Устройство для выращивания кристаллов белка

 

Использование в приборостроении, биохимии , кристаллохимии. Сущность: устройство включает герметичный корпус, блок камер кристаллизации, отделенный от него уплотнительными прокладками с диализной мембраной между ними и соединенный с емкостью для буферного раствора и камерой для солевого раствора, снабженной средством его подачи. Емкость для буферного раствора выполнена в корпусе в виде полости, соединенной через клапаны одностороннего действия с камерой для солевого раствора и с дополнительной камерой-сборником, которые расположены на корпусе и выполнены из эластичного материала . В корпусе и уплотнительных прокладках выполнены каналы, соосные с камерами кристаллизации которые установлены в блоке под корпусом с возможностью герметичного отделения блока камер кристаллизации , а в полости расположен рассекатель потока растворов Средство для подачи солевого раствора выполнено в виде штока, жестко соединенного с гайкой, установленной по резьбе на втулке, внутри которой расположена камера для солевого раствора Обеспечивается повышение производительности, уменьшение габаритов и веса устройства Повышена надежность за счет герметизации камеры для солевого раствора. 1 з п. ф-лы, 5 ил (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,Л, 40 8 и 1 i C. ý (si)s С 30 В 7/00; 29/58

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

I 3

0 (а

iQQ

,р ,>

/ ЛЬ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4740984/26 (22) 20.07.89 (46) 15.09.92. Бюл. ¹ 34 (71) Специальное конструкторское бюро биологического приборострооения с опытным производством АН АЗССР (72) Г.П.Козлов и А,Г.Дуров (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1680643, кл. С 30 В 7/00, 1989. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫРАЩИВАНИЯ

КРИСТАЛЛОВ БЕЛКА (57) Использование; в приборостроении, биохимии, кристаллохимии. Сущность: устройство включает герметичный корпус, блок камер кристаллизации, отделенный от него уплотнительными прокладками с диализной мембраной между ними и соединенный с емкостью для буферного раствора и камерой для солевого раствора, снабженной средством его подачи. Емкость для буферИзобретение относится к приборостроению и может быть использовано в биохимии, биологической кристаллографии, кристаллохимии, химии натуральных веществ и т.д, Для изучения в рентгеновских лучах или путем нейтронной дифракции структуры биологической макромолекулы необходимы отдельные монокристаллы подходящих размеров (порядка одного миллиметра в каждом из 3-х измерений).

Трудности получения макромолекул в больших количествах привели к выработке на земле методов микрокристаллизации, главным из которых является диализ, Получение биокристаллов высокого качества и соответствующих размеров воз„„5U„„1761823 А1 ного раствора выполнена в корпусе в виде полости, соединенной через клапаны одностороннего действия с камерой для солевого раствора и с дополнительной камерой-сборником, которые расположен ы на корпусе и выполнены из эластичного материала. B корпусе и уплотнительных прокладках выполнены каналы, соосные с камерами кристаллизации которые установлены в блоке под корпусом с возможностью герметичного отделения блока камер кристаллизации, а в полости расположен рассекатель потока растворов, Средство для подачи солевого раствора выполнено в виде штока, жестко соединенного с гайкой, установленной по резьбе на втулке, внутри которой расположена камера для солевого раствора. Обеспечивается повышение производительности, уменьшение габаритов и веса устройства. Повышена надежность за счет герметизации камеры для солевого раствора. 1 з.п. ф-лы, 5 ил. можно лишь в условиях космоса, что в свою очередь требует наличия малогабаритных устройств высокой производительности и надежности, Известное устройство для выращивания кристаллов состоит из блока заправки, являющегося блоком белковых камер, герметичного корпуса с цилиндрическими полостями, в которых расположены цилиндрические поршни с проточками, которые заполняются соответственно буферными и солевыми растворами разных или одинаковых концентраций, каналов заполнения камер, механизма перемещения цилиндрических поршней, Процесс кристаллизации начинается после перемещения поршня, в результате которого по1761823 лость поршня, заполненная буферным раствором заменяется полостью с солевым pdcтво ром, Недостатками известного устройства являются резко растущие габаритные размеры и вес при значительном увеличении числа оелковых камер, Поэтому известное устройство не может быть применено при массовом изготовлении кристаллов белка.

