CN1852755A - 预填充的结晶板及其制备和应用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及将结晶溶液(16)封装在可刺穿储液槽(14)中以免结晶溶液蒸发，由此从一个工作站到另一个工作站安全地运输/装运，并且安全储存用于进行大量蒸气扩散结晶实验的预填充的微孔板。

Description

预填充的结晶板及其制备和应用方法

背景技术

发明领域

本发明涉及结晶学以及，尤其是涉及用沉淀溶液预填充的微孔板用于使用前的运输以及处理。

现有技术的描述

结晶学是科学家极其有用的工具，并且因此是吸引许多人的研究领域。它是提供分子三维结构精确并且详细描述的有力工具并且对于了解其功能有很大帮助。类似蛋白的高分子的结晶学现今被广泛用于学术研究以及工业上。

虽然单体蛋白的三维构造可以通过需要晶体形成的结晶方法获得，但是从高分子获得晶体并不是轻而易举的。例如，给定分子结晶的优选条件即使不需要数千次试验的话，也需要数百次试验才能获得。因此，已经开发了多种能够相对快速进行大量试验的工具以及方法，包括悬滴以及坐滴法。所有这些方法都使用汽相扩散的特点获得晶体。

根据汽相扩散技术，将少量体积的高分子样品与近似相等体积的结晶或者沉淀溶液混合。产生的液滴密封在具有大量储液体积的结晶溶液的腔内。液滴通过从结晶表面悬挂或者通过坐于储液槽结晶溶液水平以上的基座上保持与结晶溶液的储液槽分离。随着时间的进展，结晶液滴和结晶溶液通过挥发性化学物质的汽相扩散达到平衡。通过汽相扩散进行平衡存在于液滴和储液槽之间直到实现高分子的过饱和，引起液滴中高分子样品的结晶。

然而生长生物高分子晶体的过程在利用试错法使不同结晶参数改变的过程中是高度经验性的过程。通常那些参数为：结晶液滴中的pH，温度以及盐浓度，待结晶高分子的浓度以及沉淀剂的浓度(其中有数百种)。利用试错法，人们可以通过改变如上所述的参数试验许多结晶条件(筛选结晶条件)，以更高几率获得使良好衍射的高分子晶体生长的结晶条件。为了不必制备进行许多不同试验的所有不同溶液就能使实验室的工作效率更高，如Hampton Research的公司已经引入通常由复式24管的10mL不同结晶溶液组成的预制备筛选。跟踪Hampton Research的市场踪迹，类似MDL的其他公司EmeraldBiostructures以及Jena Biosciences开始引入预制定的结晶筛选。所有那些结晶溶液的一个问题是当进行结晶试验时需要将它们手工或者自动地转入结晶板。这就意味着本领域的合格技术人员不得不进行冗长并且费力的工作。

此外，向微孔板中转移结晶溶液通常需要迅速地进行以免结晶液体的蒸发。这种蒸发将改变溶液的组成，如果产生晶体生长就会由此引起再现相同条件的问题。一般地，利用微量吸液管进行转移。技术人员不得不打开包含溶液的试管然后将溶液移入结晶储液槽。为了在SBS标准结晶板中的转移更快速，可以使用多通道微移液管以及SBS标准深孔，其预填充高达2mL，设定96种不同的结晶条件(准备96微孔结晶板)。因此，研究人员需要离心阻块(防止启封时微孔的交叉污染)，启封阻块并且开始转移溶液。一个问题是一旦阻块开启就发生蒸发；这是一个重要问题因为全部过程可花费几分钟。另一个问题是如果研究员没有使用所有的溶液阻块需要再密封。为了使用所有的溶液，研究人员需要预填充最少10个板，即使一般需要3个板(每一温度1个)。同样重要地是需要指出当处理数百个不同的溶液时，可能发生标记以及分散的误差以及交叉污染。

另一个方法是使用由类似Tecan，Gilson或Robodesign的公司开发的精密自动液体处理站。当进行包括DNA处理的常规分子生物学实验时可以使用那些站，因为待处理溶液的数目减少并且蒸发也是较小的问题(蛋白比DNA随着时间以及温度的升高而越发不稳定)。例如，2002年11月21日授权给Ganz等人的美国专利6,148,878公开了填充多个微孔板的自动仪器。这种***的一个问题是其不适合预填充复式微孔板进行结晶试验，因为没有准备任何可被用于自动并且有效密封微孔板的微孔以在其使用之前用于储存的设备。

