JPH0350178A - 結晶化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概　要〕 水溶液高分子材料を用いて単結晶を作る場合に使用する
結晶化装置に関し、 良質で大型の結晶を生成出来る結晶化装置の提供を目的
とし、 水溶液を結晶化室に注液する第１の注液手段と、結晶化
溶液を該結晶化室に注液する第２の注液手段と、該第１
．第２の注液手段にて該結晶化室に注液された溶液を撹
拌する撹拌手段を有する結晶化装置において、 高濃度の結晶化溶液を前記撹拌された溶液中に局所的に
注入する第３の注液手段を設けた構成とするか、 又は、水溶液を結晶化室に注液する第１の注液手段と、
結晶化溶液を該結晶化室に注液する第２の注液手段と、
該第１．第２の注液手段にて該結晶他室に注液された溶
液を、該結晶化室に非接触に保持する保持手段と、高濃
度の結晶化液を該保持された溶液に噴射する液適噴射手
段とを有する構成とする。

〔産業上の利用分野］ 本発明は、既存の蛋白質の３次元的な構造を解明する為
の、解析に適した良質で大型の単結晶を生成する場合等
、水溶液高分子材料を用いて単結晶を作る場合に使用す
る結晶化装置に関する。

近年、バイオテクノロジの発展とともに、プロティンエ
ンジニアリング（蛋白工学）とよばれる新しい分野が注
目を集めている。

これは、動物等から抽出した天然に存在する蛋白質を基
に、その構造や組成を一部変更することにより、触媒と
しての機能を高めたり、熱的な安定性を増大せしめ、よ
り有用な蛋白質（酵素）を人工的に作り出そうという試
みである。

プロティンエンジニアリングの第一歩は、既存の蛋白質
の３次元的な構造を解明することであり、そのために、
解析（おもに、Ｘ線解析や中性子線解析）に適した良質
で大型の単結晶を作製することが求められている。

（従来の技術〕 第４図は従来例の蛋白質結晶化装置の要部の構成図であ
る。

第４図では、蛋白質水溶液注入ノズル１より、例えばミ
オグロミンを、結晶化溶液注入ノズル２より、例えば硫
酸アンモニウムを、結晶化室３に注入する。

そして撹拌器４にて充分撹拌の後静置すると、溶液中の
微粒子（微細な塵や不純物等）を核として、イに示す如
（、結晶化が開始する。

これは、結晶化溶液（硫酸アンモニウム）との混合によ
り、蛋白質（ミオグロミン）の溶解度が低下し、−時的
な過飽和状態となるため、溶解しきれなくなった蛋白質
の一部が結晶として析出するものである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、従来の蛋白質結晶化装置では、結晶化が
溶液中の微粒子を核として開始するため、結果として、
細かい多くの結晶が生成し不安定で且つ生成する蛋白質
も不純物が多く良質でない問題点がある。

本発明は、良質で大型の結晶を生成出来る結晶化装置の
提供を目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

第１図（Ａ）に示す如く、水溶液を結晶化室３に注液す
る第１の注液手段１と、結晶化溶液を該結晶化室３に注
液する第２の注液手段２と、該第１、第２の注液手段１
．２にて該結晶化室３に注液された溶液を撹拌する撹拌
手段４を有する結晶化装置において、 高濃度の結晶化溶液を前記撹拌された溶液中に局所的に
注入する第３の注液手段５を設ける構成とする。

又は第１図Ｂに示す如（、水溶液を結晶化室３、に注液
する第１の注液手段１と、結晶化溶液を該結晶化室３に
注液する第２の注液手段２と、該第１、第２の注液手段
１，２にて該結晶化室３に注液された溶液を、該結晶化
室３に非接触に保持する保持手段６と、高濃度の結晶化
液を該保持された溶液に噴射する液適噴射手段７とを備
える構成とする。

〔作　用］ 第１図（Ａ）に示す結晶化装置では、第１の注液手段１
にて結晶化室３に注液した水溶液と、第２の注液手段２
にて結晶化室３に注液した結晶化溶液とを撹拌手段４に
て撹拌した溶液中に、第３の注液手段５にて高濃度の結
晶化液を局所的に注入するので、高濃度結晶化液の周囲
の溶液の過飽和度が増し、その周囲から結晶化が開始す
る。

従って、良質の大型の結晶が生成される。

第１図（Ｂ）に示す結晶化装置は、更に良質の結晶を得
る為に、微小重力の例えば宇宙空間等にて用いるもので
、第１の注液手段１にて結晶化室３に注液した水溶液と
、第２の注液手段２にて結晶化室３に注液した結晶化溶
液とを、保持手段６にて結晶化室３に非接触に保持し、
この保持され混合された溶液に、液適噴射手段７にて高
濃度の結晶化液を噴射すると、溶液の表面の一部が過飽
和状箋となり、そこから結晶化が開始される。