Оно применяется для исследовательских работ, при отработке технологии кристаллизации белка, Цель изобретения — повышение производительности, уменьшение габаритов и веса устройства, Поставленная цель достигается тем, что устройство для выращивания кристаллов белка содержит блок кристаллизационных камер (белковых камер), корпус с крышкой, две эластичных емкости, каждая из которых соединена с полостью корпуса через клапан одностороннего действия и с окружающей средой через герметично затворяемый при помощи эластичной пробки и планки канал.

Причем одна из эластичных емкостей в исходном положении устройства заполнена солевым раствором, а другая — опорожнена.

Эластичная емкость, заполненная солевым раствором, снабжена нажимным устройством, при помощи которого солевой раствор можно вытеснить через клапан в полость корпуса, Нажимное устройство представляет собой совокупность корпуса нажимного устройства со штоком и резьбовой втулки с фланцем, внутри которой размещается эластичная емкость с солевым раствором, При навинчивании корпуса нажимного устройства на резьбовую втулку, шток, связанный с корпусом нажимного устройства, воздействует на эластичную емкость, сжимает последнюю и вытесняет солевой раствор через клапан в полость корпуса, В полости корпуса помещен рассекатель потока, представляющий собой металлическое сито и поджатый при помощи решетки к стенке полости, в которой выполнены цилиндрические каналы, соединяющие полость с цилиндрическими камерами, Решетка представляет собой корытообразную деталь из пластмассы, наружные размеры которой соответствуют размерам полости, и которая имеет в основании ряды равномерно распределенных отверстий одного диаметра величиной порядка одного миллиметра, Кристаллизационные камеры цилиндрической формы выполнены в отдельном блоке, который соединен с корпусом через две уплотнительные прокладки, между которыми помещена диализная мембрана, В уп5

50 лотнительных прокладках выполнены цилиндрические каналы, соосные с кристаллизационными камерами.

Кристаллизационные камеры после заполнения раствором белка в буфере герметично затворяются при помощи уплотнительных пробок и планок, Полость корпуса в "исходном" положении заполняется буферным раствором, для чего в корпусе выполнены два противоположно расположенных и герметично затворяемых канала. Затвор каналов представляе собой уплотнительную пробку, поджатую планкой.

Блок с кристаллизационными камерами выполнен из прозрачного материала (например оргстекла), что позволяет визуально наблюдать за течением процесса кристаллизации, который начинается в тот момент, когда солевой раствор под действием нажимного устройства из эластичной емкости через клапан поступает в полость корпуса и вытесняет из последней буферный раствор через второй клапан в порожнюю эгастичую емкость. При этом солевой раствор перемешивается с буферным раствором, Концентрация результирующего раствора в полости корпуса изменяется во времени, Она возрастает по мере вытеснения солевого раствора из эластичной емкости в полость корпуса, и так как обьем полости на порядок меньше обьема эластичной емкости, концентрация результирующего раствора стремится достичь концентрации солевого раствора, заправленного в эластичную емкость.

Предлагаемое устройство позволяет получить малогабаритное устройство с большим числом белковых камер. Расположение белковых камер в предлагаемом устройстве компактно с небольшим шагом расположения камер, позволяет применить общую диализную мембрану, что дает возможность повысить качество герметизации белковых камер за счет получения эффекта лабиринтного уплотнения белковых камер.

Если в каком-либо месте будет пропуск, то белок может попасть только в такую же белковую камеру. Общая полупроницаемая мембрана гарантирует проникновение солевого раствора в камеры белкового раствора только путем диффузии через мембрану.

Известно поименение эластичной емкости с нажимным устройством, например, в передвижных уплотнениях, где необходимо соблюдение точно абсолютной герметичности поршневой системы. Однако известное устройство применяется как передвижное уплотнение в отношении агрессивных сред

1761823

30

55 или усиления давления, но не может использоваться для выращивания кристаллов белка.

Предлагаемое устройство служит этой цели. Наличие корпуса с полостью с присоединенными двумя эластичными емкостями, каждая из которых имеет сообщение с полостью корпуса через клапан одностороннего действия, и с окружающей средой через герметично эатворяемый канал, причем одна из эластичных емкостей в "исходном" положении устройства заполнена солевым раствором, другая же опорожнена, нажимного устройства у одной из эластичных емкостей, при помощи которого можно вытеснить через клапан в полость корпуса, а содержимое полости — через второй клапан во вторую эластичную емкость, позволяет выполнить эту задачу, На фиг. 1 изображено устройство для выращивания кристаллов белка, основной вид; на фиг. 2 — элемент фиг.1; на фиг.3— элемент ll фиг,1; на фиг. 4 — вид А фиг. 1; на фиг, 5- сечение Б-Б фиг.1.

