蛋白質溶液の処理装置および蛋白質結晶の作製方法
【課題】確度の高い蛋白質結晶化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を作製することができる蛋白質溶液の処理装置および蛋白質結晶の作製方法を提供する。
【解決手段】刺激付与工程（ＳＴＡ）において、蛋白質溶液を含む混合液３を収納した複数の容器２のうちの特定の容器２内の混合液３への結晶化促進のための刺激付与を開始した後、他の容器２内の混合液３への刺激付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、特定の容器２について結晶化に関連して生じる変化が検出されたならば、全ての容器２内の混合液３への刺激付与を停止し、刺激付与時間の異なる混合液３を結晶化条件選別のためのサンプルとして準備する。これらのサンプルを保管工程（ＳＴＢ）において所定条件下で保管し、混合液３中に生成された結晶核を成長させて、観察工程（ＳＴＣ）にて結晶化促進度合いを観察することにより、結晶化促進のための至適な刺激付与時間を見いだすことができる。
【解決手段】刺激付与工程（ＳＴＡ）において、蛋白質溶液を含む混合液３を収納した複数の容器２のうちの特定の容器２内の混合液３への結晶化促進のための刺激付与を開始した後、他の容器２内の混合液３への刺激付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、特定の容器２について結晶化に関連して生じる変化が検出されたならば、全ての容器２内の混合液３への刺激付与を停止し、刺激付与時間の異なる混合液３を結晶化条件選別のためのサンプルとして準備する。これらのサンプルを保管工程（ＳＴＢ）において所定条件下で保管し、混合液３中に生成された結晶核を成長させて、観察工程（ＳＴＣ）にて結晶化促進度合いを観察することにより、結晶化促進のための至適な刺激付与時間を見いだすことができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛋白質結晶の作製において蛋白質溶液に結晶核を生成するための所定の処理を行う蛋白質溶液の処理装置および蛋白質溶液から蛋白質結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年遺伝子情報を医療などの分野に有効に利用するための取り組みが活発化しており、その基礎技術として遺伝子の産物である蛋白質の構造を解析する努力が行われている。この蛋白質の構造解析は、蛋白質の３次元立体構造を特定するものであり、ＮＭＲ（核磁気共鳴）やＸ線結晶構造解析などの方法によって行われる。このような蛋白質の構造解析は、分子量２万以下の蛋白質はＮＭＲ装置を用いて溶液状で可能であるが、大部分を占める分子量２万以上の蛋白質は、まず結晶化することが求められ、従来より知られている蒸気拡散法やマイクロバッチ法などの結晶化方法とともに、各種の結晶化のための方法や結晶化条件スクリーニング方法が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１には、蛋白質などの巨大分子の溶液に光を照射することにより、巨大分子結晶の核を形成し成長させることが可能であるとの知見が開示されている。また特許文献２においては、蛋白質溶液の低度の過飽和溶液にレーザ光を照射することにより蛋白質の結晶核を生成することが可能であるとの知見に基づき、レーザ光照射によって生成した結晶核を成長させることによって蛋白質結晶を得る方法や、結晶核の生成の有無を判定することにより望ましい結晶化条件を求める方法などが開示されている。このような知見に基づいて蛋白質の結晶化を模索することにより、従来は熟練研究者の勘と経験に頼るしか方策がなかった蛋白質結晶化条件のスクリーニング作業を、より効率的に行えるようになることが期待されている。
【特許文献１】特開２００３−３０６４９７号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０１８７４４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献例においては光照射やレーザ光照射によって蛋白質の結晶化が可能であるという知見レベルにとどまっており、これらの文献に開示された技術のみでは、蛋白質結晶化や結晶化条件のスクリーニングを効率よく行うことにはなお困難があった。すなわち良好な蛋白質結晶化の結果を与える光照射やレーザ光照射の条件に到達するには、いずれの例においても幾通りもの試行を行って蛋白質の結晶核の有無を判定するなどの試行錯誤的な作業が不可欠であり、実用的な意味において理詰めで確度の高い結晶化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を再現性よく作製することが可能な実用レベルの技術には達していなかった。
【０００５】
そこで本発明は、確度の高い蛋白質結晶化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を作製することができる蛋白質溶液の処理装置および蛋白質結晶の作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の蛋白質溶液の処理装置は、蛋白質結晶の作製において蛋白質溶液に結晶核を生成するための所定の処理を行う蛋白質溶液の処理装置であって、前記蛋白質溶液を含む液体を収納した溶液を複数個保持可能な容器保持部と、前記容器保持部に保持された前記容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激を付与する刺激付与手段と、前記
刺激付与手段による刺激の付与を、前記複数の容器のうち特定の容器から開始させ、この後他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段と、前記複数の容器のうち特定の容器における前記液体の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての前記複数の容器について容器内の液体に対する刺激の付与を停止させる刺激付与停止手段とを備えた。
【０００７】
本発明の蛋白質結晶の作製方法は、蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、前記蛋白質溶液および結晶化溶液を含む液体を収納した複数の容器を準備し、前記複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、前記特定の容器内の前記液体に対しする刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、前記特定の容器内の液体の変化を監視する過程において前記変化が検出されたならば、全ての前記容器内の液体に対する前記刺激の付与を停止し、前記刺激を付与された複数の容器内の前記液体を所定条件下で保管することにより、前記複数の容器内の前記液体中に生成された結晶核を成長させて前記蛋白質結晶を作製する。
【０００８】
また本発明の蛋白質結晶の作製方法は、蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、前記蛋白質溶液を含む液体を収納した複数の容器を準備し、前記複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、前記特定の容器内の前記液体に対する刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、前記特定の容器内の前記液体の変化を監視する過程において前記変化が検出されたならば、全ての前記容器内の液体に対する前記刺激の付与を停止し、前記刺激を付与された複数の容器内の前記液体を結晶化溶液を含む液体と混合した混合液を所定条件下で保管することにより、前記複数の容器内の前記混合液中に生成された結晶核を成長させて前記蛋白質結晶を作製する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、蛋白質溶液を含む液体を収納した複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対する結晶化促進のための刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、特定の容器内の液体の変化を監視する過程において結晶化に関連して液体に生じる変化が検出されたならば、全ての容器内の液体に対する刺激の付与を停止することにより、刺激付与時間の異なる液体を収納した複数の容器が結晶化条件選別のためのサンプルとして準備される。そしてこれら刺激を付与された複数の容器内の液体を所定条件下で保管し、複数の容器内の混合液中に生成された結晶核を成長させて蛋白質結晶を作製することにより、結晶化促進のための至適な刺激付与時間を見出すことが可能となり、確度の高い蛋白質結晶化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１の蛋白質結晶の作製方法の工程説明図、図３は本発明の実施の形態１の蛋白質結晶の作製方法における刺激付与工程のフロー図、図４は本発明の実施の形態１における結晶核の生成条件を示すフロー図、図５，図６，図７は本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図、図８は本発明の実施の形態１における結晶化促進度合いの判定のために行われた試験結果の説明図である。
【００１１】
まず図１を参照して、蛋白質溶液の処理装置１の構成を説明する。蛋白質溶液の処理装
置１は、蛋白質の構造解析を目的とする蛋白質結晶の作製において結晶化条件をスクリーニングするための一連の試験作業に用いられ、蛋白質溶液における結晶核を生成するための所定の処理を行う機能を有するものである。
【００１２】
図１において、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅはいずれもガラスや樹脂など透明な材質で製作された試料収納用の容器であり、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅには、処理対象となる混合液３（液体）が収納されている。混合液３は蛋白質溶液３ａと結晶化溶液３ｂを混合したものであり、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅはそれぞれ容器保持器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅによって保持されている。なお以下の記載では、各容器２Ａ〜２Ｅ、各容器保持器４Ａ〜４Ｅを個別に区別する必要がない場合には、単に容器２、容器保持器４と記述する。すなわち容器保持器４の集合体は、蛋白質溶液３ａを含む混合液３（液体）を収納した容器２を複数個保持可能な容器保持部を構成する。
【００１３】
容器保持器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅはそれぞれ加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅに装着されており、制御部７によって加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅを作動させることにより、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅのそれぞれに収納された混合液３には、所定の振動数・振幅の機械的な振動が付与される。混合液３に対するこのような機械的な振動の付与は、混合液３に含まれる蛋白質溶液３ａに対する物理的な刺激となり、この刺激により蛋白質結晶化に不可欠な結晶核の生成を促進させる作用を有する。したがって、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅおよびこれらを作動させる制御部７は、容器保持部に保持された容器２内の混合液３に対して結晶核の生成を促進するための刺激を付与する刺激付与手段となっている。
【００１４】
これらの複数の容器２のうち、特定の容器２（ここでは左端に位置する容器２Ａ）を検出対象として、白濁検出センサ６が設けられており、白濁検出センサ６による検出結果は制御部７に伝達される。ここでは、振動付与に伴って容器２Ａの内部の混合液３に生じる光学的な変化である白濁現象を、白濁検出センサ６によって検出する。この白濁は、混合液３内において蛋白質の結晶核が生成することに起因して生じるものであり、機械的な振動などの物理的な刺激によって発生が促進される。
【００１５】
なお混合液３内における白濁は、結晶核が成長して蛋白質の結晶が生成されたことを直接に示すものではなく、まだ結晶に到らない段階における結晶核の変性や凝集による変化が光学的に検知可能となったことを示すものである。換言すれば、白濁が検出された混合液３については、白濁検出に先立ついずれかの時点において、混合液３に蛋白質の結晶核が生成された可能性が高いことを示している。したがって白濁検出センサ６は、特定の容器である容器２Ａを対象として混合液３の変化、すなわち蛋白質の結晶核の生成に起因する変化を検出する検出手段となっている。
【００１６】
