KR20020036961A

KR20020036961A - 미세 결정체 배열 형성 방법 및 장치

Info

Publication number: KR20020036961A
Application number: KR1020017016290A
Authority: KR
Inventors: 산타르시로버나드디; 슐츠피터지.; 예건드렉티.; 노르드마이어로버트에이.; 콜베윌리엄에프.; 위버도날드씨.; 스티븐스레이몬드씨.; 자클레빅조셉엠.; 코넬얼; 진지안; 존스아더엘.
Original assignee: 죤슨 수; 더 리젠트스 오브 더 유니이버시티 오브 캘리포니아
Priority date: 1999-06-18
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2002-05-17
Also published as: SG130024A1; EP1204467A1; JP2006187278A; RU2002100812A; CA2377071C; IL146628A; AU777212B2; CA2377071A1; WO2000078445A1; JP2003502652A; IL146628A0; US20080181834A1; US6296673B1; MXPA01012796A; IS6176A; SG152912A1; AU5599600A

Abstract

분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위한 미세 결정체 배열을 형성하기 위한 방법이 제공된다. 이 방법은 결정화될 분자를 포함하며 체적이 1 μL 미만인 액적을 각각이 포함하는 미세 결정체들의 배열을 형성하는 단계와, 액적 내에서 분자 결정의 열을 형성하기에 적합한 상태에서 미세 결정체 배열을 저장하는 단계와, 액적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계를 포함한다.

Description

미세 결정체 배열 형성 방법 및 장치{METHODS AND APPARATUS FOR PERFORMING ARRAY MICROCRYSTALLIZATIONS}

유전자학 분야에서 게놈의 지도 작성, 서열화 및 분석에 의해서 사람 및 다른 생명체의 유전자에 대한 정보 데이터베이스가 폭발적으로 증가하였다. 암과 같은 특정 질병에 걸리기 쉬운 사람을 식별하는데 결정적인 다양한 유전자가 발견되었으며, 이들의 생물학적인 기능은 시험관 내 및/또는 생체 내에서 평가되었다. 최근에, 이스트(yeast)와 같은 다양한 유기체의 유전자의 게놈 분석 및 형질 발현으로부터의 정보 및 시약을 사용하여 유전자의 기능을 게놈 전체에 걸쳐서 분석하는 것에 관련된 신규한 영역의 유전자학인 기능 유전자학이 개발되고 있다. 기능 유전자학은 특정 유전자에 적합한 올리고뉴클레오티드(oligonucleotide) 칩 또는 고밀도의 미세 배열과 같은 고수율 스크린법을 사용하여 유전자의 형질 발현과 관련된 중요한 정보를 생성하고 있다. 목표 유전자에 의해 형질 발현된 단백질과 세포 내의 다른 거대 분자 사이의 상호 작용의 망을 이해하는 것 또한 이스트 부합 시스템과 같은 효율적인 스크린법을 사용하여 전례가 없는 속도로 확장될 수도 있다.

이들 게놈 프로젝트의 최종 목적 중의 하나는 질병 유전자에 의해서 형질이 발현된 단백질에 대해서 효율적인 치료술을 개발하는 것이다. 다양한 방법의 약제 발견 및 개발 중에서도, 구조 기반의 약제 개발은 최근에 급속하게 진보되고 있는 컴퓨터 사용 기법에 의해서 그 중에서도 가장 중요한 해결책 중의 하나가 되었다. 단백질의 상세한 삼차원 구조를 이해하는 것은 실험실에서의 이론적인 약제의 설계 및 개발에 도움을 줄 뿐만 아니라, 컴퓨터 보조 방식의 도킹 시스템을 사용하여 고수율로 약제를 스크린하는 확실한 목표를 제공하는 것으로 알려져 있다.

고수율 방식에서의 단백질의 고해상도 구조를 밝혀 내는 것은 유전자학 및 약제의 개발 등에 있어서 연쇄와 같은 중요한 병목 현상을 나타내게 된다. 고해상도의 단백질 구조는 X선 결정학에 의해서 해석되었으며, 보다 최근에는 더 작은 단백질 또는 펩티드에 적합한 고자장 NMR 장치에서의 다차원 NMR 분광학에 의해서 해석되고 있다.

X선 결정학에 적합한 다양한 방법이 개발되었으며, 여기에는 자유 인터페이스 확산법(Free interface diffusion; Saleman, F. R. (1972), Arch. Biochem. Biophys. 151:533-539), 현적(hanging drop) 및 좌적(sitting drop)에서의 증기 확산법(Vapor diffusion; McPherson, A. (1982), 단백질 결정의 준비 및 분석(Preparation and Analysis of Protein Crystals), John Wiley and Son, New York, pp 82-127), 및 액상 투석법(Liquid dialysis; Bailey, K. (1940), Nature 145: 934-935) 등이 있다.

최근에 들어, 용액으로부터 거대 분자 결정, 특히 단백질 결정을 성장시키는데 가장 널리 사용되는 방법은 현적법이다. 일반적으로 단백질 용액을 함유하고 있는 액적(drop)은 커버 글라스에 점적되며, 고농도의 석출제를 구비한 저장조를 포함하는 밀봉 챔버 내에 현수된다. 시간이 지남에 따라서 액적으로부터의 수증기의 확산에 의해서 액적 내의 용액은 저장조와 평형을 이루어가며, 이에 따라서 액적 내의 단백질 및 석출제의 농도가 점차적으로 증가하게 되고, 이는 다시 단백질을 석출하거나 또는 결정화하게 된다.

회절 특성이 우수한 결정을 성장시키는 방법은 시간 소모적이고, 다수의 용액 변수, 예를 들어, pH, 온도, 이온 강도, 및, 염, 유기 첨가제와 세제의 비농도와 같은 변수에 따르는 시행 착오식 실험 방법이 되어 버린다. 또한, 고농도로 정제된 단백질의 양은 대부분 제한되어 있으며, 이상의 용액 상태에 따른 다각도의 시행 착오는 비현실적이고, 노동 집약적이며 고비용이다.

소수의 자동화된 결정화 시스템이 현적법(hanging drop method)에 따라서 개발되어 있으며, 그 예로는, Cox M. J. 및 Weber P. C.(1987) J. Appl. Cryst. 20: 366, 및 Ward, K. B. 등(1988) J. Crystal Growth 90:325-339가 있다. 단백질 및 다른 거대 분자에 적합하게 개선되고 자동화된 결정화 시스템에 대한 수요가 있었다.

본 발명은 분자의 결정화 방법 및 장치에 관한 것이며, 보다 상세하게는 분자, 특히 단백질과 같은 거대 분자의 결정화를 자동화하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 결정화 시스템의 블록 다이아그램.

도 2는 단백질 결정화 실험을 수행하기 위해서 도 1의 결정화 시스템을 사용하기 위한 방법을 도시한 도면.

도 3a는 현적식 미세 결정체 배열을 형성하기 위해 사용되는 다수의 웰이 형성된 기판의 평면도.

도 3b는 도 3a에서 도시된 다수의 웰이 형성된 기판의 측면도.

도 3c는 좌적식 미세 결정체 배열을 형성하기 위해 사용되는 다수의 웰이 형성된 기판의 평면도.

도 3d는 도 3c에서 도시된 다수의 웰이 형성된 기판의 측면도.

도 3e는 기판 커버를 구비한 다수의 웰이 형성된 기판의 단면도.

도 4a 내지 도 4j는 모용액 이송 시스템에 포함되는 다양한 스테이션을 도시한 도면으로, 도 4a는 기판 적재 스테이션에 인접하여 위치한 기판 트랙 위치를 횡단하여 본 기판 적재 스테이션의 측면도.

도 4b는 기판 트랙의 길이 방향 축을 따라서 본 기판 적재 스테이션의 측면도.

도 4c는 다수의 웰이 형성된 기판 상에 포함된 바 코드를 판독하기 위한 바 코드 판독 스테이션의 측면도.

도 4d는 다수의 웰이 형성된 기판 내에 한정된 웰의 상부 에지로 밀봉 매체를 공급하기 위한 밀봉 매체 스테이션의 측면도.

도 4e는 다수의 웰이 형성된 기판으로부터 기판 커버를 제거하기 위한 기판 커버 제거 스테이션의 측면도.

도 4f는 모용액 이송 스테이션의 평면도.

도 4g는 다수의 웰이 형성된 기판 내로 모용액을 이송하기 위한 이송 블록의 평면도.

도 4h는 다수의 웰이 형성된 기판 내로 모용액을 이송하기 위한 이송 블록의 단면도.

도 4i는 모용액원 저장 뱅크의 측면도.

도 4j는 모용액원으로부터 유체 분사기로 모용액을 이송하기 위한 주사기 펌프의 측면도.

도 5a 내지 도 5e는 액적 형성 시스템 내에 포함되는 다양한 스테이션을 도시한 것으로, 도 5a는 액적 형성 시스템의 평면도.

도 5b는 액적 형성 시스템의 측면도.

도 5c는 피펫 홀더의 측면도.

도 5d는 웰 커버 홀더의 측면도.

도 5e는 다수의 웰이 형성된 기판 내의 웰 상부에 위치되어지는 웰 커버를 저장하기 위한 웰 커버 수납부의 측면도.

도 6a 내지 도 6i는 액적 형성 스테이션의 작동을 도시하는 것으로, 도 6a는 휴지 위치에 있는 액적 형성 스테이션을 도시한 도면.

도 6b는 다수의 웰이 형성된 기판이 액적 형성에 적합한 위치로 이동되고 피펫 홀더가 세면기 상부의 위치로 이동된 상태의 액적 형성 스테이션을 도시한 도면.

도 6c는 다수의 웰이 형성된 기판 내의 웰의 열(column)의 상부 위치로 이동된 피펫 홀더를 도시한 도면.

도 6d는 웰 커버 홀더 상부의 위치로 이동된 피펫 홀더를 도시한 도면.

도 6e는 휴지 위치로 되돌아온 피펫 홀더 및 웰 커버의 상부 위치로 이동된 단백질 이송 피펫을 도시한 도면.

도 6f는 휴지 위치로 되돌아온 단백질 이송 피펫 및 다수의 웰이 형성된 기판 상의 웰의 열 상부의 위치로 역전되고 이동된 커버 홀더를 도시한 도면.

도 6g는 기판의 웰 상부에 웰 커버로부터 현수된 현적을 도시한 도면.

도 6h는 웰 커버 저장 요소 상부의 위치로 이동된 커버 홀더를 도시한 도면.

도 6i는 휴지 위치로 되돌아온 커버 홀더를 도시한 도면.

도 7a 내지 도 7g는 좌적을 형성하기 위한 액적 형성 스테이션의 작동을 도시한 도면으로, 도 7a는 휴지 위치에 있는 액적 형성 스테이션을 도시한 도면.

도 7b는 다수의 웰이 형성된 기판이 액적 형성에 적합한 위치에서 좌적식 미세 결정체 배열을 형성하게 되고, 피펫 홀더가 세면기 상부의 위치로 이동된 액적 형성 스테이션을 도시한 도면.

도 7c는 다수의 웰이 형성된 기판 내의 웰의 열 상부의 위치로 이동된 피펫 홀더를 도시한 도면.

도 7d는 기판의 열 내의 웰 중에서 웰 영역과 정렬된 피펫 홀더의 피펫을 도시한 도면.

도 7e는 기판의 열 내의 열 중에서 좌적 영역과 정렬된 피펫 홀더의 피펫을 도시한 도면.

도 7f는 웰의 열 내의 좌적 영역 상부의 위치로 이동된 단백질 이송 피펫을 도시한 도면.

도 7g는 웰의 좌적 영역 내에 형성된 좌적을 도시한 도면.

도 8a는 핀이 기판 트랙 하부에 위치한 핀 캐리지로부터 기판 트랙 상부로 연장된 기판 트랙의 측면도.

도 8b는 도 8a의 핀이 기판 트랙 하부로 밀려난 기판 트랙의 측면도.

도 8c는 다수의 핀 캐리지를 가지고 있는 운송 조립체의 측면도.

도 9는 유리한 거친 스크린에 적합한 480 개의 모용액의 조성을 도시한 도면.

도 10a 내지 도 10d는 40 nL 내지 1000 nL까지의 서로 다른 액적 크기에 있어서 결정 형성을 도시한 도면.

도 11은 결정화 실험의 미세 스크린 단계에서 사용되는 24 개의 모용액에 대한 모용액의 조성을 나타낸 표.

본 발명은 분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위한 미세 결정체 배열 형성 방법에 관한 것이다. 분자는 X선 결정 구조가 필요한 분자일 수도 있다.본 발명 중의 하나와 같은 고수율의 방법에 의해서 고해상도 구조의 분자를 결정하는 것은 약제의 개발을 가속화하는데 사용될 수도 있다. 결정화될 분자 또한 결정화된 형태의 분자가 필요한 분자일 수도 있다. 예를 들어서, 결정화된 형태의 분자를 형성하거나 신규한 형태의 분자를 식별하는 것이 바람직할 수도 있다. 어떤 경우에는, 특정한 결정 형태의 분자가 보다 더 생리 활성적이고, 더 신속하게 용해되고, 쉽사리 분해가 되지 않으며, 또한 정제하기가 더 쉬울 수도 있다.

분자는 가급적 단백질과 같은 거대 분자인 것이 유리하지만, 다른 종류의 거대 분자일 수도 있다. 분자는 분자량이 가급적 최소한 500 달톤(Dalton)인 것이 유리하며, 보다 더 유리하게는 최소한 1000 달톤이지만, 더 작은 분자량의 분자를 결정화할 수도 있다.

일 실시예에 있어서, 방법은 각각 체적이 1 μL 이하이고, 결정화될 분자 및 배열 내에서 조성이 변화하는 모용액을 함유하는 액적을 구비하는 미세 결정체 배열을 형성하는 단계와, 액적 내에서 분자 결정을 형성하기에 적합한 상태에서 미세 결정체 배열을 배열 내에 저장하는 단계와, 액적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

변형예에 있어서, 방법은 각각 배열 내에서 조성이 변화하는 모용액을 함유하는 액적을 구비하는 웰(well)과, 체적이 1 μL 이하이고, 결정화될 분자를 함유하는 액적을 구비하는 액적 영역을 포함하는 미세 결정체 배열을 형성하는 단계와, 액적 내에 분자 결정을 형성하기에 적합한 상태에서 미세 결정체 배열을 배열 내에 저장하는 단계와, 액적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 변형예에 있어서, 방법은 각각 배열 내에서 조성이 변화하는 모용액을 함유하는 액적을 구비하는 웰(well)과, 체적이 1 μL 이하이고, 결정화될 분자를 함유하는 액적을 구비하는 커버 글라스를 포함하는 미세 결정체 배열을 형성하는 단계와, 액적 내에 분자 결정을 형성하기에 적합한 상태에서 미세 결정체 배열을 배열 내에 저장하는 단계와, 액적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또 다른 변형예에 있어서, 방법은 각각 배열 내에서 조성이 변화하는 모용액을 함유하는 액적을 구비하는 웰(well)과, 체적이 1 μL 이하이고, 결정화될 분자를 함유하는 액적을 구비하는 좌적을 포함하는 좌적 영역을 포함하는 미세 결정체 배열을 형성하는 단계와, 액적 내에 분자 결정을 형성하기에 적합한 상태에서 미세 결정체 배열을 배열 내에 저장하는 단계와, 액적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상술한 방법 중의 하나에 따르면, 결정화될 분자를 함유하는 액적의 체적은 약 1 μL 이하이며, 유리하게는 약 750 nL 이하이며, 보다 유리하게는 약 500 nL 이하이며, 가장 유리하게는 약 250 nL 이하이다. 변형예에 있어서, 액적의 체적은 1 nL 내지 1000 nL 사이이며, 유리하게는 1 nL 내지 750 nL 사이이며, 보다 유리하게는 1 nL 내지 500 nL 사이이며, 보다 더 유리하게는 1 nL 내지 250 nL 사이이며, 가장 유리하게는 1 nL 내지 250 nL 사이이다.