总之，用结晶溶液填充微孔板的微孔是项艰巨的任务，如果不是在严格的预设定的标准下适当地执行，可能引起试验结果的不符合要求的广泛变化，同时危及试验的可重复性。

因此，已经试图进行寻找预填充微孔板板的方法。一种已知的方法包括用胶带或加热密封薄箔密封结晶微孔板的顶部。储运后，需要在进行结晶实验之前除去密封件以提供板顶面的入口，在此处将润滑脂涂敷在每一微孔的周围。当启封时，有带走可能存在于密封件上液体的风险，这归因于板的运输或当发生温度变化时的冷缩，由此通过改变储液器中剩余溶液的体积或浓度引起不需要的试验变化。为了除去密封装置上的液体，研究人员需要在使用前离心板；这可能使自动化复杂化，并且还需要附加设备以及额外步骤。此外，微孔板顶部的密封件以及离心溶液仅仅适用于悬滴结晶板。实际上，在结晶表面位于板顶面以及顶部密封装置以下的微孔内的坐滴的情况下，微孔内含有的结晶溶液不与结晶表面接触，并且不将其污染。此外，在这种情况下，离心不能用于从顶部密封装置的下面除去液体，因为这种离心将引起部分结晶溶液接触结晶表面，从而产生更多问题。

根据申请人的知识，迄今为止没有人能够在运输/处理板或微孔板之前进行预填充，所述板或微孔板用于进行坐滴结晶实验。这是由于结晶表面(含有待结晶高分子的液滴所坐的位置)很可能在处理/各个位点之间运输期间被损坏/污染，在所述各个位点填充微孔板并且进行结晶液滴设置。

当进行汽相扩散结晶实验时研究人员总是设法使用较小的液滴以使结晶期间使用的蛋白量最小化。当使用小于1ml的小液滴时，可能发生若干问题因为可能太迅速平衡从而不能达到良好的结晶条件。因此当用非常少体积的溶液进行汽相扩散试验时，需要寻找使平衡过程减慢或进行控制的某些措施。已经试验了多种方法控制/修正/改变在液滴和母液(结晶溶液)之间实现完全平衡所需的时间。某些方法已经试着使用油类减慢/控制蒸发过程(D′Arcy等(1996)J.Crystal Growth168，175-180)。这种方法的一个缺点在于需要进行额外步骤以将油类分散到结晶溶液上的储液槽中。此外，当准备悬滴结晶装置时，油类也许能降低显微镜下所观察图像的质量。最后，有时微孔板的微孔可能太小不能添加足够的油类。

总之生物学高分子晶体的生长过程仍然是高度根据经验的过程。通过数以千计的结晶试验实验大量影响晶体生长的变量条件，最终获得最佳的结晶条件。因此市场需要本发明快速并且容易地产生许多可再生的结晶试验。因此，需要可以很容易设置多重结晶试验，并在在这种设置期间使误差和交叉污染的风险最小化的装置。另一个重要的需要是由于在用结晶溶液填充微孔板和设置结晶液滴之间蒸发或液体损失使实验的再生性增加的装置/方法。最后，需要可以使研究人员控制多重微孔板中多重结晶试验的汽相-扩散平衡比率的装置。

发明概述

本发明的目的是提供用结晶溶液预填充的结晶板。

本发明的另一个目的是防止在运输或处理预填充的坐滴结晶板期间结晶表面被结晶反应物污染。

本发明进一步的目的是提供控制坐滴或悬滴结晶实验中汽相扩散比率的装置。

本发明的进一步目的是使必须实行的通过汽相扩散技术进行结晶实验的操作简单化。

本发明的进一步目的是提供用结晶溶液预填充微孔板的方法。

本发明的进一步目的是提供进行结晶实验的新方法。

本发明的进一步目的是提供用于制备实验的标准坐滴装置以及倒置板获得悬滴实验的新结晶板。

本发明的更进一步目的是提供具有整合悬滴支持物的新悬滴结晶板。

因此根据本发明，提供了用于进行结晶实验的试剂盒，包括具有许多微孔的预填充的结晶板，所述许多微孔的每一微孔在其顶端打开用于接受结晶溶液，包括凹入每一微孔内其上端以下位置的单独密封件的一级密封件，用于暂时将结晶溶液密封在微孔中以在使用之前安全运输以及处理预填充的结晶板，以及在所述一级密封件以上的所述板上包括密封面的二级密封件用于将所述微孔密封在所述一级密封件以上从而在单独的密封件打破之后发生汽相扩散。

根据本发明的另一个概况，提供了用于进行结晶实验的试剂盒，所述试剂盒包括至少一种密封在许多单独胶囊中的至少一种结晶溶液，以及至少一种包括许多适应装载上述胶囊的微孔的结晶板。

根据本发明的进一步概况，提供了用于通过汽相扩散生长晶体的试剂盒，包括固定了许多预填充结晶溶液的微孔的结晶板，至少一种用于分别以及单独用所含结晶溶液密封所述微孔的密封件，其中所述密封件由可刺穿材料制成用于将孔洞固定在密封中件以发生汽相扩散。

