げることができる。その他のゲル状物として、例えばアガロース、アルギン酸、デキストラン、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等のゲル、又はこれらを架橋したゲルを挙げることができる。   The protein crystallizer-retaining gel-like product is a gel-like product that retains the protein crystallization agent. The protein crystallizing agent means a compound having a function of lowering the solubility of the protein, and examples thereof include a precipitant, a pH buffering agent, and other adducts. Further, the gel-like product is not particularly limited. For example, acrylamide, N, N-dimethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N-acryloylaminoethoxyethanol, N-acryloylaminopropanol, N-methylolacrylamide, N-vinyl. One or more monomers such as pyrrolidone, hydroxyethyl methacrylate, (meth) acrylic acid, and allyl dextrin, and a polyfunctional monomer of methylenebis (meth) acrylamide or polyethylene glycol di (meth) acrylate Mention may be made, for example, of gels copolymerized in an aqueous medium. Examples of other gel-like materials include gels such as agarose, alginic acid, dextran, polyvinyl alcohol, and polyethylene glycol, and gels obtained by crosslinking these.

ゲル状物には、複数の種類及び濃度の蛋白質結晶化剤を保持させることができる。ここで「保持」とは、蛋白質結晶化剤をマイクロアレイに固定化することを意味する。ゲル状物に蛋白質結晶化剤を保持させる方法は、特に制限されるものではない。例えば、蛋白質結晶化剤とゲル状物となる重合性モノマーを混合しておき、その後、重合過程を経てポリマーゲルを形成させてゲル状物に蛋白質結晶化剤を固定化する方法が挙げられる。   The gel-like material can retain a plurality of types and concentrations of protein crystallizing agents. Here, “retaining” means immobilizing the protein crystallizing agent on the microarray. The method for retaining the protein crystallizing agent in the gel-like material is not particularly limited. For example, there is a method in which a protein crystallization agent and a polymerizable monomer that becomes a gel are mixed, and then a polymer gel is formed through a polymerization process to immobilize the protein crystallization agent on the gel.

さらに、締結部品19としては、ロアープレート11とアッパープレート16を締結できる部品であればよく、材質及び形状は限定されない。また、貫通孔20、21の形状及び数も、締結部品の材質及び形状などに応じて適宜選択すれば良く、限定されない。また、締結部品の形状を、例えばクリップ状にした場合などには、貫通孔を設けなくても、ロアープレート11とアッパープレート16を締結することができる。   Furthermore, the fastening part 19 may be any part that can fasten the lower plate 11 and the upper plate 16, and the material and shape thereof are not limited. Further, the shape and number of the through holes 20 and 21 may be appropriately selected according to the material and shape of the fastening part, and are not limited. Further, when the shape of the fastening component is, for example, a clip shape, the lower plate 11 and the upper plate 16 can be fastened without providing a through hole.

本発明の好ましい態様における蛋白質結晶化用装置は、例えば、医薬分野等における研究及び開発において、蛋白質の結晶化条件のスクリーニング及び蛋白質の構造解析用結晶の作製などに用いることができる。   The protein crystallization apparatus according to a preferred embodiment of the present invention can be used, for example, in screening and screening of protein crystallization conditions and production of crystals for protein structure analysis in research and development in the pharmaceutical field and the like.

[蛋白質含有試料の分注方法]
本発明の好ましい態様では、前述の秤量手段を用いて秤量した分注量に基づいて、自動分注装置の分注量を調節し、分注量を調節した分注装置を用いて、蛋白質含有試料の分注を行う。
自動分注装置は、液状の蛋白質含有試料の注出を自動的に行う装置である。自動分注装置の注出口の数は特に限定されないが、2以上の注出口を有する自動分注装置を用いることが好ましい。自動分注装置は、適当量の蛋白質含有試料を注出することができれば特に限定されないが、例えば、マイクロピペットを有するものを挙げることができる。
[Method for dispensing protein-containing samples]
In a preferred embodiment of the present invention, based on the dispensing amount weighed using the weighing means described above, the dispensing amount of the automatic dispensing device is adjusted, and the dispensing device with the adjusted dispensing amount is used to contain the protein. Dispense the sample.
The automatic dispensing device is a device that automatically dispenses a liquid protein-containing sample. The number of spouts of the automatic dispensing device is not particularly limited, but it is preferable to use an automatic dispensing device having two or more spouts. The automatic dispensing device is not particularly limited as long as an appropriate amount of protein-containing sample can be poured out, and examples thereof include one having a micropipette.