본 발명은 또한 분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위한 미세 결정체 배열을 형성하기 위한 기판에도 관련된다. 일 실시예에 따르면, 기판은 모용액을 유지하기 위해서 최소한 36 개의 웰로 형성된 배열을 포함하며, 각각의 웰의 저장조 체적은 약 500 μL 이하이며, 유리하게는 400 μL 이하이며, 보다 유리하게는 약 300 μL 이하이며, 선택적으로 250 μL 이하이다. 사용되는 웰 체적의 범위는 25 μL 내지 500 μL 및 25 μL 내지 300 μL이지만, 이에 국한되지는 않는다. 변형예에 있어서, 기판은 현적 결정체를 형성하도록 설계되어진다. 다른 변형예에 있어서, 기판은 좌적 결정체를 형성하도록 설계되어지며, 모용액 뿐만 아니라 인접한 좌적 웰(sitting drop well)을 구비한다.

본 발명은 또한 분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위해 미세 결정체 배열 내에서 사용되는 마이크로 리터 이하의 액적을 형성하기 위한 다양한 장치에도 관련된다.

일 실시예에 있어서, 장치는,

다수의 웰이 형성된 기판을 위치시킬 수 있는 플랫폼과,

다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하고, 약 25 nL 이하의 체적 범위 이내에서 모용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 다수의 웰이 형성된 기판 상의 점적 영역으로 이송하는 모용액 점적 스테이션과,

약 25 nL 이하의 체적 범위 이내에서 결정화되어지는 분자를 함유하는 용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 점적 영역으로 이송하는 분자 점적 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 한다.

다른 실시예에 있어서, 장치는,

다수의 웰이 형성된 기판을 위치시킬 수 있는 플랫폼과,

다수의 커버 글라스를 위치시킬 수 있는 커버 글라스 스테이션과,

다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하고, 약 25 nL 이하의 체적 범위 이내에서 모용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 다수의 커버 글라스로 이송하는 모용액 점적 스테이션과,

약 25 nL 이하의 체적 범위 이내에서 결정화되어지는 분자를 함유하는 용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 다수의 커버 글라스로 이송하는 분자 점적 스테이션을 포함하도록 설계된다.

또 다른 실시예에 있어서, 장치는,

다수의 웰이 형성된 기판을 위치시킬 수 있는 플랫폼과,

다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하고, 약 25 nL 이하의 체적 범위 이내에서 모용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 다수의 웰이 형성된 기판 상의 좌적 영역으로 이송하는 모용액 점적 스테이션과,

약 25 nL 이하의 체적 범위 이내에서 결정화되어지는 분자를 함유하는 용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 좌적 영역으로 이송하는 분자 점적 스테이션을 포함하도록 설계된다.

상술한 실시예 중의 하나에 따르면, 모용액 점적 스테이션 및 분자 점적 스테이션은 각각 체적 범위가 약 20 nL 이하, 보다 유리하게는 15 nL 이하, 가장 유리하게는 10 nL 이하의 마이크로 리터 이하의 체적을 이송할 수 있다.

또한 상술한 실시예 중의 하나에 따르면, 마이크로 리터 이하의 액적을 준비하기 위한 장치 내에 모용액이 점적되었는지 및/또는 분자 점적이 형성되었는지를 검출하는 센서를 구비할 수도 있다.

모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은, 독립적으로 유리하게는, 동시에 최소한 네 개의 커버 글라스, 보다 유리하게는 동시에 최소한 8 개의 커버 글라스의 커버 글라스로 각각 마이크로 리터 이하의 체적을 이송할 수 있다.

본 발명은 또한 분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위해 미세 결정체 배열 내에서 사용되는 마이크로 리터 이하의 액적을 형성하기 위한 방법에도 관련된다. 일 실시예에 따르면, 방법은 다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하는 단계와, 약 25 nL 이하의 체적 범위 내에서 모용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 다수의 웰이 형성된 기판의 점적 영역으로 이송하는 단계와,

약 25 nL 이하의 체적 범위 내에서 결정화될 분자를 함유하는 용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 다수의 웰이 형성된 기판의 점적 영역으로 이송하는 단계를 포함하며,

각각의 점적 영역으로 이송되어지는 마이크로 리터 이하의 체적의 전체 체적은 1 μL 이하인 것을 특징으로 한다.

다른 실시예에 따르면, 방법은 현적 결정화에 적합한 방법이며, 다수의 커버 글라스를 취하는 단계와, 다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하는 단계와, 약 25 nL 이하의 체적 범위 내에서 모용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 다수의 커버 글라스로 이송하는 단계와, 약 25 nL 이하의 체적 범위 내에서 결정화될 분자를 함유하는 용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 다수의 커버 글라스로 이송하는 단계를 포함하며, 각각의 커버 글라스로 이송되어지는 마이크로 리터 이하의 체적의 전체 체적은 1 μL 이하이다.

다른 실시예에 따르면, 방법은 좌적 결정화에 유리한 방법이며, 다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하는 단계와, 약 25 nL 이하의 체적 범위 내에서 모용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 좌적 영역으로 이송하는 단계와, 약 25 nL 이하의 체적 범위 내에서 결정화될 분자를 함유하는 용액의 마이크로 리터 이약 25 nL 이하의 체적 범위 내에서 모용액의 마이크로 리터 이하의 체적을 좌적 영역으로 이송하는 단계를 포함하며, 각각의 좌적 영역으로 이송되어지는 마이크로 리터 이하의 체적의 전체 체적은 1 μL 이하이다.

상술한 방법 실시예 중의 하나에 따르면, 이송되어지는 마이크로 리터 이하의 체적의 전체 체적은 유리하게는 약 750 nL 이하, 보다 유리하게는 약 500 nL 이하, 가장 유리하게는 약 250 nL 이하이다. 점적 체적(drop volume)은 380 pL와 같이 작을 수도 있음에 주목해야 한다. 이송되어지는 체적은 유리하게는 1 nL 내지 750 nL이며, 보다 유리하게는 1 nL 내지 500 nL이고, 보다 더 유리하게는 1 nL 내지 250 nL이며, 가장 유리하게는 10 nL 내지 250 nL이다.

상술한 장치 및 방법 실시예 중의 하나에 따르면, 이송되어지는 체적의 정밀도는 유리가는 약 25 nL 이하, 보다 유리하게는 20 nL 이하, 보다 더 유리하게는 15 nL 이하, 가장 유리하게는 10 nL 이하이다. 이송되어지는 체적의 정밀도는 EH한 380 pL 내지 25 nL이고, 보다 유리하게는 380 pL 내지 20 nL이며, 보다 더 유리하게는 380 pL 내지 15 nL이며, 가장 유리하게는 380 pL 내지 10 nL이다.

본 발명은 분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위한 미세 결정체 배열 형성 방법에 관한 것이다. 분자는 가급적 단백질과 같은 거대 분자인 것이 유리하다. 다른 종류의 분자 및 거대 분자 또한 본 발명에 따라서 결정화될 수도 있다.분자는 분자량이 최소한 500 달톤(Dalton)인 것이 유리하며, 보다 더 유리하게는 최소한 1000 달톤이지만, 본 발명은 더 작은 분자량의 분자에도 적용할 수 있음에 주목해야 한다.

상기 방법은 각각 체적이 1 μL 이하이고, 결정화될 분자 및 배열 내에서 조성이 변화하는 모용액을 포함하는 액적을 포함하는 미세 결정체 배열을 형성하는 단계를 포함한다. 미세 결정체 배열은 액적 내에서 분자 결정에 적합한 상태에서 배열 내에 저장된다. 이후에 액적 내에서의 분자 결정의 형성이 검출된다. 본원에서 설명되는 바와 같이, 상기 방법은 액적과 관련된 어떠한 결정화 방법에서도 채택될 수 있으며, 현적 결정화 방법(hanging drop crystallization method) 및 좌적 결정화 방법(sitting drop crystallization method)을 포함하지만 이에 제한되지는 않는다. 좌적 결정화 방법의 예는 미국 특허 제 5,096,676 호(맥퍼슨 등: McPherson et al.) 및 미국 특허 제 5,419,278 호(카터: Carter)에 제시되어 있다.

본 발명의 중요한 특징은 소량의 액적 체적을 사용하는 것이다. 예를 들어서, 결정화될 분자를 함유하는 액적의 체적은 약 1 μL 이하이며, 유리하게는 약 750 nL 이하이며, 보다 유리하게는 약 500 nL 이하이며, 가장 유리하게는 약 250 nL 이하이다. 변형예에 있어서, 액적의 체적은 1 nL 내지 1000 nL 사이이며, 유리하게는 1 nL 내지 750 nL 사이이며, 보다 유리하게는 1 nL 내지 500 nL 사이이며, 보다 더 유리하게는 1 nL 내지 250 nL 사이이며, 가장 유리하게는 10 nL 내지 250 nL 사이이다.

본 출원인은 결정화 속도가 더 작은 액적의 체적을 사용하는 경우 결정이 더빠르게 형성되는 액적의 체적에 의존한다고 확신한다. 따라서, 본 발명에서 더 작은 액적의 체적을 사용하는 것에 의해서 결정은 더욱 신속하게 형성될 수 있다. 이는 결정화 조건을 결정하기 위한 방법의 작업 처리 속도를 현저하게 증가시킨다.

이론에 구속되지 않는다면, 더 작은 액적이 더 큰 액적 보다 더 빨리 평형에 도달하며, 이는 결정이 더욱 빨리 형성되도록 한다고 알려져 있다. 평형 속도는 액적의 증발 및 액적의 체적 사이의 관계에 관련된다고 알려져 있다. 한편으로, 액적의 증발은 액적 표면 영역에 의존한다. 액적의 표면 영역은 액적의 체적에 따라서 선형적으로 감소하지는 않는다. 그 결과, 더 작은 액적의 체적 보다 20 배의 체적을 가진 더 큰 액적(예를 들면, 1 μL 대 50 nL)은 더 작은 액적의 표면 영역의 20 배 보다 현저하게 작다. 액적의 체적을 감소시키는 것에 의해서, (표면 영역과 관련된) 액적의 증발과 액적의 체적 사이의 관계를 개선시킬 수 있으며, 이에 따라서 평형 및 결정 형성을 촉진하게 된다.

본 발명의 추가적인 장점은, 더 작은 액적의 체적이 각각의 결정화 실험을 수행하는데 더 적은 분자를 사용할 수 있게 한다는 것이다. 그 결고, 다수의 결정화 실험을 동일한 양의 분자를 사용하여 수행할 수 있게 된다. 이는 결정화될 분자를 획득하기가 곤란하고, 분자를 성공적으로 결정화하기 위해서 대량의 결정화 실험을 수행할 필요가 있는 경우에 아주 중요하다.

종종 결정화될 분자의 생성과 정제가 곤란한 경우가 많다. 단백질 결정체의 경우에 있어서, 1 μL를 초과하지 않는 크기의 액적을 사용하여 48 개의 결정화 실험을 수행하기 위한 충분한 양의 단백질을 생성하고 정제하는데 1 내지 2 주 정도의 실험실 작업만 필요할 뿐이다. 액적의 체적을 감소시키는 것에 의해서, 따라서 각 결정화 실험에서 사용되는 분자의 양을 감소시키는 것에 의해서, 수행되어야할 결정화 실험의 숫자를 현저하게 증가시킬 수 있게 된다. 그 결과, 분자 사용을 보존해야하는 압력이 감소되기 때문에 분자 결정화 실험에 대해서 더 많은 조합으로 동시적으로 수행할 수 있게 된다. 이와는 대조적으로, 마이크로 리터 이하의 액적의 체적을 사용하는 본 발명 이전에서는, 사용 가능한 분자가 부족하였기 때문에 일회에 수행되는 실험의 숫자를 최소화할 필요성이 있었다.

액적의 체적을 감소시키는 것에 의해서, 배열 내에서 수행될 수 있는 미세 결정체의 숫자가 증가하였다. 배열 내의 미세 결정체의 숫자는 통상적으로 48 개 이상, 유리하게는 96 개 이상, 보다 유리하게는 144 개 이상, 가장 유리하게는 192 개 이상이다. 배열 내의 미세 결정체의 숫자는 또한 288 개 또는 384 개를 초과할 수도 있음에 주목해야 한다. 예를 들어서, 480 개의 미세 결정체를 포함하는 배열을 준비하기 위한 장치가 본원에서 설명된다.

배열 내에서 수행될 수 있는 미세 결정체의 숫자를 증가시키는 것은, 또한 다수의 서로 다른 저장액을 사용하여 배열 내에서 사용되는 모용액을 형성할 수 있게 된다. 예를 들어서, 미세 결정체의 배열을 형성하는 것은 48 개 이상의 저장액을 사용하여 배열 내에서 사용되는 모용액을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 선택적으로, 96 개 이상이고, 보다 유리하게는 144 개 이상이며, 가장 유리하게는 192 개 이상의 서로 다른 저장액을 사용할 수도 있다. 저장액의 숫자는 288 또는 384 개를 초과할 수 있음을 주목해야 한다. 예를 들어서, 본원에서 설명되는 장치는480 개의 서로 다른 저장액을 사용한다.

더 작은 체적의 모용액 또한 웰 내에서 사용이 가능하다. 웰 내에서 사용되는 모용액의 체적은 유리하게는 약 500 μL 이하이며, 더 유리하게는 약 400 μL 이하며, 보다 더 유리하게는 300 μL이하며, 선택적으로 250 μL 이하이다. 사용되는 모용액의 체적의 범위는 25 μL 내지 500 μL 및 25 μL 내지 300 μL를 포함하지만, 이에 제한되지는 않는다. 이 점에 있어서, 미세 결정체 배열의 형성은 각각 약 500 μL 이하의 체적, 유리하게는 약 400 μL 이하의 체적, 보다 유리하게는 약 300 μL 이하이 체적을 가지는 다수의 웰을 포함하는 기판 내에서의 미세 결정체의 형성 단계를 포함한다.

소량의 체적의 모용액의 사용은 다수의 웰이 형성된 기판 내의 웰이 더 소형으로 제조될 수 있게 하며, 따라서 단위 영역 당 더 많은 웰이 다수의 웰이 형성된 기판 상에 위치할 수 있게 된다. 예를 들어서, 약 500 μL 이하의 웰 체적을 가진 48 개의 웰이 형성된 기판은 종래에 단백질 결정화에 사용되었던 24 개의 웰이 형성된 기판에서와 대략 동일한 크기이다. 또한, 기판의 크기를 추가적으로 감소시키기 위해 모용액의 체적의 감소를 채택할 수도 있다.