制御部７は、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅによる振動付与動作を時間的に制御するため、４つの遅れタイマＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３、ＤＴ４、時限タイマＬＴ１および５つの時間計測タイマＲＴ１，ＲＴ２，ＲＴ３，ＲＴ４、ＲＴ５を内蔵している。遅れタイマＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３、ＤＴ４は、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅを所定の時間間隔で順次作動させるための動作遅れ時間を計時する機能を有している。すなわち最初に作動開始する加振器５Ａの作動開始と同時に遅れタイマＤＴ１の計時がスタートする。この後、遅れタイマＤＴ１がタイムアップすることにより次の加振器５Ｂが作動開始するとともに、遅れタイマＤＴ２の計時がスタートする。そして同様の動作制御が、他の加振器５Ｃ〜５Ｅ、遅れタイマＤＴ３、ＤＴ４についても順次実行される。これにより、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅは、加振器５Ａが作動を開始した後、遅れタイマＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３、ＤＴ４によって規定される遅れ時間が経過するたびに、順次動作を開始する。
【００１７】
時限タイマ９は、蛋白質溶液の処理装置１による処理継続時間が、予め上限値として定められた時間に到達したか否かを計時する。すなわち加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅが順次作動を開始して、予め設定された処理継続時間が経過したことが時限タイマ９のタイムアップによって確認された場合には、制御部７は全ての加振器５Ａ〜５Ｅの動作を停止する。時間計測タイマＲＴ１，ＲＴ２，ＲＴ３，ＲＴ４、ＲＴ５は、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅによってそれぞれ容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対して振動が付与された実際の振動付与時間を計測して計測結果を記憶する機能を有している。
【００１８】
上記構成において、４つの遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４を内蔵した制御部７は、刺激付与手段である加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅによる刺激の付与を、複数の容器２のうち特定の容器２Ａから開始させ、この後他の容器５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ内の混合液３に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段であるとともに、特定の容器２Ａにおける混合液３の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての複数の容器２について容器２内の混合液３に対する刺激の付与を停止させる刺激付与停止手段として機能している。そしてこの刺激付与停止手段は、特定の容器２Ａを対象として混合液３の変化を検出する検出手段である白濁検出センサ６の検出結果に基づいて、刺激の付与を停止させる構成となっている。
【００１９】
操作・入力部８はキーボードやマウスなどの入力装置であり、蛋白質溶液の処理装置１を作動させるための指令や、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４に設定される遅れ時間の入力などの操作を行う。表示部９は液晶装置などの表示パネルであり、操作・入力部８による操作時の案内画面や、時間計測タイマＲＴ１〜ＲＴ５による計時結果の表示を行う。なお、白濁検出センサ６によって容器２Ａ内の白濁を検出する代わりに、蛋白質溶液の処理装置１による処理作業を実行する作業者が容器２Ａ内を目視により観察し、混合液３内に白濁が生じたことを視認して操作・入力部８からその旨入力することにより、刺激付与を停止するようにしてもよい。この場合には、刺激付与停止手段は、特定の容器である容器２Ａを観察する作業者が液体の変化を検出することにより行う所定の操作入力に基づいて、刺激の付与を停止させる形態となっている。
【００２０】
図２は、図１に示す蛋白質溶液の処理装置１を用いて行われる蛋白質結晶の製造方法の工程フローを示している。本実施の形態に示す蛋白質結晶の製造方法では、容器２に収納された混合液３（蛋白質溶液３ａ、結晶化溶液３ｂの混合液）に対して、まず機械的な振動などの物理的な刺激を付与する刺激付与工程（ＳＴＡ）を実行し、混合液３内において結晶核を生成させる。この後、刺激付与工程にて生成した結晶核を成長させることを目的として、混合液３を収納した容器２をインキュベータなどで所定環境下で保管する保管工程（ＳＴＢ）を実行し、さらに所定の保管時間が経過した混合液３を観察して結晶化の促進度合いを判定するための観察工程（ＳＴＣ）を実行する。このとき、刺激付与工程にて適正な刺激が付与されることにより結晶化に適した結晶核が生成し、混合液３ａ内においてこの結晶核の結晶化が良好に促進されることにより、時間の経過とともに混合液３内には結晶核が蛋白質結晶に成長し、観察工程において蛋白質結晶１０の生成が確認される。
【００２１】
このような混合液３に対する物理的な刺激の付与が、結晶核の生成促進に寄与することは、特許文献１，２に示されているように、従来より定性的な知見としては得られていた。しかしながら、どの程度の強さの振動をどの程度の時間継続して付与することが結晶核の生成に対して最も有効であるかについては、現状においてもまだ解明されておらず、現段階では至適と思われる刺激付与条件を、試行により探るしか有効な方策がない実情にある。このため、本実施の形態に示す蛋白質結晶の製造方法においては、結晶核の生成のための至適な条件を見いだすため、以下に説明するように振動付与時間を異ならせた複数のサンプルを作製し、これらの複数のサンプルを所定条件下で保管して結晶化の促進度合い
を観察することにより、結晶核の生成の上での至適な刺激付与条件を推定するようにしている。
【００２２】
次に図３を参照して、図２に示す刺激付与工程（ＳＴＡ）の詳細ステップを説明する。なお、以下の説明では、図１にて示した蛋白質結晶液の処理装置１を用いた刺激付与工程が示され、物理的な刺激付与の方法として加振器による機械的な振動付与が用いられているが、刺激付与の具体的な形態としては機械的な振動に限定されるものではなく、後述するような光照射によって刺激を付与する方法や、機械的な振動と光照射を組み合わせた方法であってもよい。
【００２３】
まず操作・入力部８から処理動作を開始する旨の操作入力がなされると、制御部７から刺激付与手段である加振器５Ａに動作指令が出力され、これにより容器２Ａに対する刺激付与が開始される（ＳＴ１）。これと同時に、時間計測タイマＲＴ１，時限タイマＬＴによる計時、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４による計時がスタートする。次いで遅れタイマＤＴ１がタイムアップしたか否かが確認され（ＳＴ２）、ここでＮＯであれば次ステップをスキップして（ＳＴ４）に進み、ＹＥＳであれば制御部７が加振器５Ｂに対して動作指令を出力することにより、容器２Ｂに対する刺激付与が開始される（ＳＴ３）。そしてこれとともに、時間計測タイマＲＴ２による計時がスタートする。
【００２４】
この後遅れタイマＤＴ２がタイムアップしたか否かが確認され（ＳＴ４）、ここでＮＯであれば、次ステップをスキップして（ＳＴ６）に進み、ＹＥＳであれば、制御部７が加振器５Ｃに対して動作指令を出力することにより、容器２Ｃに対する刺激付与が開始される（ＳＴ５）。そしてこれとともに、時間計測タイマＲＴ３による計時がスタートする。次いで遅れタイマＤＴ３がタイムアップしたか否かが確認され（ＳＴ６）、ここでＮＯであれば、次ステップをスキップして（ＳＴ８）に進み、ＹＥＳであれば、制御部７が加振器５Ｄに対して動作指令を出力することにより、容器２Ｄに対する刺激付与が開始される（ＳＴ７）。そしてこれとともに、時間計測タイマＲＴ４による計時がスタートする。
【００２５】
この後さらに遅れタイマＤＴ４がタイムアップしたか否かが確認され（ＳＴ８）、ここでＮＯであれば次ステップをスキップして（ＳＴ１０）に進み、ＹＥＳであれば、制御部７が加振器５Ｅに対して動作指令を出力することにより、容器２Ｅに対する刺激付与が開始される（ＳＴ９）。そしてこれとともに、時間計測タイマＲＴ５による計時がスタートする。次いで、白濁検出センサ６によって容器２Ａにおける混合液３内の白濁が検出されたか否かを確認する。ここでＹＥＳであれば、全ての容器２に対する刺激付与を停止するとともに、全てのタイマを停止する（ＳＴ１２）。そして時間計測タイマＲＴ１からＲＴ５によって計測された各容器２への刺激付与時間の計測結果を表示部９に表示して、全ての処理を終了する。
【００２６】
また（ＳＴ１０）にてＮＯであれば、時限タイマＬＴがタイムアップしたか否かを確認し（ＳＴ１１）、未だタイムアップしていない場合には（ＳＴ２）に戻って同様の処理ステップを反復実行する。（ＳＴ１１）においてタイムアップしている場合には、蛋白質溶液の処理装置１による処理継続時間が所定の上限時間に到達していると判断し、全ての容器２に対する刺激付与を停止するとともに、全てのタイマを停止する（ＳＴ１４）。次いで所定の上限時間が経過した後においてもなお白濁未検出である旨を表示部９に表示して、全ての処理を終了する。
【００２７】
このようにして５つの容器２Ａ〜２Ｅに収納された混合液３を対象として刺激付与を実行することにより、図４に示すように、刺激が付与された付与時間がそれぞれ異なる５種類のサンプルＳ１〜Ｓ５が準備される。すなわちサンプルＳ１〜Ｓ５はそれぞれ、異なる付与時間Ｔｓ１〜Ｔｓ５だけ機械的な振動による刺激が付与されており、付与時間Ｔｓ１
〜Ｔｓ５の相互には、遅れタイマ（ＤＴ１〜ＤＴ４）によって設定される遅れ時間に相当する時間差がある。これらのサンプルＳ１〜Ｓ５は、保管工程（ＳＴＢ）にてインキュベータなどの装置によって所定の環境条件下で保管される。そしてこの保管工程を経たのち、観察工程（ＳＴＣ）において、サンプルＳ１〜Ｓ５を対象として混合液３内での結晶の有無が観察される。
【００２８】
ここでは、付与時間が最も長いサンプルＳ１（付与時間Ｔｓ１）には蛋白質結晶１０が観察されず、２番目および３番目に長い付与時間に対応するサンプルＳ２，Ｓ３（付与時間Ｔｓ２，Ｔｓ３）において、蛋白質結晶１０が観察されている。そして４番目および５番目に長い付与時間に対応するサンプルＳ４，Ｓ５（付与時間Ｔｓ４，Ｔｓ５）においては、蛋白質結晶１０が観察されていない。このことより、蛋白質の結晶生成に最適の付与時間は、混合液３において白濁が検出されるに到る付与時間Ｔｓ１よりも短い時間であることが判る。
【００２９】
すなわち、図２，図４に示す蛋白質結晶の作製方法は、蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、蛋白質溶液３ａおよび結晶化溶液３ｂを含む混合液３を収納した複数の容器２を準備し、複数の容器２のうちの特定の容器２Ａ内の混合液３に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、特定の容器２Ａ内の混合液３に対する刺激の付与を開始した後、他の容器２内の混合液３に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始するようにしている。そして特定の容器２Ａ内の混合液３の変化を監視する過程において、混合液３の変化が検出されたならば、全ての容器２内の混合液３に対する刺激の付与を停止し、刺激を付与された複数の容器２内の混合液３を所定条件下で保管することにより、複数の容器２内の混合液３中に生成された結晶核を成長させて蛋白質結晶を作製するようにしている。なお本実施の形態においては、前述のように混合液３の変化は混合液３の白濁であり、この白濁を白濁検出センサ６によって光学的に検出するようにしている。
【００３０】
なお、前述の刺激付与手段および刺激付与開始手段、刺激付与停止手段の構成としては、図１に示す蛋白質溶液の処理装置１の構成例以外にも、図５に示す蛋白質溶液の処理装置１Ａの構成を用いてもよい。図５において、蛋白質溶液の処理装置１Ａは、容器収納部１４、容器加振部１６および容器移載機構２０を備え、これらを制御部７によって制御する構成となっている。制御部７は蛋白質溶液の処理装置１に示す制御部７と同様に、４つの遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４、時限タイマＬＴ１および５つの時間計測タイマＲＴ１〜ＲＴ５を内蔵しており、それぞれ蛋白質溶液の処理装置１におけるものと同様の機能を果たす。
【００３１】
容器収納部１４は基部１４ａ上に容器保持部１５を載置して構成されており、容器保持部１５に設けられた複数の保持孔１５ａには、振動付与処理前の混合液３を収納した複数の容器２が保持されている。容器加振部１６は、加振器１８上に容器保持部１７を結合した構成となっており、容器保持部１７に設けられた複数の保持孔１７ａには、振動付与対象の混合液３を収納した複数の容器２が保持される。制御部７によって加振器１８を作動させた状態で、容器保持部１７に容器２を保持させることにより、当該容器２には機械的な振動が付与される。容器加振部１６において、最初に移載される容器２Ａが保持される位置には、蛋白質溶液の処理装置１と同様の白濁検出センサ６が配設されており、容器２Ａに収納された混合液３の変化である白濁を光学的に検出することができるようになっている。
【００３２】
容器収納部１４および容器加振部１６の上方には、移動テーブル２１に沿って移載ヘッド２２を水平移動させる構成の容器移載機構２０が配設されている。移載ヘッド２２は、昇降機構２３によって昇降する昇降軸２４の下端部に、把持機構２５を装着した構成とな
っている。把持機構２５は２つの把持チャック２５ａによって容器２を把持可能となっており、このような構成の容器移載機構２０を制御部７によって制御することにより、容器収納部１４に保持された容器２を容器加振部１６に移載することができる。図５では、当初容器収納部１４に保持されていた５つの容器２Ａ、２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅのうち、容器２Ａ、２Ｂが容器加振部１６に移載されて、容器保持部１７に保持された状態を示している。