そして、自動分注装置の分注量の調節は、秤量した分注量に基づいて行う。自動分注装置の分注量を調節するとは、予め設定した分注量で蛋白質含有試料を分注できるように、自動分注装置の設定を調節することを指す。   And adjustment of the dispensing amount of an automatic dispensing apparatus is performed based on the weighed dispensing amount. Adjusting the dispensing amount of the automatic dispensing device refers to adjusting the setting of the automatic dispensing device so that the protein-containing sample can be dispensed with a preset dispensing amount.

分注量の調節は、例えば、空気による加圧量を調整することによって、行うことができる。   The dispensing amount can be adjusted, for example, by adjusting the amount of pressurization with air.

さらに、自動分注装置の調節後、図1の装置に蛋白質含有試料を分注する場合には、蛋白質含有試料保持用凹部18に蛋白質含有試料を分注する。しかし、本発明は、これに限定されず、蛋白質結晶化剤保持ゲル状物を保持するマイクロアレイ14の凹部15に直接分注するようにしても良いし、蛋白質含有試料保持用凹部18とマイクロアレイ14の凹部15の両者に適宜配分して分注するようにしても良い。   Further, when the protein-containing sample is dispensed into the apparatus of FIG. 1 after adjustment of the automatic dispensing apparatus, the protein-containing sample is dispensed into the protein-containing sample holding recess 18. However, the present invention is not limited to this, and it may be directly dispensed into the concave portion 15 of the microarray 14 holding the protein crystallizer-holding gel-like material, or the protein-containing sample holding concave portion 18 and the microarray 14. Alternatively, it may be dispensed by appropriately distributing to both of the concave portions 15.

[蛋白質の結晶化条件のスクリーニング及び蛋白質の結晶化]
図1に示す装置を用いて、蛋白質の結晶化条件のスクリーニングを行う場合は、例えば、次のようにして行う。先ず、蛋白質結晶化用マイクロアレイの中で、蛋白質結晶化剤と蛋白質含有試料とを複数の結晶化条件で反応させる。次に、蛋白質結晶化用装置を、蛋白質が析出するのに十分な時間にわたって、ある温度条件下にて、密閉状態又は大気中に静置する。そして、蛋白質が析出するのに十分な時間が経過した後、蛋白質の結晶析出の状況を観察し、対象の蛋白質について最適な結晶化条件を決定する。
[Screening of protein crystallization conditions and protein crystallization]
When screening for protein crystallization conditions using the apparatus shown in FIG. 1, for example, the screening is performed as follows. First, a protein crystallization agent and a protein-containing sample are reacted in a plurality of crystallization conditions in a protein crystallization microarray. Next, the apparatus for protein crystallization is left in a sealed state or in the atmosphere under a certain temperature condition for a time sufficient for the protein to precipitate. Then, after a sufficient time has elapsed for the protein to precipitate, the state of protein crystallization is observed, and the optimum crystallization conditions for the target protein are determined.

さらに、蛋白質の結晶化は、スクリーニングで決定した結晶化条件に基づき、公知の結晶化方法、例えば、蒸気拡散法又はハンギングドロップ法などを用いて行うことができる。また、蛋白質の結晶化は、図1の装置を用いて行っても良い。その場合、例えば、スクリーニングで結晶が析出した結晶化区画において引き続いて結晶化を行うようにすれば良い。さらに、スクリーニングで析出した結晶を回収し、これを種結晶として用い、公知の結晶化方法により蛋白質の結晶を作製することもできる。公知の結晶化方法としては、ハンギングドロップ法、シッティングドロップ法、透析法、及びバッチ法などを挙げることができる。   Furthermore, protein crystallization can be performed using a known crystallization method such as a vapor diffusion method or a hanging drop method based on the crystallization conditions determined by screening. Protein crystallization may be performed using the apparatus shown in FIG. In that case, for example, the crystallization may be continuously performed in the crystallization section where the crystals are deposited by screening. Furthermore, a crystal precipitated by screening can be collected and used as a seed crystal to produce a protein crystal by a known crystallization method. Known crystallization methods include the hanging drop method, sitting drop method, dialysis method, and batch method.