소용량의 액적 체적을 사용함에 따라서, 동일한 양의 분자를 사용하여 현저하게 많은 숫자의 결정화 실험을 수행할 수 있게 된다. 그 결과, 많은 숫자의 결정화 실험을 수행할 수 있게 되며, 이는 다시 모용액의 조성이 광범위하게 변화하게 할 수도 있다. 이는 모용액이 배열 내에서 변화되는 1, 2, 3, 4, 5, 6 또는 그 이상의 성분으로 형성될 수 있도록 한다.

또한 상기 방법에 따르면, 미세 결정체 배열은 하나 또는 그 이상의 다수의 웰이 형성된 기판으로 형성된다. 각각의 기판은 유리하게는 최소한 24 개의 웰을 구비하며, 보다 유리하게는 최소한 36 개의 웰을 구비하며, 가장 유리하게는 최소한 48 개의 웰을 구비한다. 더 적은 모용액을 사용하는 것에 의해서, 더 적은 수의 웰을 사용할 수 있게 되며, 이는 동일한 크기의 기판이 더 많은 웰을 포함할 수 있게 되는 것이다.

또한, 상기 방법에 따르면, 결정 형성의 검출은 형성된 결정(침상형, 입상형 등), 결정의 크기, 및 결정 구조의 품질의 특성을 기술하는 것을 포함한다. 결정의 특성 기술은 수동으로 행해지거나, 또는 액적의 이미지를 취하고 이들 액적 내에 함유된 결정 구조에 대한 이들 이미지를 분석하여 행해질 수도 있다.

상기 방법은 또한 결정이 검출되는 이들 모용액의 조성을 식별하는 단계와, 결정이 검출되는 모용액의 제제가 추가적으로 변화되는 추가적인 결정화 실험을 수행하는 단계를 포함한다.

도 1은 결정화 실험을 수행하기 위한 결정화 시스템(10)을 도시한 것이다. 결정화 시스템(10)은 이하에서 설명하는 다양한 스테이션(12)으로 분할되어진다. 결정화 시스템(10)의 작동 중에, 다수의 웰이 형성된 기판은 기판 트랙(14) 상에 위치하게 된다. 운송 조립체(도시하지 않음)는 기판 트랙(14)을 따라서 다수의 웰이 형성된 기판을 다양한 스테이션(12)으로 이동시킨다.

결정화 시스템(10)은 또한 다양한 스테이션(12)과 전기적으로 연결되어 있는 처리 유닛(16)을 포함하고 있다. 결정화 시스템(10)과 함께 사용되는 적절한 처리유닛(16)은, PC 및 컴퓨터 워크 스테이션(workstation)을 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는다. 처리 유닛(16)은 각각의 스테이션 및 운송 조립체의 작동을 제어하기 위한 공정 처리 로직(logic)을 포함한다. 조작자는 하나 또는 그 이상의 사용자 인터페이스를 사용하여 공정 로직과의 상호 작용, 연결 해제 및/또는 변경을 하게 된다. 적절한 사용자 인터페이스에는, 컴퓨터 모니터, 키보드, 마우스 및 트랙볼 등이 포함되며, 이들에 국한되지는 않는다.

결정화 시스템(10)의 작동 중에, 운송 조립체는 각각 특정한 기능을 수행하는 스테이션(12)을 지나서 다수의 웰이 형성된 기판을 이동시킨다. 예를 들어서, 결정화 시스템(10)은 다수의 웰이 형성된 기판을 순차적으로 기판 트랙(154) 상으로 적재하는 기판 적재 스테이션(18)을 포함한다. 결정화 시스템(10)은 또한 다수의 웰이 형성된 기판 상의 바 코드를 판독할 수 있는 바 코드 판독 스테이션(20)도 포함한다. 결정화 시스템(10)은 추가적으로 밀봉 매체 스테인션(22)을 포함한다. 밀봉 매체 스테인션(22)은 다수의 웰이 형성된 기판에 대해서 밀봉 매체를 공급하는데 사용된다. 구체적으로, 밀봉 매체는 각각의 다수의 웰이 형성된 기판 내에 한정된 유체 수용 웰의 상부 에지에 적용된다. 밀봉 매체는 각각의 웰의 상부 에지와 통상적으로 커버 글라스로 지칭되고 결정화 시스템(10)의 뒤쪽의 스테이션에서 각각의 웰 상부에 위치되어 있는 웰 커버 사이에서 밀봉을 형성하게 된다. 결정화 시스템(10)은 또한 기판 커버(44)가 다수의 웰이 형성된 기판으로 이송되거나 다수의 웰이 형성된 기판으로부터 제거되는 기판 커버 제거 스테이션(24)을 포함한다.

결정화 시스템(10)은 또한 다수의 웰이 형성된 기판 내에 한정된 웰 내로 모용액이 이송되는 모용액 이송 스테이션(26)을 포함한다. 서로 다른 모용액은 서로 다른 웰로 이송될 수도 있고, 또한 동일한 모용액은 하나 이상의 웰로 이송될 수도 있다. 추가적으로, 모용액은 단일한 다수의 웰이 형성된 기판 상의 웰 부분으로 이송되어 나머지 웰이 비어있도록 할 수도 있다.

결정화 시스템(10)은 또한 다양한 웰로부터의 모용액이 웰 상부에 위치하게 되는 다수의 커버 글라스 상에 하나 또는 그 이상의 액적을 형성하기 위해 사용되는 액적 형성 스테이션(28)을 포함한다. 액적 형성 스테이션(28)은 또한 결정화될 분자를 함유하는 용액을 커버 글라스에 추가한다. 일단 모용액 및 결정화될 분자를 함유하는 액적이 커버 글라스 상에 형성되면, 커버 글라스는 각각의 웰의 상부에 위치하게 되며, 따라서 하나 또는 그 이상의 액적이 커버 글라스로부터 웰 내로 현수되게 된다. 이들 액적은 현적(hanging drop)으로 불린다.

액적 형성 스테이션은 다양한 웰로부터 모용액 및 결정화될 분자를 함유하는 용액을 좌적 영역으로 이송하는 것에 의해서 다수의 웰이 형성된 기판의 좌적 영역에서 좌적(sitting drop)을 용이하게 형성하도록 할 수도 있음에 주목해야 한다.

결정화 시스템(10)은 또한 기판 커버(44)가 각각의 다수의 웰이 형성된 기판 상에 위치하게 되는 기판 커버 이송 스테이션(29)을 포함한다. 다수의 웰이 형성된 기판은 이후에 다수의 웰이 형성된 기판이 기판 트랙(14)으로부터 제거되고 저장되는 기판 적하 스테이션(30)으로 운송된다.

도 1에 도시된 결정화 시스템(10)이 단일 기판 트랙(14) 주위에 위치된 다수이 스테이션(12)을 구비하고 있지만, 다양한 스테이션(12)은 각각 선택적으로 고유한 트랙을 구비하는 하나 또는 그 이상의 하부 시스템을 구비할 수 있음에 주목해야 한다. 추가적으로, 다수의 스테이션(12)은 선택적으로 결정화 시스템(10)에 포함되거나 이로부터 제외될 수도 있다. 또한, 스테이션(12)은 도 1에서 도시된 순서가 아닌 순서로도 위치시킬 수 있다. 예를 들어서, 기판 커버 제거 스테이션(24)은 바 코드 판독 스테이션(20)의 전방에 위치할 수도 있다. 부가적으로, 상술한 몇 가지 기능은 단일 스테이션에서 수행될 수도 있다. 예를 들어서, 기판 커버 이송 스테이션(29)은 액적 형성 스테이션(28) 또는 기판 적하 스테이션(30)과 일체적으로 형성될 수도 있다.

상술한 스테이션(12)은 단일 시스템에 포함될 수도 있고, 각각 서로 다른 독립적인 하부 시스템에 포함될 수도 있다. 예를 들어서, 트레이 적재 스테이션, 바 코드 판독 스테이션(20), 밀봉 매체 스테이션(22) 및 모용액 이송 스테이션(26)은 단일한 모용액 이송 시스템(31) 내에 포함될 수 있으며, 한편으로는 액적 형성 스테이션(28)과 기판 적하 스테이션(30)은 독립적인 액적 형성 시스템(32)에 포함될 수도 있다. 부가적으로, 특정 스테이션과 관련된 기능은 결정화 시스템(10)의 작동 중에 수행되지 않을 수도 있다. 예를 들어서, 모용액은 다수의 웰이 형성된 기판이 결정화 시스템(10) 내로 도입되기 전에 외부 장치에 의해서 다수의 웰이 형성된 기판의 웰 내로 이송될 수도 있다. 이와 같은 경우에 있어서, 이미 모용액을 함유하고 있는 다수의 웰이 형성된 기판이 모용액 이송 스테인션(26)에 도달하는 경우에는, 모용액 이송 스테이션(26)은 모용액을 웰로 이송하지 않도록 작동될 수도 있다.

도 1에 도시된 것과 같은 것에 의해서 결정화 시스템(10)을 통해서 다수의 웰이 형성된 기판을 처리하는 것에 의해서 미세 결정체 배열이 준비된 이후에, 결정의 형성에 대해서 미세 결정체 배열 내의 액적을 관찰할 수 있게 된다. 특정 웰의 액적 내에 결정이 형성되는 경우에, 액적 내의 결정의 품질, 예를 들어서 형태, 크기 또는 결정 형성 시간과 같은 다양한 특징에 대해서 평가하게 된다. 각각의 웰에 사용된 모용액이 서로 다른 경우에는, 결정의 등급은 어떤 모용액이 가장 바람직한 결정과 관련되어 있는지를 결정하도록 비교된다. 따라서, 각각의 웰은 서로 다른 결정화 실험으로 기능하게 되며, 이는 다른 결정화 실험의 결과와 비교되어질 수 있는 결과를 생성하게 된다.

결정화 실험은 특정 분자의 결정화에 적합한 모용액의 조성을 최적화하기 위한 몇 가지 결정화 실험의 결과를 비교하는 단계를 포함한다. 도 2는 결정화 실험을 수행하기 위한 기법을 도시한 것이다. 거친 스크린은 실험의 초기 단계에서 실행되었다. 도 2에 있어서, 거친 스크린과 관련된 결정화 실험은 CS₁, CS₂, 및 CS₃으로 분류가 된 세 개의 서로 다른 배열로 설정되도록 다수의 박스로서 도시되어 있다. 각각의 배열에 있어서, 두 개의 모용액 조성 변수는 각각의 배열에 관련된 x 및 y 축을 따라서 도시된 바와 같이 점직적으로 변화된다. 예를 들어서, CS₁에 있어서, 몇 가지 결정화 실험이 수행되었는데, 여기에서 pH는 2 내지 8까지 2의 간격으로 변화되었고, %(NH₄)₂SO₄는 20 내지 80까지 20의 간격으로 변화되었다.

거친 스크린에서의 결정화 실험을 분석하여 최상의 결정을 형성하거나, 결정이 형성되지 않은 경우에는 최상의 결정 모양의 석출물을 형성하는 하나 또는 그 이상의 결정화 실험을 선택하였다. 양호한 결정 또는 결정 모양 석출물을 생성하기 위해서 선택된 거친 스크린 실험은 도 2에서 검은 박스로 도시되어 있다. 이후에 거친 스크린에서 선택된 결정화 실험에 대해서 미세 스크린을 수행하였다.

미세 스크린 결정화 실험은 도 2에서 FS₁으로 분류되어져서 표시된 바와 같이, 거친 스크린을 통해서 선택된 결정화 실험에서 사용된 모용액 조성에 기초한 결정체 배열을 설계하여 수행하였다. 미세 스크린 결정체 배열에서 사용된 모용액의 조성은 거친 스크린으로부터 선택된 실허에서 사용된 모용액의 조성에서 작은 변화를 주어 선택하였다. 예를 들어서, 거친 스크린에서 사용된 모용액의 pH가 2 내지 8이고 선택된 결정화에서의 모용액의 pH가 4.0이라면, 미세 스크린 실험에서 사용된 모용액의 pH는 3.4 내지 4.6이 된다. 또한, 약 4 정도의 pH를 가진 모용액 주변에 배열을 집중시켜서 미세 스크린(FS₁)에서의 값의 점진적인 변화를 감소시킬 수도 있다. 예를 들어서, 도 2에서 나타낸 거친 스크린(CS₂) 중의 pH에서의 점진적인 변화가 2.0인 반면에 미세 스크린 중의 pH의 점진적인 변화는 도 2에 도시된 바와 같이 0.4가 된다.

미세 스크린에서의 각각의 결정화 실험에서 형성된 결정을 분석하여 최상의 결정 또는 결정 모양의 석출물을 산출하는 하나 또는 그 이상의 결정화 실험을 선택하였다. 미세 스크린 실험 중에 선택된 결정화 실험은 도 2에서 X를 가지는 박스로 도시되어 있다. 미세 스크린 중에서 형성된 결정이 충분히 높은 품질을 가지는경우에는, 실험 중에 형성된 결정을 분리할 수 있으며, 이 분리된 결정에 x-선 회절을 수행하여 분자의 결정 구조를 해석할 수 있게 된다. 다르게는, 선택된 미세 스크린 실험에서 사용된 모용액을 사용하여 부가적인 결정을 성장시킬 수도 있다. 그러나, 미세 스크린 중에 형성된 결정이 충분히 높은 품질을 가지지 않다면, 모용액은 추가적인 미세 스크린에 대한 시작점으로서 미세 스크린 실험에서 사용된 모용액을 취함으로써 최적화될 수도 있다. 도 2는 FS₂로 분류되어진 미세 스크린 결정화 실험의 제 2 배열을 도시한 것이다. 미세 스크린 실험을 선택하고, 선택된 실험에 기초한 더 미세한 배열을 수행하는 이 반복적인 공정은 적당한 모용액이 결정의 준비에 사용된다고 확인될 때까지 반복됨에 주목해야 한다.

본 발명의 미세 결정화 방법 및 장치는 도 2와 관련하여 설명된 거친 스크린 배열 실험을 수행하는데 사용되어, 종래에 1 마이크로 리터 이상의 액적 크기에서 사용이 가능했던 것보다 더 큰 모용액 세트를 분석할 수 있게 된다. 미세 스크린 배열 실험은 또한 본 발명의 미세 결정화 방법 및 장치를 사용하여 수행될 수도 있으며, 또한 액적이 1 마이크로 리터 이상일 때도 수행될 수 있다.

도 3a는 본 발명의 방법 및 장치에서 현적식 미세 결정체 배열을 형성하기 위해 사용되는 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 6 개의 행과 8 개의 열로 배치된 웰(38)을 한정하는 지지 구조(36)를 포함한다. 도 3a에서 전부 48 개의 웰(38)을 구비하는 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 도시하고 있지만, 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 다른 숫자의 웰(38)을 포함할 수도 있다.

도 3b는 도 3a에서 도시된 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 측면도이다. 각각의 웰(38)은 지지 구조(36) 상부로 연장된 상부 에지(40)를 포함한다. 상부 에지(40)는 유리하게는 충분히 넓어서 그리스와 같은 밀봉 매체가 상부 에지(40)로 공급될 수 있다. 지지 구조(36)는, 유리하게는, 하나의 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 인접한 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰 내용물과 간섭하지 않고도 다른 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 상단에 적층될 수 있도록 하는 기하학적인 형상을 가지고 있다.

