微流体装置为蛋白结晶专家排忧解难

        一种新型蛋白结晶微流体装置，使得用户能用动力学特征筛选来替代以前的化学条件筛选，以便能获得发生原位衍射的高质量结晶。

        长久以来，蛋白质结晶与其说是一门科学，倒不如说更像是一门艺术。何种条件下它会形成一个大型的高质量结晶？要做这样的精确预测几乎是不可能的，因此，结晶专家们通常会根据他们的经验，对几千种不同的条件进行筛选。“由于射线技术和计算水平的提高，我们已经非常擅长采集数据和解析晶体结构了，然而，在实际中要获得理想的结晶仍然很困难，”来自加拿大不列颠哥伦比亚大学的Carl  Hansen教授这样评价。

        Hansen曾是斯坦福大学Stephen  Quake领导的研究小组的成员，在开发蛋白结晶专家所需要的微流体方法这一领域无疑是一名领导者。Quake的研究小组目前已经能非常成功地使得筛选过程变为小型化和自动化，大幅度地减少了所需蛋白质的数量，同时也允许更多的筛选条件得以平行进行检测。那些不得不使用大型结构管道的公司，比如制约公司，对这些革新技术非常欢迎，大都引进了由Quake实验室所开发出的商业性TOPAZ系统。

        在近期出版的《美国化学学会会刊》上，有关文章介绍了Quake的研究小组这方面的新进展：他们以自由界面扩散(FID)为基础研制了一种微流体装置，使用了所谓的动力学优化法来替代以前使用的化学条件变化法，从而建立了一种有别于传统的替代方法，来解决晶体化筛选问题。“在这种装置上，化学条件是完全不变的；我们这里是控制混合率和脱水率，在一定的化学空间内筛选出不同的曲线来，”Hansen解释说。不同长度的液体管道，可对蛋白质和沉淀剂的混合率进行控制；这些管道与薄片上的每个FID结晶化小室进行连接。这些结晶化小室通过一个能调控水合作用的通透性二甲基硅氧烷聚合物膜(PDMS)，与一个液体池分隔开来。

        另外，这一装置为蛋白结晶专家提供了一种非常实用的特征。在薄片上的PDMS薄膜内生长的晶体，能被冲刷出该装置，直接积聚起来用于衍射研究，那些需要直接处理的事情在这里就变得没有必要了。高通量结构问题能通过原位的衍射数据得以解决。“在所有其它的结晶化程序中，有个关键的问题总是有疑问的，那就是：你几乎始终无法判断，在末尾采集过程中遭到破坏的是否是一个好的结晶，或者从形成的开始阶段它就是一个坏的结晶，”  Hansen说。现在这一具有重要价值的新装置，能够为蛋白结晶专家节省很多时间，更不用说还解决了那些令人头痛的问题了。

        注：夏雨译自2006年4月号的《自然-方法学》，版权为英国NPG出版集团所有。更多信息请访问：http://www.natureasia.com/ch/naturemethods (责任编辑：泉水)

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