【００３３】
制御部７によって容器移載機構２０の移載動作を制御する際には、蛋白質溶液の処理装置１Ａの処理動作開始によって制御部７から容器移載機構２０に対して動作指令が出力され、これによりまず最初に容器２Ａが容器収納部１４から容器加振部１６に移載される。次いで、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４が順次タイムアップするたびに、容器２Ｂ、２Ｃ，２Ｄ，２Ｅの順で順次容器収納部１４から容器加振部１６に移載される。このとき、加振器１８による振動付与が継続していることにより、容器加振部１６に順次移載される容器２に対して、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４のそれぞれに設定された遅れ時間の時間間隔で順次振動付与が開始される。これにより、単一の加振器１８によって複数の容器２に対して異なる付与時間で振動を付与することが可能となっている。
【００３４】
すなわちこの構成においては、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４を備えた制御部７および容器移載機構２０が、刺激付与手段である加振器１８による刺激の付与を、複数の容器２のうち特定の容器２Ａから開始させ、この後他の容器２内の混合液３に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段となっている。また制御部７は、複数の容器２のうち特定の容器２Ａにおける混合液３の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての複数の容器２について容器２内の混合液３に対する刺激の付与を停止させる刺激付与停止手段として機能している。そしてこの刺激付与停止手段は、特定の容器２Ａを対象として混合液３の変化を検出する検出手段である白濁検出センサ６の検出結果に基づいて、刺激の付与を停止させる構成となっている。
【００３５】
また蛋白質溶液の処理装置１、蛋白質溶液の処理装置１Ａにおいては、混合液３内に結晶核を生成するための物理的な刺激として、加振器による機械的な振動を付与する例を示したが、物理的な刺激としては振動には限定されず、光を照射することによっても同様の効果を得ることができる。光照射の光源としては、紫外線光源、レーザ光光源、水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いる。このように、光照射によって物理的な刺激の付与を行う構成例について、図６，図７を参照して説明する。
【００３６】
まず図６に示す蛋白質溶液の処理装置１Ｂは、容器２を保持するための保持孔３０ａが平面配置で複数設けられた容器保持部３０を備えており、容器保持部３０は、複数の容器２を保持可能となっている。容器保持部３０の上方には、各保持孔３０ａの位置に対応して、個別に点灯制御が可能な複数の光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｅが配設されており、保持孔３０ａに容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅをそれぞれ保持させた状態において、光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｅは、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅの上方に位置する。
【００３７】
容器保持部３０において、保持孔３０ａの両側には遮光部３１が立設されており、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅは、それぞれその両側を遮光部３１によって遮蔽される。これにより隣接する光源から照射される光や外部からの光が各容器２に照射されることを防止するようになっている。これら複数の容器２のうち、特定の容器２Ａには蛋白質溶液の処理装置１と同様の白濁検出センサ６が配設されており、容器２Ａに収納された混合液３内における白濁など、混合液３の変化を光学的に検出することができるようになっている。
【００３８】
光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｅは制御部７によって個別に点灯制御され、白濁検出センサ６の検出結果は制御部７に伝達される。制御部７の構成は、蛋白質溶液の処理装置１に示す制御部７と同様に、４つの遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４、時限タイマＬＴ１および５つの時間計測タイマＲＴ１〜ＲＴ５を内蔵している。制御部７によって光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｅを点灯させる際には、まず最初に光源部３２Ａを点灯して容器２Ａに対する光照射を開始する。次いで遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４が順次タイムアップするたびに、光源部３２Ｂ、３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅをこの順序で順次点灯させる。これにより、複数の容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対して、対応した各光源部による光の照射が所定の時間間隔を置いて順次開始される。そして白濁検出センサ６が容器２Ａ内の混合液３における白濁を検出することにより、制御部７は全ての光源部３２Ｂ、３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅの点灯を停止させ、これにより、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対する光照射は停止する。
【００３９】
すなわち上記構成において、光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅおよびこれらを作動させる制御部７は、容器保持部３０に保持された容器２内の混合液３に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与としての光照射を行う刺激付与手段となっている。遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４を備えた制御部７は、刺激付与手段である光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅによる光照射を、複数の容器２のうち特定の容器２Ａから開始させ、この後他の容器２内の混合液に対する光照射を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段となっている。また制御部７は、複数の容器２のうち特定の容器２Ａにおける混合液３の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての複数の容器２について容器２内の混合液３に対する光照射を停止させる刺激付与停止手段として機能している。そしてこの刺激付与停止手段は、特定の容器２Ａを対象として混合液３の変化を検出する検出手段である白濁検出センサ６の検出結果に基づいて、光照射を停止させる構成となっている。
【００４０】
また図７に示す蛋白質溶液の処理装置１Ｃは、図６の蛋白質溶液の処理装置１Ｂにおいては個別に点灯制御される光源部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅに代えて、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅの上方に配置された常時点灯する共通の光源部３２を備えている。光源部３２と容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅとの間には、個別に開閉制御可能なシャッタ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅが配設されており、シャッタ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅを制御部７によって個別に開閉制御することにより、光源部３２からの光を、シャッタ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅのうち開放状態となったシャッタのみを介して、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに選択的に照射することができるようになっている。
【００４１】
蛋白質溶液の処理装置１Ｃによる処理作業に際しては、まず光源部３２を点灯させた状態において、制御部７によってシャッタ３３Ａを開放して、容器２Ａに対する光照射を開始する。次いで遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４が順次タイムアップするたびに、シャッタ３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅをこの順序で順次開放させる。これにより、複数の容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対して光源部３２による光の照射が所定の時間間隔を置いて順次開始される。そして白濁検出センサ６が容器２Ａ内の混合液３における白濁を検出することにより、制御部７は全てのシャッタ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅを閉止して光源部３２からの光を遮光する。これにより、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対する光照射は停止する。
【００４２】
すなわち上記構成において、光源部３２は容器保持部３０に保持された容器２内の混合液３に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与としての光照射を行う刺激付与手段となっている。また遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４を備え、シャッタ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅの開閉制御を行う制御部７は、刺激付与手段である光源部３２による
光照射を、複数の容器２のうち特定の容器２Ａから開始させ、この後他の容器２内の混合液３に対する光照射を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段となっている。また制御部７は、複数の容器２のうち特定の容器２Ａにおける液体の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての複数の容器２について容器２内の混合液３に対する光照射を停止させる刺激付与停止手段として機能している。そしてこの刺激付与停止手段は、特定の容器２を対象として混合液３の変化を検出する検出手段である白濁検出センサ６の検出結果に基づいて、光照射を停止させる構成となっている。
【００４３】
なお上記各実施例において、蛋白質溶液の処理装置１、蛋白質溶液の処理装置１Ａでは混合液３への刺激を付与する方法として、機械的な振動を付与するようにしており、また蛋白質溶液の処理装置１Ｂ、蛋白質溶液の処理装置１Ｃでは、光照射によって混合液３に対して刺激を付与するようにしているが、図２，図４に示す蛋白質結晶の製造方法において、機械的な振動の付与と光照射とを組み合わせることによって混合液３に刺激を付与するようにしてもよい。
【００４４】
次に本実施の形態１に示す蛋白質結晶の製造方法における刺激の付与時間と結晶化促進度合いとの関連を実証するために行った試験例について、図８を参照して説明する。ここでは、蛋白質溶液であるＬｙｓｏｚｙｍｅ（リゾチーム）溶液と結晶化溶液とを混合した混合液に対して、光照射による刺激を付与することにより混合液内において蛋白質の結晶化を行わせるようにしている。
【００４５】
実験手順を説明する。まず、マイクロプレートの各ウェルにパラフィンオイルを１００μｌ注ぎ、ウェルのオイル中で結晶化溶液である１．４ＭＮａＣｌ・０．２％ＰＥＧ８０００（５０ｍＭ酢酸緩衝液ｐＨ４．３）と、蛋白質溶液である１４ｍｇ／ｍｌＬｙｓｏｚｙｍｅ（５０ｍＭ酢酸緩衝液ｐＨ４．３）を等量混合した。（最終濃度：７ｍｇ／ｍｌＬｙｓｏｚｙｍｅ、０．７ＭＮａＣｌ・０．１％ＰＥＧ８０００）。ここでは、７通りの異なる光照射時間について試験を行うため、サンプルＳ１〜Ｓ７の７通りのサンプルを作成した。
【００４６】
次いでマイクロプレートのウェル中の混合液に対して、オイル越しにキセノンランプによって光照射した。照射時間はサンプルＳ１〜Ｓ７について、それぞれ０、０．５、１、１．５、２、３、４分である。そして光照射後のウェル中における白濁の有無を目視判定した結果、照射時間３〜４分頃より白濁が認められた。この後、各ウェルに対して２０００ｒｐｍの回転数により加振した後、温度２０℃、湿度５０％の環境下で１日間保管して結晶生成を行わせた。そしてウェル内を観察することにより、混合液内における結晶化促進度合いを判定した。ここでは、短辺が２０μｍ以上のものを蛋白質の結晶と定義している。
【００４７】