도 3c는 좌적 미세 결정체 배열을 형성하기 위한 본 발명의 방법 및 장치에서 사용될 수 있는 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 평면도이다. 도시된 바와 같이, 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 6 개의 행과 8 개의 열로 배치된 48 개의 웰(38)을 한정하는 지지 구조(36)를 포함한다. 웰 영역(41)은 좌적 영역(42)에 인접하여 있다. 좌적 영역(42)이 웰(38)의 중앙에 위치한 것으로 도시되어 있지만, 좌적 영역(42)은 웰(38)의 한쪽 측면에 위치되어질 수도 있다.

도 3d는 도 3c에서 도시된 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 측면도이다. 좌적 영역(42)은 웰(38)의 하부로부터 상향으로 연장되어 있다. 절단되어 도시된 바와 같이, 좌적 영역(42)은 좌적이 형성될 수 있는 리세스를 포함한다. 각각의 웰(38)은 지지 구조(36)의 상부로 연장되는 상부 에지(40)를 포함한다. 상부 에지(40)는 유리하게는 충분히 넓어서 그리스와 같은 밀봉 매체가 상부 에지(40)로 공급될 수 있다. 지지 구조(36)는, 유리하게는, 하나의 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 인접한 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38) 내용물과 간섭하지 않고도 다른 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 상단에 적층될 수 있도록 하는 기하학적인 형상을 가지고 있다.

기판 커버(44)는 도 3e에서 도시된 바와 같이 각각의 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 상부에 위치되어 있다. 기판 커버(44)는 커버가 웰(38)의 상부 에지(40) 상에 위치하도록 설계된다. 도 3e에서 도시된 바와 같이, 인서트(46: insert)는 기판 커버(44)와 다수의 웰이 형성된 기판(38) 사이에 삽입되어 인서트(46)가 웰(38)의 상부 에지(40) 상에 위치하게 된다. 인서트(46)는 기판 커버(44)로부터 제거 가능하거나, 기판 커버(44)에 영구적으로 부착될 수도 있다. 인서트(46)는 가요성 재료로 형성되어 인서트(46)가 인서트(46) 및 웰(38)의 상부 에지(40) 사이에 밀봉을 형성하여 웰(38)로부터의 증발을 감소시킨다. 적절한 인서트(46) 재료는, 연한 고무 및 다른 개스킷 재료를 포함하지만, 이들에 한정되지는 않는다.

도 3a에서 도시된 바와 같이, 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 지지 구조(36) 상에 형성된 바 코드를 포함한다. 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 또한 바 코드 스티커를 수용할 수 있는 크기의 표면(50)을 포함한다. 다르게는, 바 코드가 기판 커버(44) 상에 형성되거나, 기판 커버(44)가 바 코드 스티커를 수용할 수 있는 크기의 표면을 포함할 수도 있다. 다수의 웰이 형성된 기판(34) 또는 기판 커버(44)가 다 코드 스티커를 수용할 수 있는 표면을 포함하는 경우에, 바 코드 스티커는 유리하게는 다수의 웰이 형성된 기판(34)으로부터 제거 가능하게 되며, 따라서 서로 다른 바 코드를 단일한 다수의 웰이 형성된 기판(34)에 고정할 수 있게 된다. 이하에서 후술하는 바와 같이, 이들 바 코드는 시스템 제어 로직에 대해서 다수의 웰이 형성된 기판(34) 및/또는 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 내용물을 식별하는데 사용될 수 있다.

도 4a 내지 도 4j는 도 1에서 도시된 모용액 이송 시스템(31)의 다양한 스테이션(12)의 실시예를 도시한 것이다. 도 4a 및 도 4b는 기판 트랙(14) 상으로 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 순차적으로 적재하기 위한 기판 적재 스테이션(18)을 도시한 것이다. 도 4a는 기판 트랙(14)을 가로질러서 바라본 기판 적재 스테이션(18)의 측면도이며, 도 4b는 기판 트랙(14)의 길이 방향 축을 따라서 아래로 바라본 기판 적재 스테이션(18)의 측면도이다. 기판 적재 스테이션(18)은 기판 트랙(14)이 타워(52)의 바닥으로부터 외향으로 연장되도록 기판 트랙(14)의 상부에 위치한 타워(52)를 구비한다. 타워(52)는 다른 것의 상부에 배치된 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 적층을 수용하는 크기의 슈트(54)를 포함한다.

기판 적재 스테이션(18)은 또한 적층의 하부에서 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 기판 트랙(14) 상으로 하강시키도록 결합된 기판 하강 메커니즘(도시하지 않음)을 포함한다. 중력의 작용은 신규한 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 기판 트랙(14) 상으로 하강된 다수의 웰이 형성된 기판(34) 위치로 이동시킨다. 기판 타워(52)와 기판 트랙(14) 사이의 허용 오차는 도 4a에서 도시한 바와 같이, 기판 운송 조립체가 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 운송시켜서 타워(52)의 아래쪽으로부터 나와서 기판 트랙(14) 상으로 하강시킬 수 있을 정도로 크다. 일단 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 타워(52)의 하부로부터 운송되어지면, 기판 하강 메커니즘은 재결합되어 슈트(54) 하부에서의 신규한 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 기판 트랙(14) 상으로 다시 적재한다. 기판 적재 스테이션(18)이 몇 개의 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 유지할 수 있고, 각각의 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 기판 트랙(14) 상에 순차적으로 위치시킬 수 있기 때문에, 모용액 이송 시스템(31)은 기판 트랙(14) 상의 각각의 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 조작자가 수동으로 위치 설정시키지 않고도 많은 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 처리할 수 있게 된다.

기판 적재 스테이션(18)은 기판 하강 메커니즘을 역으로 작동시키는 것에 의해서 기판(34) 적하 스테이션으로 용이하게 개조할 수 있다. 이 역 작동은 타워(52)의 하부에 위치한 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 기판 트랙(14)으로부터 상승시키고, 슈트(54) 내에 저장된 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 적층에 추가시키게 된다.

도 4c는 바 코드 판독 스테이션(20)을 도시한 것이다. 바 코드 판독기(56)는 기판 트랙(14)을 따라서 위치하여 있다. 바 코드 판독기(56)는 바 코드 판독기(56)가 기판 트랙(14) 상의 다수의 웰이 형성된 기판(34) 상의 바 코드(48)를 판독하도록 각이 지게 기판 트랙(14)을 향해 지향되어 있다. 상술한 바와 같이, 이들 바 코드는 다수의 웰이 형성된 기판(34) 상에 형성되어 있거나 다수의 웰이 형성된 기판(34) 상에 위치되어지는 바 코드 스티커 상에 포함될 수도 있다. 바 코드 판독기(56)는 각각의 바 코드가 특정한 다수의 웰이 형성된 기판(34)에 관련되거나 및/또는 각각의 바 코드가 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 특정 특성과 관련된 시스템 제어 로직에 의해서 감시된다. 적절한 특성에는, 다수의 웰이 형성된 기판(34) 내의 웰(38)의 숫자, 다수의 웰이 형성된 기판(34) 내의 웰(38)의 체적, 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 기판 커버(44)를 포함하고 있는지 등이 포함되지만, 이들에 국한되지는 않는다.

다수의 웰이 형성된 기판(34)의 특성은 다수의 웰이 형성된 기판(34)에 대한 정보를 표시하도록 시스템 제어 로직으로 관리적인 차원에서 입력될 수도 있다. 예를 들어서, 사용자는 다수의 웰이 형성된 기판(34) 상의 특정 웰(38)로 특정 모용액이 이송되었느와 같은 특성을 입력할 수도 있다. 또한, 조작자가 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38) 내로 모용액을 이송하는 외부적인 방법을 사용하는 경우에, 사용자는 이를 시스템 제어 로직에 알릴 수도 있다. 다양한 모용액이 이미 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38) 내에 존재하고 있기 때문에, 시스템 제어 로직은 추가적인 모용액을 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38)로 이송하는 것을 회피하기 위해서 모용액 이송 스테이션을 무시할 수도 있다.

다수의 웰이 형성된 기판(34)이 모용액 이송 시스템(31), 액적 형성 시스템(32) 및/또는 결정화 시스템(10)을 관통하여 이동하기 때문에, 다수의 웰이 형성된 기판(34)과 관련된 특성은 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 변화된 상태를 반영하기 위해서 시스템 제어 로직에 의해서 선택적으로 변경될 수도 있다. 예를 들어서, 시스템 제어 로직은 언제 모용액이 첨가되었는지 또는 언제 액적이 형성되었는지를 나타낼 수 있다.

도 4d는 밀봉 매체 스테이션(22)을 도시한 것이다. 밀봉 매체 스테이션(22)은 밀봉 부재(60)를 포함하며, 밀봉 부재는 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 밀봉부재(60)의 아래로 이동될 수 있도록 하는 높이에서 기판 트랙(14)의 상부에 현수되어 있다. 밀봉 부재(60)는 다수의 밀봉 매체 분사기(64)가 배치되어 각각의 밀봉 매체 분사기(64)가 각각의 다수의 웰이 형성된 기판(34) 내의 웰(38)과 동시적으로 정렬될 수 있게 하는 밀봉면(62)을 포함한다. 밀봉 매체 분사기(64)는 밀봉 매체원(66)과 유압적으로 연결되어 있다. 따라서, 밀봉 매체는 밀봉 매체원(66)으로부터 밀봉 매체 분사기(64)에 인접한 밀봉면(62)의 일부로 이송될 수 있게 된다.

밀봉 부재(60)는 다수의 웰이 형성된 기판(34) 상의 웰(38)에 대해서 상대적으로 밀봉 부재(60)를 이동시키기 위한 액추에이터와 결합되어 있다. 밀봉 부재(60)는 화살표 A로 표시한 바와 같이 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 상부로 수직으로 이동하게 된다. 밀봉 부재(60)는 또한 화살표 B로 표시한 바와 같이 다수의 웰이 형성된 기판(34)에 대해서 상대적으로 측방향으로 병진된다. 적절한 액추에이터에는, 공압식 피스톤, 유압식 피스톤, 및 전기 구동식 모터가 포함되지만, 이들에 국한되지는 않는다.

밀봉 매체 스테이션(22)의 작동에 있어서, 기판 운송 조립체는 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 다수의 웰이 형성된 기판(34) 내의 웰(38)이 밀봉 부재 분사기(64)의 하부에 위치된 위치로 운송한다. 밀봉 부재(60)는, 밀봉면(62)이 다수의 웰이 형성된 기판(34) 상이 웰(38)의 상부 에지(40)와 접촉하기 전까지 하강되어진다. 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38)이 밀봉 부재(60)의 하방 이동에 앞서서 밀봉 매체 분사기(64)와 정렬되어 있기 때문에, 각각의 웰(38)의 상부 에지(40)는 밀봉 매체 분사기(64)를 둘러싸게 된다. 일단, 밀봉면(62)이 웰(38)의상부 에지(40)를 접촉하게 되면, 밀봉 부재(60)는 측방향으로 병진하게 된다. 측방향으로의 병진은, 웰(38)의 기하학적인 형상에 따라서 다른 경로를 사용할 수도 있지만, 밀봉 부재(60)가 웰(38)의 에지를 따르는 원형 경로를 추종하도록 한다. 이 측방향으로의 병진은 밀봉면(62)으로 이송된 밀봉 매체를 각각의 웰(38)의 상부 에지(40)로 이동시키게 된다.

각각의 웰(38)의 상부 에지(40)로 이동된 밀봉 매체의 양은 밀봉 매체 분사기(64)에 인접한 밀봉면(62) 상에 존재하는 밀봉 매체의 양에 의존한다. 웰(38)의 상부 에지(40)로 이송된 밀봉 매체의 양은 충분하여 웰(38)의 상부 에지(40)와 커버 글라스 사이에 실질적으로 기밀한 밀봉을 형성할 수 있어야 한다. 적절한 밀봉 매체에는, 그리스(grease)와 바셀린(vaseline)이 포함되지만, 이들에 국한되지는 않는다.

밀봉 매체 스테이션(22)과 관련하여, 상기 스테이션이 현적식 미세 결정체 배열 뿐만 아니라 좌적식 미세 결정체 배열에도 용이하게 사용할 수 있음을 주목해야 한다. 각각의 종류의 미세 결정체 액적 배열과 관련하여, 웰(38) 및 커버 글라스 사이에 기밀한 밀봉 또는 웰(38)의 상부에 위치하게 되는 다른 형태의 덮개 부재가 형성되어 있어야 한다.

도 4e는 기판 트랙(14)에 인접하여 위치한 기판 커버(44) 제거 스테이션(24)의 측면도이다. 기판 커버(44) 제거 스테이션(24)은 화살표 A로 나타내어 도시한 것과 같이 수직으로 이동하고, 화살표 B로 나타내어 도시한 바와 같이 측방향으로 이동하도록 설정되어 있다. 다수의 진공 결합체(70)가 캐리지(68)와 결합되어 있으며, 해제 가능한 진공원과 공압적으로 연결되어 있다. 적절한 진공 결합체에는, 컵 형상이고 진공원과 공압적으로 연결되어 있는 진공 포트를 포함하는 고무 부품이 포함되지만, 이에 국한되지는 않는다.

기판 커버 제거 스테이션(24)의 동작 중에, 기판 운송 조립체는 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 기판 커버 제거 스테이션(24) 옆의 위치로 이동시키게 된다. 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 기판 커버(44)를 구비하는 경우에, 캐리지(68)는 각각이 진공 부품(70)이 다수의 웰이 형성된 기판(34) 상에 위치할 때까지 측방향으로 이동되어진다. 캐리지(68)는 최소한 일부분의 진공 부품(70)이 기판 커버(44)와 접촉할 때까지 하강되어진다. 진공원은 캐리지(68)에 대해서 상대적으로 기판 커버(44)를 고정하도록 활성화된다. 이후에 캐리지(68)는 원래의 위치로 상승되어진다. 캐리지(68)의 수직 이동은 다수의 웰이 형성된 기판(34)으로부터 기판 커버(44)를 들어 올리게 된다. 이후에 캐리지(68)는 캐리지(68)가 기판 커버 저장 요소(72) 상부에 위치할 때까지 측방향으로 이동되어진다. 캐리지(68)는 기판 커버 저장 요소(72)로 하강되어지고, 진공원은 연결 해제되어 기판 커버(44)를 기판 커버 저장 요소(72)로 떨어뜨리게 된다. 최종적으로, 이후에 캐리지(68)는 원래의 위치로 되돌아오게 된다.

기판 커버 제거 스테이션(24)은 기판 커버 제거 스테이션(24)을 역으로 작동시키는 것에 의해서 기판 커버 운송 스테이션(29)으로 개조할 수도 있다. 역 작동은 기판 커버 저장 요소(72)로부터 기판 커버(44)를 제거하게 하며, 이후에 다수의 웰이 형성된 기판(34) 상에 위치시키게 된다. 결정화 시스템(10)이 기판 커버 제거스테이션(24) 및 기판 커버 운송 시스템(29)의 양자를 사용하는 경우에, 기판 커버 제거 스테이션(24)과 함께 사용된 기판 커버(44)는 기판 커버 운송 스테이션(29)과 함께 사용된 기판 커버(44)와 동일한 것이거나 서로 다른 것일 수도 있다.