根据本发明的另一个概况，提供了制造预填充的结晶板的方法，包括如下步骤：提供结晶溶液以及具有许多微孔的结晶板，以及将结晶溶液密封在所述微孔中容纳的许多胶囊中。

根据本发明的更进一步概况，提供了进行结晶实验的方法，包括如下步骤：提供具有许多用结晶溶液预填充的微孔的结晶板，结晶溶液通过至少一种可刺穿的密封件单独密封在微孔中，对准选择的微孔在密封件刺孔，并且吸取开封的所选微孔中的一部分结晶溶液，并在所述开封的微孔中进行如下操作：在液滴支持物上将已经吸取的结晶溶液与高分子溶液混合获得溶液滴，并且将所述溶液滴密封在微孔中，使所述溶液滴与微孔中所含的所述结晶溶液分隔开，密封件中的孔可以使在溶液滴以及结晶溶液之间发生汽相扩散。

根据本发明的另一个概况，提供了制造预填充的结晶板的方法，包括如下步骤：提供具有许多微孔的结晶板，以及将结晶溶液分散在微孔中，并且通过热密封微孔中结晶溶液上可穿刺的薄板材料单独地将结晶溶液密封在微孔中。

可刺穿储液槽中封装的结晶溶液防止结晶溶液蒸发，由此可以从一个工作站到另一个工作站安全地运输/装运，并且安全储存预填充的微孔板，用于进行许许多多的蒸气扩散结晶实验。因为移液管尖端可以进行储液槽的刺穿，本发明的装置和方法尤其有利在于其减少了在研究实验室中进行结晶试验所需的步骤数。本发明装置/方法的另一个优点是可以容易地控制结晶实验的蒸气扩散速率。

本发明的一个实施方案提供了可用于结晶蛋白及其它分子，尤其是高分子的封装的结晶溶液。根据优选的实施方案，每一胶囊的结晶溶液含有优选由塑料制成，并且足够小可以***含有结晶溶液的微孔板的微孔中的储液槽，可以结合至储液槽的可刺穿密封件以保证适当的密封，用于储存的这种储液槽以及在进行密封之前***储液槽的结晶溶液。可刺穿材料需要由保持开孔的材料制成，一旦刺穿可以用这种胶囊进行蒸气扩散实验。

根据本发明的进一步特征，提供了可以使用可刺穿薄片通过使用热密封理想密封的新储液槽，从而安全运输预填充的结晶储液槽。储液槽可以被模制，填充，密封(通过可刺穿薄片)并且***结晶腔。储液槽可以直接模制成结晶微孔，进行填充，然后密封(通过可刺穿薄片)。本发明可以安全运输预填充的结晶板或微孔板，而在进行结晶实验之前没有污染结晶表面的危险。本发明提供的控制速率可以通过改变孔的尺寸发生汽相扩散过程，当开始结晶实验时所述孔在密封件中将被刺穿。

根据本发明的另一个方面，提供了这种用于适于坐滴或悬滴结晶试验的微孔板的封装结晶溶液的制造方法。所述胶囊模制，填充合适的结晶溶液，用薄膜或薄箔密封然后***坐滴或悬滴结晶板的微孔。

根据本发明的另一个方面，提供了试剂盒，包括许多封装的结晶溶液，以及至少一种优选地包括许多封装结晶溶液的微孔的结晶微孔板。

本发明也非常有趣，因为可以装载结晶液滴装置机械人，使得许多结晶溶液不必启闭或在制备液滴装置之前将结晶溶液从另一个容器转移。

根据本发明的进一步概况，提供了含有许多微孔的结晶微孔板，每一微孔包括用于接收沉淀溶液的沉淀溶液储液槽以及具有用于接收含有待结晶高分子的溶液滴的结晶表面的液滴室，所述液滴室与所述沉淀溶液储液槽相通可以在微孔密封后在溶液滴和沉淀溶液之间进行汽相扩散，以及在所述沉淀溶液储液槽中提供的限流器，用于当结晶微孔板倒置时将沉淀溶液保留在沉淀溶液储液槽中用于实施悬滴实验。

根据本发明的进一步概况，提供了进行悬滴结晶实验的方法，包括如下步骤：提供具有许多微孔的结晶微孔板，每一微孔含有沉淀溶液储液槽以及具有结晶表面的液滴室，所述沉淀溶液储液槽含有大量沉淀溶液，将含有待结晶高分子的溶液滴坐于所述结晶表面上，用与微孔中含有的沉淀溶液隔开的溶液滴将液滴密封在微孔中，并且倒置板以便溶液滴从所述结晶表面悬挂，并且所述沉淀溶液保留在所述沉淀溶液储液槽中。

根据本发明更进一步的概况，提供了适于倒置在含有结晶溶液的微孔上的悬滴结晶支持物，含有限定至少一个用于容纳含有沉淀溶液以及待结晶高分子溶液滴的至少一个腔的下表面的悬滴结晶支持物，所述腔具有底面以及大小调整到容纳预定用量的高分子溶液以便当在结晶溶液以及溶液滴之间达到蒸气平衡时，腔的底面仍然完全地由溶液覆盖。

