JP7323663B2 - 分子の結晶化のためのマイクロ流体チップ、調製方法、前記チップを備えるデバイス、および分子の結晶化のための方法 - Google Patents
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Description
- 低モザイク性、
- 著しい回折力(すなわち、2オングストローム未満)、
- 1から100μmの間のサイズを有する単結晶であることを意味する。
- 第1段階は核生成段階と呼ばれ、結晶化溶液からの結晶種の出現を伴う。
- 第2段階は成長段階と呼ばれ、核生成時に得られる結晶の種の成長を伴う。
- 溶質がわずかに過飽和し、この方法で結晶の形成なしで非常に長い時間にわたって維持され得るが、種結晶はそこで成長する、準安定領域、
- 準飽和の領域:核生成は生ぜず、種結晶は溶解する。
- 自然核形成の領域:結晶化されるべき分子の過剰分は、結晶の種の形態(すなわち、言い替えると核)の形態で結晶化されるべき分子の溶液から分離される。種結晶はそこで成長する。
- 沈殿領域:過飽和が著しく大きく結晶の形成前に凝集体および沈殿物の形成がそこで促進される領域。形成される構造は無秩序である。これらは凝集体および/または沈殿物である。
- 分配ロボット:タンク溶液の分配、結晶化小滴の分配、タンク溶液および結晶化小滴の分配
- 半自動顕微鏡から完全自動化インキュベータまで変わる撮像ロボット。
流体微細化ツールは、相図内で受ける動力学的経路の一意的な制御を可能にし、無機および生体分子の結晶の核生成のプロセスおよび成長を深く調べることを可能にする。
1.1nLと少ない体積での結晶化試験を使用することによって高い帯域幅でデータの収集を実行する。
2.長さに関するスケールの縮小によって引き起こされる質量の移動および熱の移動の優れた制御を使用し、チップ上にセンサおよびアクチュエータを集積化することによって特定の動力学的経路を設計する。
3.乱流がない、重力効果がないかまたはほとんどない状態で、結晶化、閉じ込め、および高い表面/体積比を研究するための新しい実験条件を提供する。さらに、マイクロ流体力学で使用される低体積Vは、核生成にとって特に重要である。平均核生成時間(∝1/V)は、結晶の成長の動力学を超える可能性があり(Kashchievら、1991年)、単一の核生成事象は、したがって、統計学的に観察される。この単核生成機構は、核生成の動力学を推定し、多形を研究するうえで本質的である。
- 結晶化条件に近づく瞬間が識別されること、
- 形成された後の、結晶化されるべき分子の溶液中に存在する種結晶の挙動が知られること。
マイクロ流体力学では、マイクロチャネル内の流れの効果を考慮する必要がある。しかしながら、おおよそ1マイクロメートルから1ミリメートルの作業寸法が与えられた場合、接触力が巨視的スケールに比べてこのスケールに対してより重要な役割を果たすとしても、従来の物理学が必要である。
- シンクロトロンで使用されるエネルギーにおいてX線を「透過する」材料から設計されなければならない(X線の著しい拡散または吸収を引き起こさない)、
- 生体物質と親和性がなければならない、
- おおよそ1マイクロリットルまたは1マイクロリットル未満と少ない量のタンパク質が含まれることを可能にしなければならない、
- 新しい条件の下で働くように結晶化方法の実装を可能にする溶液が導入され修正され得るチャネルを有していなければならない、
- 温度制御されなければならない。
- PMMAから作られた基材1111と、
- 前記基材1111によって、およびセルの外壁1112によって少なくとも部分的に画成されるタンク111を備える第1のレベルであって、前記タンク111は結晶化方法が実装されることを可能にする溶液の入口用のチャネルおよび出口用のチャネルと流体連通する、第1のレベルと、
- 基材1111と接触することなくセルの内壁1113によって、およびタンク111と透析室113との間に界面を形成する透析膜112によって、少なくとも部分的に画成される透析室113を備え、内壁1113は前記膜112の周囲が封止されて保たれる少なくとも1つの一個片部分を備える、第2のレベルとを具備する。