도 4f는 모용액이 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38)로 이송되어지는 모용액 이송 시스템(26)의 평면도를 나타낸 것이다. 모용액 이송 시스템(26)은 다수의 이송 셔틀(74)을 포함한다. 각각의 셔틀은 블록 지지체(78)를 따라서 미끄러지도록 형성된 이송 블록(76)을 포함한다. 이송 블록(76)은 블록 액추에이터(80)에 결합되어 A로 표시된 화살표에 의해서 도시된 바와 같이 기판 트랙(14)에 대해서 상대적인 측방향으로 이송 블록(76)을 미끄럼 운동시킨다. 적절한 블록 액추에이터(80)에는, 공압식 피스톤, 유압식 피스톤 및 전기 모터가 포함되지만, 이들에 국한되지는 않는다.

도 4g는 이송 블록(76)의 평면도를 나타낸 것이다. 다수의 루멘(82: lumen)은 이송 블록(76)을 관통하여 연장되어 있다. 루멘(82)은 제 1 이송 그룹(84)과 제 2 이송 그룹(86)으로 분할되어 있다. 주사기와 같은 유체 분사기(88)는 도 4h에서 도시된 바와 같이 각각의 루멘(82) 내에 제거 가능하게 위치된다. 각각의 이송 그룹(84, 86) 내의 루멘(82)은 이송 블록(76) 상에 배치되어 있으므로, 각각의 유체 분사기(88)는 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 서로 다른 웰(38)과 동시적으로 정렬되어진다. 따라서, 각각의 이송 그룹(84, 86) 내의 다수의 루멘(82)은 유리하게는 다수의 웰이 형성된 기판(34) 내의 웰(38)의 숫자와 동일하다. 예를 들어서, 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 48 개의 웰(38)을 포함하는 경우에, 각가의 이송그룹(84, 86)은 유리하게는 48 개의 루멘(82)을 포함하게 된다.

각각의 유체 분사기(88)는 모용액원과 유체적으로 연결되어 있다. 하나 이상의 유체 분사기(88)는 단일 모용액원과 유체적으로 연결되어 있다. 그러나, 각각의 유체 분사기(88)는 서로 다른 모용액원과 유체적으로 연결되어 있는 것이 유리하다. 도 4h는 각각 48 개의 유체 분사기(88)를 포함하는 다섯 개의 제 1 이송 그룹(84)과 다섯 개의 제 2 이송 그룹(86)을 구비하는 모용액 이송 스테이션(26)을 도시한 것이다. 따라서, 각각의 유체 분사기(88)가 서로 다른 모용액원과 유체적으로 연결되어 있는 경우에 480 개의 모용액원이 필요하다.

도 4i는 서로 다른 모용액원(92)을 유지하기 위한 모용액원 저장 뱅크(90)의 측면도이다. 뱅크(90)는 다섯 개의 행(column) 및 네 개의 열(row)로 배치된 모용액원 홀더(94)를 포함한다. 각각의 모용액원 홀더(94)는 다수의 모용액원(92)을 유지하고, 뱅크(90)로 미끄러져 들어가거나 미끄러져 나와서 단일 모용액원 홀더(94)에 의해서 유지된 모용액원(92)에 대한 접근을 용이하게 한다. 각각의 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 48 개의 웰(38)을 구비하는 경우에, 각가이 모용액원 홀더(94)는 유리하게는 12 개의 서로 다른 모용액원(92)을 유지한다. 따라서, 각각의 행은 48 개의 모용액원(92)을 포함하며, 이들은 각각 동일한 이송 그룹(84, 86) 내에 포함된 서로 다른 유체 주입기(88)에 유체적으로 연결되어 있다. 그 결과, 각각의 모용액원(92)의 행은 단일한 이송 그룹(84, 86)과 관련되어진다. 모용액원 뱅크(90)는 기판 트랙(14)의 각 측면 상에 포함된다. 기판 트랙(14)의 한쪽 측면 상에 위치된 모용액원(92)은 트랙의 측면에 가장 가까운 이송 그룹(84, 86)과 유체적으로 연통하며, 한편으로 기판 트랙(14)의 대향 측면 상에 위치된 모용액원(92)은 기판 트랙(14)의 대향 측면 상의 이송 그룹(84, 86)과 유체적으로 연통되어진다.

모용액 이송 시스템(26)의 동작 중에, 기판 운송 조립체는 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 이송 블록(76) 중의 특정한 것 아래로 이동시킨다. 이후에 블록 액추에이터(80)가 이송 블록(76)을 이동시키므로, 특정 이송 그룹(84, 86) 내의 분사기는 다수의 웰이 형성된 기판(34) 내의 웰(38)과 정렬되어진다. 특정한 이송 블록(76) 및 특정한 이송 그룹(84, 86)은 조작자가 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38) 내로 이송시키고자 원하는 모용액과 관련되어 있다. 모용액은 이후에 유체 분사기(88)를 통해서 모용액원(92)으로 이송되고 모용액과 정렬된 웰(38)로 이송된다. 각각의 웰(38)로의 모용액의 이송은 동시에 발생할 수 있으며, 유리하게는 동일한 체적의 모용액이 각각의 웰(38)로 이송된다.

도 4j는 모용액원(92)으로부터 유체 분사기(88)를 통해서 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38)로 모용액을 이송하기 위한 주사기 펌프를 도시한 것이다. 모용액은 모용액원(92)으로부터 유체 도관(96)을 통해서 유체 분사기(88)로 유동된다. 유체 도관(96)은 모용액원(92)과 유체 분사기(88) 사이에 위치한 주사기(98)와 유체적으로 연결되어 있다. A로 나타낸 화살표에 의해서 도시된 바와 같이 주사기(100) 내의 체적을 기계적으로 가압하고 팽창시킬 수 있다. 제 1 핀치 바(102: pinch bar)는 주사기(104)의 입력측 상에 위치되어 있으며, 제 2 핀치 바(106)는 주사기(108)의 출력측 상에 위치되어 있다. 제 1 핀치 바(102) 및 제 2 핀치 바(106)는 로커 바(110: rocker bar)와 결합되어 있다. 도 4j에 있어서, 로커바(110)는 제 1 핀치 바(102)가 유체 도관(96)을 막아서 주사기측의 입력측을 폐쇄하고, 한편으로 주사기(108)의 출력측은 차단한 상태로 유지하는 제 1 위치를 점유한다. 로커 바(110)는 제 2 핀치 바(106)가 유체 도관(96)을 막아서 주사기측의 입력측을 폐쇄하고, 한편으로 주사기(108)의 출력측은 차단한 상태로 유지하는 제 2 위치를 점유한다. 로커 바(110)는 B로 표시된 화살표에 의해서 도시된 바와 같이 제 1 및 제 2 위치 사이에서 자동적으로 이동시킬 수도 있다.

주사기 펌프의 동작 중에, 로커 바(110)는 제 1 위치를 점유하게 되며, 주사기(100) 내의 체적은 유체 분사기(88)로부터 웰(38)로 이송되어지는 모용액의 양만큼 팽창되어진다. 주사기(108)의 출력측 상의 유체 도관(96)이 막혀서 페쇄되기 때문에, 특정한 양만큼의 주사기(100) 내의 체적의 팽창은 특정한 양이 모용액원(92)으로부터 배출되도록 한다. 로커 바(110)는 이후에 제 2 위치로 이동하게 되고, 주사기(100) 내의 체적은 유체 주입기(88)를 통해서 웰(38)로 이송되어질 모용액의 양만큼 압축된다. 주사기(104)의 입력측 상이 유체 도관(96)이 폐쇄되어 있기 때문에, 특정한 양만큼의 주사기(100) 내의 체적의 압축은 특정한 양이 유체 분사기(88)를 통해서 유동되도록 하고, 관련된 웰(38)로 유동되도록 한다.

상술한 모용액 이송 부분은 예시적인 목적이며, 다양한 변형이 가능하다. 예를 들어서, 모용액 이송 스테이션(26)은 다섯 개 이상의 이송 셔틀(74)을 포함할 수도 있으며, 하나와 같이 적게 포함할 수도 있다. 또한, 각각의 이송 셔틀(74)은 두 개 이상의 이송 그룹을 포함할 수도 있으며, 하나와 같이 적게 포함할 수도 있다. 이송 셔틀(74)이 단일한 이송 그룹을 포함하는 경우에는, 블록 액추에이터(80)는 불필요하며, 이송 셔틀(74)은 기판 트랙(14)에 대해서 고정된다. 또한, 기판 트랙(14)의 이동과 이송 블록(76)의 이동을 조합하여 특정 웰(38) 상부의 특정 유체 주입기(88)로 위치시킬 수도 있으며, 모용액은 웰(38) 내로 순차적으로 이송된다. 따라서, 특정한 모용액은 특정한 웰(38)로 이송된다.

도 5a 내지 도 5e는 액적 형성 시스템(32) 내에 포함되어지는 다양한 스테이션(12)을 도시한 것이다. 도 5a 내지 도 5e와 관련하여 도시된 액적 형성 시스템(32)은 현적식 미세 결정체 배열에 적합하다는 사실을 주목해야 한다. 액적 형성 시스템(32)은 커버 글라스가 아니라, 도 3c에서 도시된 것과 같이 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 좌적 영역(42) 상에 모용액의 액적과 분자 용액을 점적하는 것에 의해서 좌적식 미세 결정체 배열로 용이하게 개조할 수도 있다.

도 5a는 액적 형성 시스템(28)의 평면도이며, 도 5b는 액적 형성 시스템(28)의 측면도이다. 액적 형성 시스템(28)은 세척액이 관통하여 유동되는 세면기(112)를 포함한다. 적절한 세척액에는, 물이 포함되며, 이에 국한되지는 않는다. 액적 형성 시스템(28)은 또한 결정화될 분자를 함유하는 용액을 저장하기 위한 하나 또는 그 이상의 분자 용액 웰(116)을 구비하는 분자 용액 저장 요소(114)를 포함한다. 분자 용액 웰(116)은 액적 형성 시스템(32)이 작동하지 않을 때 분자 용액을 저장하기 위해 뚜껑을 덮을 수도 있다. 분자 용액 저장 요소(114)는 냉각되어 분자 용액 웰(116) 내의 분자 용액을 냉각시킬 수도 있다. 예를 들어서, 분자 용액이 분자 용액인 경우에, 액적 형성 시스템(28)이 작동하거나 작동하지 않더라도 이 용액을 유리하게는 3 내지 4 ℃에 유지한다. 액적 형성 시스템(28)은 또한 주사기펌프(118)와 커버 글라스를 저장하기 위한 커버 글라스 저장 요소(120)를 포함한다.

액적 형성 시스템(28)은 또한 A로 나타낸 화살표에 의해서 도시된 바와 같이 수직으로 이동하고 B로 나타낸 화살표에 의해서 도시된 바와 같이 측방향으로 이동하도록 구성된 피펫 홀더(122)를 포함한다. 피펫 홀더(122)의 측방향 이동 범위는 세면기(112) 상부의 위치 및 커버 글라스 홀더(124) 상부의 위치를 포함하는 다양한 위치로 피펫 홀더(122)를 이동시킬 수 있게 한다. 액적 형성 시스템(28)은 또한 C로 나타낸 화살표로 지시되는 바와 같이 역전되도록 구성된 커버 글라스 홀더(124)를 포함한다. 커버 글라스 홀더(124)는 D로 나타낸 화살표에 의해서 표시되는 바와 같이 수직으로 이동하며, E로 나타낸 화살표에 의해서 표시되는 바와 같이 측방향으로 이동된다. 피펫 홀더(122)의 측방향 이동 범위는 커버 글라스 저장 요소(120) 상부의 위치 및 기판 트랙(14) 상붕의 몇 가지의 위치로 피펫 홀더(122)를 이동시킬 수 있게 한다. 액적 형성 시스템(28)은 또한 F로 나타낸 화살표에 의해서 표시되는 바와 같이 수직으로 이동되고, G로 나타낸 화살표에 의해서 표시되는 바와 같이 측방향으로, 및 H로 나타낸 화살표에 의해서 표시되는 바와 같이 길이 방향으로 이동할 수 있도록 구성된다. 길이 방향으로 및 측방향으로의 이동 범위는 분자 이송 피펫(126)이 각각의 분자 용액 상부의 위치 및 커버 글라스 홀더(124) 상부의 다수의 위치를 포함하는 다양한 위치로 이동될 수 있게 한다.

상술한 이동은 피펫 홀더(122), 커버 글라스 홀더(124) 및 분자 이송 피펫(126)을 다양한 서로 다른 액추에이터와 결합시키는 것에 의해서 달성된다. 적합한 액추에이터에는, 공압식 피스톤, 유압식 피스톤 및 다양한 모터가 포함되지만, 이들에 국한되는 것은 아니다.

도 5c는 피펫 홀더(122)의 측면도를 나타낸 것이다. 피펫 홀더(122)는 피펫 지지 프레임(128)을 포함한다. 피펫 지지 프레임(128)은 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 행 내의 웰(38)의 숫자와 동일한 숫자의 피펫(130)을 유지하고 있다. 피펫(130)은 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 행 내의 웰(38) 사이에서의 간격과 비슷한 간격으로 유지되어 있다. 이 간격은 각각의 피펫(130)이 행 내의 서로 다른 웰(38)과 동시적으로 정렬될 수 있도록 한다.

각각의 피펫(130)은 밸브(132) 및 밸브(132)로부터 주사기 펌프(118)까지 연장되어 있는 도관(134)을 포함한다. 주사기 펌프(118)는 피펫(130)으로 유체를 밀어 넣고, 피펫(130)에서 유체를 배출하는데 사용된다. 밸브(132)는 피펫(130)으로부터 특정한 크기의 액적을 이송하도록 구성된다. 이들 액적은 소정의 전체 체적이 피펫(130)으로부터 이송될 때까지 피펫(130)으로부터 이송된다. 적절한 밸브(132)에는, 380 pL와 같은 적은 양의 액적을 이송하도록 구성될 수 있는 압전식 밸브 및 솔레노이드 밸브가 포함되지만, 이들에 국한되지는 않는다. 이는 380 pL와 같은 적은 양의 모용액 액적을 형성할 수 있게 한다. 또한, 이들 피펫(130)에 의해서 이동되어지는 액적 크기의 감소 또한 가능하고, 이것이 바람직하며, 본 발명의 범위 내에 들어가는 것으로 간주된다.

분자 이송 피펫(126)으로 적합한 피펫 구조는 피펫 홀더(122) 내의 피펫(130)에 적합한 피펫 구조와 유사하다. 따라서, 분자 이송 피펫(126) 또한 밸브(132) 및 밸브(132)로부터 주사기 펌프(118)로 연장되는 도관(134)을 포함한다. 분자 이송 피펫(126)은 380 pL와 같이 적은 분자 용액 액적을 생산할 수 있게 된다. 또한, 이동되어지는 액적 크기의 감소 또한 가능하고, 이것이 바람직하며, 본 발명의 범위 내에 들어가는 것으로 간주된다.