なお、白濁の判定は、目視結果が以下の判定基準に示すＸ、△、○の３段階のいずれに該当するかによって決定した。すなわち、全く白濁が認められない場合はＸ判定、白濁かどうか疑わしい場合には△判定、目視可能な白濁が認められる場合には○判定とした。また結晶化促進度合いの判定は、目視結果が以下の判定基準に示す０、１、２の３段階のいずれに該当するかによって決定した。すなわち、光照射時間０分で加振なしのサンプル１と同等である場合には０判定、サンプル１に対して結晶出現頻度・結晶数とも僅かに増大している場合には１判定、サンプル１に対して結晶出現頻度・結晶数とも明らかに増大している場合には２判定とした。
【００４８】
図８に示すように、白濁は光照射時間が長いサンプルＳ６，Ｓ７にて検出されており、白濁の発生にはある程度以上の刺激付与時間の経過が必要であることが判る。これに対し、１日後の結晶化促進度合は、サンプルＳ２，Ｓ５において１判定、サンプルＳ３，Ｓ４
において２判定となっている。すなわち刺激付与時間との関連において結晶化促進度合は白濁の発生とは直接的な対応関係にはなく、白濁発生の前に刺激の付与を停止した方が、却って結晶化の促進度合いが良好であることが判る。すなわち、目視や光学的検知によって検出される白濁は、蛋白質結晶が成長したことを示す変化ではなく、結晶化に到る確率が高い結晶核を有効に生成させるには、白濁が発生に対応した刺激付与時間の経過より前に刺激付与を停止すればよい。例えば図８に示す実験例では、白濁が目視できる刺激付与時間の１／２〜１／４の時間に刺激付与時間を設定することによって、良好な結晶化促進効果が得られることを示している。
【００４９】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２の蛋白質結晶の作製方法の工程説明図、図１０は本発明の実施の形態２における結晶化促進度合いの判定のために行われた試験結果の説明図である。
【００５０】
実施の形態１においては、図２に示すように、蛋白質溶液３ａと結晶化溶液３ｂとが予め混合された混合液３に対して刺激付与を行う例を示したが、本実施の形態２においては、図９に示すように、容器２に収納された蛋白質溶液３ａを含む液体を刺激付与の対象とし、光照射や機械的な振動によって刺激が付与された後の蛋白質溶液３ａを含む液体を、結晶化溶液３ｂと混合しするようにしている。すなわち実施の形態２においては、図２に示す刺激付与工程（ＳＴＡ）、保管工程（ＳＴＢ）、観察工程（ＳＴＣ）より成る処理フローと比較して、刺激付与工程と保管工程との間に結晶化溶液混合工程（ＳＴＤ）が追加された工程構成となっている。
【００５１】
結晶化溶液混合工程（ＳＴＤ）においては、結晶化溶液３ｂを含む液体３ｄが予め容れられた容器１０２に、刺激付与工程（ＳＴＡ）にて所定時間の刺激付与が行われた後の蛋白質溶液３ａを含む液体３ｃを混合して、結晶化の対象となる混合液３を調製する。そして容器１０２内の混合液３を対象として、保管工程（ＳＴＢ）、観察工程（ＳＴＣ）が実行される。
【００５２】
すなわち図９に示す蛋白質結晶の作製方法は、蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、蛋白質溶液３ａを含む液体３ｃを収納した複数の容器２を準備し、これら複数の容器２のうちの特定の容器２Ａ内の液体３ｃに対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、特定の容器２Ａ内の液体３ｃに対する刺激の付与を開始した後、他の容器２内の液体３ｃに対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、特定の容器２Ａ内の液体３ｃの変化を監視する過程において変化が検出されたならば、全ての容器２内の液体３ｃに対する刺激の付与を停止する。
【００５３】
そして刺激を付与された複数の容器２内の液体３ｃを結晶化溶液３ｂを含む液体３ｄと混合した混合液３を所定条件下で保管することにより、複数の容器１０２内の混合液３中に生成された結晶核を成長させて蛋白質結晶を作製するようにしている。また液体３ｃに対して付与される刺激が、光または機械的な振動のいずれかもしくはこれらの組み合わせであること、さらに液体３ｃに生じる変化が液体３ｃの白濁であり、この白濁を光学的に検出することも、実施の形態１と同様である。
【００５４】
次に本実施の形態２に示す蛋白質結晶の製造方法における刺激の付与時間と結晶化促進度合いとの関連を実証するために行った試験例について、図１０を参照して説明する。ここでは、蛋白質溶液であるＬｙｓｏｚｙｍｅ（リゾチーム）溶液に対して光照射による刺激を付与した後、この蛋白質溶液と結晶化溶液を混合した混合液内において蛋白質の結晶化を行わせるようにしている。
【００５５】
実験手順を説明する。まずＬｙｓｏｚｙｍｅを等電点近傍のｐＨの緩衝液（１００ｍＭＣＡＰＳ ｐＨ１０．５）で０．３ｍｇ／ｍｌに調整した。この操作により得られたＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液を、光路長２ｍｍの石英セルに８００μｌ添加し、キセノンランプにて光照射した。ここでは、７通りの異なる光照射時間について試験を行うため、サンプルＳ１〜Ｓ７の７通りのサンプルを作成し、サンプルＳ１〜Ｓ７について、それぞれ０、１、２、４、６、８、１６分の光照射時間で光照射を行った。そして光照射後の各サンプルについて白濁の有無を目視判定した結果、照射時間８分以上で白濁が認められた。
【００５６】
次いで３３．１１ｍｇ／ｍｌＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液（５０ｍＭ酢酸緩衝液ｐＨ４．３）に、上記光照射後のＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液を１／１０容量の比率で混合し、濃度が約２９．８ｍｇ／ｍｌのＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液を得た。そして得られたＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液とを、結晶化溶液である１．４ＭＮａＣｌ・０．２％ＰＥＧ８０００（５０ｍＭ酢酸緩衝液ｐＨ４．３）とを、予めパラフィンオイルで満たされたマイクロプレートのウェル内で等量混合し、結晶化プレートを作製した。
【００５７】
この後、作製された結晶化プレートを温度２０℃、湿度５０％の環境下で３日間保管して結晶生成を行わせた。そしてウェル内を観察することにより、混合液内における結晶化促進度合いを判定した。ここでも同様に短辺が２０μｍ以上のものを結晶と定義している。また、白濁の判定基準、結晶化促進度合いの判定基準についても、図８に示すものと同様である。
【００５８】
図１０に示すように、白濁は光照射時間が長いサンプルＳ６，Ｓ７にて検出されており、この場合においても同様に白濁の発生にはある程度以上の刺激付与時間の経過が必要であることが判る。これに対し、３日後の結晶化促進度合は、サンプルＳ３において２判定、サンプルＳ４において１判定となっている。すなわちこの場合においても図８に示す例と同様に、刺激付与時間との関連において結晶化促進度合は白濁の発生とは直接的な対応関係にはなく、白濁発生の前に刺激の付与を停止した方が、却って結晶化の促進度合いが良好であることが判る。すなわち、目視や光学的検知によって検出される白濁は、蛋白質結晶が成長したことを示す変化ではなく、結晶化に到る確率が高い結晶核を有効に生成させるには、白濁が発生する刺激付与時間の経過より前に刺激付与を停止すればよい。例えば図１０に示す実験例では、白濁が目視できる刺激付与時間の１／４程度の時間に刺激付与時間を設定することによって、良好な結晶化促進効果が得られることを示している。
【００５９】
上記説明したように、実施の形態１，２においては、蛋白質溶液を含む液体を収納した複数の容器２のうちの特定の容器２Ａ内の液体に対する結晶化促進のための刺激の付与を開始した後、他の容器２内の液体に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、特定の容器２Ａ内の液体の変化を監視する過程において結晶化に関連して液体に生じる変化が検出されたならば、全ての容器２内の液体に対する刺激の付与を停止するようにしている。これにより、刺激付与時間の異なる液体を収納した複数の容器２、容器１０２が結晶化条件選別のためのサンプルとして準備される。
【００６０】
そしてこれらのサンプルを所定条件下で保管しこれら複数の容器２内の混合液中に生成された結晶核を成長させて蛋白質結晶を作製することにより、結晶化促進のための至適な刺激付与時間を見出すことが可能となる。したがって大量のサンプルを対象として試行錯誤的に結晶化条件を探ることを余儀なくされた従来技術と比較して、確度の高い蛋白質結晶化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を作製することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の蛋白質溶液の処理装置および蛋白質結晶の作製方法は、確度の高い蛋白質結晶
化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を作製することができるという効果を有し、生化学分野などにおいて蛋白質の３次元立体構造解析に先立って行われる蛋白質結晶化処理において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の蛋白質結晶の作製方法の工程説明図
【図３】本発明の実施の形態１の蛋白質結晶の作製方法における刺激付与工程のフロー図
【図４】本発明の実施の形態１における結晶核の生成条件を示すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態１における結晶化促進度合いの判定のために行われた試験結果の説明図
【図９】本発明の実施の形態２の蛋白質結晶の作製方法の工程説明図
【図１０】本発明の実施の形態２における結晶化促進度合いの判定のために行われた試験結果の説明図
【符号の説明】
【００６３】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 蛋白質溶液の処理装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ 容器
３ 混合液
３ａ 蛋白質溶液
３ｂ 結晶化溶液
３ｃ，３ｄ 液体
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ 容器保持部
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ 加振器
６ 白濁検出センサ
１０ 蛋白質結晶
１４ 容器収納部
１６ 容器加振部
１８ 加振器
２０ 容器移載機構
３０ 容器保持部
３２ 光源部
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ 光源部
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅ シャッタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蛋白質結晶の作製において蛋白質溶液に結晶核を生成するための所定の処理を行う蛋白質溶液の処理装置および蛋白質溶液から蛋白質結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年遺伝子情報を医療などの分野に有効に利用するための取り組みが活発化しており、その基礎技術として遺伝子の産物である蛋白質の構造を解析する努力が行われている。この蛋白質の構造解析は、蛋白質の３次元立体構造を特定するものであり、ＮＭＲ（核磁気共鳴）やＸ線結晶構造解析などの方法によって行われる。このような蛋白質の構造解析は、分子量２万以下の蛋白質はＮＭＲ装置を用いて溶液状で可能であるが、大部分を占める分子量２万以上の蛋白質は、まず結晶化することが求められ、従来より知られている蒸気拡散法やマイクロバッチ法などの結晶化方法とともに、各種の結晶化のための方法や結晶化条件スクリーニング方法が提案されている（例えば特許文献１，２参照）。
【０００３】
特許文献１には、蛋白質などの巨大分子の溶液に光を照射することにより、巨大分子結晶の核を形成し成長させることが可能であるとの知見が開示されている。また特許文献２においては、蛋白質溶液の低度の過飽和溶液にレーザ光を照射することにより蛋白質の結晶核を生成することが可能であるとの知見に基づき、レーザ光照射によって生成した結晶核を成長させることによって蛋白質結晶を得る方法や、結晶核の生成の有無を判定することにより望ましい結晶化条件を求める方法などが開示されている。このような知見に基づいて蛋白質の結晶化を模索することにより、従来は熟練研究者の勘と経験に頼るしか方策がなかった蛋白質結晶化条件のスクリーニング作業を、より効率的に行えるようになることが期待されている。
【特許文献１】特開２００３−３０６４９７号公報
【特許文献２】国際公開第２００４／０１８７４４号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述の特許文献例においては光照射やレーザ光照射によって蛋白質の結晶化が可能であるという知見レベルにとどまっており、これらの文献に開示された技術のみでは、蛋白質結晶化や結晶化条件のスクリーニングを効率よく行うことにはなお困難があった。すなわち良好な蛋白質結晶化の結果を与える光照射やレーザ光照射の条件に到達するには、いずれの例においても幾通りもの試行を行って蛋白質の結晶核の有無を判定するなどの試行錯誤的な作業が不可欠であり、実用的な意味において理詰めで確度の高い結晶化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を再現性よく作製することが可能な実用レベルの技術には達していなかった。
【０００５】