- 空気PLに対して透過性を有する架橋ポリマーから作られた2つの構造ブロックを作製し、それにより透析室を画成する上側部分およびチャネルとタンクとを画成するチップの下側部分の前記ポリマーPLから作られる3Dバッファを形成する段階、
- チャネルおよびタンクを伴う構造ブロック上に、1つまたは複数の乾燥透析膜を堆積する段階、
- チャネルのない構造ブロックを、膜が挟装されるようにチャネルを有する構造ブロックに対応する配置に置く段階、
- NOA81(登録商標)感光性樹脂を2つの構造ブロックの間の3つ面に堆積し、次いで、前記NOA81(登録商標)樹脂の架橋を開始する段階、
- 架橋樹脂から作られているアセンブリとともに構造ブロックの上側部分を、下側構造ブロックから両方とも一緒に剥がすことによって取り除く段階、
- PMMAの細長片で見えている部分(PLなし)を再封止する段階、
- 前記NOA81(登録商標)樹脂の架橋を最終化する段階、
- 最後の構造ブロックを取り除く段階。
- 本発明による少なくとも1つのマイクロ流体チップと、
- 透析室内に、結晶化されるべき分子および任意選択で少なくとも1つのバッファを含む溶液S1を加えるように配置構成されている少なくとも1つの追加手段と、
- 結晶化剤のおよび/または添加剤および/またはバッファの、およびしたがってタンクの室へ通じているチャネル内で結晶化方法の実装を可能にする溶液の組成物の追加/予定されている取り出しのための少なくとも1つの手段と、
- タンク内の溶液の化学組成を制御するための少なくとも1つの手段、たとえば、バッファの濃度を変化させるために、結晶化剤および添加剤の投与のための手段と、
- 本発明によるマイクロ流体チップの温度を制御し、変化させるための少なくとも1つの手段と、
- 任意選択で、溶液S1中で結晶化されるべき分子の濃度を測定するための少なくとも1つの手段と、
- 少なくとも1つの画像収集手段とを備える。
a)結晶化されるべき分子を含む溶液S1が、本発明により定義されているようにマイクロ流体チップ1の透析室113内に加えられ、次いでカプセル化される。
b)必要ならば、溶液S2が前記マイクロ流体チップ1のチャネル内に連続注入され、前記溶液S2はバッファのみを含み、マイクロ流体チャネルにおける注入圧力は400mbar未満に維持される。
c)結晶化溶液S3が前記マイクロ流体チップ1のチャネル内に連続注入され、マイクロ流体チャネルにおける注入圧力は400mbar未満に維持される。
- 段階a)において、必要ならば段階b)で、結晶化されるべき前記分子を含む透析室に収容される溶液は、結晶化されるべき分子が結晶化されるべき分子の濃度および温度のパラメータに従って確立される結晶化されるべき前記分子の相図の準飽和領域(溶解度曲線の下の領域)内にあるような第1の温度T1および結晶化されるべき分子の濃度C1を有する。段階b)において、溶液S2中に存在するバッファは、透析室内に収容されている溶液中に拡散し、結晶化されるべき分子はそのまま前記準飽和領域内にある。
- 段階c)において、前記結晶化溶液S3は、結晶化剤および必要ならば添加剤が透析室内に収容される溶液中に拡散するように、また結晶化されるべき分子が自然核形成領域内にあるか、または結晶化されるべき前記分子の相図の準安定領域の上限にあり、結晶化されるべき分子の種が出現するように、必要ならばバッファに加えて、少なくとも1つの結晶化剤および必要ならば1つまたは複数の添加剤を一定濃度Pで含む。
d)結晶化セル11の温度が、核生成が停止され、結晶化されるべき分子が結晶化されるべき分子の相図の準安定領域内にあるように、温度T2まで高められる。
e)段階c)で形成される結晶が多すぎる場合、結晶化セル11の温度が、結晶化されるべき分子が再び、溶解度曲線の真下の、準飽和領域内にあり、小さい結晶の過剰分が完全に溶解されるように温度>T2まで高められ得る。より大きいサイズを有するいくつかの選択された結晶は、完全な溶解を回避しながら部分的溶解を受け、次いで、温度を温度T2まで下げることで準安定領域内に成長する。