도 5d는 커버 글라스 홀더(124)의 측면도를 나타낸 것이다. 커버 그라스 홀더(124)는 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 행의 웰(38) 사이에서의 간격과 대략 비슷한 간격으로 커버 글라스를 제거 가능하게 유지하도록 형성된 다수이 지지 컵(138)을 지지하는 프레임(136)을 포함한다. 이 간격은 각각의 커버 글라스가 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 행 내의 서로 다른 웰(38)과 동시적으로 정렬될 수 있도록 한다.

지지 컵(138)은 지지 컵(138)에 대해서 상대적인 위치에서 커버 글라스를 고정시키기 위한 부착 메커니즘(140)을 포함한다. 부착 메커니즘(140)은 커버 클라스 홀더(124)가 역전되었을 때 커버 글라스를 제 위치에 유지시키는 기능을 한다. 그러나, 부착 메커니즘(140)은 소정의 순간에 커버 글라스를 해제할 수도 있다. 적절한 커버 글라스 홀더(124) 부착 메커니즘(140)에는, 지지 컵(138) 내에 위치한 진공 포트와 공압적으로 연결되어 있는 진공원을 포함하지만, 이에 국한되지는 않는다. 진공 포트를 통해서 진공을 뽑아 내는 것은 커버 글라스가 커버 그라스 홀더(124) 상의 제 위치를 유지하도록 한다. 그러나, 커버 글라스 홀더(124)가 역전되는 경우에, 진공은 진공원과 연결 해제되거나 진공을 역으로 하는 것에 의해서 해제될 수 있다. 진공의 해제는 커버 글라스 홀더(124)로부터 커버 글라스를 해제하게 된다.

도 5e는 다른 것의 상부에 적층된 커버 글라스(144)를 유지하도록 하는 크기의 다수의 수납부(142)를 포함하는 커버 글라스 저장 요소(120)의 측면도를 도시한 것이다. 수납부(142) 내에서의 커버 글라스(144)의 적층은 적층 상부의 커버 글라스(144)가 수납부(142)의 상부에 근접할 때까지 상부로 편향되어진다. 수납부(142) 사이에서의 간격은 커버 글라스 홀더(124)의 지지 컵(138) 사이의 간격과 비슷하다. 이 간격은 각각의 수납부(142)가 커버 글라스 홀더(124)의 서로 다른 지지 컵(138)과 동시적으로 정렬될 수 있도록 한다. 따라서, 각각의 수납부(142)로부터의 커버 글라스(144) 또한서로 다른 지지 컵(138)과 정렬되어진다.

도 6a 내지 6i는 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 각각의 웰(38) 내에서 현적을 형성하기 위한 액적 형성 스테이션(28)을 작동시키는 방법을 도시한 것이다. 도면은 단백질의 결정화에 대해서 설명되었지만, 동일한 방법이 다른 종류의 분자의 결정화에도 사용될 수 있다. 도 6a는 액적 형성 스테이션(28)이 사용 중이지 않을 때 또는 다수의 웰이 형성된 기판(34) 사이에서 액적 형성 스테이션(28)으로 운송될 때 점유되는 휴지 위치에서의 액적 형성 스테이션(28)을 도시한 것이다. 휴지 위치에 있어서, 커버 글라스(144)는 커버 글라스 홀더(124)에 부착되며, 홀더는 기판 트랙(14)의 한쪽 측면에 위치되어 있고, 피펫 홀더(122)는 기판 트랙(14)의 대향 측면에 위치되어 있다.

도 6b는 액적 형성에 적합한 위치로 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 이동되고, 피펫(130)을 세정하기 위해 세면기(112) 상부의 위체로 피펫 홀더(122)가 이동된 것을 도시한 것이다. 피펫 홀더(122)는 피펫의 팁(tip)이 세면기(112) 내의 세정액에 들어갈 때까지 하강되어진다. 세정액은 세면기(112)로부터 흡입되고, 피펫 홀더(122)는 피펫의 팁이 세정액으로부터 제거될 때까지 들어올려진다. 세정액은 이후에 피펫(130)으로부터 배출된다. 흡입 및 배출 과정은 적절하게 세정된 피펫(130)의 획득이 필요할 때마다 반복된다.

도 6c는 기판(34) 내에서 웰(38) 행의 상부의 위치로 이동되어진 피펫 홀더(122)를 도시한 것이다. 피펫 홀더(122)는 각각의 피펫 팁이 행 내의 서로 다른 웰(38)과 정렬되도록 위치되어진다. 따라서, 각각의 피펫(130)은 특정한 웰(38)과 관련되어진다. 피펫 홀더(122)는 관련된 웰(38) 내의 모용액 내에 각각의 피펫의 팁이 위치할 때까지 하강되어진다. 모용액의 일부는 피펫 팁과 관련된 각각의 웰(38)로부터 흡입된다. 이후에 액추에이터는 웰(38)로부터 피펫 팁을 제거할 수 있도록 피펫(130)을 상방향으로 들어 올린다. 흡입된 모용액의 일부는 이후에 각각의 피펫(130)으로부터 배출된다. 배출된 모용액은 관련된 웰(38)로 다시 떨어지게 된다.

도 6d는 커버 글라스 홀더(124)의 상부로 이동되고 각각의 피펫 팁이 서로 다른 지지 컵(138)과 정렬되어진 피펫 홀더(120)를 도시한 것이다. 지지 컵(138)은 각각 커버 글라스(144)를 뒤집으며, 부착 메커니즘(140)은 지지 컵(138)에 대해서 상대적으로 커버 글라스(144)를 고정되도록 결합된다. 하나 또는 그 이상의 모용액의 액적이 각각의 피펫(130)으로부터 관련된 커버 글라스(144) 상으로 배출된다. 그 결과, 특정 웰(38)로부터의 하나 또는 그 이상의 모용액의 액적은 특정 커버 글라스(144)로 이송된다.

모용액의 액적은 각각의 커버 글라스(144) 상으로 소정의 체적의 모용액이 이송될 때까지 커버 글라스(144)로 배출된다. 커버 글라스(144)로 이송된 액적의 전체 체적은 정확하게 제어된다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 특징은 적은 체적으리 액적을 이용할 수 있는 매우 작은 정확한 체적을 이송할 수 있는 것이다. 380 pL와 같은 작은 양의 체적을 이송할 수 있는 장치를 사용하기 때문에, 매우 정확하게 체적을 이송할 수 있게 된다. 이송된 체적의 정확성은 유리하게는 25 nL 이하이며, 보다 유리하게는 20 nL 이하이며, 보다 더 유리하게는 15 nL 이하이며, 가장 유리하게는 10 nL 이하이다. 이송된 체적의 정확성은 또한 380 pL 내지 25 nL 사이, 보다 유리하게는 380 pL 내지 20 nL, 보다 더 유리하게는 380 pL 내지 15 nL, 가장 유리하게는 380 pL 내지 10 nL 사이이다.

도 6e는 도 6a에서 도시된 휴지 위치로 되돌아간 피펫 홀더(122)를 도시한 것이다. 분다 이송 피펫(126)은 커버 글라스(144) 상부의 위치로 이동된다. 커버 글라스(144) 상부의 위치로 이동되기 전에, 분자 이송 피펫(126)은 특정 분자 용액 웰로 하강되어, 분자 용액의 일정 체적을 흡입한다. 일단 분자 이송 피펫(126)이 커버 글라스(144) 상부의 위치이 있게 되면, 분자 용액의 액적은 이전에 커버 글라스(144) 상으로 이송되었던 모용액 상으로 이송되어진다. 분자 용액의 액적은 커버 글라스(144) 상의 소정의 체적의 분자 용액이 달성될 때까지 이송된다. 이송될 체적의 정확성은 유리하게는 25 nL 이하, 보다 유리하게는 20 nL 이하, 보다 더 유리하게는 15 nL 이하, 가장 유리하게는 10 nL 이하이다. 이송될 체적의 정확도는 또한 2 내지 25 nL 사이, 보다 유리하게는 2 내지 20 nL 사이, 보다 더 유리하게는 2 내지 15 nL 사이, 가장 유리하게는 2 내지 10 nL 사이이다.

모용액 액적 및 단백질 액적은 임의의 순서대로 이송되어도 좋다. 일단 양 액적이 이송되고 나면, 액적은 현적으로 합쳐져서 결정 형성을 연구하게 된다.

커버 글라스(144) 상에 현적을 형성한 이후에, 분자 이송 피펫(126)은 현적이 각각의 커버 글라스(144) 상에 형성될 때까지 다음 커버 글라스(144)로 진행한다. 분자 이송 피펫(126)은 이후에 현적을 생성하는데 사용된 분자 용액에 대한 소스(원: source)였던 분자 용액 웰(well) 상부의 위치로 되돌아온다. 분자 이송 피펫(126) 내에 남아 있던 분자 용액은 분자 용액 웰로 배출된다.

도 6f는 도 6a에서 도시된 것과 같이 휴지 위치로 되돌아간 분자 이송 피펫(126)을 도시한 것이다. 도 6f는 또한 역전되어 있고, 다수의 웰이 형성된 기판(34) 상의 웰(38)의 행 상부의 위치로 이동된 커버 글라스 홀더(124)를 도시하고 있다. 커버 글라스 홀더(124)는 각각의 커버 글라스(144)가 행 내의 서로 다른 웰(38)과 정렬되어 있도록 위치된다. 자세하게는, 소정의 커버 글라스(144)가 소정의 웰(38) 상에 현적을 행성하도록 사용되는 모용액의 소스인 웰(38)과 정렬되어 있다.

커버 글라스 홀더(124)는 커버 글라스(1454)가 관련된 웰(38)의 상부 에지(40)와 접촉할 때까지 하강되어진다. 웰(38)의 상부 에지(40)에 이미 적용된 밀봉 매체는 커버 글라스(144)와 관련된 웰(38)의 상부 에지(40) 사이에서 밀봉을 형성한다. 부착 메커니즘(140)은 연결 해제되고, 커버 글라스 홀더(124)는 각각의커버 글라스(144)가 관련된 웰(38) 상부의 제 위치에 남겨지도록 들어 올려진다. 현적은 도 6g에 도시되어 있는 바와 같이 커버 글라스(144)으로부터 웰(38) 내로 현수되어 있다.

도 6h는 커버 글라스 저장 요소(120) 상부의 위치로 이동된 커버 글라스 홀더(124)를 도시한 것이다. 커버 글라스 홀더(124)는 각각의 지지 컵(138)이 커버 글라스 저장 요소(120) 내의 수납부(142)와 정렬되도록 위치되어진다. 따라서 각각의 지지 컵(138)은 각각의 수납부(142) 내의 상부 커버 글라스(144)와 관련되어진다. 커버 글라스 홀더(124)는 각각의 지지 컵(138)이 관련된 수납부(142) 내이 커버 글라스(144)와 접촉할 때까지 하강되어진다. 부착 메커니즘(140)은 관련된 지지 컵(138)에 대해서 상대적으로 접촉된 커버 글라스(144)를 고정하도록 결합된다.

도 6i는 휴지 위치로 되돌아온 커버 글라스 홀더(124)를 도시한 것이다. 도 6g와 관련하여 설명된 각각의 수납부(142)로부터의 상부 커버 글라스(144)는 관련된 지지 컵(138)에 부착되어 있다.

도 6a 내지 도 6i에 관해서 설명된 단계는 단일 행의 웰(38)의 각각의 웰(38) 내에 현적을 형성하게 된다. 이들 단계는 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 각각의 행의 웰(38) 내에서 현적이 형성될 때까지 반복된다. 일단 현적이 각각의 웰(38) 내에 형성되면, 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 다음 스테이션으로 이동하게 된다.

상술한 결정화 시스템(10)은 좌적을 형성하도록 개조할 수도 있다. 이 개조는 모용액 이송 시스템(26) 및 액적 형성 시스템(28)에 대한 변화를 통해서 가능하다. 예를 들어서, 모용액 이송 시스템(26)은 도 3c에서 도시된 다수의 웰이 형성된 기판(34)과 같은 좌적식 미세 결정체 배열을 형성하도록 개조된 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰 영역(41)으로 모용액을 이송하도록 개조할 수 있다. 자세하게는, 모용액 이송 시스템(26)의 유압 분사기(88)는 모용액이 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38) 내로 이송되기 전에 웰 영역(41)과 정렬되어져야만 한다. 이 정렬은 각각의 웰(38)의 좌적 영역(42) 상으로 모용액을 이송하지 않고도 각각의 웰(38)의 웰 영역(41) 내로 모용액을 이송할 수 있게 한다.

좌적을 형성하도록 하는 결정화 시스템(10)의 개조는 또한 좌적을 형성하도록 하기 위한 액적 형성 시스템(28)의 개조를 포함한다. 액적 형성 시스템(28)은 도 5a 내지 도 5e에서 도시된 동일한 공간 관계로 배치된 도 5a 내지 도 5e에서 도시된 각각의 요소를 포함할 수도 있다. 그러나, 이들 요소를 작동시키는 것은 도 6a 내지 도 6i에서 설명된 방법과는 다르다. 도 7a 내지 도 7g는 좌적식 미세 결정체 배열을 형성하도록 개조된 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 각각의 웰(38) 내에 좌적을 형성하기 위해 액적 형성 시스템(28)을 작동시키는 방법을 도시한 것이다.

도면은 단백질의 결정화에 대해서 설명되었지만, 동일한 방법이 다른 종류의 분자의 결정화에도 사용될 수 있다. 도 7a는 도 6a에서 도시된 것과 동일한 휴지 위치에 있는 액적 형성 시스템(28)을 도시한 것이다. 도 7b는 좌적 형성에 적합한 위치로 이동된 좌적식 미세 결정체 배열을 형성하기 위해 개조된 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 도시한 것이다. 따라서, 다수의 웰이 형성된 기판(34) 내의 각각의 웰(38)은 좌적 영역(42)에 인접한 웰 영역(41)을 포함한다. 도 7b는 또한 피펫을세척하기 위해 세면기(112) 상부의 위치로 이동된 피펫 홀더(122)를 도시하고 있다. 피펫은 도 6b와 관련하여 설명한 바와 같이 세척된다.

도 7c는 다수의 웰이 형성된 기판(34) 내의 웰(38)의 행 상부의 위치로 이동된 피펫 홀더(122)를 도시한 것이다. 피펫 홀더(122)는 도 7d에서 도시된 바와 같이 행 내의 서로 다른 웰(38)의 웰 영역(41)과 각각의 피펫의 팁이 정렬되도록 위치되어진다. 따라서, 각각의 피펫은 특정한 웰(38)과 관련되어진다. 피펫 홀더(122)는 관련된 웰(38)의 웰 영역(41) 내로 이미 이송된 모용액 내에 각각의 피펫의 팁이 위치할 때까지 하강되어진다. 모용액의 일부는 피펫 팁과 관련된 각각의 웰 영역(41)으로부터 흡입된다. 이후에 액추에이터는 피펫을 상향으로 들어 올려서 웰(38)로부터 피펫 팁을 제거하게 된다. 흡입된 모용액의 일부는 이후에 각각의 피펫으로부터 배출된다. 배출된 모용액은 관련된 웰 영역(41) 내로 떨어지게 된다.

