RU2809851C1 - Кассета для системы кристаллизации мембранных белков для целей поточного рентгеноструктурного анализа - Google Patents
Кассета для системы кристаллизации мембранных белков для целей поточного рентгеноструктурного анализа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2809851C1 RU2809851C1 RU2022134458A RU2022134458A RU2809851C1 RU 2809851 C1 RU2809851 C1 RU 2809851C1 RU 2022134458 A RU2022134458 A RU 2022134458A RU 2022134458 A RU2022134458 A RU 2022134458A RU 2809851 C1 RU2809851 C1 RU 2809851C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- containers
- cassette
- grooves
- crystallization
- container
- Prior art date
Links
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 title claims abstract description 24
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 title claims abstract description 24
- 108010052285 Membrane Proteins Proteins 0.000 title abstract description 11
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 title 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 33
- 230000012010 growth Effects 0.000 claims abstract description 16
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 13
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims abstract description 12
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims abstract description 12
- 238000002050 diffraction method Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 claims abstract description 3
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 claims abstract description 3
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 abstract description 15
- 102000018697 Membrane Proteins Human genes 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 4
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 238000011534 incubation Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 230000003698 anagen phase Effects 0.000 description 1
- 239000012472 biological sample Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 239000007853 buffer solution Substances 0.000 description 1
- 238000004113 cell culture Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000000502 dialysis Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229920002521 macromolecule Polymers 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000012460 protein solution Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000002195 synergetic effect Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к области биохимии и молекулярной биологии, а именно к конструкции кассеты для роста, отбора и хранения белковых кристаллов в контейнерах для системы поточной кристаллографии. Кассета содержит основание для размещения множества кристаллизационных контейнеров в горизонтальном положении, выполненное в форме единой пластины. На верхней поверхности пластины сформированы множество установочных канавок треугольной формы с усеченной вершиной для установки контейнеров. Вершина треугольного сечения канавок направлена к нижней части основания кассеты. В глубине канавок выполнены сквозные прорези, размещенные вдоль оси канавок, для обеспечения возможности подсветки образцов, размещенных в прозрачных контейнерах, и последующего визуального контроля эффективности кристаллизации. Канавки выполнены с возможностью обеспечения размещения контейнера в горизонтальном положении на всех этапах проведения кристаллизации, анализа и хранения результатов. Кассета дополнительно снабжена съемной крышкой, на внутренней части которой установлена гибкая силиконовая вставка для обеспечения возможности фиксации горизонтального положения контейнеров и их прижима к боковым поверхностям канавок. В передней части верхней поверхности пластины основания контейнера сформирована выемка для размещения выступающих частей пробок контейнеров. Изобретение обеспечивает расширение арсенала средств и создание конструкции универсальной кассеты для размещения разных по объему и длине контейнеров, что позволяет повысить эффективность роста кристаллов мембранных белков в разных объемах и условиях. 2 ил.
Description
Область техники
Изобретение используется в научных исследованиях в области изучения строения макромолекул в качестве узла системы для роста, анализа и хранения биологических кристаллов.
Уровень техники
Для проведения исследований, связанных с ростом и получением белковых кристаллов, их последующего отбора, анализа и хранения используют системы кристаллографии включающие комплекс лабораторного оборудования для создания условий роста кристаллов, обеспечения возможности предварительного анализа и отбора наиболее качественных образцов кристаллов, а также их хранения для последующего анализа кристаллической структуры образцов.
Известно устройство для выращивания монокристаллов белка, содержащее корпус, в котором расположены камеры для белкового и буферного растворов, разделенные полупроницаемой мембраной, и камеру осадителя, взаимодействующую с ними через соединительный канал. Формирование кристаллов происходит с использованием процесса диализа [1]. Недостатком устройства является сложная конструкция и одноканальность.
Известны многоканальные планшетные устройства с большим числом ячеек, накрытых пленкой или стеклом, реализующие метод диффузии паров в «висячей капле». [2]. Недостатком многоканальных планшетов является ограничения по объему в поиске оптимальных условий для роста кристаллов.