そして、得られた蛋白質結晶を回収し、回収した結晶を公知の方法でX線構造解析などの立体構造解析方法を用いて解析することで、対照蛋白質の立体構造を決定することができる。   The obtained protein crystal is recovered, and the recovered crystal is analyzed by a known method using a three-dimensional structure analysis method such as X-ray structure analysis, whereby the three-dimensional structure of the control protein can be determined.

[実施例1]
(ロアープレートの製作)
材質として透明アクリル樹脂VA001(三菱レイヨン(株)製)を用い、ロアープレートを射出成型で製作した。ロアープレートの外形寸法は縦65mm×横55mm×厚さ12mmで、65mm×55mm面の中央に縦30mm×横20mm×深さ0.7mmの蛋白質結晶化用マイクロアレイ保持用凹部を設けた。さらに同一面の55mm辺に並行して2.5mmの場所に、半球状の蛋白質含有試料秤量用凹部を5個、2mmの間隔で設けた。各凹部の半径は、順にSR=0.135mm、0.17mm、0.195mm、0.21mm、0.23mmとした。各凹部の容積は、順に0.005μl、0.01μl、0.015μl、0.02μl、0.025μlである。さらに同一面にアッパープレートとの締結用の貫通穴(M5めねじ穴)を4箇所設けた。
[Example 1]
(Production of lower plate)
Using a transparent acrylic resin VA001 (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) as a material, a lower plate was manufactured by injection molding. The outer dimension of the lower plate was 65 mm long × 55 mm wide × 12 mm thick, and a recess for holding a microarray for protein crystallization of 30 mm long × 20 mm wide × 0.7 mm deep was provided in the center of a 65 mm × 55 mm surface. Further, five hemispherical protein-containing sample weighing recesses were provided at intervals of 2 mm at a location of 2.5 mm parallel to the 55 mm side of the same surface. The radius of each recessed part was SR = 0.135mm, 0.17mm, 0.195mm, 0.21mm, 0.23mm in order. The volume of each recess is 0.005 μl, 0.01 μl, 0.015 μl, 0.02 μl, and 0.025 μl in order. Furthermore, four through holes (M5 female screw holes) for fastening with the upper plate were provided on the same surface.

(アッパープレートの製作)
材質として透明アクリル樹脂VA001(三菱レイヨン(株)製)を用い、アッパープレートを射出成型で製作した。アッパープレートの外形寸法は縦65mm×横55mm×厚さ12mmで、65mm×55mm面の中央に直径0.7mm×深さ0.15mmの円柱状の蛋白質含有試料保持用凹部を、縦12個×横8個の合計96個、縦横とも2mmの間隔で設けた。さらに同一面の55mm辺に並行して2.5mmの場所に、半球状の蛋白質含有試料秤量用凹部を5個、2mmの間隔で設けた。各凹部の半径は、順にSR=0.265mm、0.29mm、0.305mm、0.32mm、0.335mmとした。各凹部の容積は、順に0.04μl、0.05μl、0.06μl、0.07μl、0.08μlである。さらに同一面にロアープレートとの締結用の直径5.5mm貫通穴を4箇所設けた。
(Production of upper plate)
A transparent acrylic resin VA001 (manufactured by Mitsubishi Rayon Co., Ltd.) was used as a material, and an upper plate was manufactured by injection molding. The outer dimensions of the upper plate are 65 mm long x 55 mm wide x 12 mm thick, and a columnar protein-containing sample holding recess of 0.7 mm diameter x 0.15 mm deep at the center of a 65 mm x 55 mm surface x 12 x vertical A total of 96 horizontal 8 pieces were provided at intervals of 2 mm in both vertical and horizontal directions. Further, five hemispherical protein-containing sample weighing recesses were provided at intervals of 2 mm at a location of 2.5 mm parallel to the 55 mm side of the same surface. The radius of each recessed part was SR = 0.265mm, 0.29mm, 0.305mm, 0.32mm, and 0.335mm in order. The volume of each recess is 0.04 μl, 0.05 μl, 0.06 μl, 0.07 μl, and 0.08 μl in order. Further, four through holes with a diameter of 5.5 mm for fastening with the lower plate were provided on the same surface.