이후에 도 7e에서 도시된 바와 같이 피펫 홀더(122)는 각각의 피펫 팁이 행 내의 서로 다른 웰(38) 내의 좌적 영역(42)과 정렬되도록 이동된다. 하나 또는 그 이상의 모용액의 액적은 각각의 피펫으로부터 관련된 좌적 영역(42)으로 배출된다. 그 결과, 특정한 웰 영역(41)으로부터의 하나 또는 그 이상의 모용액의 액적은 동일한 웰(38)의 좌적 영역(42)으로 이송된다. 모용액의 액적은 소정 체적의 모용액이 각각의 좌적 영역(42)으로 이동될 때까지 좌적 영역(42)으로 이송된다. 커버 글라스(144) 상으로 이송된 전체 체저의 액적은 엄밀하게 제어된다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 특징은 작은 액적의 체적을 사용할 수 있도록 하는 소량의 체적을정확하게 이송할 수 있는 것이다. 380 pL와 같이 작은 양의 체적을 이송할 수 있는 장치를 사용하면, 매우 정확하게 체적을 이송할 수 있게 된다. 이송되어지는 체적의 정확도는 유리하게는 약 25 nL 이하이며, 보다 유리하게는 20 nL 이하이며, 보다 더 유리하게는 15 nL 이하이며, 가장 유리하게는 10 nL 이하이다. 이송되어지는 체적이 정확도는 또한 380 pL 내지 25 nL 사이이며, 보다 유리하게는 380 pL 내지 20 nL 사이이며, 보다 더 정확하게는 380 pL 내지 15 nL 사이이며, 가장 정확하게는 380 pL 내지 10 nL 사이이다.

도 7f는 도 7a에서 도시된 휴지 위치로 되돌아간 피펫 홀더(122)를 도시한 것이다. 분자 이송 피펫(126)은 행 내의 웰(38)의 좌적 영역(42) 상부의 위치로 이동되어 있다. 웰(38) 상부의 위치로 이동되기 전에, 분자 이송 피펫(126)은 특정 분자 용액 내로 하강되어지며, 분자 용액의 일정 체적을 흡입한다. 일단 분자 이송 피펫(126)이 좌적 영역(42) 상부의 위치에 있게 되면, 커버 글라스(144) 상으로 이미 이송되어진 모용액 상으로 분자 용액의 액적이 이송된다. 분자 용액의 액적은 좌적 영역(42) 상에서 소정 체적의 분자 용액이 달성될 때까지 이송된다. 이송되어지는 체적의 정확도는 유리하게는 약 25 nL 이하이며, 보다 유리하게는 20 nL 이하이며, 보다 더 유리하게는 15 nL 이하이며, 가장 유리하게는 10 nL 이하이다. 이송되어지는 체적의 정확도는 또한 380 pL 내지 25 nL 사이이며, 보다 유리하게는 380 pL 내지 20 nL 사이이며, 보다 더 유리하게는 380 pL 내지 15 nL 사이이며, 가장 유리하게는 380 pL 내지 10 nL 사이이다.

모용액 액적과 단백질 액적은 임의의 순서대로 이송되어도 좋다. 일단 양 액적이 이송되면, 액적은 합쳐져서 좌적을 형성하고 이의 결정 형성을 연구하게 된다. 도 7g는 웰(38)의 좌적 영역(42) 상에 형성된 좌적을 도시한 것이다. 좌적 영역(42) 상에 좌적을 형성한 이후에, 분자 이송 피펫(126)은 좌적이 행 내의 각각의 웰(38)에 형성될 때까지 다음 웰(38) 내의 좌적 영역(42)으로 진행한다. 분자 이송 피펫(126)은 이후에 좌적을 생성하는데 사용된 분자 용액용의 소스인 분자 용액 웰 상부의 위치로 되돌아온다. 분자 이송 피펫(126) 내에 남아 있는 분자 용액은 분자 용액 웰로 배출된다.

좌적의 형성 이후에, 커버 글라스(144)는 좌적을 구비하고 있는 웰(38) 상부로 위치하게 되며, 신규한 커버 글라스가 커버 글라스 홀더(124)로 적재되며, 액적 형성 스테이션(28)은 도 6f 내지 도 6i에 관한 상술한 바와 같이 휴지 위치로 되돌아가게 된다.

도 7a 내지 도 7g에 관해서 설명된 단계는 단일 행의 웰(38)의 각각의 웰(38) 내에 현적을 형성하게 된다. 이들 단계는 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 각각의 행의 웰(38) 내에서 현적이 형성될 때까지 반복된다. 일단 현적이 각각의 웰(38) 내에 형성되면, 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 다음 스테이션으로 이동하게 된다.

도 6a 내지 도 7g가 좌적 및 현적을 형성하기 이한 액적 형성 스테이션을 작동하기 위한 방벙을 설명하고 있지만, 현적 스테이션은 다른 결정화 기법, 다른 웰의 기하학적인 형상 및/또는 다른 다수의 웰이 형성된 기판이 기하학적인 형상으로 용이하게 개조할 수 있다.

도 6a 내지 도 7g와 관련하여 설명한 장치는 모용액 액적 및/또는 분자 액적이 형성되었는지 여부를 검출하는 하나 이상의 센서를 선택적으로 포함할 수 있다. 그에 적합한 센서 예로는 LED 센서가 있다.

많은 수의 기판 트랙(14)과 이송 조립체가 상기 스테이션(12)과 함께 사용될 수 있는데, 도 8a 내지 도 8c에는 상기 스테이션(12)들 사이에서 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 이송하기 위한 기판 트랙(14)의 양호한 실시예가 예시되어 있다. 도 8a 및 도 8b는 기판 트랙(14)의 종축에서 하향 투시한 기판 트랙(14)의 측면도이다. 기판 트랙(14)은 2개의 이격된 판 지지체(158)를 포함한다. 핀(160)판 트랙(14) 바로 아래에 위치된 핀 캐리지(162)로부터 상향으로 연장된다. 핀 캐리지는 도 8a에 도시된 바와 같이 핀(160)을 기판 트랙(14) 위로 연장되도록 작동시키나 혹은 도 8b에 예시된 바와 같이 핀(160)을 기판 트랙(14) 아래로 후퇴하도록 작동시키는 기기를 포함한다.

도 8c는 기판 트랙(14) 상에 있는 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 다수 구비하는 이송 조립체와 기판 트랙(14)의 측단면도이다. 이송 조립체는 제1 핀 캐리지(162A), 제2 핀 캐리지(162B), 및 제3 핀 캐리지(162C)를 포함한다. 상기 핀 캐리지(162A, 162B, 162C) 각각은 화살표 A, B, C로 나타낸 바와 같이 기판 트랙(!4)의 종축을 따라서 이동하도록 구성된다. 화살표의 끝 지점에 있는 꺽음 괄호는 핀 캐리지(162A, 162B, 162C) 각각의 이동 범위를 나타내는 것이다.

제1 핀 캐리지(162A)와 제3 핀 캐리지(162C)는 다수의 핀(160)을 포함한다. 핀들은 핀 캐리지(162A, 162C)를 따라서 인접하는 핀(160)과 거의 일정한 거리를유지하면서 위치된다. 핀 캐리지(162A, 162C)는 핀 캐리지(162A, 162C)가 이동하는 동안에 핀(160)들 사이의 거리를 유지하는 역할을 한다.

각각의 핀(160)이 연장된 위치에 도시되어 있는데, 그러나 어느 한 핀 캐리지(162) 내에 있는 핀들은 후퇴하는 반면에 다른 핀 캐리지(162) 내에 있는 핀들은 연장된다. 다른 실시예에서는, 하나의 핀 캐리지(162) 내에 있는 핀(160)의 일부는 연장되는 반면에 동일한 핀 캐리지(162) 내에 있는 핀(160)의 다른 부분은 후퇴한다.

핀 캐리지(162A, 162B, 162C)들과 기판 트랙(14) 상에 위치된 다수의 웰이 형성된 기판(34) 각각 사이에는 에어 갭(166)이 형성되는데, 이에 따라 핀 캐리지(162A, 162B, 162C)는 다수의 웰이 형성된 바닥면에 접촉하지 않게 된다. 이 결과, 핀(160)이 후퇴하게 되면, 기판 트랙(14) 상에서 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 이동하지 않아도 핀 캐리지(162A, 162B, 162C)는 기판 트랙(14)의 종축을 따라서 이동할 수 있다. 핀(160)이 연장되고 핀 캐리지(162)가 기판 트랙(14)의 종축을 따라서 이동하면, 핀(160)은 다수의 웰이 형성된 기판(34) 중 임의의 판을 밀게 되어서 핀이 기판 트랙(14)의 종축을 따라 이동하는 것이 억제된다.

위에서 설명한 바와 같이, 판 이송 조립체는 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 기판 트랙(14)을 따라서 스테이션에서 스테이션으로 이송시키는 데 사용된다. 기판 트랙(14)을 따르는 여러 위치들은 결정화 시스템(10)의 특정 스테이션과 결합될 수 있다. 일례로, 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 위치 P₁에 위치되면, 다수의 웰이 형성된 기판(34) 위의 바 코드가 바 코드 스테이션에 의해 판독될 수 있고, 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 P₂에 위치되면 밀봉 매체 스테이션(22) 다수의 웰이 형성된 기판(34)의 웰(38)의 상부 에지에 밀봉 매체를 적용하는 데 사용될 수 있다. 또한, 다수의 웰이 형성된 기판(34)이 P₃에 위치되면 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 모용액 공급 스테이션(26)의 공급 셔틀(74)들 중 하나의 셔틀 아래에 위치될 수 있다.

이하에서는 T₁으로 표시된 다수의 웰이 형성된 기판(34)을 P₁으로 표시된 위치로부터 P₂로 표시된 위치로 해서 P₃으로 표시된 위치까지 이송시키는 이송 조립체를 사용하는 방법에 대하여 설명한다. T₁으로 표시된 다수의 웰이 형성된 기판이 P₁으로 표시된 위치에 위치하면, 제 1 핀 캐리지(162A)에 있는 핀(160)은 기판 트랙(14) 아래로 후퇴한다. 이어서 도 8c에 도시한 바와 같이 제 1 핀 캐리지(162A)는 좌측으로 이동하고 핀(160)은 기판 트랙(14) 위로 연장된다. T₁으로 표시된 다수의 웰이 형성된 기판은 이어서 상기 제 1 핀 캐리지(162A)를 T₁으로 표시된 다수의 웰이 형성된 기판이 P₂로 표시된 위치로 이동할 때까지 우측으로 이동시킴으로써 P₁으로 표시된 위치로부터 P₂로 표시된 위치까지 이동하게 된다. 핀(160)은 이어서 기판 트랙(14) 아래로 후퇴하고, 제 1 핀 캐리지(162A)는 그의 원위치로 복귀하고, 핀(160)은 다시 기판 트랙(14) 위로 연장된다. 제 2 핀 캐리지(162B) 내의 핀(160)은 기판 트랙(14) 아래로 후퇴하고, 제 2 핀캐리지(162B)는 T₁으로 표시된 다수의 웰이 형성된 기판의 좌측으로 이동한다. 제 2 핀 캐리지(162B) 내의 핀(160)은 이어서 기판 트랙(14) 위로 연장되고, 제 2 핀 캐리지(162B)는 T₁으로 표시된 다수의 웰이 형성된 기판이 P₃로 표시된 위치에 있게 될 때까지 우측으로 이동한다.

도 8c에 도시된 다수의 핀 캐리지(162)는, 어느 한 다수의 웰이 형성된 기판(34)을, 결정화 시스템(10)을 통하여 처리할 어느 한 다수의 웰이 형성된 기판(34)과는 독립하여서, 하나의 스테이션에서 결정화 시스템(10)을 통하여 하여 처리될 수 있게 한다. 일례로, 제1 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 P₁위치로부터 P₂위치까지 이동할 수 있으며, 반면에 제2 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 P₃위치에 남아 있게 된다. 이 결과, P₁위치, P₂위치, P₃위치가 각각 다른 스테이션(12)에 결합하게 되면, 다수의 웰이 형성된 기판(34)은 다른 스테이션(12)에서 다른 속도로 처리된다. 또한, 이송 조립체를 형성하는 서로 다른 핀 캐리지(162)는 서로 조립되어서 시스템을 형성하는 독립된 시스템을 포함한다. 일례로, 제 1 핀 캐리지(162A)와 제 2 핀 캐리지(162B)는 모용액 공급 시스템 내에 포함될 수 있고, 제 3 핀 캐리지(162C)는 액적 형성 시스템(132) 내에 포함될 수 있다.

결정 형성은 결정 형성을 위한 액적 각각을 검사함으로써 검출된다. 양호한 실시예에서, 결정은 검출되고서 결정의 품질을 위한 여러 가지 웰에서 등급이 매겨진다. 이러한 것은 수동으로 혹은 자동 장치에 의해서 행해진다. 미국 앨라바마주버밍햄 소재의 다이버시파이드 사이언티픽, 인크.(Diversified Scientific, Inc.)에서는 결정 형성의 등급을 자동화하는 데 사용되는 크리스탈스코어(CRYSTALSCORE: 상표명)를 제조한다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 상기 시스템은 관심을 갖는 단백질의 결정화를 위해서 여러 가지 모용액을 스크린하는 데 있어 결정화 실험을 수행하는데 사용될 수 있다. 그와 같은 결정화 실험은 종종 하나 이상의 미세 스크린에 이어지는 거친 스크린을 포함하기도 한다. 미세 스크린을 위해 사용되는 모용액은 종종 거친 스크린의 결과치에 의존하게 되지만, 거친 스크린에 사용되는 모용액은 각각의 결정화 실험에 대해서 표준화시킬 수 있다.

모용액이 단백질을 결정화하는 데 사용되는 경우, 바람직한 거친 스크린은 표 1에 나타낸 15 개의 하위 스크린으로 구성되는 것이 좋다. 각각의 하위 스크린에 포함된 모용액의 숫지도 역시 표 1에 나타내었다.

이들 각각의 하위 스크린에서 포함된 모용액의 조성은 도 9에 표로 나타내었다. 표로 나타낸 조성을 가진 모용액은 미국 캘리포니아 라구나 니구엘(Laguna Niguel)의 햄턴 리서치(Hampton Research)로부터 입수할 수 있다.

표 1에 나타낸 바와 같이, 전체 480 개의 모용액이 유리한 거친 스크린의 하위 스크린과 관련된다. 480 개의 모용액이 거친 스크린에 포함되어 있고, 또한 각각이 기판이 유리하게는 48 개의 웰을 포함하고 있기 때문에, 거친 스크린은 시스템을 통해서 10 개의 기판 만을 사용하는 것에 의해서 수행할 수 있게 된다. 또한, 하위 스크린은 통상적으로 24 개 똔느 48 개의 모용액을 포함한다. 따라서, 각각의기판은 하나 내지 두 개의 하위 스크린을 포함하게 된다.

