[發明專利]一種適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統和方法

有效

• 申請號: 201711443611.3
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108165486B
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 姜曉濱;韓明光;賀高紅;李祥村;肖武;吳雪梅
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: C12M1/40
• 分類號: C12M1/40;C12M1/38;C12M1/36;C12N9/98;C12N9/36
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

1.一種適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統，其特征在于，該實驗系統為常壓下由外殼（1）圍成的密閉空間，主要由平臺布置水平移動槽及流道專用反洗模塊（Ⅰ）、液滴滴加控制模塊（Ⅱ）、觀察模塊（Ⅲ）、用戶觀察用電腦系統（Ⅳ）和實驗條件控制模塊（Ⅴ）組成；所述的平臺布置水平移動槽及流道專用反洗模塊（Ⅰ）、液滴滴加控制模塊（Ⅱ）、觀察模塊Ⅲ和實驗條件控制模塊（Ⅴ）位于密閉空間內部，用戶觀察用電腦系統（Ⅳ）位于密閉空間外部；

所述的平臺布置水平移動槽及流道專用反洗模塊（Ⅰ）包括平臺水平移動槽（2）、x軸水平調節機構（3）、y軸水平調節機構（4）和高通量大分子結晶培養平臺（5）；所述的高通量大分子結晶培養平臺（5）置于平臺水平移動槽（2）上，所述的平臺水平移動槽（2）通過x軸水平調節機構（3）調節水平位置，通過y軸水平調節機構（4）調節垂直高度，保證高通量大分子結晶培養平臺（5）精準移動；

所述的液滴滴加控制模塊（Ⅱ）包括進樣器（6）、活塞推進調節機構（7）和進樣器高度調節機構（8），活塞推進調節機構（7）用于精準進樣器（6）滴加的液滴體積，進樣器高度調節機構（8）用于控制進樣器（6）的位置；

所述的觀察模塊Ⅲ包括高倍攝像儀（9）和攝像儀調節單元（11），高倍攝像儀（9）固定在攝像儀調節單元（11）上，通過控制高倍攝像儀（9）的角度、亮度及放大倍數來觀察高通量大分子結晶培養平臺（5）上液滴內部晶體的狀態；

所述的實驗條件控制模塊（Ⅴ）包括溫度濕度測量與控制裝置（13），調控密閉空間內所需的濕度和溫度；

所述的用戶觀察用電腦系統（Ⅳ）包括數據導出線（10）和用戶觀察電腦（12），作為觀察系統的外部延伸以方便用戶利用電腦軟件觀察高倍攝像儀（9）鏡頭下的晶體生長情況；所述的用戶觀察電腦（12）通過數據導出線（10）連接攝像儀調節單元（11）；

所述的高通量大分子結晶培養平臺（5）包括反洗液入口（14）、反洗液流道（15）和反洗液出口（16），反洗液從反洗液入口（14）進入，反洗液在反洗液流道（15）內沖洗晶體后，反洗液從反洗液出口（16）流出。

2.根據權利要求1所述的一種適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統，其特征在于，所述的反洗液流道（15），是微米級結構的有規則圖形的凸起或凹陷結構。

3.根據權利要求1或2所述的一種適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統，其特征在于，所述的溫度濕度測量與控制裝置（13），濕度的控制范圍為10%~100%，溫度的控制范圍為-50℃~200℃。

4.根據權利要求1或2所述的一種適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統，其特征在于，所述的x軸水平調節機構（3）、y軸水平調節機構（4）和進樣器高度調節機構（8），調節機構的誤差均為每25.4mm誤差千分之一。

5.根據權利要求3所述的一種適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統，其特征在于，所述的x軸水平調節機構（3）、y軸水平調節機構（4）和進樣器高度調節機構（8），調節機構的誤差均為每25.4mm誤差千分之一。

6.根據權利要求1、2或5所述的一種適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統，其特征在于，所述的高倍攝像儀（9），放大倍數為10~600倍。

7.根據權利要求3所述的一種適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統，其特征在于，所述的高倍攝像儀（9），放大倍數為10~600倍。

8.根據權利要求4所述的一種適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統，其特征在于，所述的高倍攝像儀（9），放大倍數為10~600倍。

9.一種采用如權利要求1所述的適用于大分子結晶過程精確調控的實驗系統的實驗方法，其特征在于，步驟如下：

（1）將配置好的晶體培養液加入至進樣器（6）中，將高通量大分子結晶培養平臺（5）放在平臺水平移動槽（2）上，完成晶體培養前的準備工作；

（2）調節溫度濕度測量與控制裝置（13）使密閉空間內的溫度和濕度條件達到結晶過程設定的值，整個實驗過程的溫度和濕度均由實驗條件控制模塊（Ⅴ）控制；

（3）實驗過程中，調節x軸水平調節機構（3）和y軸水平調節機構（4），將高通量大分子結晶培養平臺（5）上的滴加液滴的目標位點對準進樣器（6），同時根據高通量大分子結晶培養平臺（5）的高度調整進樣器高度調節機構（8），準備就緒后旋轉活塞推進機構（7）擠出液滴，液滴的體積通過進樣器（6）上的刻度給出；

（4）利用觀察模塊（Ⅲ）的高倍攝像儀（9）觀察結晶液滴狀態，觀察的內容轉換為電信號通過數據導出線（10）呈現在用戶觀察電腦（12）上，收集并保存結晶狀態圖片或視頻；

（5）當晶體培養完成，將高通量大分子結晶培養平臺（5）從平臺水平移動槽（2）中拿出，將反溶劑的管線接在反洗液入口（14），開始沖洗，沖洗液體通過反洗液流道（15），并在反洗液出口（16）收集，將晶體反洗出來，完成晶體高通量培養的操作。