そこで本発明は、確度の高い蛋白質結晶化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を作製することができる蛋白質溶液の処理装置および蛋白質結晶の作製方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の蛋白質溶液の処理装置は、蛋白質結晶の作製において蛋白質溶液に結晶核を生成するための所定の処理を行う蛋白質溶液の処理装置であって、前記蛋白質溶液を含む液体を収納した溶液を複数個保持可能な容器保持部と、前記容器保持部に保持された前記容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激を付与する刺激付与手段と、前記
刺激付与手段による刺激の付与を、前記複数の容器のうち特定の容器から開始させ、この後他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段と、前記複数の容器のうち特定の容器における前記液体の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての前記複数の容器について容器内の液体に対する刺激の付与を停止させる刺激付与停止手段とを備えた。
【０００７】
本発明の蛋白質結晶の作製方法は、蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、前記蛋白質溶液および結晶化溶液を含む液体を収納した複数の容器を準備し、前記複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、前記特定の容器内の前記液体に対しする刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、前記特定の容器内の液体の変化を監視する過程において前記変化が検出されたならば、全ての前記容器内の液体に対する前記刺激の付与を停止し、前記刺激を付与された複数の容器内の前記液体を所定条件下で保管することにより、前記複数の容器内の前記液体中に生成された結晶核を成長させて前記蛋白質結晶を作製する。
【０００８】
また本発明の蛋白質結晶の作製方法は、蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、前記蛋白質溶液を含む液体を収納した複数の容器を準備し、前記複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、前記特定の容器内の前記液体に対する刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、前記特定の容器内の前記液体の変化を監視する過程において前記変化が検出されたならば、全ての前記容器内の液体に対する前記刺激の付与を停止し、前記刺激を付与された複数の容器内の前記液体を結晶化溶液を含む液体と混合した混合液を所定条件下で保管することにより、前記複数の容器内の前記混合液中に生成された結晶核を成長させて前記蛋白質結晶を作製する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、蛋白質溶液を含む液体を収納した複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対する結晶化促進のための刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、特定の容器内の液体の変化を監視する過程において結晶化に関連して液体に生じる変化が検出されたならば、全ての容器内の液体に対する刺激の付与を停止することにより、刺激付与時間の異なる液体を収納した複数の容器が結晶化条件選別のためのサンプルとして準備される。そしてこれら刺激を付与された複数の容器内の液体を所定条件下で保管し、複数の容器内の混合液中に生成された結晶核を成長させて蛋白質結晶を作製することにより、結晶化促進のための至適な刺激付与時間を見出すことが可能となり、確度の高い蛋白質結晶化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の実施の形態１の蛋白質結晶の作製方法の工程説明図、図３は本発明の実施の形態１の蛋白質結晶の作製方法における刺激付与工程のフロー図、図４は本発明の実施の形態１における結晶核の生成条件を示すフロー図、図５，図６，図７は本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図、図８は本発明の実施の形態１における結晶化促進度合いの判定のために行われた試験結果の説明図である。
【００１１】
まず図１を参照して、蛋白質溶液の処理装置１の構成を説明する。蛋白質溶液の処理装
置１は、蛋白質の構造解析を目的とする蛋白質結晶の作製において結晶化条件をスクリーニングするための一連の試験作業に用いられ、蛋白質溶液における結晶核を生成するための所定の処理を行う機能を有するものである。
【００１２】
図１において、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅはいずれもガラスや樹脂など透明な材質で製作された試料収納用の容器であり、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅには、処理対象となる混合液３（液体）が収納されている。混合液３は蛋白質溶液３ａと結晶化溶液３ｂを混合したものであり、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅはそれぞれ容器保持器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅによって保持されている。なお以下の記載では、各容器２Ａ〜２Ｅ、各容器保持器４Ａ〜４Ｅを個別に区別する必要がない場合には、単に容器２、容器保持器４と記述する。すなわち容器保持器４の集合体は、蛋白質溶液３ａを含む混合液３（液体）を収納した容器２を複数個保持可能な容器保持部を構成する。
【００１３】
容器保持器４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅはそれぞれ加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅに装着されており、制御部７によって加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅを作動させることにより、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅのそれぞれに収納された混合液３には、所定の振動数・振幅の機械的な振動が付与される。混合液３に対するこのような機械的な振動の付与は、混合液３に含まれる蛋白質溶液３ａに対する物理的な刺激となり、この刺激により蛋白質結晶化に不可欠な結晶核の生成を促進させる作用を有する。したがって、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅおよびこれらを作動させる制御部７は、容器保持部に保持された容器２内の混合液３に対して結晶核の生成を促進するための刺激を付与する刺激付与手段となっている。
【００１４】
これらの複数の容器２のうち、特定の容器２（ここでは左端に位置する容器２Ａ）を検出対象として、白濁検出センサ６が設けられており、白濁検出センサ６による検出結果は制御部７に伝達される。ここでは、振動付与に伴って容器２Ａの内部の混合液３に生じる光学的な変化である白濁現象を、白濁検出センサ６によって検出する。この白濁は、混合液３内において蛋白質の結晶核が生成することに起因して生じるものであり、機械的な振動などの物理的な刺激によって発生が促進される。
【００１５】
なお混合液３内における白濁は、結晶核が成長して蛋白質の結晶が生成されたことを直接に示すものではなく、まだ結晶に到らない段階における結晶核の変性や凝集による変化が光学的に検知可能となったことを示すものである。換言すれば、白濁が検出された混合液３については、白濁検出に先立ついずれかの時点において、混合液３に蛋白質の結晶核が生成された可能性が高いことを示している。したがって白濁検出センサ６は、特定の容器である容器２Ａを対象として混合液３の変化、すなわち蛋白質の結晶核の生成に起因する変化を検出する検出手段となっている。
【００１６】
制御部７は、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅによる振動付与動作を時間的に制御するため、４つの遅れタイマＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３、ＤＴ４、時限タイマＬＴ１および５つの時間計測タイマＲＴ１，ＲＴ２，ＲＴ３，ＲＴ４、ＲＴ５を内蔵している。遅れタイマＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３、ＤＴ４は、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅを所定の時間間隔で順次作動させるための動作遅れ時間を計時する機能を有している。すなわち最初に作動開始する加振器５Ａの作動開始と同時に遅れタイマＤＴ１の計時がスタートする。この後、遅れタイマＤＴ１がタイムアップすることにより次の加振器５Ｂが作動開始するとともに、遅れタイマＤＴ２の計時がスタートする。そして同様の動作制御が、他の加振器５Ｃ〜５Ｅ、遅れタイマＤＴ３、ＤＴ４についても順次実行される。これにより、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅは、加振器５Ａが作動を開始した後、遅れタイマＤＴ１，ＤＴ２，ＤＴ３、ＤＴ４によって規定される遅れ時間が経過するたびに、順次動作を開始する。
【００１７】
時限タイマ９は、蛋白質溶液の処理装置１による処理継続時間が、予め上限値として定められた時間に到達したか否かを計時する。すなわち加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅが順次作動を開始して、予め設定された処理継続時間が経過したことが時限タイマ９のタイムアップによって確認された場合には、制御部７は全ての加振器５Ａ〜５Ｅの動作を停止する。時間計測タイマＲＴ１，ＲＴ２，ＲＴ３，ＲＴ４、ＲＴ５は、加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅによってそれぞれ容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対して振動が付与された実際の振動付与時間を計測して計測結果を記憶する機能を有している。
【００１８】
上記構成において、４つの遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４を内蔵した制御部７は、刺激付与手段である加振器５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅによる刺激の付与を、複数の容器２のうち特定の容器２Ａから開始させ、この後他の容器５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ内の混合液３に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段であるとともに、特定の容器２Ａにおける混合液３の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての複数の容器２について容器２内の混合液３に対する刺激の付与を停止させる刺激付与停止手段として機能している。そしてこの刺激付与停止手段は、特定の容器２Ａを対象として混合液３の変化を検出する検出手段である白濁検出センサ６の検出結果に基づいて、刺激の付与を停止させる構成となっている。
【００１９】
操作・入力部８はキーボードやマウスなどの入力装置であり、蛋白質溶液の処理装置１を作動させるための指令や、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４に設定される遅れ時間の入力などの操作を行う。表示部９は液晶装置などの表示パネルであり、操作・入力部８による操作時の案内画面や、時間計測タイマＲＴ１〜ＲＴ５による計時結果の表示を行う。なお、白濁検出センサ６によって容器２Ａ内の白濁を検出する代わりに、蛋白質溶液の処理装置１による処理作業を実行する作業者が容器２Ａ内を目視により観察し、混合液３内に白濁が生じたことを視認して操作・入力部８からその旨入力することにより、刺激付与を停止するようにしてもよい。この場合には、刺激付与停止手段は、特定の容器である容器２Ａを観察する作業者が液体の変化を検出することにより行う所定の操作入力に基づいて、刺激の付与を停止させる形態となっている。
【００２０】
図２は、図１に示す蛋白質溶液の処理装置１を用いて行われる蛋白質結晶の製造方法の工程フローを示している。本実施の形態に示す蛋白質結晶の製造方法では、容器２に収納された混合液３（蛋白質溶液３ａ、結晶化溶液３ｂの混合液）に対して、まず機械的な振動などの物理的な刺激を付与する刺激付与工程（ＳＴＡ）を実行し、混合液３内において結晶核を生成させる。この後、刺激付与工程にて生成した結晶核を成長させることを目的として、混合液３を収納した容器２をインキュベータなどで所定環境下で保管する保管工程（ＳＴＢ）を実行し、さらに所定の保管時間が経過した混合液３を観察して結晶化の促進度合いを判定するための観察工程（ＳＴＣ）を実行する。このとき、刺激付与工程にて適正な刺激が付与されることにより結晶化に適した結晶核が生成し、混合液３ａ内においてこの結晶核の結晶化が良好に促進されることにより、時間の経過とともに混合液３内には結晶核が蛋白質結晶に成長し、観察工程において蛋白質結晶１０の生成が確認される。
【００２１】