f)結晶種が、結晶のサイズが一定のままになる第1の平衡点E1が得られるまで温度T2で成長するままにされ、到達する透析室内に収容される溶液中の結晶化されるべき分子の濃度がこうして濃度C2となる。
g)結晶化セル11の温度が、透析室113内に存在する結晶が結晶化されるべき分子の相図の準安定領域内にまだあるように温度T3まで下げられる。
h)結晶種および結晶が、結晶のサイズが一定のままになる第2の平衡点E2が得られるまで温度T3で成長するままにされ、到達する透析室内に収容される溶液中の結晶化されるべき分子の濃度がこうして濃度C3となる。
i)段階f)からh)は、任意選択で繰り返される。
j)段階h)またはi)の後に得られる結晶を含むチップは、X線回折実験のためにその場で回収される。
- 段階a)において、必要ならば段階b)で、透析室に収容される溶液は、結晶化されるべき分子が結晶化されるべき分子の濃度および結晶化剤の濃度および必要ならば添加剤の濃度のパラメータに従って確立される結晶化されるべき前記分子の相図の準飽和領域(溶解度曲線の下の領域)内にあるような結晶化セル11の一定温度Tおよび結晶化されるべき分子の濃度C1を有し、段階b)において、溶液S2中に存在するバッファは、透析室内に収容されている溶液中に拡散し、結晶化されるべき分子はそのまま前記準飽和領域内にある。
- 段階c)において、前記結晶化溶液S3は、結晶化剤および必要ならば添加剤が透析室内に収容される溶液中に拡散するように、また結晶化されるべき分子が自然核形成領域内にあるか、または結晶化されるべき前記分子の相図の準安定領域の上限にあり、結晶化されるべき分子の種が出現するように、必要ならばバッファに加えて、少なくとも1つの結晶化剤および必要ならば1つまたは複数の添加剤を一定濃度P1で結晶化セルのタンク内に含む。
- 結晶の制御された自然核形成を得るために次の手順が使用される。流体の流れを制御するためのシステムを使用することで、濃度P1では数個の結晶しか形成されないように、結晶化溶液S3が結晶化剤および必要ならば添加剤の濃度勾配で連続流内に注入される。
そして、方法は、次いで、次の連続する段階を含む。
d)結晶化剤および必要ならば添加剤の濃度が、核生成が停止され、結晶化されるべき分子が結晶化されるべき分子の前記相図の準安定領域内にあるように、濃度P2に下げられる。
e)結晶種が、結晶のサイズが一定のままになる第1の平衡点E1が得られるまで結晶化剤および必要ならば添加剤の濃度P2で成長するままにされ、到達する透析室内に収容される溶液中の結晶化されるべき分子の濃度がこうして濃度C2となる。
f)結晶化剤および必要ならば添加剤の濃度が、結晶化セル11内に存在する結晶が結晶化されるべき分子の前記相図の準安定領域内にまだあるように濃度P3まで高められる。
g)結晶種および結晶が、結晶のサイズが一定のままになる第2の平衡点E2が得られるまで結晶剤および必要ならば添加剤の濃度P3で成長するままにされ、到達する透析室内に収容される溶液中の結晶化されるべき分子の濃度がこうして濃度C3となる。
h)段階d)からf)は、任意選択で繰り返される。
i)段階g)またはh)の後に得られる結晶を含むチップは、X線回折実験のためにその場で回収される。
- PMMAから作られた基材1111と、
- 前記基材1111によって、およびセルの外壁1112によって少なくとも部分的に画成されるタンク111を備える第1のレベルであって、前記タンク111は結晶化方法が実装されることを可能にする溶液の入口用のチャネルおよび出口用のチャネルと流体連通する、第1のレベルと、
- 基材1111と接触することなくセルの内壁1113によって、およびタンク111と透析室113との間に界面を形成する透析膜112によって、少なくとも部分的に画成される透析室113を備え、前記内壁1113は前記膜112の周囲が封止されて保たれる少なくとも1つの一個片部分を備える、第2のレベルとを具備する。
- 非常に高い透明度を有し、非常にクリアである、
- 優れた光学特性を有する(ガラスよりも高く、近紫外線、透過性、透明度、明度までの光透過率)。屈折率は1.49であり、これはX線を透過する(X線の著しい拡散または吸収を引き起こさない)。