(自動分注装置の分注量の秤量1;目標値0.015μl)
自動分注装置として、卓上型3軸同時制御ロボットSHOTminiSLに搭載した非接触ジェットディスペンサMJET−1(いずれも武蔵エンジニアリング(株)製)を、蛋白質含有試料として、卵白由来リゾチーム120−02674(和光純薬工業(株)製)30mgを超純水500μlに溶解したリゾチーム水溶液を、蛋白質含有試料の秤量手段として、先述の通り製作したロアープレートに設けたものを用いて、自動分注装置の分注量の秤量を実施した。
(Weighing amount 1 of automatic dispensing device; target value 0.015 μl)
As an automatic dispensing device, a non-contact jet dispenser MJET-1 (all manufactured by Musashi Engineering Co., Ltd.) mounted on a desktop three-axis simultaneous control robot SHOTminiSL is used as a protein-containing sample, and egg white-derived lysozyme 120-02674 (Jun Wako) Dispensing of an automatic dispensing apparatus using a lysozyme aqueous solution in which 30 mg of Yakuhin Kogyo Co., Ltd. dissolved in 500 μl of ultrapure water was used as a weighing means for a protein-containing sample on the lower plate produced as described above. A weighing of the quantity was carried out.

まず蛋白質含有試料を自動分注装置の液剤貯留部に装填し、次いで自動分注装置の空気減圧弁を0.02MPa、タイマーを0.004sec、マイクロメータ読みを0.1mmに設定し、ロアープレートの蛋白質含有試料秤量用凹部5個に分注した。
5個の蛋白質含有試料秤量用凹部をロアープレートの55mm辺側面から見ると、SR=0.135mmと0.17mmの凹部からは蛋白質含有試料が溢れ、SR=0.195mmの凹部ではすりきり状態を呈し、SR=0.21mmと0.23mmの凹部では液面が窪んだ状態を呈した。
よって、この条件では、自動分注装置の分注量が、0.015μlであることがわかった。
First, the protein-containing sample is loaded into the liquid agent reservoir of the automatic dispensing device, then the air pressure reducing valve of the automatic dispensing device is set to 0.02 MPa, the timer is set to 0.004 sec, and the micrometer reading is set to 0.1 mm, and the lower plate is set. Were dispensed into five recesses for weighing protein-containing samples.
When the five protein-containing sample weighing recesses are viewed from the side of the 55 mm side of the lower plate, the protein-containing sample overflows from the SR = 0.135 mm and 0.17 mm recesses, and the SR = 0.195 mm recess shows a ground state. Presented, the SR = 0.21mm and 0.23mm concave portions were in a state where the liquid level was depressed.
Therefore, it was found that the dispensing amount of the automatic dispensing device was 0.015 μl under this condition.

(自動分注装置の分注量の秤量2;目標値0.06μl)
自動分注装置、蛋白質含有試料として先述と同じものを、蛋白質含有試料の秤量手段として、先述の通り製作したアッパープレートに設けたものを用いて、自動分注装置の分注量の秤量を実施した。
(Weighing amount 2 of the automatic dispensing device; target value 0.06 μl)
Using the same automatic dispensing device and protein-containing sample as described above, and weighing the protein-containing sample on the upper plate manufactured as described above, weigh the dispensing amount of the automatic dispensing device. did.