このような混合液３に対する物理的な刺激の付与が、結晶核の生成促進に寄与することは、特許文献１，２に示されているように、従来より定性的な知見としては得られていた。しかしながら、どの程度の強さの振動をどの程度の時間継続して付与することが結晶核の生成に対して最も有効であるかについては、現状においてもまだ解明されておらず、現段階では至適と思われる刺激付与条件を、試行により探るしか有効な方策がない実情にある。このため、本実施の形態に示す蛋白質結晶の製造方法においては、結晶核の生成のための至適な条件を見いだすため、以下に説明するように振動付与時間を異ならせた複数のサンプルを作製し、これらの複数のサンプルを所定条件下で保管して結晶化の促進度合い
を観察することにより、結晶核の生成の上での至適な刺激付与条件を推定するようにしている。
【００２２】
次に図３を参照して、図２に示す刺激付与工程（ＳＴＡ）の詳細ステップを説明する。なお、以下の説明では、図１にて示した蛋白質結晶液の処理装置１を用いた刺激付与工程が示され、物理的な刺激付与の方法として加振器による機械的な振動付与が用いられているが、刺激付与の具体的な形態としては機械的な振動に限定されるものではなく、後述するような光照射によって刺激を付与する方法や、機械的な振動と光照射を組み合わせた方法であってもよい。
【００２３】
まず操作・入力部８から処理動作を開始する旨の操作入力がなされると、制御部７から刺激付与手段である加振器５Ａに動作指令が出力され、これにより容器２Ａに対する刺激付与が開始される（ＳＴ１）。これと同時に、時間計測タイマＲＴ１，時限タイマＬＴによる計時、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４による計時がスタートする。次いで遅れタイマＤＴ１がタイムアップしたか否かが確認され（ＳＴ２）、ここでＮＯであれば次ステップをスキップして（ＳＴ４）に進み、ＹＥＳであれば制御部７が加振器５Ｂに対して動作指令を出力することにより、容器２Ｂに対する刺激付与が開始される（ＳＴ３）。そしてこれとともに、時間計測タイマＲＴ２による計時がスタートする。
【００２４】
この後遅れタイマＤＴ２がタイムアップしたか否かが確認され（ＳＴ４）、ここでＮＯであれば、次ステップをスキップして（ＳＴ６）に進み、ＹＥＳであれば、制御部７が加振器５Ｃに対して動作指令を出力することにより、容器２Ｃに対する刺激付与が開始される（ＳＴ５）。そしてこれとともに、時間計測タイマＲＴ３による計時がスタートする。次いで遅れタイマＤＴ３がタイムアップしたか否かが確認され（ＳＴ６）、ここでＮＯであれば、次ステップをスキップして（ＳＴ８）に進み、ＹＥＳであれば、制御部７が加振器５Ｄに対して動作指令を出力することにより、容器２Ｄに対する刺激付与が開始される（ＳＴ７）。そしてこれとともに、時間計測タイマＲＴ４による計時がスタートする。
【００２５】
この後さらに遅れタイマＤＴ４がタイムアップしたか否かが確認され（ＳＴ８）、ここでＮＯであれば次ステップをスキップして（ＳＴ１０）に進み、ＹＥＳであれば、制御部７が加振器５Ｅに対して動作指令を出力することにより、容器２Ｅに対する刺激付与が開始される（ＳＴ９）。そしてこれとともに、時間計測タイマＲＴ５による計時がスタートする。次いで、白濁検出センサ６によって容器２Ａにおける混合液３内の白濁が検出されたか否かを確認する。ここでＹＥＳであれば、全ての容器２に対する刺激付与を停止するとともに、全てのタイマを停止する（ＳＴ１２）。そして時間計測タイマＲＴ１からＲＴ５によって計測された各容器２への刺激付与時間の計測結果を表示部９に表示して、全ての処理を終了する。
【００２６】
また（ＳＴ１０）にてＮＯであれば、時限タイマＬＴがタイムアップしたか否かを確認し（ＳＴ１１）、未だタイムアップしていない場合には（ＳＴ２）に戻って同様の処理ステップを反復実行する。（ＳＴ１１）においてタイムアップしている場合には、蛋白質溶液の処理装置１による処理継続時間が所定の上限時間に到達していると判断し、全ての容器２に対する刺激付与を停止するとともに、全てのタイマを停止する（ＳＴ１４）。次いで所定の上限時間が経過した後においてもなお白濁未検出である旨を表示部９に表示して、全ての処理を終了する。
【００２７】
このようにして５つの容器２Ａ〜２Ｅに収納された混合液３を対象として刺激付与を実行することにより、図４に示すように、刺激が付与された付与時間がそれぞれ異なる５種類のサンプルＳ１〜Ｓ５が準備される。すなわちサンプルＳ１〜Ｓ５はそれぞれ、異なる付与時間Ｔｓ１〜Ｔｓ５だけ機械的な振動による刺激が付与されており、付与時間Ｔｓ１
〜Ｔｓ５の相互には、遅れタイマ（ＤＴ１〜ＤＴ４）によって設定される遅れ時間に相当する時間差がある。これらのサンプルＳ１〜Ｓ５は、保管工程（ＳＴＢ）にてインキュベータなどの装置によって所定の環境条件下で保管される。そしてこの保管工程を経たのち、観察工程（ＳＴＣ）において、サンプルＳ１〜Ｓ５を対象として混合液３内での結晶の有無が観察される。
【００２８】
ここでは、付与時間が最も長いサンプルＳ１（付与時間Ｔｓ１）には蛋白質結晶１０が観察されず、２番目および３番目に長い付与時間に対応するサンプルＳ２，Ｓ３（付与時間Ｔｓ２，Ｔｓ３）において、蛋白質結晶１０が観察されている。そして４番目および５番目に長い付与時間に対応するサンプルＳ４，Ｓ５（付与時間Ｔｓ４，Ｔｓ５）においては、蛋白質結晶１０が観察されていない。このことより、蛋白質の結晶生成に最適の付与時間は、混合液３において白濁が検出されるに到る付与時間Ｔｓ１よりも短い時間であることが判る。
【００２９】
すなわち、図２，図４に示す蛋白質結晶の作製方法は、蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、蛋白質溶液３ａおよび結晶化溶液３ｂを含む混合液３を収納した複数の容器２を準備し、複数の容器２のうちの特定の容器２Ａ内の混合液３に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、特定の容器２Ａ内の混合液３に対する刺激の付与を開始した後、他の容器２内の混合液３に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始するようにしている。そして特定の容器２Ａ内の混合液３の変化を監視する過程において、混合液３の変化が検出されたならば、全ての容器２内の混合液３に対する刺激の付与を停止し、刺激を付与された複数の容器２内の混合液３を所定条件下で保管することにより、複数の容器２内の混合液３中に生成された結晶核を成長させて蛋白質結晶を作製するようにしている。なお本実施の形態においては、前述のように混合液３の変化は混合液３の白濁であり、この白濁を白濁検出センサ６によって光学的に検出するようにしている。
【００３０】
なお、前述の刺激付与手段および刺激付与開始手段、刺激付与停止手段の構成としては、図１に示す蛋白質溶液の処理装置１の構成例以外にも、図５に示す蛋白質溶液の処理装置１Ａの構成を用いてもよい。図５において、蛋白質溶液の処理装置１Ａは、容器収納部１４、容器加振部１６および容器移載機構２０を備え、これらを制御部７によって制御する構成となっている。制御部７は蛋白質溶液の処理装置１に示す制御部７と同様に、４つの遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４、時限タイマＬＴ１および５つの時間計測タイマＲＴ１〜ＲＴ５を内蔵しており、それぞれ蛋白質溶液の処理装置１におけるものと同様の機能を果たす。
【００３１】
容器収納部１４は基部１４ａ上に容器保持部１５を載置して構成されており、容器保持部１５に設けられた複数の保持孔１５ａには、振動付与処理前の混合液３を収納した複数の容器２が保持されている。容器加振部１６は、加振器１８上に容器保持部１７を結合した構成となっており、容器保持部１７に設けられた複数の保持孔１７ａには、振動付与対象の混合液３を収納した複数の容器２が保持される。制御部７によって加振器１８を作動させた状態で、容器保持部１７に容器２を保持させることにより、当該容器２には機械的な振動が付与される。容器加振部１６において、最初に移載される容器２Ａが保持される位置には、蛋白質溶液の処理装置１と同様の白濁検出センサ６が配設されており、容器２Ａに収納された混合液３の変化である白濁を光学的に検出することができるようになっている。
【００３２】
容器収納部１４および容器加振部１６の上方には、移動テーブル２１に沿って移載ヘッド２２を水平移動させる構成の容器移載機構２０が配設されている。移載ヘッド２２は、昇降機構２３によって昇降する昇降軸２４の下端部に、把持機構２５を装着した構成とな
っている。把持機構２５は２つの把持チャック２５ａによって容器２を把持可能となっており、このような構成の容器移載機構２０を制御部７によって制御することにより、容器収納部１４に保持された容器２を容器加振部１６に移載することができる。図５では、当初容器収納部１４に保持されていた５つの容器２Ａ、２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅのうち、容器２Ａ、２Ｂが容器加振部１６に移載されて、容器保持部１７に保持された状態を示している。
【００３３】
制御部７によって容器移載機構２０の移載動作を制御する際には、蛋白質溶液の処理装置１Ａの処理動作開始によって制御部７から容器移載機構２０に対して動作指令が出力され、これによりまず最初に容器２Ａが容器収納部１４から容器加振部１６に移載される。次いで、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４が順次タイムアップするたびに、容器２Ｂ、２Ｃ，２Ｄ，２Ｅの順で順次容器収納部１４から容器加振部１６に移載される。このとき、加振器１８による振動付与が継続していることにより、容器加振部１６に順次移載される容器２に対して、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４のそれぞれに設定された遅れ時間の時間間隔で順次振動付与が開始される。これにより、単一の加振器１８によって複数の容器２に対して異なる付与時間で振動を付与することが可能となっている。
【００３４】
すなわちこの構成においては、遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４を備えた制御部７および容器移載機構２０が、刺激付与手段である加振器１８による刺激の付与を、複数の容器２のうち特定の容器２Ａから開始させ、この後他の容器２内の混合液３に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段となっている。また制御部７は、複数の容器２のうち特定の容器２Ａにおける混合液３の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての複数の容器２について容器２内の混合液３に対する刺激の付与を停止させる刺激付与停止手段として機能している。そしてこの刺激付与停止手段は、特定の容器２Ａを対象として混合液３の変化を検出する検出手段である白濁検出センサ６の検出結果に基づいて、刺激の付与を停止させる構成となっている。
【００３５】
また蛋白質溶液の処理装置１、蛋白質溶液の処理装置１Ａにおいては、混合液３内に結晶核を生成するための物理的な刺激として、加振器による機械的な振動を付与する例を示したが、物理的な刺激としては振動には限定されず、光を照射することによっても同様の効果を得ることができる。光照射の光源としては、紫外線光源、レーザ光光源、水銀灯、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いる。このように、光照射によって物理的な刺激の付与を行う構成例について、図６，図７を参照して説明する。
【００３６】
まず図６に示す蛋白質溶液の処理装置１Ｂは、容器２を保持するための保持孔３０ａが平面配置で複数設けられた容器保持部３０を備えており、容器保持部３０は、複数の容器２を保持可能となっている。容器保持部３０の上方には、各保持孔３０ａの位置に対応して、個別に点灯制御が可能な複数の光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｅが配設されており、保持孔３０ａに容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅをそれぞれ保持させた状態において、光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｅは、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅの上方に位置する。
【００３７】
容器保持部３０において、保持孔３０ａの両側には遮光部３１が立設されており、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅは、それぞれその両側を遮光部３１によって遮蔽される。これにより隣接する光源から照射される光や外部からの光が各容器２に照射されることを防止するようになっている。これら複数の容器２のうち、特定の容器２Ａには蛋白質溶液の処理装置１と同様の白濁検出センサ６が配設されており、容器２Ａに収納された混合液３内における白濁など、混合液３の変化を光学的に検出することができるようになっている。
【００３８】