- 大気中作用物質に対する優れた抵抗性、
- 紫外線および腐食に対する優れた抵抗性。
- 硫酸アンモニウム、塩化ナトリウム、リン酸カリウムなどの塩、
- イソプロパノールおよび2-メチル-2,4-ペンタンジオール(MPD)などの有機化合物、
- PEG 4000、PEG 6000、またはPEG 8000などのポリエチレングリコール
であるものとしてよい。
- 2つのPDMS構造ブロックを作製し、それにより透析室を画成する上側部分およびチャネルとタンクとを画成するチップの下側部分のPDMSから作られる3Dバッファを取得する段階、
- チャネルおよびタンクを伴うPDMSのブロック上に、1つまたは複数の乾燥透析膜を堆積する段階、
- チャネルのないPDMS構造ブロックを、膜が挟装されるような仕方でチャネルを有するPDMSのブロックに対応する配置に置く段階、
- PDMSの2つのブロックの間の3面上にNOA81(登録商標)を堆積する段階、
- NOA81(登録商標)の架橋を開始する段階、
- NOA81(登録商標)から作られているアセンブリとともにPDMSで作られている上側部分を、PDMSの下側ブロックから両方とも一緒に剥がすことによって取り除く段階、
- PMMAの細長片で見えている部分(PDMSなし)を再封止する段階、
- NOA81(登録商標)の架橋を最終化する段階、
- PDMSの最後のブロックを取り除く段階。
- 本発明による少なくとも1つのマイクロ流体チップと、
- 透析室内に、結晶化されるべき分子および任意選択で少なくとも1つのバッファを含む溶液S1を加えるように配置構成されている少なくとも1つの追加手段(上で説明されているように、透析室のカプセル化を介したチップの最終化)と、
- 任意選択で、本発明によるマイクロ流体チップの温度を制御し、変化させるための少なくとも1つの手段と、
- 任意選択で、結晶化剤のおよび/または添加剤および/またはバッファの(およびしたがってタンクの室へ通じているチャネル内で結晶化方法の実装を可能にする溶液の化学組成物の)追加/予定されている取り出しのための少なくとも1つの手段と、
- 任意選択で、タンク内の溶液の化学組成を制御するための少なくとも1つの手段、たとえば、バッファの濃度を変化させるために、結晶化剤および添加剤の投与のための手段と、
- 少なくとも1つの画像収集手段とを備える。
a)結晶化されるべき分子を含む溶液S1が本発明によるマイクロ流体チップ1の透析室113内に加えられ、次いで有利には透析室113が封止される。
b)必要ならば、溶液S2が前記マイクロ流体チップ1のチャネル内に連続注入され、前記溶液S2はバッファのみを含み、マイクロ流体チャネルにおける注入圧力は400mbar未満に維持される。
c)結晶化溶液S3が前記マイクロ流体チップ1のチャネル内に連続注入され、マイクロ流体チャネルにおける注入圧力は400mbar未満に維持される。
- 段階a)において、必要ならば段階b)で、透析室に収容される溶液は、結晶化されるべき分子が結晶化されるべき分子の濃度および結晶化剤の濃度および必要ならば1つまたは複数の添加剤のパラメータに従って確立される結晶化されるべき前記分子の相図の準飽和領域(溶解度曲線の下の領域)内にあるような結晶化セル11の一定温度Tおよび結晶化されるべき分子の濃度C1を有し、段階b)において、溶液S2中に存在するバッファは、透析室内に収容されている溶液中に拡散し、結晶化されるべき分子はそのまま前記準飽和領域内にある。
- 段階c)において、前記結晶化溶液S3は、結晶化剤および必要ならば添加剤が透析室内に収容される溶液中に拡散するように、また結晶化されるべき分子が自然核形成領域内にあるか、または結晶化されるべき前記分子の相図の準安定領域の上限にあり、結晶化されるべき分子の種が出現するように、必要ならばバッファに加えて、少なくとも1つの結晶化剤および必要ならば1つまたは複数の添加剤を一定濃度Pで含む。
d)結晶化セル11の温度が、核生成が停止され、結晶化されるべき分子が結晶化されるべき分子の相図の準安定領域内にあるように、温度T2まで高められる。