先述同様、まず蛋白質含有試料を自動分注装置の液剤貯留部に装填し、次いで自動分注装置の空気減圧弁を0.02MPa、タイマーを0.006sec、マイクロメータ読みを0.1mmに設定し、アッパープレートの蛋白質含有試料秤量用凹部5個に分注した。
5個の蛋白質含有試料秤量用凹部をアッパープレートの55mm辺側面から見ると、SR=0.265mmと0.29mmの凹部からは蛋白質含有試料が溢れ、SR=0.305mmの凹部ではすりきり状態を呈し、SR=0.32mmと0.335mmの凹部では液面が窪んだ状態を呈した。
よって、この条件では、自動分注装置の分注量が、0.06μlであることがわかった。
As before, the protein-containing sample is first loaded into the liquid reservoir of the automatic dispensing device, then the air pressure reducing valve of the automatic dispensing device is set to 0.02 MPa, the timer is set to 0.006 sec, and the micrometer reading is set to 0.1 mm. The upper plate was dispensed into five concave portions for weighing protein-containing samples.
When the five protein-containing sample weighing recesses are viewed from the side of the 55 mm side of the upper plate, the protein-containing sample overflows from the SR = 0.265 mm and 0.29 mm recesses, and the SR = 0.305 mm recess is in a ground state. Presented, the liquid level was depressed in the concave portions of SR = 0.32 mm and 0.335 mm.
Therefore, it was found that the dispensing amount of the automatic dispensing device was 0.06 μl under this condition.

(蛋白質結晶化用装置の組立)
先述したロアープレート、アッパープレート、自動分注装置、蛋白質含有試料と、蛋白質結晶化用マイクロアレイとして、外形寸法が縦30mm×横20mm×厚さ0.75mmで、直径0.3mmの蛋白質結晶化剤保持ゲル状物を縦横とも2mmの間隔で縦12個×横8個の合計96個保持した構造のものを用い、蛋白質結晶化用装置の組立を行った。
(Assembly of protein crystallization equipment)
Lower crystal, upper plate, automatic dispensing device, protein-containing sample, and microarray for protein crystallization as described above, protein crystallization agent with outer dimensions of 30 mm x 20 mm x 0.75 mm and diameter of 0.3 mm A protein crystallization apparatus was assembled using a structure in which a total of 96 pieces of holding gel-like materials were held in a length of 12 x 8 in width and width of 2 mm.

まず、ロアープレート中央の蛋白質結晶化用マイクロアレイ保持用凹部に蛋白質結晶化用マイクロアレイを嵌め込み、空気減圧弁を0.02MPa、タイマーを0.004sec、マイクロメータ読みを0.1mmに設定した自動分注装置で、蛋白質結晶化剤保持ゲル状物96個全てに蛋白質含有試料を分注した。この操作は、蛋白質結晶化剤保持ゲル状物が0.01μl程度不規則に減肉している場合があり、それを補填するためのものである。   First, automatic dispensing with the protein crystallization microarray fitted in the protein crystallization microarray holding recess in the center of the lower plate, the air pressure reducing valve set to 0.02 MPa, the timer set to 0.004 sec, and the micrometer reading set to 0.1 mm With the apparatus, the protein-containing sample was dispensed into all 96 protein crystallizing agent-retaining gels. This operation is intended to compensate for the case where the protein crystallizer-retaining gel-like material is irregularly thinned by about 0.01 μl.

次いで、自動分注装置の空気減圧弁を0.02MPa、タイマーを0.006sec、マイクロメータ読みを0.1mmに設定し、アッパープレートに設けられた蛋白質含有試料保持用凹部96個全てに蛋白質含有試料を分注し、ロアープレートとアッパープレートを重ね合わせ、4本のM5ボルトで締結した。
組み立てた蛋白質結晶化用装置をアッパープレート越しに透過観察すると、蛋白質含有試料保持用凹部96個全てに蛋白質含有試料が充填された状態が確認された。充填状態は、蛋白質含有試料の過剰な漏溢も不足もなく、良好であった。
Next, the air pressure reducing valve of the automatic dispensing device is set to 0.02 MPa, the timer is set to 0.006 sec, the micrometer reading is set to 0.1 mm, and the protein is contained in all 96 protein-containing sample holding recesses provided on the upper plate. The sample was dispensed, the lower plate and the upper plate were overlapped and fastened with four M5 bolts.
When the assembled protein crystallization apparatus was observed through the upper plate, it was confirmed that all 96 protein-containing sample holding recesses were filled with the protein-containing sample. The filling state was good without excessive or insufficient leakage of the protein-containing sample.