Для усовершенствования работы системы кристаллизации мембранных белков в липидной губчатой мезофазе для целей поточной кристаллографии необходимо решить несколько задач связанных с разработкой конструкции кассеты для размещения в ней контейнеров используемых для роста кристаллов, хранения и анализа результатов кристаллизации, а также идентификацией материалов, содержащих белковые кристаллы.
Известны пути решения задачи хранения биологических образцов для их последующего анализа. В лабораторной практике для хранения образцов широкого применения обычно используются настольные штативы в виде прямоугольных каркасов, имеющих верхнюю, промежуточную и нижнюю полки. В верхней и промежуточной полках сформированы отверстия, с возможностью установки пробирок, цилиндрических контейнеров в вертикальном или в наклонном положении [3]. Некоторые типы штативов снабжают цифровой индикацией рядов и пробирок в штативе [4]. Недостаток применения штативов связан с тем, что при установке контейнеров для роста белковых кристаллов в вертикальном положении контейнеров, липидная губчатая фаза, используемая для роста белковых кристаллов, будет подниматься в верхнюю часть контейнера над раствором преципитанта, образуя форму пробки, которая резко снижает эффективность диффузии молекул осадителя в толщу мезофазы и, соответственно, роста кристаллов.
Известно изобретение [5], в котором описана стойка для размещения пипеток в горизонтальном положении, которые используются для культивирования клеточных культур. В данной конструкции обеспечивают фиксацию пипеток с помощью сборной конструкции, состоящей из подвижных боковых пластин, двух пластин в верхней части в которых выполнено множество дуговых выемок, в которые устанавливают пипетки. Для фиксации пипеток сверху в средней их части используют дополнительную пластину, в нижней части которой выполнены дуговые выемки. Для проведения работ по разъединению пластин и извлечению пипеток используют вращающиеся валы и поворотные ручки.
Недостатком конструкции является ее сложность, большое число деталей и невозможность быстрого анализа состояния пробы, размещенной в пипетке, с помощью микроскопа без предварительного изъятия пипеток из стойки.
В изобретении [6] предлагается конструкция для размещения в кассете множества закрытых пробирок с жидкими пробами, имеющих различные диаметры и длины пробирок для работы с автоматическим пробоотборником, для работы которого необходимо четко поддерживать расстояние между центрами пробирок. Предложенная конструкция обеспечивает размещение пробирок вдоль кассеты с возможностью выравнивания центральных осей пробирок друг относительно друга для обеспечения пробоотбора. За счет сложной конструкции, содержащей узлы смещения для позиционирования осей пробирок с разными диаметрами друг относительно друга, снижается надежность работы устройства.
Таким образом, технические решения и конструкции известных штативов, боксов, кассет для хранения пробирок, контейнеров и пипеток не обеспечивают возможность их использования в качестве узлов для системы кристаллизации мембранных белков в липидной мезофазе для поточной кристаллографии.
Известна заявка на изобретение [7], которая выбрана в качестве прототипа, в которой описаны способ и платформа держателей контейнеров для системы кристаллизации мембранных белков в липидной мезофазе для поточной кристаллографии. В держателях платформы укреплен, по меньшей мере, один кристаллизационный контейнер, который выполнен в виде цилиндрического конуса с крышкой. В процессе роста кристаллов платформу устанавливают в термостат, по окончании процесса роста кристаллов контейнеры вынимают из держателей платформы и поочередно анализируют качество выращенных кристаллов и их количество с помощью микроскопа. К недостатку конструкции блока относится сложность в работе с отдельными контейнерами на разных этапах роста и анализа кристаллов и отсутствие их идентификации друг относительно друга на последующих этапах рентгеноструктурного анализа.
