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蛋白質結晶技術發展的艱難歷程

科學家們研究蛋白質結晶技術花費了很長時間。1988年諾貝爾化學獎被授予三位德國科學家，原因是三個人通力合作，在世界上解析了一種膜蛋白——菌光合反應中心的高分辨率三維結構，它拉開了膜蛋白結構生物學的序幕，在生物學界影響非常大。之后，科學家們在基因組學和蛋白質組學領域不斷取得新進展，可以作為潛在靶向的蛋白質的數量呈指數級增加，然而這些方法獲得有用晶體的成功率不足20%。

2011年，英國帝國理工學院和薩里大學的科學家們使用一種“分子印跡聚合物（MIPs）”的材料，研發出了一種更有效的制造蛋白質晶體的方法。但是這種方法在結晶條件成分復雜，包含高鹽，，寬泛的酸堿區間等條件下，容易造成MIPs對蛋白質的印記作用失效。科研不斷深入，技術不斷迭代，目前，應用為廣泛的晶體制備方法當屬規模篩選，比如高通量蛋白質結晶篩選，即從成百上千個溶液條件中篩選出適合結晶的條件。據相關數據顯示，目前的高通量蛋白質結晶篩選的成功率僅為15.6%，嚴重制約了蛋白質結晶技術在結構生物學領域的應用和發展。缺乏、廣譜的蛋白晶體制備技術是目前結構生物學研究中的技術瓶頸。

近期，由深圳先進技術研究院喻學鋒研究員課題組研發的一種蛋白質結晶篩選添加劑——人工晶種混懸液打破了技術桎梏。新法的應用，能夠讓蛋白質晶體的結晶更簡便，更科學，更完整。

蛋白結晶板方法

本發明涉及一種蛋白質結晶板,包括結晶板主體部分,以及在結晶板主體上以陣列形式分布的儲槽單元,每一所述儲槽單元具有一面板,在所述一面板中間位置形成一凹槽,所述凹槽底部為第二面板，在所述第二面板中間位置或靠近一側的位置凹入形成一儲槽,所述一儲槽至少一側的第二面形成有至少一個滴液槽,所述一面板與第二面板通過連接部連接,所述結晶板主體部分在其四周具有支撐部.本發明還涉及一種利用上述結晶板進行蛋白質結晶的方法。

蛋白結晶板

首先探索了基于SU-8負性光刻膠的雙層芯片模具制作工藝,另外,為了在微流控芯片中形成均勻分散的蛋白液滴,我們對基于PDMS(聚二硅氧烷)的微流控芯片的表面性質進行了研究,分別觀察和評價了不同鍵合方法所制作液滴型PDMS微流控芯片應用于制備油包水和水包油兩種液滴分散體系的效果;實驗結果顯示熱擴散鍵合方法適用于制作油包水型PDMS液滴型微流控芯片,而等離子鍵合方法制作的PDMS芯片適于形成水包油型的液滴分散體系。為了實現芯片中樣品液滴的有效操控和分配,我們在微流控芯片中集成了空氣閥結構。