[比較例1]
(自動分注装置の分注量の秤量2;目標値0.06μl)
自動分注装置、蛋白質含有試料として実施例1と同じものを、蛋白質含有試料の秤量手段として、アッパープレートの代わりに電子天秤A200S(ザルトリウス(株)製)を用いて、自動分注装置の分注量の秤量を実施した。
実施例1同様、まず蛋白質含有試料を自動分注装置の液剤貯留部に装填し、次いで自動分注装置の空気減圧弁を0.02MPa、タイマーを0.006sec、マイクロメータ読みを0.1mmに設定し、スライドガラスに5滴分注した。この5滴の質量を電子天秤で測定したところ、表示値が0〜0.2mg間で振れ、測定できなかった。
[Comparative Example 1]
(Weighing amount 2 of the automatic dispensing device; target value 0.06 μl)
The same automatic dispensing apparatus as in Example 1 as the protein-containing sample, and using an electronic balance A200S (manufactured by Sartorius) instead of the upper plate as the weighing means for the protein-containing sample, Weighing was performed.
As in Example 1, first, the protein-containing sample was loaded into the liquid storage part of the automatic dispensing device, then the air pressure reducing valve of the automatic dispensing device was set to 0.02 MPa, the timer was set to 0.006 sec, and the micrometer reading was set to 0.1 mm. Set and dispense 5 drops onto glass slide. When the mass of these 5 drops was measured with an electronic balance, the displayed value fluctuated between 0 to 0.2 mg and could not be measured.

[比較例2]
(自動分注装置の分注量の秤量2;目標値0.06μl)
自動分注装置、蛋白質含有試料として実施例1と同じものを、蛋白質含有試料の秤量手段として比較例1と同じものを用いて、自動分注装置の分注量の秤量を実施した。
実施例1及び比較例1同様の装填操作、同条件で、スライドガラスに100滴分注した。この100滴の質量を電子天秤で測定したところ、表示値は5.9〜6.2mgであった。
このように秤量すると、自動分注装置の分注量が、0.059〜0.062mgとして求められ、ばらつきが大きいことがわかる。その上、多くの蛋白質含有試料を秤量に消費してしまうことにもなる。
[Comparative Example 2]
(Weighing amount 2 of the automatic dispensing device; target value 0.06 μl)
The automatic dispensing device and the protein-containing sample were the same as in Example 1, and the protein-containing sample was weighed in the same manner as in Comparative Example 1, and the automatic dispensing device was weighed.
100 drops were dispensed onto the slide glass under the same loading operation and conditions as in Example 1 and Comparative Example 1. When the mass of 100 drops was measured with an electronic balance, the displayed value was 5.9 to 6.2 mg.
When weighed in this way, the dispensing amount of the automatic dispensing device is determined as 0.059 to 0.062 mg, and it can be seen that the variation is large. In addition, many protein-containing samples are consumed for weighing.

[比較例3]
(自動分注装置の分注量の秤量1;目標値0.015μl)
自動分注装置、蛋白質含有試料として実施例1と同じものを、蛋白質含有試料の秤量手段として比較例1、2と同じものを用いて、自動分注装置の分注量の秤量を実施した。
実施例1及び比較例1、2同様の装填操作を行い、次いで自動分注装置の空気減圧弁を0.02MPa、タイマーを0.004sec、マイクロメータ読みを0.1mmに設定し、スライドガラスに100滴分注した。この100滴の質量を電子天秤で測定したところ、表示値は1.1〜1.6mgであった。
このように秤量すると、自動分注装置の分注量が、0.011〜0.016mgとして求められ、ばらつきが大きいことがわかる。その上、多くの蛋白質含有試料を秤量に消費してしまうことにもなる。
[Comparative Example 3]
(Weighing amount 1 of automatic dispensing device; target value 0.015 μl)
The automatic dispensing apparatus and the protein-containing sample were the same as those in Example 1, and the protein-containing sample was weighed as in Comparative Examples 1 and 2, and the automatic dispensing apparatus was weighed.
The same loading operation as in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 was performed, then the air pressure reducing valve of the automatic dispensing device was set to 0.02 MPa, the timer was set to 0.004 sec, the micrometer reading was set to 0.1 mm, and the slide glass was set. One hundred drops were dispensed. When the mass of 100 drops was measured with an electronic balance, the displayed value was 1.1 to 1.6 mg.
When weighed in this way, the dispensing amount of the automatic dispensing device is determined as 0.011 to 0.016 mg, and it can be seen that the variation is large. In addition, many protein-containing samples are consumed for weighing.