この場合は、結晶化室３の壁面が結晶化の阻害要因とな
らないので、更に良質で大型の結晶が生成される。

〔実施例〕

第２図は本発明の実施例の蛋白質結晶化装置の要部の構
成図である。

第２図で第４図の従来例と異なる点は、高濃度結晶化液
注入ノズル５を設けた点である。

この場合は、従来例と同じ（、蛋白質水溶液注入ノズル
１より、例えばミオグロミンを、結晶化溶液注入ノズル
２より、例えば硫酸アンモニウムを、結晶化室３に注入
する。

そして撹拌器４にて溶液濃度が均一になる迄撹拌する。

この状態では結晶化溶液の濃度は飽和状態を僅かに越え
た状態であり、溶液は一時的な安定状態にあり、結晶化
は未だ開始しない。

ここで、高濃度結晶化液注入ノズル５より高濃度の結晶
化液例えば高濃度の硫酸アンモニウムを局所的に注入す
ると、高濃度結晶化液の周囲の蛋白質溶液の過飽和度が
増し、その周囲から口に示す如（結晶化が開始し、良質
で大型の蛋白質結晶が生成される。

尚高濃度結晶化液注入ノズル５は溶液との接触をさける
為、高濃度の結晶化法注入後溶液から引き上げる。

第３図は本発明の他の実施例の蛋白質結晶化装置の要部
の構成図である。

第３図の蛋白質結晶化装置は微小重力の宇宙空間等で使
用するもので、蛋白質水溶液注入ノズル１より、例えば
ミオグロミンを、結晶化溶液注入ノズル２より、例えば
硫酸アンモニウムを、（Ａ）に示す如く、結晶化室３に
注入後、（Ｂ）に示す音波発生器６より音波を発すると
、反射Ｆｉ８にて反射され、音波は（Ｃ）に示す如く定
在波状態となり、注入された溶液は、定在波の節の部分
に、結晶化室３とは非接触に保持され、混合される。

一定時間後、液適噴射ノズル７より高濃度結晶化液を、
混合された溶液に吹きつける。

すると、混合された溶液の表面の一部が過飽和状態とな
り、ハに示す如くそこから蛋白質の結晶化が開始され、
良質で大型の蛋白質結晶が生成される。

この場合は、結晶化室３の壁面に接触しないので壁面が
結晶化の阻害要因になることがなく、更に良質で大型の
結晶が生成される。

向上記は、蛋白質の場合で説明したが、この結晶化装置
は、水溶液高分子材料を用いて単結晶を作る場合に適用
出来る。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明せる如く本発明によれば、結晶化の過程
は、高濃度結晶化液の注入部分から局所適に開始するこ
とになり、数少ない結晶が大きく成長し、良質で大型の
結晶が生成される効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の原理図、 第２図は本発明の実施例の蛋白質結晶化装置の要部の構
成図、 第３図は本発明の他の実施例の蛋白質結晶化装置の要部
の構成図、 第４図は従来例の蛋白質結晶化装置の要部の構成図であ
る。 図において、 １は注液手段、蛋白質水溶液注入ノズル、２は注液手段
、結晶化溶液注入ノズル、３は結晶化室、 ４は撹拌手段、 ５は注液手段、高濃度結晶化液注入ノズル、６は保持手
段、音波発生器、 ７は液適噴射手段。 液適噴射ノズルを示す。 −ｔ−発明の原理図 第　イ　図 第 図 第 図 従来伊１の蛋白質紡晶イＬ咲１の学ＩＦの傭戎図第４　
図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、）水溶液を結晶化室（３）に注液する第１の注液手
   段（１）と、結晶化溶液を該結晶化室（３）に注液する
   第２の注液手段（２）と、該第１、第２の注液手段（１
   、２）にて該結晶化室（３）に注液された溶液を撹拌す
   る撹拌手段（４）を有する結晶化装置において、 高濃度の結晶化溶液を前記撹拌された溶液中に局所的に
   注入する第３の注液手段（５）を設けたことを特徴とす
   る結晶化装置。 ２、）水溶液を結晶化室（３）に注液する第１の注液手
   段（１）と、結晶化溶液を該結晶化室（３）に注液する
   第２の注液手段（２）と、該第１、第２の注液手段（１
   、２）にて該結晶化室（３）に注液された溶液を、該結
   晶化室（３）に非接触に保持する保持手段（６）と、高
   濃度の結晶化液を該保持された溶液に噴射する液適噴射
   手段（７）とを有することを特徴とする結晶化装置。