附图说明

在描述了本发明的特性后，现在将参考由图解其优选实施方案的附图进行描述，其中：

图1是根据本发明优选的实施方案用封装的结晶溶液预填充的结晶板的透视图；

图2是图1所示预填充的结晶板的顶面视图；

图3是沿着图2中线3-3获取的剖视图；

图4是用分散在整合到板微孔的液滴支持物上的大分子液滴预填充的结晶板的剖视图，微孔用胶带密封以使在结晶溶液以及液滴之间一旦打破预填充密封件就发生汽相扩散；

图5是根据本发明第二实施方案的悬滴装置的顶面视图；

图6是沿着图5中线6-6获取的剖视图；

图7a至7d图示根据本发明优选实施方案参与制造结晶溶液胶囊的不同步骤；

图8a至8c是具有液滴支持物以及结晶保留装置的微孔侧视图，用于使结晶板制备为标准坐滴板然后倒置用于进行悬滴结晶实验。

图9a至9c是图8a至8c所示微孔的图解侧视图，图解了结晶板的装载操作；

图10a至10c是图8a至8c所示微孔的图解侧视图，此时结晶板装载并且倒置到晶体生长/监控位置以使悬滴结晶实验可以进行；

图11是根据本发明进一步的方面多腔悬滴支持物下表面的平面视图；以及

图12是图11所示多腔悬滴支持物的一个腔的图解正视图。

优选实施方案的描述

本发明提供了给多孔结晶板，诸如悬滴微孔板或坐滴微孔板预填充期望数目的结晶或沉淀溶液，以在实验室中使用之前进行运输以及处理。根据这种方式，技术人员使用“现成即可使用的”板，由此取消用合适的沉淀溶液填充每一孔的费时操作。

图1例证本发明的一种可能的应用。更具体地，图1显示含有许多微孔12的坐滴结晶板。每一孔12包括与液滴室15相通的中央储液槽13，所述液滴室15具有结晶表面或液滴支持物17，在其上含有待结晶高分子的溶液在结晶实验期间保持静止(参见图4)。板10本身为普通结构并且可以采用不同的构造，只要不背离本发明的范围。

含有结晶溶液16(图3以及4)的胶囊14以紧配合的方式容纳在每一孔12的中央储液槽13中。或者，胶囊14可以松散地容纳在孔12中并且黏附其中。也可以理解每一孔12可以放置超过一个的胶囊14。如图1和3所示，每一胶囊14含有储液槽，部分杯18具有接近于密封件19的开口顶端，优选加热密封至杯18。部分杯18优选地由注射熔化热塑性材料，诸如聚丙烯到注模机胶囊形式的腔模子(未显示)中进行模制。当然形成杯18的材料必须相对于其中含有的结晶溶液化学上惰性。同样，在含有待结晶高分子的液滴直接地情况悬挂在结晶溶液上面的悬滴应用的情况下，杯18必须足够清晰或透明，可以使光通过以便可以在显微镜下观察和监控在液滴支持物上的晶体生长。在图解的实施例中，杯18通常为截头圆锥形，但是很清楚，其可以是任何形状，只要匹配待放置其中的板的微孔。在图解的实施方案中，每一杯18具有轴向扩展的半圆形凹口20，用于容纳在每一中央储液槽13中形成的相应轴向扩展的凸出22。凸出22啮合在凹口20中将杯18旋转锁定在孔12中。

密封件19优选地以可刺穿薄板材料或膜，诸如聚丙烯涂铺的铝箔的形式提供，其可容易地通过用用于吸取结晶溶液以便将其与含有待结晶高分子的溶液混合的移液管顶端刺穿。也可以使用其它的打洞机刺穿密封件19。用于形成可刺穿密封件19的材料必须是在刺穿仪器离开孔12之后诸如不能恢复其形状。仪器必须在密封件19装留下期望大小的永久孔24(图4)可以在液滴26(图4)和结晶溶液16之间进行连续的汽相扩散。通过改变孔24的尺寸，液滴26和结晶溶液16之间的汽相扩散比率可以被有效控制。使用可刺穿密封件也同样有利，因为密封件不必利用额外的步骤除去。此外如上所述，除去密封件是不合乎需要的，因为当某些液体随着密封件被带走时储液槽中溶液的体积或浓度的改变可以引入不需要的实验改变。因此免除了对在开启微孔之前离心板的需要，从而确保没有液体残存在每一孔的密封件的下面。可刺穿密封件的使用也使得高度需要的单独密封微孔成为可能，其迄今为止受到可能需要分别除去每一单独的密封件加工的限制。借助于可刺穿密封件，不必物理上除去密封件并且甚至可以在结晶溶液16的移液管操作期间打破密封件由此将两步合为一步。