本発明の蛋白質結晶化用装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the apparatus for protein crystallization of this invention. 蛋白質含有試料の分注量の秤量手段の使用状態を示す概略図である。It is the schematic which shows the use condition of the measurement means of the amount of dispensing of a protein containing sample. 秤量手段の秤量用凹部の例を示す概略図である。It is the schematic which shows the example of the recessed part for weighing of a weighing means.

符号の説明Explanation of symbols

11…ロアープレート
12…秤量手段
12a〜12g…秤量用凹部
13…蛋白質結晶化用マイクロアレイ保持用凹部
14…蛋白質結晶化用マイクロアレイ
15…マイクロアレイの凹部
16…アッパープレート
17…秤量手段
18…蛋白質含有試料保持用凹部
19…締結部品
20…締結用貫通穴
21…締結用貫通穴
22…蛋白質含有試料
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Lower plate 12 ... Weighing means 12a-12g ... Recessed part for weighing 13 ... Recessed part for microarray holding for protein crystallization 14 ... Microarray for protein crystallization 15 ... Recessed part of microarray 16 ... Upper plate 17 ... Weighing means 18 ... Sample containing protein Retaining recess 19 ... Fastening component 20 ... Fastening through hole 21 ... Fastening through hole 22 ... Protein-containing sample

Claims (9)

蛋白質含有試料の分注量を秤量する手段であって、容積の異なる2以上の秤量用凹部を有する、秤量手段。   A weighing means for weighing a dispensing amount of a protein-containing sample, the weighing means having two or more weighing recesses having different volumes. 秤量用凹部が容積順に並べられたものである、請求項1に記載の秤量手段。   2. The weighing means according to claim 1, wherein the weighing recesses are arranged in order of volume. 各秤量用凹部の容積が0.001μl〜2μlの範囲内のものである、請求項1又は2に記載の秤量手段。   The weighing means according to claim 1 or 2, wherein the volume of each weighing recess is in the range of 0.001 µl to 2 µl. 秤量用凹部の形状が半球状又は円柱状である、請求項1〜3のいずれか1項に記載の秤量手段。   The weighing means according to any one of claims 1 to 3, wherein the weighing recess has a hemispherical or cylindrical shape. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の秤量手段と、2以上の凹部を有する蛋白質結晶化用マイクロアレイとを備える、蛋白質結晶化用装置。   A protein crystallization apparatus comprising the weighing means according to claim 1 and a protein crystallization microarray having two or more recesses. 2以上の凹部を有する蛋白質結晶化用マイクロアレイを配置する第1のプレートと、前記蛋白質結晶化用マイクロアレイの凹部に対応する凹部を有する第2のプレートとを備える、請求項5に記載の装置。   The apparatus of Claim 5 provided with the 1st plate which arrange | positions the protein crystallization microarray which has a 2 or more recessed part, and the 2nd plate which has a recessed part corresponding to the recessed part of the said protein crystallization microarray. 秤量手段が第1のプレート及び/又は第2のプレートに備えられたものである、請求項6に記載の装置。   The apparatus according to claim 6, wherein the weighing means is provided on the first plate and / or the second plate. 請求項1〜4のいずれか1項に記載の手段の凹部のそれぞれに、蛋白質含有試料を分注し、分注した試料がすりきり状態を呈した秤量用凹部の容積を、蛋白質含有試料の分注量とする、蛋白質含有試料の分注量の秤量方法。   A protein-containing sample is dispensed into each of the recesses of the means according to any one of claims 1 to 4, and the volume of the weighing recess in which the dispensed sample is in a ground state is determined by dividing the volume of the protein-containing sample. A method for weighing the amount of a protein-containing sample to be dispensed. 請求項8に記載の秤量方法により秤量された分注量に基づき分注装置の分注量を調節し、当該分注量を調節した分注装置を用いて、蛋白質含有試料の分注を行う、蛋白質含有試料の分注方法。   The dispensing amount of the dispensing device is adjusted based on the dispensing amount weighed by the weighing method according to claim 8, and the protein-containing sample is dispensed using the dispensing device in which the dispensing amount is adjusted. A method for dispensing a protein-containing sample.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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