Задачей, решаемой настоящим изобретением, является создание устройства обеспечивающего возможность проведения инкубирования образцов в контейнерах, а также последующее предварительное сканирование результатов кристаллизации и долговременное хранение образцов кристаллов, выполненного в виде портативной кассеты используемой в системе поточной кристаллизации мембранных белков.
Техническим результатом, обеспечиваемым заявленным устройством, является расширение арсенала средств и создание конструкции универсальной кассеты для размещения разных по объему и длине контейнеров, что позволяет повысить эффективность роста кристаллов мембранных белков в разных объемах и условиях. Дополнительный технический результат состоит в обеспечении возможности идентификации контейнеров за счет введения штрихкода на фронтальной части крышки кассеты и нумерации позиций контейнеров на основании кассеты.
Техническое решение поясняется чертежом, где на фиг. 1 показан фрагмент внешнего вида кассеты сверху со снятой крышкой, на фиг. 2 показано сечение фронтального фрагмента конструкции кассеты в разрезе.
Описание изобретения
Поставленная задача с достижением технического результата решается тем, что кассета для системы кристаллизации белков содержит основание (1) для размещения множества кристаллизационных контейнеров (2) в горизонтальном положении и общую крышку (3). При этом основание (1) выполнено в форме единой пластины, на верхней поверхности которой сформированы множество установочных канавок (4) треугольной формы с усеченной вершиной для установки контейнеров (2), где вершина треугольного сечения канавок направленна к нижней части основания (1) кассеты, при этом в глубине канавок выполнены сквозные прорези (5) размещенные вдоль оси канавок (4), определяя возможность подсветки образцов размещенных в прозрачных контейнерах (2) и последующего визуального контроля эффективности кристаллизации в объеме (6) контейнера (2). При этом канавки обеспечивают возможность размещения контейнера в горизонтальном положении на всех этапах проведения кристаллизации и анализа результатов без необходимости изъятия контейнера (2) из кассеты, при этом для обеспечения возможности фиксации горизонтального положения контейнеров и их прижима к боковым поверхностям канавок, на внутренней части крышки в зоне рядом с крышкой контейнера установлена гибкая силиконовая вставка (7), при этом в передней части верхней поверхности пластины основания контейнера сформирована выемка (8) для размещения выступающих частей пробок (9) контейнеров (2), где вдоль выемки размещена первая зона идентификации кассеты, на горизонтальной поверхности которой размещены данные номеров позиций контейнеров (10). На фронтальной поверхности крышки кассеты размещена вторая зона идентификации, на которой установлен кодовый идентификатор, с размещенной информацией в виде штрих-кода, с данными о дате эксперимента и другая информация, которая позволяет идентифицировать полученные образцы кристаллов размещенных в контейнерах.
Контейнеры (2) изготовлены в виде прозрачных пробирок с пробками или эппендорфов выполненных из прозрачного полипропилена с рабочим объемом не менее 100 мкл. Предпочтительная форма контейнеров выполнена в виде конусообразной пробирки или носика для дозирования. Достоинство носиков состоит в обеспечении возможности простой процедуры отрезания носика у контейнера для вывода липидной мезофазы, в которой сформированы кристаллы, при ее выдавливании из объема контейнера без нарушения целостности сформированных кристаллов.
Основание и пробка контейнера выполнены из светонепроницаемой пластмассы, что обеспечивает сохранение кристаллов от облучения светом, что необходимо при работе с фоточувствительными белками. Кассеты изготовлены из химически устойчивого полипропилена, что обеспечивает высокую стабильность при использовании в областях применения, предполагающих заморозку и возможность автоклавирования при максимальной температуре +110°С в стандартном режиме.
Длина кассеты зависит от количества размещаемых контейнеров. Форма кассеты обеспечивает возможность складирования кассет в штабели или размещения в многоярусных боксах для хранения. При этом идентификация и выбор необходимой кассеты в боксах для хранения обеспечивается за счет сканирования штрих кодов, нанесенных на фронтальной поверхности крышки кассет.