Устройство для выращивания кристаллов белка состоит из корпуса 1, крышки 2, блока 3, имеющих форму прямоугольного параллелепипеда и скрепленных между собошй при помощи винтов уплотненные прокладки 4 и 5 с образованием полости 6 между корпусом 1 и крышкой 2, В полости 6 помещены решетка 7 и уложенная в несколько слоев тонкая ткань 8 из искусственного волокна, способная пропустить через себя буферный и солевой растворы, и выполняющие совместно функции рассекателя потока, а также клапан 9 ниппельного типа, состоящий из корпуса 10 и упругой трубки 11. Клапан 9 крепится к крышке при помощи резьбы, нарезанной на корпусе 10, через уплотнительное кольцо 12 и шайбу 13, Для завинчивания клапан 9 на корпусе 10 выполнен бурт 14, имеющий форму шестигранника. К крышке 2 при помощи втулок 15 и 16, имеющих соответственно фланцы 17 и

18 с выступами 19 и 20, крепятся при помощи винтов эластичные емкости 21 и 22, Эластичные емкости 21 и 22 предварительно крепятся к соответствующим выступам 19 и

20 при помощи нити 23. Для уплотнения соединений эластичных емкостей 21 и 22 с крышкой 2 служат уплотнительные прокладки 24 и 25. Эластичная емкость 21 снабжена нажимным устройством 26, состоящим из корпуса 27 с внутренней резьбой, жестко соединенного с корпусом штока 28, свободно вращающихся на штоке 28 втулки 29 и наконечника 30. Наконечник 30 крепится к штоку 28 при помощи винта 31 и шайбы 32.

Свободно вращающиеся на штоке 28 втулка 29 и наконечник 30 позволяют при навинчивании корпуса 27 на втулку 15 сжимать эластичную емкость 21 без скручивания. При сжатии эластичной емкости 21 нажимным устройством 26, эластичная емкость наползает на втулку 29. Эластичная емкость 21 соединена с полостью 6 через клапан 9 и с окружающей средой через канал 33, который герметично затворяется при помощи уплотнительной пробки 34, планки 35 и винтов 36.

Эластичная емкость 22 соединена с полостью 6 через клапан 37. аналогичный клапану 9, но установленный со стороны емкости 22, а также и с окружающей средой через канал 38, который аналогично каналу

33, герметично затворяется при помощи такой же уплотнительной пробки 34, планки

35 и винтов 36. В блоке 3 выполнены кристаллизационные камеры 39 цилиндрической формы, герметично затворяемые при помощи уплотнительных пробок40, шайб41 и винтов 42, В корпусе 1, а также в двух уплотнительных прокладках 5, выполнены каналы 43 цилиндрической формы, соосные с кристаллизационными камерами 39 и соединяющие полость 6 с кристаллизационными камерами 39. Между уплотнительными прокладками 5 помещена диализная мембрана 44. Полость 6 соединена с окружающей средой через два "диаметрально" расположенных канала 45, которые, аналогично каналам 33 и 38 герметично затворяются при помощи таких же уплотнительных пробок 34 и планок 35.

Устройство работает следующим образом, Эластичная емкость 21, через канал 33, полностью заправляется солевым раствором (без остатков воздуха, который через канал 33 вытесняется в окружающую среду).

Для чего нажимное устройство 26 максимально отвинчивают с резьбовой втулки 15 после заполнения эластичной емкости 21 канал 33 герметично затворяется при помощи уплотнительной пробки 34 и планки 35.