如图3所示，结晶溶液的密封件可以方便地将结晶表面17与结晶溶液16隔离，从而避免结晶表面17在其使用之前运输以及处理预填充的板10期间的污染。由图3，可以容易地理解储液槽18的顶面，即密封件19在板10顶面的一段距离处凹进微孔12。由此，板的顶面与盖子，诸如图4所示的胶带30有效密封啮合，提供独立于由密封件19密封形成的第一级密封件的二级密封件。第二级密封件用于气封结晶溶液16以及来自大气的液滴26以便在第一级密封件打破之后在其之间可以发生汽相扩散。根据图6可以看出，密封件19以及板顶面的间距提供了需要将溶液的液滴悬挂在悬滴结晶装置中结晶溶液以上的空间。这对于刺穿孔不符合容纳液滴的尺寸的情况是必需的。然而，在某些情况下可以方便地将密封件施加在孔的顶部并且限定允许悬挂液滴贯穿密封件中限定的刺穿孔的足够孔尺寸。这将保证液滴的观测不受到密封件存在的影响。

应用中，技术人员使用用结晶溶液16预填充的结晶板10，如图3所示。随后，将选择的生物学高分子液滴26(图4)分散在期望数目的微孔12的结晶表面17上。然后这些微孔12中所含的结晶溶液16通过在微孔12的密封件19中用移液管顶端刺穿孔24用移液管移取，并且将移液管降入到微孔12中从每一孔12吸取所需量的结晶溶液。在这时候，移液管还可以用于将给定物质添加入结晶溶液，从而可以在用单一结晶溶液预填充的相同板10上进行利用不同结晶溶液的不同试验。不同的添加剂可以被引入每一孔中。其后，将吸取的溶液与每一结晶表面17上的高分子液滴26混合。最后，通过将单独的胶带30放在如此制备的微孔12上以便将其关闭制成完成制备，如图4所示。人们注意到单一长度的胶带可以同时覆盖超过一个孔。也可以理解所使用盖子的类型不是本发明的重点而且各种型式的盖子可用于在高分子液滴已经倾注其中之后气封微孔12。例如，也可以使用诸如PCT申请PCT/CA00/00119中描述的单独盖子，其内容在此处引入作为参考。

高分子液滴的分散以及微孔中吸取结晶溶液可以人工或经由商业自动化吸取装置进行。二级密封微孔也可以人工或者自动化方式进行。

结晶溶液的封装图解在图7a至7d中。部分杯子18优选通过注射热塑性材料到形成胶囊的腔模子(未显示)中获得。注入到模子之后，使热塑性材料冷却产生杯子18。然后，杯子18如图7b所示填充结晶溶液。其后，如图7c以及7d所示在每一杯18顶部优选地加热密封可刺穿材料薄箔19。如图7a所示，每一杯子18的顶端是倾斜的以提高图7d中图解的薄箔19以及杯18的上部边缘之间产生的结合表面。在热密封操作期间，杯子上部的倾斜末端将熔化形成图7d所示的扁平边缘。最后，将杯子18***微孔12。

人们注意到杯子18通过将其直接铸模入板10微孔12与微孔12形成整体，从而免除将杯子18***预填充板的微孔12的额外步骤。然而，当密封件19是热密封时具有如下缺点：板10必须由不必需具有最好光学特性的热密封适合材料制成。

图5以及6图解了本发明的另一种可能的应用，其中封装的结晶溶液应用在悬滴试验设备中。类似的参考号码用于指类似的部分。

在悬滴实验的情况下，重要的是限定在可刺穿密封件19’中的孔24’与悬挂的高分子液滴26垂直对齐以便使光通过，并且因此观察经由液滴支持物17’的晶体生长。为此目的，可以将32提供在密封件19’的顶面提供待刺穿孔24的可见指示。同样胶带由玻璃板30’替代并且在每一微孔的周围提供润滑脂在玻璃板30’和微孔之间提供密封。

人们注意到胶囊14还可以采取小袋或任何其它适应于容纳结晶溶液的可刺穿密封容器的形式。此外，根据未图解的本发明进一步的实施方案，结晶溶液可以直接分散入微孔并且可刺穿密封件可以施加在微孔上或者微孔中将结晶溶液密封其中。内部端面必须限定在每一微孔中以将薄箔热密封在微孔中。如果可刺穿密封件热密封到结晶板的顶面，微孔还可以通过刺穿选择的微孔上的密封件中单独的孔而彼此分别地开启。然后，可以将润滑脂等直接施加在限定于其中的每一单独孔周围的可刺穿密封件上，提供开启微孔及其倒置的盖片(悬滴支持物)之间的适当密封。或者，润滑脂可以由盖片上的粘合剂替代。在这种情况下，盖片将被简单地放置在结晶板的顶部与可刺穿密封件直接接触。