Устройство работает следующим образом. Исследователь заполняет контейнеры (2) раствором преципитанта, затем в наклонном положении в верхней части объема преципитанта шприцем вносится липидная губчатая фаза, в липидные биослои которой инкорпорированы молекулы мембранных белков. Контейнеры закрывают пробкой и устанавливают в канавки (4), выполненные в основании (1) кассеты. Закрывают основание с контейнерами светонепроницаемой крышкой (3) и размещают кассеты с контейнерами в термостат для инкубации роста кристаллов. По окончании фазы роста с кассеты снимают крышку и устанавливают на предметный столик светопольного микроскопа для предварительного анализа результатов кристаллизации белков. На следующем этапе проводят отбор контейнеров с высоким содержанием кристаллов и переносят выбранные контейнеры в новую кассету. Устанавливают на поверхности крышки новой кассеты новый штрих-код с данными о дате эксперимента и другой информацией, которая позволяет идентифицировать полученные образцы кристаллов.
Таким образом, разработанная конструкция кассеты, используемая в качестве узла системы кристаллизации мембранных белков в липидной мезофазе для целей поточной кристаллографии выполняет все функции, заложенные в задаче изобретения. А именно: а) кассета обеспечивает возможность размещения контейнеров для кристаллизации мембранных белков в разных объемах липидной губчатой фазы с возможностью горизонтального размещения контейнеров для повышения эффективности роста кристаллов; б) кассета обеспечивает возможность проведения инкубации кристаллизационной смеси и последующий предварительный скрининг результатов кристаллизации; в) кассета обеспечивает возможность долговременного хранения образцов кристаллов в кассете и позволяет идентифицировать полученные образцы кристаллов для использования в последующих стадиях рентгеноструктурного анализа.
Применение портативной конструкции кассеты формирует синергетический эффект связанный: с экономией времени при инкубации, анализе и хранении за счет отсутствия необходимости изъятия контейнера из кассеты на разных этапах; с повышением надежности в идентификации образцов кристаллов; с портативностью и унификацией конструкции кассеты для разных типов контейнеров.
Источники информации
1. Митичкин О.В. и др. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ МОНОКРИСТАЛЛОВ БЕЛКА. Патент РФ №RU 2040595 (25.07.1995).
2. Kenyon D.J. et al. CRYSTAL FORMING DEVICE AND AUTOMATED CRYSTALLIZATION SYSTEM. Международная заявка №WO 9307311 (1993-04-15).
3. Yang В., Chen K. Test tube rack for biosafety cabinet. Полезная модель Китая №CN 210103975 (U) (2020-02-21).
4. Ren Y., Gao Y. Coding test tube rack. Полезная модель Китая №CN 212943045 (U) (2021-04-13).
5. Zhou J., Peng Z. Light, handy, simple and convenient movable pipette rack. Полезная модель Китая №CN 213434597 (U) (2021-06-15).
6. Rothermel W., Matthews J. Cassette for supporting test tubes of different diameters and/or lengths. Патент США №US 4534465 (1985-08-13).
7. Селиханов Г.К., Фуфина Т.Ю., Васильева Л.Г., Габдулхаков А.Г. Способ кристаллизации мембранных белков в липидной мезофазе для поточной кристаллографии. Заявка РФ №RU 2020141784 (17.12.2020).
Claims (1)
- Кассета для роста, отбора и хранения белковых кристаллов в контейнерах для системы поточной кристаллографии белков, содержащая основание для размещения множества кристаллизационных контейнеров в горизонтальном положении, отличающаяся тем, что основание выполнено в форме единой пластины, на верхней поверхности которой сформированы множество установочных канавок треугольной формы с усеченной вершиной для установки контейнеров, где вершина треугольного сечения канавок направлена к нижней части основания кассеты, при этом в глубине канавок выполнены сквозные прорези, размещенные вдоль оси канавок для обеспечения возможности подсветки образцов, размещенных в прозрачных контейнерах, и последующего визуального контроля эффективности кристаллизации в объеме контейнера, при этом канавки выполнены с возможностью обеспечения размещения контейнера в горизонтальном положении на всех этапах проведения кристаллизации и анализа, и хранения результатов без необходимости изъятия контейнера из кассеты, где кассета дополнительно снабжена съемной крышкой, на внутренней части крышки установлена гибкая силиконовая вставка для обеспечения возможности фиксации горизонтального положения контейнеров и их прижима к боковым поверхностям канавок, при этом в передней части верхней поверхности пластины основания контейнера сформирована выемка для размещения выступающих частей пробок контейнеров.