e)段階c)で形成される結晶が多すぎる場合、結晶化セル11の温度が、結晶化されるべき分子が再び、溶解度曲線の真下の、準飽和領域内にあり、小さい結晶の過剰分が完全に溶解されるように温度>T2まで高められ得る。より大きいサイズを有するいくつかの選択された結晶は、完全な溶解を回避しながら部分的溶解を受け、次いで、温度を温度T2まで下げることで準安定領域内に成長する。
f)結晶種が、結晶のサイズが一定のままになる第1の平衡点E1が得られるまで温度T2で成長するままにされ、到達する透析室内に収容される溶液中の結晶化されるべき分子の濃度がこうして濃度C2となる。
g)結晶化セル11の温度が、透析室113内に存在する結晶が結晶化されるべき分子の相図の準安定領域内にまだあるように温度T3まで下げられる。
h)結晶種および結晶が、結晶のサイズが一定のままになる第2の平衡点E2が得られるまで温度T3で成長するままにされ、到達する透析室内に収容される溶液中の結晶化されるべき分子の濃度がこうして濃度C3となる。
i)段階f)からh)は、任意選択で繰り返される。
j)段階h)またはi)の後に得られる結晶を含むチップは、X線回折実験のためにその場で回収される。
- 段階a)において、必要ならば段階b)で、透析室に収容される溶液は、結晶化されるべき分子が結晶化されるべき分子の濃度および結晶化剤の濃度および必要ならば添加剤のパラメータに従って確立される結晶化されるべき前記分子の相図の準飽和領域(溶解度曲線の下の領域)内にあるような結晶化セル11の一定温度Tおよび結晶化されるべき分子の濃度C1を有し、段階b)において、溶液S2中に存在するバッファは、透析室内に収容されている溶液中に拡散し、結晶化されるべき分子はそのまま前記準飽和領域内にある。
- 段階c)において、前記結晶化溶液S3は、結晶化剤および必要ならば添加剤が透析室内に収容される溶液中に拡散するように、また結晶化されるべき分子が自然核形成領域内にあるか、または結晶化されるべき前記分子の相図の準安定領域の上限にあり、結晶化されるべき分子の種が出現するように、必要ならばバッファに加えて、少なくとも1つの結晶化剤および必要ならば1つまたは複数の添加剤を一定濃度P1で結晶化セルのタンク内に含む。
- 結晶の制御された自然核形成を得るために次の手順が使用される。流体の流れを制御するためのシステムを使用することで、濃度P1では数個の結晶しか形成されないように、結晶化溶液S3が結晶化剤の、および必要ならば添加剤の濃度勾配で連続流内に注入される。
そして、方法は、次いで、次の連続する段階を含む。
d)結晶化剤および必要ならば添加剤の濃度が、核生成が停止され、結晶化されるべき分子が結晶化されるべき分子の前記相図の準安定領域内にあるように、濃度P2に下げられる。
e)結晶種が、結晶のサイズが一定のままになる第1の平衡点E1が得られるまで結晶化剤および必要ならば添加剤の濃度P2で成長するままにされ、到達する透析室内に収容される溶液中の結晶化されるべき分子の濃度がこうして濃度C2となる。
f)結晶化剤および必要ならば添加剤の濃度が、結晶化セル11内に存在する結晶が結晶化されるべき分子の前記相図の準安定領域内にまだあるように濃度P3まで高められる。
g)結晶種および結晶が、結晶のサイズが一定のままになる第2の平衡点E2が得られるまで結晶剤および必要ならば添加剤の濃度P3で成長するままにされ、到達する透析室内に収容される溶液中の結晶化されるべき分子の濃度がこうして濃度C3となる。
h)段階d)からf)は、任意選択で繰り返される。
i)段階g)またはh)の後に得られる結晶を含むチップは、X線回折実験のためにその場で回収される。
次の方法が使用された。
ここで、2つのレベルを有するSU8から作られた型を製作するためのプロトコルが説明される。次いで、この型は、PDMSから作られた構造ブロックの準備に使用される。
SU8から作られた型を製作するために、型のパターンを定義するために使用される1つまたは複数のマスクがなければならない。このために、ソフトウェアCleWin3が使用された。これは、ネガまたはポジで透明シート上に印刷され得るチャネル網を設計することを可能にする。複数のマスクが同じチップに対して作製される場合、複数の層を有する型を製作することが可能である。