Эластичная емкость 22, через канал 38 максимально опорожняется, после чего канал 38 герметично затворяется аналогично каналу 33. Полость 6 через каналы 45 полностью заполняется буферным раствором (без остатков воздуха), после чего каналы 45 герметично затворяются, аналогично каналам

ЗЗ и 38, Кристаллизационные камеры 39 заполняются белковым раствором после чего герметично затворяются при помощи уплотнительных пробок 40 и шайб 41. Устройство

1761823 готово к работе, Навинчивая нажимное устройство 26 по резьбе втулки 15, сжимаем эластичную емкость 21, создаем необходимое для открытия клапанов 9 и 37 давление солевого раствора и вытесняем последний из эластичной емкости 21 в полость 6. Образующаяся при этом смесь буферного и солевого растворов вытесняется через клапан 37 в эластичную емкость 22. Продолжая процесс вытеснения солевого раствора из эластичной емкости 21 в полость 6, повышаем концентрацию соли в смеси, образующейся в полости 6. В тот момент времени, когда концентрация соли в образующейся смеси достигнет величины, необходимой для кристаллизации белка, и начинается процесс кристаллизации белка.

Преимуществами предлагаемого устройства в сравнении с аналогом является возможность массового производства кристаллов белка за счет значительного снижения удельного веса и объема устройства на один кристалл, что имеет особое значение при организации производства в космос, повышение надежности устройства за счет герметизации белковых камер общей диализной мембраной, что создает эффект лабиринтного уплотнения белковых камер и гарантирует проникновение солевого раствора в белковые камеры только путем диффузии, Формула изобретения

1. Устройство для выращивания кристаллов белка, включающее герметичный корпус, блок камер кристаллизации, отде5 ленный от него уплотнительными прокладками с диализной мембраной между ними и соединенный с емкостью для буферного раствора и камерой для солевого раствора, снабженной средством его подачи, о т л и ч а ю10 щ е е с я тем, что, с целью повышения производительности, уменьшения габаритов и веса устройства, емкость для буферного раствора выполнена в корпусе в виде полости, соединенной через клапаны одно15 стороннего действия с камерой для солевого раствора и с дополнительной камерой-сборником, которые расположены на корпусе и выполнены из эластичного материала, в корпусе и уплотнительных про20 кладках выполнены каналы, соосные с камерами кристаллизации, которые установлены в блоке под корпусом с возможностью герметичного отделения блока камер кристаллизации, а в полости расположен

25 рассекатель потока растворов.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что средство для подачи солевого раствора выполнено в виде штока, жестко соединенного с гайкой, установленной по

30 резьбе на втулке, внутри которой расположена камера для солевого раствора, 1761823

2 у/

Л

l / /4 Ф Фбб //

Составитель А,Дурсв

Техред M. Mîðãåíòàë

Редактор

Корректор Н.Король

;:,аказ 32, 6 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, /К-35, Раушская наб,, 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина. 101

Устройство для выращивания кристаллов белка Устройство для выращивания кристаллов белка Устройство для выращивания кристаллов белка Устройство для выращивания кристаллов белка Устройство для выращивания кристаллов белка 

 

Похожие патенты:

Автоклав // 1759044
Изобретение относится к автоклавам, используемым для выращивания кристаллов кварца в гидротермальных условиях методом температурного перепада

Изобретение относится к способу получения шихты для выращивания монокристаллов кварца и позволяет повысить механическую прочность шихты для выращивания кристаллов гидротермальным методом

Изобретение относится к технологии выращивания кристаллов и может быть использовано при изготовлении затравочных пластин для выращивания кристаллов типа КДР большого сечения

Изобретение относится к способу полг учения монокристаллов хлористого свинца, PbCIa и может быть использовано в полупроводниковой технике, оптоэлектронике, а также для создания сверхпроводящих материалов на основе PbCla

Изобретение относится к способам получения монокристаллов оксида висмута и может быть использовано в химической промышленности для создания сверхпроводящих материалов, а также в пьезотехнике и акустооптике

Изобретение относится к способу получения монокристаллов йодида свинца РЫа и может быть использовано в полупроводниковой технике, оптоэлектронике,а также для создания сверхпроводящих материалов на основе йодида

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов твердых растворов (Sbi-x Bix) Та04, которые могут быть использованы в пьезоэлектрической области

Изобретение относится к способам получения монокристаллов нефелина и позволяет получать крупные однородные монокристаллы нефелина состава (Na4-xKxXA S 04)4, где х 0-1

Изобретение относится к технологии получения монокристаллов макромолекул и может быть использовано в биотехнологии, в частности для получения монокристаллов белка вируса гриппа, обеспечивает устойчивый рост монокристаллов