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2809851C1 true RU2809851C1 (ru) | 2023-12-19 |
Family
ID=
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993007311A1 (en) * | 1991-10-09 | 1993-04-15 | Schering Corporation | Crystal forming device and automated crystallization system |
RU2040595C1 (ru) * | 1992-05-28 | 1995-07-25 | Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева | Устройство для выращивания монокристаллов белка |
RU2020141784A (ru) * | 2020-12-17 | 2022-06-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт белка Российской академии наук (ИБ РАН) | Способ кристаллизации мембранных белков в липидной мезофазе для поточной кристаллографии |
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1993007311A1 (en) * | 1991-10-09 | 1993-04-15 | Schering Corporation | Crystal forming device and automated crystallization system |
RU2040595C1 (ru) * | 1992-05-28 | 1995-07-25 | Головное конструкторское бюро научно-производственного объединения "Энергия" им.акад.С.П.Королева | Устройство для выращивания монокристаллов белка |
RU2020141784A (ru) * | 2020-12-17 | 2022-06-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт белка Российской академии наук (ИБ РАН) | Способ кристаллизации мембранных белков в липидной мезофазе для поточной кристаллографии |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4230816B2 (ja) | 試料の一部を自動的に貯蔵するプレート | |
EP3148700B1 (en) | Single column microplate system and carrier for analysis of biological samples | |
US6039804A (en) | Crystallization tray | |
US5221410A (en) | Crystal forming device | |
JP3946242B2 (ja) | マルチウェルフィルタプレートに供給するためのアクセスホール | |
US6043027A (en) | Multi-well single-membrane permeation device and methods | |
US5916526A (en) | Compartmentalized multi-well container | |
US8449836B2 (en) | Fixtures for use in parallel processing bio-chips | |
IL49468A (en) | The container is divided into compartments for test samples | |
JPS61501286A (ja) | スライドガラス上に複数の液体試料を同時に引入れるための方法とその装置 | |
US20170252748A1 (en) | Holders For Processing And Imaging Of Multiple Microarray Or Microscope Slides | |
RU2809851C1 (ru) | Кассета для системы кристаллизации мембранных белков для целей поточного рентгеноструктурного анализа | |
JP2004522165A (ja) | マルチウェル試験装置のための位置決めピン | |
WO2005118145A2 (en) | Industry standard multi-well plates with increased capacity and efficiency per well | |
CN104955957A (zh) | 具有弯曲底部的光学杯 | |
JP2005077308A (ja) | 検体トレー、及び検体トレーの使用方法 | |
WO2019092609A1 (en) | Cell culture plate and uses thereof | |
US8808541B2 (en) | Dialysis cell and tray for dialysis cells | |
CN215087256U (zh) | 一种便于快速转移的生物制造用样品转移设备 | |
CN112342264B (zh) | 两次移位细胞迁移测定方法 | |
Majors | New Developments in Microplates for Biological Assays and Automated Sample Preparation. | |
BR102017014891A2 (pt) | sistema de facilitação de aeração para microrganismos aeróbicos baseado no uso de cubetas espectrofotométricas modificadas | |
CN115792252A (zh) | 一种用于生化样品的自动处理与分析装置 | |
US20050244956A1 (en) | Test culture dish | |
Majors | New developments in microplates for biological assays and automated sample preparation |