SU8は、粘性液の形態のポリマーであるネガ型感光性樹脂である。架橋のプロセスをトリガするために、これはUVに露光され、次いで加熱されなければならない。加熱した後、これは、PGMAの槽内で現像されなければならない。すべての露光部分が固化され、未露光部分は現像とともに見えなくなる。その化学式は、
まず第一に、SU8 3000は、周囲温度になるように、冷蔵庫から早めに、好ましくは1時間前から2時間前の間に取り出されなければならない。
リソグラフィの厚さは、Dektak表面形状測定装置で分析された。装置は、興味深いことに65μmまたは252μmであってよい2つの範囲最大値を有する。次いで、分析されるべき長さ、分析時間、および「丘」または「谷」であることを意図された表面形状のタイプが選択されなければならない。
本発明によるマイクロチップ
複数の条件の並行しての使用を可能にし、温度勾配による試験を可能にする設計がなされた。
類似する特性を有する2タイプのPDMFS、すなわち、Dow Corning社のSylgard 184およびBayer Silicones社のRTV 615がある。
この方法では、PDMSの単一の構造ブロック、すなわち、チャネルおよびタンクが画成されることを可能にするブロックが使用される。
上述のすべての目標を達成するために、チャネル内の流れの特性および特にチャネルのサイズが縮小されたときの流体力学的抵抗の増大を使用することを伴う、第1の設計が企図された。
R∝ω・h3
を与えるが、
ただし、ωはチャネルのμm単位の幅であり、
hはチャネルのμm単位の高さである。
C2 濃度
C3 濃度
E1 第1の平衡点
E2 第2の平衡点
P1 濃度
P2 濃度
S1 溶液
S2 溶液
S3 結晶化溶液
T1 温度
T2 温度
T3 温度
11 透析結晶化セル
111 タンク
112 透析膜
113 透析室
150 SPIN
1111 基材
1112 外壁
1113 内壁
1114 主表面
1115 PMMA
1116 流体
Claims (5)
- 少なくとも1つの透析結晶化セル(11)を備えるマイクロ流体チップ(1)を調製する方法であって、
前記少なくとも1つの透析結晶化セル(11)は、
PMMAから作られた基材(1111)と、
前記基材(1111)によって、およびセルの外壁(1112)によって少なくとも部分的に画成されるタンク(111)を備える第1のレベルであって、前記タンク(111)は結晶化方法が実装されることを可能にする溶液の入口用のチャネルおよび出口用のチャネルと流体連通する、第1のレベルと、
前記基材(1111)と接触することなくセルの内壁(1113)によって、および前記タンク(111)と透析室(113)との間に界面を形成する透析膜(112)によって、少なくとも部分的に画成される透析室(113)を備え、前記内壁(1113)は前記膜(112)の周囲が封止されて保たれる少なくとも1つの一個片部分を備える、第2のレベルとを具備しており、
前記方法は、以下の連続する段階、すなわち、
前記透析室を画成する上側部分および前記チャネルと前記タンクとを画成する下側部分の空気に対して透過性を有する架橋ポリマーから作られる3Dバッファを取得するために、前記空気に対して透過性を有する架橋ポリマーから作られた2つの構造ブロックを作製する段階と、
前記チャネルおよび前記タンクを伴う前記構造ブロック上に、1つまたは複数の乾燥透析膜を堆積する段階と、
チャネルのない前記構造ブロックを、前記膜が挟装されるように前記チャネルを有する前記構造ブロックに対応する配置に置く段階と、
透明な感光性樹脂を前記構造ブロックの間に堆積し、次いで、前記透明な感光性樹脂の架橋を開始する段階であって、それにより前記膜の周囲の上面および下面は、前記透明な感光性樹脂で非化学的接着により封止される、段階と、
架橋された前記透明な感光性樹脂から作られているアセンブリとともに前記構造ブロックの前記上側部分を、前記2つの構造ブロックの前記下側部分から両方とも一緒に剥がすことによって取り除く段階と、
前記空気に対して透過性を有する架橋ポリマーのない見えている部分をPMMAの細長片で再封止する段階と、