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано в биохимии , биологической кристаллографии, в кристаллохимии, химии натуральных веществ

Изобретение относится к оптоэлектронике , в частности к созданию элементов интегральной оптики и запоминающих устройств Обеспечивает исключение разрушающего воздействия воды, увеличение степени ориентации молекул в пленке, регулирование ее толщины и увеличение производи гельности процесса Используют метод электрофореза Осаждение ведут из водной суспензии бактериородопсина на вертикально установленную подвижную подложку при напряженности электрическою поля между подложкой и электродом 20-40 В/см и вытягивании подложки со скоростью 60- 720 мм/ч Возможно получение однородных пленок толщиной от 5 до 120 мкм и большой площади

Изобретение относится к способу получения затравочных микрокристаллов для производства пептида или протеина, отличающемуся тем, что он включает в себя получение суспензии пептида или протеина без затравки и по меньшей мере двухкратную гомогенизацию указанной суспензии под давлением 50000-150000 кПа для получения микрокристаллов пептида или протеина, имеющих размер 0,5-4 мкм, пригодных для использования в качестве затравочных микрокристаллов в процессе производства указанного пептида или протеина

Изобретение относится к устройству и способу, предназначенным для кристаллизации белка

Изобретение относится к области выращивания кристаллов белков и может быть использовано для исследования процессов кристаллизации и получения монокристаллов белков, в частности в условиях микрогравитации на борту орбитальной космической станции

Изобретение относится к кристаллографии, а более конкретно - к устройству для выращивания кристаллов биологических макромолекул, например кристаллов белка

Изобретение относится к биотехнологии и может быть использовано для получения монокристаллов макромолекул в условиях микрогравитации (МГ) на борту орбитальной станции и на Земле

Изобретение относится к устройствам для кристаллизации белковых макромолекул в наземных условиях и условиях микрогравитации (в космосе). Микрофлюидное устройство содержит емкости с растворами различных белков 7, 9, 11 и осадителей 8, 10, 12, попарно подключенные через отдельные каналы 2, 3, 4, в которых установлены микрозатворы 13, к кристаллизационным камерам, при этом каналы 2, 3, 4 подключены к одному трубчатому элементу 1, внутри которого формируют отдельные кристаллизационные камеры 20-28 для каждого из белков, один конец трубчатого элемента 1 соединен через микрозатвор 16 с микронасосом 15, подающим из резервуара 14 в полость трубчатого элемента 1 рабочую среду 19, служащую для разделения полостей кристаллизационных камер 20-28, а другой конец трубчатого элемента 1 соединен со сборником 17 рабочей среды 19, причем для подачи растворов белков и осадителей через отдельные каналы 2, 3, 4 в кристаллизационные камеры 20-28 применяют отдельные микронасосы 5, 6, функционирующие по индивидуальным программам. Изобретение позволяет проводить эксперименты как по подбору условий кристаллизации, так и по кристаллизации различных белков в одном канале - благодаря конструкции с параллельными и независимыми друг от друга микронасосами. При работе с устройством возможно без дополнительных действий по перемещению кристаллов сразу отправлять их на последующие исследования. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к фармацевтической и пищевой отраслям промышленности, в частности к производству биологически активных веществ, которые могут быть использованы как биологически активные добавки. Способ включает растворение в воде исходной соли и получение насыщенного при температуре 25±3°C раствора соли, нагревание раствора до температуры 40-50°C и добавление не более 50% от растворенного при 25±3°C количества исходной соли, последовательное охлаждение до 4±2°C, затем до -18±2°C до полной заморозки раствора, затем размораживание при комнатной температуре 25±3°C с образованием монокристаллов исходной соли серотонина и отделение маточного раствора декантацией. В качестве исходных солей использовали адипинат серотонина или серотонин креатинин сульфат моногидрат. Получали прозрачные пластинчатые кристаллы адипината серотонина со средним размером 0,15×0,12×0,05 мм (±0,02 мм в каждой плоскости), серотонина креатинин сульфата моногидрата - со средним размером 0,30×0,20×0,08 мм без признаков деградации серотонина, что позволяет проводить изучение внутренней структуры и конформационных особенностей серотонина в твердой фазе. 2 з.п. ф-лы, 2 табл., 2 пр.
Наверх