如上所述，结晶溶液16的封装或提供液滴支持物17以及坐滴板10微孔12的主储液槽13中所含大量结晶溶液16之间的可刺穿密封件同样具有使坐滴板倒置进行悬滴结晶实验的特点。由此可见，可以利用坐滴板进行悬滴结晶试验。这是有利的，因为不再需要将包含待结晶高分子的溶液分散在隔离支持物，诸如盖片上，其随后毫无疑问倒置在微孔板的相应微孔上然后将其密封。迄今为止需要这种用于悬滴实验的隔离支持物是因为已知的手段不能将溶液液滴26置于结晶板上并且将整个板倒置。沉淀溶液将从储液槽13滴下，从而当操作板时引起结晶表面或液滴支持物17的污染。

根据本发明的特性，可以制备试验装置就像进行坐滴结晶实验一样，然后将整个的坐滴结晶板倒置(即，完全翻转)由此将包含待结晶高分子的溶液液滴26悬挂于它们相应的液滴支持物17(图10a至10c)。一旦板倒置，由于在储液槽13中存在密封件19，可以防止主储液槽13的结晶溶液16流出。在密封件19中刺穿的孔24必须足够大到可以在液滴26以及结晶溶液16之间发生蒸气扩散，但是然而必须足够小到保证结晶溶液16将依靠溶液16的表面张力保留在储液槽13中。

如图8a至8c所示，还可以通过在结晶板的主储液器13中提供不同的其它限流器的流动方式进行。例如，每一微孔13可以利用内部环形的凸缘34整体地制造，所述凸缘34从储液槽13的出口向内伸入将其部分地封闭，如图8a所示。环形凸缘34限定的孔隙36保证溶液16的表面张力防止溶液当板倒置时倒出储液槽，如图10a所示同时允许在溶液16以及液滴26之间发生蒸气扩散。开口36的大小优选可以接受规则的微量吸液管端部以及液体操作机器人的分配头部。开口的构造必须可以使结晶溶液沉淀并且当倒置时保留溶液。可以在填充之后在储液槽中添加额外的关闭装置在完全倒过来时将液体保留在储液槽中。

或者，限流器可以采用提供在储液槽16的开口端细孔滤过膜的形式。所述膜可能不透液体但是可透蒸汽。

根据图8b以及8c所示的实施方案，储液槽13′以及13″可以具有足够小的内径以便当结晶板倒置时溶液16通过毛细管效应保持在储液槽13’以及13″内部，如图10b以及10c所示。通常，这种毛细管储液槽的内径小于3.5mm。

毛细管储液槽13″不同于毛细管储液槽13’，因为其内径朝向其开口端逐渐减小。毛细管储液槽13”具有通常截头圆锥形的构造。

如图9a，9b以及9c所示的应用中，每一结晶板被填充通过分散结晶溶液在储液槽13，13’以及13″中仅仅具有规则的坐滴板，吸取储液槽13，13’以及13″中的一部分结晶溶液，并将已经吸取的结晶溶液与结晶表面17，17’以及17″上的高分子溶液混合获得溶液26的液滴。然后在每一板的顶面施加密封件38密封微孔12，12’以及12″。然后，倒置这样制备的结晶板至如图10a，10b以及10c所示的晶体生长/监控位置以便进行悬滴结晶实验。

添加具有整合液滴支持物的限流器至结晶板的储液槽，诸如在标准坐滴板上发现的限流器，为形成可以选择用来进行坐滴或者悬滴实验的通用结晶板作准备。

本发明可方便地进行多重悬滴实验不必须人工/自动地倒置并且指标试验进行期间微孔/储液槽上的结晶支持物。根据本发明，用户可以简单地倒置翻转整个结晶板从如图9a，9b，9c所示的装载/卸载位置到晶体生长/监控位置。

本发明提供了具有整体结晶表面的悬滴板，由此排除将隔离结晶支持物倒置在板微孔上的需要。根据常规的悬滴装置，微孔板的微孔排不能用相应的悬滴支持物在单一操作中覆盖，因为悬滴支持物每次必须倒置单行，因为当一种产物倒置在另一种产物上时的镜像效应。根据本发明，每一微孔的沉淀溶液储液槽以及液滴支持物是并排的，并且因此板的高分子液滴通过简单倒置板的一次操作中就处于悬挂状态。因此大大简单了处理。

人们注意到液滴支持物17未必是平面的。它们可以是不同的构造以便促进高分子液滴的定位以及防止液滴的随后延伸。可以通过在液滴支持物中提供凹口或其它类型的障碍物或液滴保持器进行。

图11显示了适应于倒置在结晶板微孔上的多腔悬滴支持物40并且将其密封用于在相同微孔中进行大量的结晶实验。

悬滴支持物40可以在微孔中或者邻近于微孔开口端板上，具有适应于与相应的盖子啮合装置良好啮合的装置(未显示)的盖子形式提供。如图9所示，悬滴支持物的特征在于限定在其下表面44用于接收相应的包含待结晶高分子的溶液液滴的大量环形腔42a，42b…42f或凹口。腔42a，42b…42f防止液滴的扩散，从而防止液滴彼此接触。腔42a，42b…42f同样可用于将液滴定位在悬滴支持物上并且有助于促进晶体生长的观测。