前記透明な感光性樹脂の前記架橋を最終化する段階と、
最後の構造ブロックを取り除く段階とを含むことを特徴とする、マイクロ流体チップ(1)を調製する方法。 - 少なくとも1つの透析結晶化セル(11)を備えるマイクロ流体チップ(1)を使用して結晶化されるべき分子を結晶化するための方法であって、
前記少なくとも1つの透析結晶化セル(11)は、
PMMAから作られた基材(1111)と、
前記基材(1111)によって、およびセルの外壁(1112)によって少なくとも部分的に画成されるタンク(111)を備える第1のレベルであって、前記タンク(111)は結晶化方法が実装されることを可能にする溶液の入口用のチャネルおよび出口用のチャネルと流体連通する、第1のレベルと、
前記基材(1111)と接触することなくセルの内壁(1113)によって、および前記タンク(111)と透析室(113)との間に界面を形成する透析膜(112)によって、少なくとも部分的に画成される透析室(113)を備え、前記内壁(1113)は透明な感光性樹脂で形成されており、前記膜(112)の周囲が封止されて保たれる少なくとも1つの一個片部分を備えており、前記膜の周囲は前記一個片部分内に一体化されており、前記膜は前記透明な感光性樹脂で非化学的接着により固定されている第2のレベルとを具備しており、
前記方法は、以下の連続する段階、すなわち、
a)結晶化されるべき前記分子を含む溶液S1が、前記マイクロ流体チップ(1)の前記透析室(113)内に加えられ、次いでカプセル化される、段階と、
b)必要ならば、溶液S2が前記マイクロ流体チップ(1)の前記チャネル内に連続注入され、前記溶液S2はバッファのみを含み、マイクロ流体チャネルにおける注入圧力は400mbar未満に維持される、段階と、
c)結晶化溶液S3が前記マイクロ流体チップ(1)の前記チャネル内に連続注入され、前記マイクロ流体チャネルにおける前記注入圧力は400mbar未満に維持され、前記結晶化溶液S3は、少なくとも1つの結晶化剤、および必要ならば1つまたは複数の添加剤、および任意選択でバッファを含み、前記方法の前記段階b)が実行されたときに、前記溶液S3は前記溶液S2の前記バッファおよび少なくとも1つの結晶化剤、および必要ならば1つまたは複数の添加剤を含む、段階とを含むことを特徴とする結晶化されるべき分子を結晶化するための方法。 - 段階a)において、前記透析室は、PMMAの細長片、次いでポリイミドフィルムコーティングの堆積を介してカプセル化されることを特徴とする請求項2に記載の結晶化するための方法。
- 段階a)において、必要ならば段階b)で、結晶化されるべき前記分子を含む前記透析室に収容される前記溶液は、結晶化されるべき前記分子が結晶化されるべき前記分子の濃度および温度のパラメータに従って確立される結晶化されるべき前記分子の相図の溶解度曲線の下の領域である準飽和領域内にあるような第1の温度T1および結晶化されるべき前記分子の濃度C1を有し、段階b)において、前記溶液S2中に存在する前記バッファは、前記透析室内に収容されている前記溶液中に拡散し、結晶化されるべき前記分子はそのまま前記準飽和領域内にあり、
段階c)において、前記結晶化溶液S3は、必要ならばバッファに加えて、少なくとも1つの結晶化剤および必要ならば1つまたは複数の添加剤を、前記結晶化剤および必要ならば前記添加剤が前記透析室内に収容される前記溶液中に拡散するように、また結晶化されるべき前記分子が自然核形成領域内にあるか、または結晶化されるべき前記分子の相図の準安定領域の上限にあり、結晶化されるべき前記分子の種が出現するように、一定濃度Pで含み、
前記方法は、次いで、以下の連続する段階、すなわち
d)前記結晶化セル(11)の温度が、核生成が停止され、結晶化されるべき前記分子が結晶化されるべき前記分子の相図の準安定領域内にあるように、温度T2まで高められる、段階と、
e)段階c)で形成される結晶が多すぎる場合、前記結晶化セル(11)の温度が、結晶化されるべき前記分子が再び、溶解度曲線の真下の、準飽和領域内にあり、小さい結晶の過剰分が完全に溶解されるように温度>T2まで高められてよく、より大きいサイズを有するいくつかの選択された結晶は、完全な溶解を回避しながら部分的溶解を受け、次いで、温度を温度T2まで下げることで準安定領域内に成長する、段階と、