光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｅは制御部７によって個別に点灯制御され、白濁検出センサ６の検出結果は制御部７に伝達される。制御部７の構成は、蛋白質溶液の処理装置１に示す制御部７と同様に、４つの遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４、時限タイマＬＴ１および５つの時間計測タイマＲＴ１〜ＲＴ５を内蔵している。制御部７によって光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｅを点灯させる際には、まず最初に光源部３２Ａを点灯して容器２Ａに対する光照射を開始する。次いで遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４が順次タイムアップするたびに、光源部３２Ｂ、３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅをこの順序で順次点灯させる。これにより、複数の容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対して、対応した各光源部による光の照射が所定の時間間隔を置いて順次開始される。そして白濁検出センサ６が容器２Ａ内の混合液３における白濁を検出することにより、制御部７は全ての光源部３２Ｂ、３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅの点灯を停止させ、これにより、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対する光照射は停止する。
【００３９】
すなわち上記構成において、光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅおよびこれらを作動させる制御部７は、容器保持部３０に保持された容器２内の混合液３に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与としての光照射を行う刺激付与手段となっている。遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４を備えた制御部７は、刺激付与手段である光源部３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅによる光照射を、複数の容器２のうち特定の容器２Ａから開始させ、この後他の容器２内の混合液に対する光照射を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段となっている。また制御部７は、複数の容器２のうち特定の容器２Ａにおける混合液３の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての複数の容器２について容器２内の混合液３に対する光照射を停止させる刺激付与停止手段として機能している。そしてこの刺激付与停止手段は、特定の容器２Ａを対象として混合液３の変化を検出する検出手段である白濁検出センサ６の検出結果に基づいて、光照射を停止させる構成となっている。
【００４０】
また図７に示す蛋白質溶液の処理装置１Ｃは、図６の蛋白質溶液の処理装置１Ｂにおいては個別に点灯制御される光源部３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅに代えて、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅの上方に配置された常時点灯する共通の光源部３２を備えている。光源部３２と容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅとの間には、個別に開閉制御可能なシャッタ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅが配設されており、シャッタ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅを制御部７によって個別に開閉制御することにより、光源部３２からの光を、シャッタ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅのうち開放状態となったシャッタのみを介して、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに選択的に照射することができるようになっている。
【００４１】
蛋白質溶液の処理装置１Ｃによる処理作業に際しては、まず光源部３２を点灯させた状態において、制御部７によってシャッタ３３Ａを開放して、容器２Ａに対する光照射を開始する。次いで遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４が順次タイムアップするたびに、シャッタ３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅをこの順序で順次開放させる。これにより、複数の容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対して光源部３２による光の照射が所定の時間間隔を置いて順次開始される。そして白濁検出センサ６が容器２Ａ内の混合液３における白濁を検出することにより、制御部７は全てのシャッタ３３Ａ、３３Ｂ、３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅを閉止して光源部３２からの光を遮光する。これにより、容器２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅに対する光照射は停止する。
【００４２】
すなわち上記構成において、光源部３２は容器保持部３０に保持された容器２内の混合液３に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与としての光照射を行う刺激付与手段となっている。また遅れタイマＤＴ１〜ＤＴ４を備え、シャッタ３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅの開閉制御を行う制御部７は、刺激付与手段である光源部３２による
光照射を、複数の容器２のうち特定の容器２Ａから開始させ、この後他の容器２内の混合液３に対する光照射を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段となっている。また制御部７は、複数の容器２のうち特定の容器２Ａにおける液体の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての複数の容器２について容器２内の混合液３に対する光照射を停止させる刺激付与停止手段として機能している。そしてこの刺激付与停止手段は、特定の容器２を対象として混合液３の変化を検出する検出手段である白濁検出センサ６の検出結果に基づいて、光照射を停止させる構成となっている。
【００４３】
なお上記各実施例において、蛋白質溶液の処理装置１、蛋白質溶液の処理装置１Ａでは混合液３への刺激を付与する方法として、機械的な振動を付与するようにしており、また蛋白質溶液の処理装置１Ｂ、蛋白質溶液の処理装置１Ｃでは、光照射によって混合液３に対して刺激を付与するようにしているが、図２，図４に示す蛋白質結晶の製造方法において、機械的な振動の付与と光照射とを組み合わせることによって混合液３に刺激を付与するようにしてもよい。
【００４４】
次に本実施の形態１に示す蛋白質結晶の製造方法における刺激の付与時間と結晶化促進度合いとの関連を実証するために行った試験例について、図８を参照して説明する。ここでは、蛋白質溶液であるＬｙｓｏｚｙｍｅ（リゾチーム）溶液と結晶化溶液とを混合した混合液に対して、光照射による刺激を付与することにより混合液内において蛋白質の結晶化を行わせるようにしている。
【００４５】
実験手順を説明する。まず、マイクロプレートの各ウェルにパラフィンオイルを１００μｌ注ぎ、ウェルのオイル中で結晶化溶液である１．４ＭＮａＣｌ・０．２％ＰＥＧ８０００（５０ｍＭ酢酸緩衝液ｐＨ４．３）と、蛋白質溶液である１４ｍｇ／ｍｌＬｙｓｏｚｙｍｅ（５０ｍＭ酢酸緩衝液ｐＨ４．３）を等量混合した。（最終濃度：７ｍｇ／ｍｌＬｙｓｏｚｙｍｅ、０．７ＭＮａＣｌ・０．１％ＰＥＧ８０００）。ここでは、７通りの異なる光照射時間について試験を行うため、サンプルＳ１〜Ｓ７の７通りのサンプルを作成した。
【００４６】
次いでマイクロプレートのウェル中の混合液に対して、オイル越しにキセノンランプによって光照射した。照射時間はサンプルＳ１〜Ｓ７について、それぞれ０、０．５、１、１．５、２、３、４分である。そして光照射後のウェル中における白濁の有無を目視判定した結果、照射時間３〜４分頃より白濁が認められた。この後、各ウェルに対して２０００ｒｐｍの回転数により加振した後、温度２０℃、湿度５０％の環境下で１日間保管して結晶生成を行わせた。そしてウェル内を観察することにより、混合液内における結晶化促進度合いを判定した。ここでは、短辺が２０μｍ以上のものを蛋白質の結晶と定義している。
【００４７】
なお、白濁の判定は、目視結果が以下の判定基準に示すＸ、△、○の３段階のいずれに該当するかによって決定した。すなわち、全く白濁が認められない場合はＸ判定、白濁かどうか疑わしい場合には△判定、目視可能な白濁が認められる場合には○判定とした。また結晶化促進度合いの判定は、目視結果が以下の判定基準に示す０、１、２の３段階のいずれに該当するかによって決定した。すなわち、光照射時間０分で加振なしのサンプル１と同等である場合には０判定、サンプル１に対して結晶出現頻度・結晶数とも僅かに増大している場合には１判定、サンプル１に対して結晶出現頻度・結晶数とも明らかに増大している場合には２判定とした。
【００４８】
図８に示すように、白濁は光照射時間が長いサンプルＳ６，Ｓ７にて検出されており、白濁の発生にはある程度以上の刺激付与時間の経過が必要であることが判る。これに対し、１日後の結晶化促進度合は、サンプルＳ２，Ｓ５において１判定、サンプルＳ３，Ｓ４
において２判定となっている。すなわち刺激付与時間との関連において結晶化促進度合は白濁の発生とは直接的な対応関係にはなく、白濁発生の前に刺激の付与を停止した方が、却って結晶化の促進度合いが良好であることが判る。すなわち、目視や光学的検知によって検出される白濁は、蛋白質結晶が成長したことを示す変化ではなく、結晶化に到る確率が高い結晶核を有効に生成させるには、白濁が発生に対応した刺激付与時間の経過より前に刺激付与を停止すればよい。例えば図８に示す実験例では、白濁が目視できる刺激付与時間の１／２〜１／４の時間に刺激付与時間を設定することによって、良好な結晶化促進効果が得られることを示している。
【００４９】
（実施の形態２）
図９は本発明の実施の形態２の蛋白質結晶の作製方法の工程説明図、図１０は本発明の実施の形態２における結晶化促進度合いの判定のために行われた試験結果の説明図である。
【００５０】
実施の形態１においては、図２に示すように、蛋白質溶液３ａと結晶化溶液３ｂとが予め混合された混合液３に対して刺激付与を行う例を示したが、本実施の形態２においては、図９に示すように、容器２に収納された蛋白質溶液３ａを含む液体を刺激付与の対象とし、光照射や機械的な振動によって刺激が付与された後の蛋白質溶液３ａを含む液体を、結晶化溶液３ｂと混合しするようにしている。すなわち実施の形態２においては、図２に示す刺激付与工程（ＳＴＡ）、保管工程（ＳＴＢ）、観察工程（ＳＴＣ）より成る処理フローと比較して、刺激付与工程と保管工程との間に結晶化溶液混合工程（ＳＴＤ）が追加された工程構成となっている。
【００５１】
結晶化溶液混合工程（ＳＴＤ）においては、結晶化溶液３ｂを含む液体３ｄが予め容れられた容器１０２に、刺激付与工程（ＳＴＡ）にて所定時間の刺激付与が行われた後の蛋白質溶液３ａを含む液体３ｃを混合して、結晶化の対象となる混合液３を調製する。そして容器１０２内の混合液３を対象として、保管工程（ＳＴＢ）、観察工程（ＳＴＣ）が実行される。
【００５２】
すなわち図９に示す蛋白質結晶の作製方法は、蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、蛋白質溶液３ａを含む液体３ｃを収納した複数の容器２を準備し、これら複数の容器２のうちの特定の容器２Ａ内の液体３ｃに対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、特定の容器２Ａ内の液体３ｃに対する刺激の付与を開始した後、他の容器２内の液体３ｃに対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、特定の容器２Ａ内の液体３ｃの変化を監視する過程において変化が検出されたならば、全ての容器２内の液体３ｃに対する刺激の付与を停止する。
【００５３】
そして刺激を付与された複数の容器２内の液体３ｃを結晶化溶液３ｂを含む液体３ｄと混合した混合液３を所定条件下で保管することにより、複数の容器１０２内の混合液３中に生成された結晶核を成長させて蛋白質結晶を作製するようにしている。また液体３ｃに対して付与される刺激が、光または機械的な振動のいずれかもしくはこれらの組み合わせであること、さらに液体３ｃに生じる変化が液体３ｃの白濁であり、この白濁を光学的に検出することも、実施の形態１と同様である。
【００５４】
次に本実施の形態２に示す蛋白質結晶の製造方法における刺激の付与時間と結晶化促進度合いとの関連を実証するために行った試験例について、図１０を参照して説明する。ここでは、蛋白質溶液であるＬｙｓｏｚｙｍｅ（リゾチーム）溶液に対して光照射による刺激を付与した後、この蛋白質溶液と結晶化溶液を混合した混合液内において蛋白質の結晶化を行わせるようにしている。
【００５５】
実験手順を説明する。まずＬｙｓｏｚｙｍｅを等電点近傍のｐＨの緩衝液（１００ｍＭＣＡＰＳ ｐＨ１０．５）で０．３ｍｇ／ｍｌに調整した。この操作により得られたＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液を、光路長２ｍｍの石英セルに８００μｌ添加し、キセノンランプにて光照射した。ここでは、７通りの異なる光照射時間について試験を行うため、サンプルＳ１〜Ｓ７の７通りのサンプルを作成し、サンプルＳ１〜Ｓ７について、それぞれ０、１、２、４、６、８、１６分の光照射時間で光照射を行った。そして光照射後の各サンプルについて白濁の有無を目視判定した結果、照射時間８分以上で白濁が認められた。