确定每一腔的尺寸以接受预定用体积的分子溶液。更尤其是，给定腔的尺寸以及溶液体积之间的关联必须满足分散在腔中溶液的初始体积不超过腔容量的溶液体积而且一旦在微孔中的结晶溶液以及从液滴支持物40悬挂的高分子溶液之间达到平衡，腔的底面将通过保留大量的高分子溶液被完全覆盖。这将方便地提供形成晶体的良好目测，同时提高试验的再生性。通常腔的体积相当于其想包含的液滴。溶液液滴一旦倾注入腔将可能与腔周围的侧壁接触从而避免液滴的蔓延。

腔42a，42b…42f优选为不同尺寸用于接收不同体积的高分子溶液。

多腔悬滴支持物40优选由具有优良光学特性的塑性材料制造并且优选地通过注模法获得。液滴支持物40至少在腔的位置透明从而观测晶体生长。每一腔42a，42b…42f的底面41优选为平面的。同样，如图12所示，底面41与侧壁经由限定约45度角θ的倾斜器壁片段43融合在一起以便促进晶体的再生。

腔42a，42b…以及42f的器壁还可以进行防水，疏水以及类似的处理。

腔提供了对悬滴支持物上形成结晶的良好目测。所述腔可以使液面高度平衡用于良好目测。

很清楚悬滴支持物40可以在其下表面装备有单一凹口或腔。这将优越于现有技术的悬滴支持物，现有技术的悬滴支持物通常缺少改良对其上形成晶体进行目测的任何设备。

Claims (39)

1.用于进行结晶实验的试剂盒，包括具有许多微孔的预填充的结晶板，所述许多微孔的每一微孔在其顶端开口用于接受结晶溶液，含有凹入每一微孔内其顶端以下位置的单独密封件的一级密封件，用于暂时将结晶溶液热密封在微孔中以在使用之前安全运输以及处理预填充的结晶板，以及包括所述一级密封件以上的所述板上密封面的二级密封件用于将所述微孔密封在所述一级密封件以上从而在单独的密封打破之后发生汽相扩散。

2.权利要求1限定的试剂盒，其中所述二级密封件进一步包括与所述密封面密封啮合的盖子装置。

3.权利要求2限定的试剂盒，其中所述盖子装置包括许多单独的盖子构件用于分别密封覆盖所述微孔。

4.权利要求1限定的试剂盒，其中分别在相应的部分杯子上施加单独的密封件以提供包含结晶溶液的许多热密封的胶囊，并且其中所述胶囊分别放置在所述微孔内。

5.权利要求4限定的试剂盒，其中所述部分杯子足够透明可以检查并且监控晶体生长。

6.权利要求4限定的试剂盒，其中所述单独的密封件由可以在其中固定永久孔的可刺穿材料制成。

7.权利要求1限定的试剂盒，其中每一所述单独的密封件包括与所述许多微孔热密封相连在其底部一段距离的薄箔。

8.权利要求7限定的试剂盒，其中所述薄箔由可在其中固定不同尺寸的永久孔的可刺穿材料制成以控制发生汽相扩散的速率。

9.权利要求1限定的试剂盒，其中所述预填充的结晶板为坐滴结晶板，所述微孔在其底部的一段距离处包括相应的结晶表面，所述结晶表面与结晶溶液在运输期间由所述单独的密封件隔离。

10.权利要求8限定的试剂盒，进一步包括提供刺穿所述单独的密封件检查并且监控晶体生长的可见指示参考。

11.用于进行结晶实验的试剂盒，所述试剂盒包括至少一种封装在许多单独的胶囊中的结晶溶液，以及至少一种包括许多用于装载上述胶囊的许多微孔的结晶板。

12.权利要求11限定的试剂盒，其中所述胶囊可被刺穿使不同大小的孔永久固定在胶囊中，每一孔的大小决定开始结晶实验时发生汽相扩散的速率。

13.权利要求11限定的试剂盒，其中每一个所述胶囊包括填充有所述结晶溶液并且由可刺穿密封件封闭的部分杯子。

14.权利要求13限定的试剂盒，其中所述密封件以热密封至所述储液槽封闭其顶部开口端的薄板材料的形式提供。

15.用于通过汽相扩散生长晶体的试剂盒，包括限定许多预填充结晶溶液的微孔的结晶板，至少一种密封件用于用其中所含的所述结晶溶液密封所述微孔，其中所述密封件由可将单独的孔限定在可穿刺材料装以使每个所述微孔单独发生汽相扩散的可刺穿材料制成。