f)結晶種は、結晶のサイズが一定のままになる第1の平衡点E1が得られるまで温度T2で成長するままにされ、到達する前記透析室内に収容される前記溶液中の結晶化されるべき前記分子の濃度がこうして濃度C2となる、段階と、
g)前記結晶化セル(11)の温度が、前記透析室(113)内に存在する結晶が結晶化されるべき前記分子の相図の準安定領域内にまだあるように温度T3まで下げられる、段階と、
h)結晶種および結晶が、結晶のサイズが一定のままになる第2の平衡点E2が得られるまで温度T3で成長するままにされ、到達する前記透析室内に収容される前記溶液中の結晶化されるべき前記分子の濃度がこうして濃度C3となる、段階と、
i)段階f)からh)は、任意選択で繰り返される、段階と、
j)段階h)またはi)の後に得られる結晶を含む前記チップは、X線回折実験のためにその場で回収される、段階とを含むことを特徴とする請求項2または3に記載の結晶化するための方法。 - 段階a)において、必要ならば段階b)で、前記透析室に収容される前記溶液は、結晶化されるべき前記分子が結晶化されるべき前記分子の濃度および結晶化剤の濃度および必要ならば添加剤のパラメータに従って確立される結晶化されるべき前記分子の相図の溶解度曲線の下の領域である準飽和領域内にあるような前記結晶化セル(11)の一定温度Tおよび結晶化されるべき前記分子の濃度C1を有し、段階b)において、前記溶液S2中に存在する前記バッファは、前記透析室内に収容されている前記溶液中に拡散し、結晶化されるべき前記分子はそのまま前記準飽和領域内にあり、
段階c)において、前記結晶化溶液S3は、必要ならば前記バッファに加えて、少なくとも1つの結晶化剤および必要ならば1つまたは複数の添加剤を、前記結晶化剤および必要ならば前記添加剤が前記透析室内に収容される前記溶液中に拡散するように、また結晶化されるべき前記分子が自然核形成領域内にあるか、または結晶化されるべき前記分子の相図の準安定領域の上限にあり、結晶化されるべき前記分子の種が出現するように、濃度P1で前記結晶化セルの前記タンク内に含み、
結晶の制御された自然核形成を得るために、流体の流れを制御するためのシステムを使用することで、濃度P1では数個の結晶しか形成されないように、前記結晶化溶液S3が前記結晶化剤の、および必要ならば添加剤の濃度勾配で連続流内に注入される、という手順が使用され、
前記方法は、次いで、以下の連続する段階、すなわち
d)前記結晶化剤および必要ならば前記添加剤の濃度が、核生成が停止され、結晶化されるべき前記分子が結晶化されるべき前記分子の前記相図の準安定領域内にあるように、濃度P2に下げられる、段階と、
e)結晶種は、結晶のサイズが一定のままになる第1の平衡点E1が得られるまで前記結晶化剤および必要ならば前記添加剤の濃度P2で成長するままにされ、到達する前記透析室内に収容される前記溶液中の結晶化されるべき前記分子の濃度がこうして濃度C2となる、段階と、
f)前記結晶化剤および必要ならば前記添加剤の濃度が、前記結晶化セル(11)内に存在する結晶が結晶化されるべき前記分子の前記相図の準安定領域内にまだあるように濃度P3まで高められる、段階と、
g)結晶種および結晶は、結晶のサイズが一定のままになる第2の平衡点E2が得られるまで前記結晶化剤および必要ならば前記添加剤の濃度P3で成長するままにされ、到達する前記透析室内に収容される前記溶液中の結晶化されるべき前記分子の濃度がこうして濃度C3となる、段階と、
h)段階d)からf)は、任意選択で繰り返される、段階と、
i)段階g)またはh)の後に得られる結晶を含む前記チップは、X線回折実験のためにその場で回収される、段階とを含むことを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の結晶化するための方法。
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