【００５６】
次いで３３．１１ｍｇ／ｍｌＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液（５０ｍＭ酢酸緩衝液ｐＨ４．３）に、上記光照射後のＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液を１／１０容量の比率で混合し、濃度が約２９．８ｍｇ／ｍｌのＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液を得た。そして得られたＬｙｓｏｚｙｍｅ溶液とを、結晶化溶液である１．４ＭＮａＣｌ・０．２％ＰＥＧ８０００（５０ｍＭ酢酸緩衝液ｐＨ４．３）とを、予めパラフィンオイルで満たされたマイクロプレートのウェル内で等量混合し、結晶化プレートを作製した。
【００５７】
この後、作製された結晶化プレートを温度２０℃、湿度５０％の環境下で３日間保管して結晶生成を行わせた。そしてウェル内を観察することにより、混合液内における結晶化促進度合いを判定した。ここでも同様に短辺が２０μｍ以上のものを結晶と定義している。また、白濁の判定基準、結晶化促進度合いの判定基準についても、図８に示すものと同様である。
【００５８】
図１０に示すように、白濁は光照射時間が長いサンプルＳ６，Ｓ７にて検出されており、この場合においても同様に白濁の発生にはある程度以上の刺激付与時間の経過が必要であることが判る。これに対し、３日後の結晶化促進度合は、サンプルＳ３において２判定、サンプルＳ４において１判定となっている。すなわちこの場合においても図８に示す例と同様に、刺激付与時間との関連において結晶化促進度合は白濁の発生とは直接的な対応関係にはなく、白濁発生の前に刺激の付与を停止した方が、却って結晶化の促進度合いが良好であることが判る。すなわち、目視や光学的検知によって検出される白濁は、蛋白質結晶が成長したことを示す変化ではなく、結晶化に到る確率が高い結晶核を有効に生成させるには、白濁が発生する刺激付与時間の経過より前に刺激付与を停止すればよい。例えば図１０に示す実験例では、白濁が目視できる刺激付与時間の１／４程度の時間に刺激付与時間を設定することによって、良好な結晶化促進効果が得られることを示している。
【００５９】
上記説明したように、実施の形態１，２においては、蛋白質溶液を含む液体を収納した複数の容器２のうちの特定の容器２Ａ内の液体に対する結晶化促進のための刺激の付与を開始した後、他の容器２内の液体に対して刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、特定の容器２Ａ内の液体の変化を監視する過程において結晶化に関連して液体に生じる変化が検出されたならば、全ての容器２内の液体に対する刺激の付与を停止するようにしている。これにより、刺激付与時間の異なる液体を収納した複数の容器２、容器１０２が結晶化条件選別のためのサンプルとして準備される。
【００６０】
そしてこれらのサンプルを所定条件下で保管しこれら複数の容器２内の混合液中に生成された結晶核を成長させて蛋白質結晶を作製することにより、結晶化促進のための至適な刺激付与時間を見出すことが可能となる。したがって大量のサンプルを対象として試行錯誤的に結晶化条件を探ることを余儀なくされた従来技術と比較して、確度の高い蛋白質結晶化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を作製することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明の蛋白質溶液の処理装置および蛋白質結晶の作製方法は、確度の高い蛋白質結晶
化条件に効率よく到達して蛋白質結晶を作製することができるという効果を有し、生化学分野などにおいて蛋白質の３次元立体構造解析に先立って行われる蛋白質結晶化処理において有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図
【図２】本発明の実施の形態１の蛋白質結晶の作製方法の工程説明図
【図３】本発明の実施の形態１の蛋白質結晶の作製方法における刺激付与工程のフロー図
【図４】本発明の実施の形態１における結晶核の生成条件を示すフロー図
【図５】本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図
【図６】本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図
【図７】本発明の実施の形態１の蛋白質溶液の処理装置の構成を示すブロック図
【図８】本発明の実施の形態１における結晶化促進度合いの判定のために行われた試験結果の説明図
【図９】本発明の実施の形態２の蛋白質結晶の作製方法の工程説明図
【図１０】本発明の実施の形態２における結晶化促進度合いの判定のために行われた試験結果の説明図
【符号の説明】
【００６３】
１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ 蛋白質溶液の処理装置
２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ，２Ｄ，２Ｅ 容器
３ 混合液
３ａ 蛋白質溶液
３ｂ 結晶化溶液
３ｃ，３ｄ 液体
４Ａ，４Ｂ，４Ｃ，４Ｄ，４Ｅ 容器保持部
５Ａ，５Ｂ，５Ｃ，５Ｄ，５Ｅ 加振器
６ 白濁検出センサ
１０ 蛋白質結晶
１４ 容器収納部
１６ 容器加振部
１８ 加振器
２０ 容器移載機構
３０ 容器保持部
３２ 光源部
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ，３２Ｄ，３２Ｅ 光源部
３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ，３３Ｄ，３３Ｅ シャッタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蛋白質結晶の作製において蛋白質溶液に結晶核を生成するための所定の処理を行う蛋白質溶液の処理装置であって、
前記蛋白質溶液を含む液体を収納した溶液を複数個保持可能な容器保持部と、
前記容器保持部に保持された前記容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激を付与する刺激付与手段と、
前記刺激付与手段による刺激の付与を、前記複数の容器のうち特定の容器から開始させ、この後他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段と、
前記複数の容器のうち特定の容器における前記液体の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての前記複数の容器について容器内の液体に対する刺激の付与を停止させる刺激付与停止手段とを備えたことを特徴とする蛋白質溶液の処理装置。
【請求項２】
前記刺激付与停止手段は、前記特定の容器を対象として前記液体の変化を検出する検出手段の検出結果に基づいて、前記刺激の付与を停止させることを特徴とする請求項１記載の蛋白質溶液の処理装置。
【請求項３】
前記刺激付与停止手段は、特定の容器を観察する作業者が前記液体の変化を検出することにより行う所定の操作入力に基づいて、前記刺激の付与を停止させることを特徴とする請求項１記載の蛋白質溶液の処理装置。
【請求項４】
蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、
前記蛋白質溶液および結晶化溶液を含む液体を収納した複数の容器を準備し、
前記複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、
前記特定の容器内の前記液体に対しする刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、
前記特定の容器内の液体の変化を監視する過程において前記変化が検出されたならば、全ての前記容器内の液体に対する前記刺激の付与を停止し、
前記刺激を付与された複数の容器内の前記液体を所定条件下で保管することにより、前記複数の容器内の前記液体中に生成された結晶核を成長させて前記蛋白質結晶を作製することを特徴とする蛋白質結晶の作製方法。
【請求項５】
蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、
前記蛋白質溶液を含む液体を収納した複数の容器を準備し、
前記複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、
前記特定の容器内の前記液体に対する刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、
前記特定の容器内の前記液体の変化を監視する過程において前記変化が検出されたならば、全ての前記容器内の液体に対する前記刺激の付与を停止し、
前記刺激を付与された複数の容器内の前記液体を結晶化溶液を含む液体と混合した混合液を所定条件下で保管することにより、前記複数の容器内の前記混合液中に生成された結晶核を成長させて前記蛋白質結晶を作製することを特徴とする蛋白質結晶の作製方法。
【請求項６】
前記刺激が、光または機械的な振動のいずれかもしくはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の蛋白質結晶の作製方法。
【請求項７】
前記変化が前記液体の白濁であり、この白濁を光学的に検出することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の蛋白質結晶の作製方法。
【請求項１】
蛋白質結晶の作製において蛋白質溶液に結晶核を生成するための所定の処理を行う蛋白質溶液の処理装置であって、
前記蛋白質溶液を含む液体を収納した溶液を複数個保持可能な容器保持部と、
前記容器保持部に保持された前記容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激を付与する刺激付与手段と、
前記刺激付与手段による刺激の付与を、前記複数の容器のうち特定の容器から開始させ、この後他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始させる刺激付与開始手段と、
前記複数の容器のうち特定の容器における前記液体の変化を検出した検出結果に基づいて、全ての前記複数の容器について容器内の液体に対する刺激の付与を停止させる刺激付与停止手段とを備えたことを特徴とする蛋白質溶液の処理装置。
【請求項２】
前記刺激付与停止手段は、前記特定の容器を対象として前記液体の変化を検出する検出手段の検出結果に基づいて、前記刺激の付与を停止させることを特徴とする請求項１記載の蛋白質溶液の処理装置。
【請求項３】
前記刺激付与停止手段は、特定の容器を観察する作業者が前記液体の変化を検出することにより行う所定の操作入力に基づいて、前記刺激の付与を停止させることを特徴とする請求項１記載の蛋白質溶液の処理装置。
【請求項４】
蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、
前記蛋白質溶液および結晶化溶液を含む液体を収納した複数の容器を準備し、
前記複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、
前記特定の容器内の前記液体に対しする刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、
前記特定の容器内の液体の変化を監視する過程において前記変化が検出されたならば、全ての前記容器内の液体に対する前記刺激の付与を停止し、
前記刺激を付与された複数の容器内の前記液体を所定条件下で保管することにより、前記複数の容器内の前記液体中に生成された結晶核を成長させて前記蛋白質結晶を作製することを特徴とする蛋白質結晶の作製方法。
【請求項５】
蛋白質溶液に所定の処理を行うことにより生成された結晶核を成長させて蛋白質の結晶を作製する蛋白質結晶の作製方法であって、
前記蛋白質溶液を含む液体を収納した複数の容器を準備し、
前記複数の容器のうちの特定の容器内の液体に対して結晶核の生成を促進するための刺激の付与を開始し、
前記特定の容器内の前記液体に対する刺激の付与を開始した後、他の容器内の液体に対して前記刺激の付与を所定の時間間隔を置いて順次開始し、
前記特定の容器内の前記液体の変化を監視する過程において前記変化が検出されたならば、全ての前記容器内の液体に対する前記刺激の付与を停止し、
前記刺激を付与された複数の容器内の前記液体を結晶化溶液を含む液体と混合した混合液を所定条件下で保管することにより、前記複数の容器内の前記混合液中に生成された結晶核を成長させて前記蛋白質結晶を作製することを特徴とする蛋白質結晶の作製方法。
【請求項６】
前記刺激が、光または機械的な振動のいずれかもしくはこれらの組み合わせであることを特徴とする請求項４または５のいずれかに記載の蛋白質結晶の作製方法。
【請求項７】
前記変化が前記液体の白濁であり、この白濁を光学的に検出することを特徴とする請求項４乃至６のいずれかに記載の蛋白質結晶の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−３０８１１（Ｐ２０１０−３０８１１Ａ）
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１９２９７１（Ｐ２００８−１９２９７１）
【出願日】平成２０年７月２８日（２００８．７．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１２日（２０１０．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年７月２８日（２００８．７．２８）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]