16.权利要求15限定的试剂盒，进一步包括许多提供密封件在相对于微孔的位置处被刺穿的可见指示参考。

17.权利要求15限定的试剂盒，其中所述至少一个可刺穿密封件被热密封至所述微孔上所述板的顶面。

18.权利要求15限定的试剂盒，其中所述密封件以凹进所述相应微孔的单独可刺穿薄箔形式提供。

19.权利要求18限定的试剂盒，其中所述可刺穿薄箔热密封至用结晶溶液填充的相应的部分杯子并且配合在微孔内。

20.制造预填充的结晶板的方法，包括如下步骤：提供结晶溶液以及具有许多微孔的结晶板，以及将结晶溶液封装在所述微孔中容纳的许多胶囊中。

21.权利要求20限定的方法，其中封装结晶溶液的步骤包括模制胶囊，用结晶溶液填充胶囊然后用可刺穿薄板材料密封每一胶囊。

22.权利要求21限定的方法，进一步包括在微孔中***胶囊的步骤。

23.权利要求21限定的方法，包括直接在结晶板的微孔中模制胶囊的步骤。

24.权利要求23限定的方法，其中结晶板以及胶囊通过将熔化的热塑性材料注入具有结合腔的形成微孔板的腔模子中同时进行模制用于封装。

25.权利要求21限定的方法，其中所述可刺穿薄板材料热密封至每一所述胶囊。

26.权利要求25限定的方法，其中所述可刺穿材料以单独的薄箔形式提供，薄箔可以被永久刺穿成孔。

27.进行结晶实验的方法，包括如下步骤：提供具有许多用结晶溶液预填充的微孔的结晶板，结晶溶液通过至少一种可刺穿的密封件单独密封在微孔中，对准选择的微孔刺穿开孔，并且吸取所选微孔中的一部分结晶溶液，并在所述微孔中进行如下操作：在液滴支持物上将已经吸取的结晶溶液与高分子溶液混合获得溶液滴，并且将所述溶液滴密封在所选的微孔中，使所述溶液滴与微孔中所含的所述结晶溶液隔离，密封件中的孔可以在溶液滴以及结晶溶液之间发生汽相扩散。

28.权利要求27限定的方法，其中将所述溶液滴密封在选择的微孔中的步骤包括将润滑脂直接施加在所述孔周围所述密封件上的步骤。

29.制造预填充的结晶板的方法，包括如下步骤：提供具有许多微孔的结晶板，以及将结晶溶液分配在微孔中，并且通过热密封微孔中结晶溶液上可穿刺的薄箔单独地将结晶溶液密封在微孔中。

30.含有许多微孔的结晶微孔板，每一微孔包括用于接收沉淀溶液的沉淀溶液储液槽以及具有用于接收含有待结晶高分子的溶液滴的结晶表面的液滴室，所述液滴室与所述沉淀溶液储液槽相通可以在微孔密封后在溶液滴和沉淀溶液之间进行汽相扩散，以及在所述沉淀溶液储液槽中提供的限流器，用于当结晶微孔板倒置时将沉淀溶液保持在沉淀溶液储液槽中用于实施悬滴实验。

31.进行悬滴结晶实验的方法，包括如下步骤：提供具有许多微孔的结晶微孔板，每一微孔含有沉淀溶液储液槽以及具有结晶表面的液滴室，所述沉淀溶液储液槽含有大量沉淀溶液，将含有待结晶高分子的溶液滴坐于所述结晶表面上，用与微孔中含有的沉淀溶液隔开的溶液滴将液滴密封在微孔中，并且倒置板以便溶液滴从所述结晶表面悬挂下来，并且所述沉淀溶液保留在所述沉淀溶液储液槽中。

32.用于倒置在含有结晶溶液的微孔上的悬滴结晶支持物，含有限定至少一个用于限制含有沉淀溶液以及待结晶高分子溶液滴的至少一个腔的下表面，所述腔具有底面以及大小调整为接受预定用量的高分子溶液以便当在结晶溶液以及溶液滴之间达到蒸气平衡时，腔的底面仍然完全由溶液覆盖。

33.权利要求32中限定的悬滴结晶支持物，其中在所述下表面提供许多的腔用于接受相应的高分子溶液液滴，从而在相同的微孔中进行几个结晶试验。

34.权利要求33限定的悬滴结晶支持物，其中所述腔至少为两个不同的大小从而分别包含至少两个不同体积的高分子溶液。

35.权利要求31限定的悬滴结晶支持物，其中所述底面由透明材料制成。

36.权利要求31限定的悬滴结晶支持物，其中所述支持物由塑性材料制成。

37.权利要求36限定的悬滴结晶支持物，其中所述支持物由注模塑料材料制成。

38.权利要求32限定的悬滴结晶支持物，其中所述底面是平面的。

39.权利要求39限定的悬滴结晶支持物，其中每一所述腔由壁限定，并且其中所述底面与所述壁经由限定为约45度θ角的倾斜壁部分融合在一起。

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