스크린	모용액의 숫자
결정 스크린 Ⅰ	48
결정 스크린 Ⅱ	48
그리드 황산 암모늄	24
그리드 MPD	24
그리드 염화 나트륨	24
그리드 PEG6000	24
그리드 PEG/염화 리튬	24
인산 나트륨/칼륨	24
PEG/이온 스크린	48
멤브레인 단백질 스크린	48
세제 스크린 Ⅰ	24
세제 스크린 Ⅱ	24
세제 스크린 Ⅲ	24
저온 스크린	48
저이온 강도 스크린	24

거친 스크린용으로 사용된 각각의 모용액은 하나 또는 그 이상의 모용액 저장 뱅크에 저장된다. 그러나, 서로 다른 미세 스크린에 필요한 모용액의 숫자는 너무나 충분하여 이들 모용액은 비실용적이다. 따라서, 시스템은 또한 저장액으로부터 미세 스크린 모용액을 형성하고, 이후에 이들을 기판의 웰로 이송하는 스테이션을 포함한다. 다른게는, 하나 또는 그 이상의 외부 시스템을 사용하여 저장액으로부터 미세 스크린 모용액을 생성하고, 이들 모용액을 하나 또는 그 이상의 기판의 웰로 이송한다. 이들 기판은 이후에 시스템을 통과하면서 처리된다.

외부 시스템이 사용되어 미세 스크린 모용액을 형성하고 이송하는 경우에, 시스템 제어 로직은 기판의 웰 내로 모용액의 이송에 있어서 두 배로 되는 것을 회피하기 위해서 모용액 이송 스테이션을 무시할 필요가 있다. 그 결과, 시스템 제어 로직은 이미 모용액을 가진 기판이 시스템 내에 있는지를 알아야 한다. 조작자는 사용자 인터페이스를 통해서 시스템 제어 로직에게 기판 중의 하나에서 이미 모용액이 웰 상으로 이송되었다는 것을 알려 줄 수 있다. 다르게는, 조작자는 기판이 웰 내에 이미 모용액이 존재하는 것을 나타내는 바 코드를 구비하는 기판을 사용할 수도 있다.

<<제 1 실시예>>

리소자임이 100 mM의 아세테이트산 나트륨과 pH 4.6의 10 %의 염화 나트륨을 포함하는 모용액 내에서 결정화되는 다수의 리소자임 결정화 실험에 상술한 시스템을 사용하였다. 액적 형성 스테이션에 의해서 형성된 현적의 체저은 각 실험에 대해서 서로 달랐다. 도 10a 내지 도 10d는 각각 40 nL, 100 nL, 200 nL, 및 1000 nL의 현적에서 형성된 결정을 도시한 것이다. 결정은 액적 크기의 감소와는 무관하게 형성되었다. 그 결과, 마이크로 리터 이하의 현적 체적에 상기 시스템을 사용할 수 있었다.

<<제 2 실시예>>

리소자임의 결정화에 적합한 모용액이 최적화된 결정화 실험에서 상술한 시스템을 사용하였다. 거친 스크린 중에, 480 개의 결정화 실험을 도 9에 나타낸 480 개의 모용액을 각각 사용하여 수행하였다. 각각의 480 개의 실험으로부터의 결과를 하나씩 비교하여 가장 바람직한 특성을 나타내는 하나 또는 그 이상의 결정화 실험에서 생성되는 결정을 식별하였다. 식별된 거친 스크린 실험 중의 하나는 pH 4.6에서 30 %의 MPD(+/- 2-메틸-2,4-펜탄디올), 100 mM 아세테이트산 나트륨, 20 mM 염화 칼슘으로 구성되는 모용액과 관련되었다.

24 개의 결정화 실험으로 이루어진 미세 스크린을 이후에 수행하였다. 식별된 거친 스크린 실험과 관련된 모용액의 조성에 관해서 각각의 24 개의 결정화 실험과 관련된 모용액의 조성을 선택하였다. 미세 스크린의 결정화 실험용으로 선택된 24 개의 모용액의 조성은 도 11에서 표로 나타내었다. 각각의 24 개의 모용액에서의 특정 성분의 농도는 식별된 거친 스크린 실험에서의 성분의 농도와 부합된다. 예를 들어, 식별된 거친 스크린 실험과 관련된 모용액 및 각각의 미세 스크린 결정화 실험에 적합한 모용액은 모두 약 30 % MPD 및 100 mM 아세테이트산 나트륨이었다. 24 개의 모용액 중에서 다른 성분의 농도는 식별된 거친 스크린 실험에서의 동일한 성분의 농도를 포함하는 일정 범위에 걸쳐서 변화된다. 예를 들어서, 염화 칼슘의 농도는 식별된 거친 스크린 실험에서는 20 mM이지만, 24 개의 모용액에 있어서는 12.5 내지 27.5 mM로 변화된다. 유사하게, pH는 식별된 거친 스크린 결정화 실험에서는 4.6이지만, 24 개의 모용액에 있어서는 4.1 내지 5.1까지 변화된다.

가장 바람직한 특성을 나타내는 하나 또는 그 이상의 결정화 실험을 확인하기 위해서 각각의 24 개의 미세 스크린 결정화 실험을 서로 비교하였다.

상술한 본 발명의 예시 및 유리한 실시예의 설명은 이해 및 설명을 위해서 제공되었다. 그러나, 예시 및 유리한 실시예는 본 발명을 개시된 정확한 형태만이거나 이에 제한되지는 않는다. 명백하게도, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 많은 변형 및 변화가 분명할 것이다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 다른 자가 다양한 실시예에 대한 본 발명을 이해할 수 있게 하고, 다양한 변형이 고려 중인 특정 용도에 적합하게 되도록 본 발명 및 그 실제 응용의 원칙을 가장 잘 설명할 수 있도록 실시예를 선택하였다. 본 발명의 범위는 후속하는 특허 청구 범위 및 이들의 등가물에 의해서 한정되도록 의도된다.

Claims

분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위한 미세 결정체 배열 형성 방법에 있어서,

배열 내에서 조성이 변화하는 모용액과 결정화될 분자를 포함하며 체적이 1 μL 미만인 액적을 각각이 포함하는 미세 결정체들의 배열을 형성하는 단계와,

액적 내에 분자 결정의 열을 형성하기에 적합한 상태에서 미세 결정체 배열을 저장하는 단계와,

액적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 분자는 고분자인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 분자는 단백질인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 고분자의 분자량은 최소한 500 달톤(dalton)인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 액적의 체적은 750 nL 미만인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 액적의 체적은 500 nL 미만인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 액적의 체적은 250 nL 미만인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 액적의 체적은 약 1 nL 내지 750 nL 사이인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 액적의 체적은 약 1 nL 내지 500 nL 사이인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 액적의 체적은 약 1 nL 내지 250 nL 사이인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 웰(well)이 약 500 μL 미만의 모용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 웰이 약 250 μL 미만의 모용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 웰이, 배열 내에서 변화하는 최소한 4 가지의 성분을 가지는 모용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 웰이, 배열 내에서 변화하는 최소한 5 가지의 성분을 가지는 모용액을 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 배열은 96 개를 상회하는 수의 미세 결정체를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 배열은 192 개를 상회하는 수의 미세 결정체를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 미세 결정체의 배열을 형성하는 단계는 배열 내에서 사용되는 모용액을 형성하기 위한 48 개를 상회하는 수의 저장 용액을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 미세 결정체의 배열을 형성하는 단계는 배열 내에서 사용되는 모용액을 형성하기 위한 96 개를 상회하는 수의 저장 용액을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 미세 결정체의 배열을 형성하는 단계는 배열 내에서 사용되는 모용액을 형성하기 위한 192 개를 상회하는 수의 저장 용액을 사용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 미세 결정체의 배열을 형성하는 위한 단계는 약 25 nL 미만의 체적 범위 내의 액적을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 미세 결정체의 배열을 형성하는 단계는 약 20 nL 미만의 체적 범위 내의 액적을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 1 항에 있어서, 미세 결정체의 배열을 형성하는 단계는 약 15 nL 미만의 체적 범위 내의 액적을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위한 미세 결정체 배열 형성 방법에 있어서,

배열 내에서 조성이 변화하는 모용액과 결정화될 분자를 포함하며 체적이 1 μL 미만인 현적(hanging drop)을 각각이 포함하는 미세 결정체들의 배열을 형성하는 단계와,

현적 내에서 분자 결정의 열을 형성하기에 적합한 상태에서 미세 결정체 배열을 저장하는 단계와,

현적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계를 포함하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위한 미세 결정체 배열 형성 방법에 있어서,

배열 내에서 조성이 변화하는 모용액과 결정화될 분자를 포함하며 체적이 1 μL 미만인 좌적(sitting drop)을 각각이 포함하는 미세 결정체들의 배열을 형성하는 단계와,

좌적 내에서 분자 결정의 열을 형성하기에 적합한 상태에서 미세 결정체 배열을 저장하는 단계와,

좌적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계를 포함하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위한 미세 결정체 배열 형성 방법에 있어서,

배열 내에서 조성이 변화하는 모용액과 결정화될 분자를 포함하며 체적이 1 μL 미만인 액적을 각각이 포함하는 제 1 미세 결정체 배열을 형성하는 단계와,

액적 내에서 분자 결정의 열을 형성하기에 적합한 상태에서 제 1 미세 결정체 배열을 저장하는 단계와,

액적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계와,

분자 결정이 검출되는 제 1 미세 결정체 배열 내에서 사용되는 하나 이상의 모용액을 기재로 하며 배열 내에서 조성이 변화하는 모용액과 결정화될 분자를 포함하는 액적을 각각이 포함하는 제 2 미세 결정체 배열을 형성하는 단계와,

액적 내에서 분자 결정의 열을 형성하기에 적합한 상태에서 제 2 미세 결정체 배열을 저장하는 단계와,

액적 내에서의 분자 결정의 형성을 검출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 25 항에 있어서, 상기 액적이 현적인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 25 항에 있어서, 상기 액적이 좌적인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
제 25 항에 있어서, 제 2 미세 결정체 배열에 형성된 액적의 체적은 1 μL 미만인 것을 특징으로 하는 미세 결정체 배열 형성 방법.
분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위해 마이크로 리터 액적을 미세 결정체 열로 형성하는 장치에 있어서,

다수의 웰이 형성된 기판이 위에 위치되는 플랫폼과,

다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하고, 마이크로 리터 이하의 체적의 모용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 다수의 웰이 형성된 기판 상의 점적 영역으로 공급하는 모용액 점적 스테이션과,

결정화되어지는 분자를 함유하는 마이크로 리터 체적의 용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 점적 영역으로 공급하는 분자 점적 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 29 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 마이크로 리터의 체적액을 약 20 nL 미만의 체적 범위 내로 하여 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 29 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 마이크로 리터 체적액을 약 15 nL 미만의 체적 범위 내로 하여 공급할 수 있는 것을특징으로 하는 장치.
제 29 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 압전 밸브 또는 솔레노이드 밸브를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위해 열 미세 결정화에서 사용되는 커버 글라스 상에 마이크로 리터 현적을 형성하기 위한 장치에 있어서,

다수의 웰이 형성된 기판이 위에 위치되고 플랫폼과,

다수의 커버 글라스가 위에 위치되고 커버 글라스 스테이션과,

다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하고, 마이크로 리터 이하의 체적의 모용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 다수의 커버 글라스로 공급하는 모용액 점적 스테이션과,

결정화되어지는 분자를 함유하는 마이크로 리터 이하 체적의 용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 다수의 커버 글라스로 공급하는 분자 점적 스테이션을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 33 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 마이크로 리터 이하의 체적액을 약 20 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 33 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 마이크로 리터 이하의 체적액을 약 15 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 33 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 마이크로 리터 이하의 체적액을 한번에 최소한 네 개의 커버 글라스로 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 33 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 마이크로 리터 이하의 체적액을 한번에 최소한 여덟 개의 커버 글라스로 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위해 마이크로 리터 이하의 액적을 미세 결정체 배열로 형성하기 위한 장치에 있어서,

다수의 웰이 형성된 기판이 위에 위치되는 플랫폼과,

다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하고, 모용액의 마이크로 리터 이하 체적의 모용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 다수의 웰이 형성된 기판 상의 좌적 영역으로 이송하는 모용액 점적 스테이션과,

결정화되어지는 분자를 함유하는 마이크로 리터 이하 체적의 용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 좌적 영역으로 공급하는 분자 점적 스테이션을포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
제 38 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 마이크로 리터 이하의 체적액을 약 20 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 이송할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 38 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 마이크로 리터 이하의 체적액을 약 15 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
제 38 항에 있어서, 모용액 점적 스테이션과 분자 점적 스테이션은 각각 마이크로 리터 이하의 체적액을 약 10 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 공급할 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위해 열 미세 결정화에 사용되는 마이크로 리터 이하의 액적을 형성하기 위한 방법에 있어서,

배열 내에서 조성이 변화하는 마이크로 리터 체적의 모용액 약 25 nL 미만의 체적 범위 내에서 다수의 점적 영역으로 공급하는 단계와,

결정화될 분자를 함유하는 마이크로 리터 이하 체적의 용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 내에서 다수의 점적 영역으로 공급하는 단계를 포함하며,

각각의 점적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하 체적액의 전체 체적은 1 μL 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
제 42 항에 있어서, 각각의 점적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적액은 약 750 nL 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
제 42 항에 있어서, 각각의 점적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적액은 약 500 nL 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
제 42 항에 있어서, 각각의 점적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적액은 약 250 nL 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
제 42 항에 있어서, 각각의 점적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적액은 약 1 nL 내지 750 nL 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
제 42 항에 있어서, 각각의 점적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적액은 약 1 nL 내지 500 nL 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
제 42 항에 있어서, 각각의 점적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적액은 약 1 nL 내지 250 nL 사이인 것을 특징으로 하는 방법.
제 42 항에 있어서, 각각의 점적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적액은 약 20 nL 이하의 체적 범위 이내인 것을 특징으로 하는 방법.
제 42 항에 있어서, 각각의 점적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적은 약 15 nL 이하의 체적 범위 이내인 것을 특징으로 하는 방법.
분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위해 열 미세 결정화에 사용되는 커버 글라스 상에 마이크로 리터 이하의 현적을 형성하기 위한 방법에 있어서,

다수의 커버 글라스를 준비하는 단계와,

다수의 웰이 형성된 기판의 다수의 웰로부터 모용액을 제거하는 단계와,

모용액의 마이크로 리터 이하 체적의 모용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 다수의 커버 글라스로 공급하는 단계와,

결정화될 분자를 함유하는 마이크로 리터 이하 체적의 용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 다수의 커버 글라스로 공급하는 단계를 포함하며,

각각의 커버 글라스로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적액의 전체 체적은 1 μL 미만인 것을 특징으로 하는 방법.
분자에 대한 적절한 결정화 상태를 결정하기 위해 열 미세 결정화 사용되는 마이크로 리터 이하의 좌적을 형성하기 위한 방법에 있어서,

각각의 영역이 좌적 영역과 다수의 웰이 형성된 기판의 좌적 영역 내에서 조성이 변화하는 모용액을 포함하는 웰을 구비하는, 다수의 영역을 포함하는 다수의 웰이 형성된 기판을 준비하는 단계와,

마이크로 리터 이하 체적의 모용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 좌적 영역으로 공급하는 단계와,

결정화될 분자를 함유하는 마이크로 리터 이하 체적의 용액을 약 25 nL 미만의 체적 범위 이내로 하여 좌적 영역으로 공급하는 단계를 포함하며,

각각의 좌적 영역으로 공급되어지는 마이크로 리터 이하의 체적액의 전체 체적은 1 μL 미만인 것을 특징으로 하는 방법.