게시 및 게시 날짜 : 2012/05/07

microdroplets를 사용하여 하나의 단백질 바카라 사이트 주소 만 얻는 방법

-발생하는 단바카라 사이트 주소의 수를 줄이기위한 테크니크-

포인트

  • 작은 방울을 사용하여 단일 크리스탈 만 하나 또는 별도로 만 독신을 생성하는 기술
  • 단백질 생성에 적합한 마이크로 로플렛의 치수는 단백질의 유형에 따라 계산 될 수 있습니다
  • 다양한 단백질의 간단한 3D 구조 분석에서 약물 발달 등에 대한 예상 기여

요약

바카라 커뮤니티 (Chairman Nomaguchi Yutaka) (hereinafter referred to as "AIST") Production Measurement Technology Research Center [Research Center Director Sakamoto Mitsuru] Biochemical Analysis Solutions Team Miyazaki Masaya Head of the Research Team and Yamashita Kenichi Chief Investigators have developed a technology to obtain only one single crystal, targeting proteins and other substances

이 기술은 액 적이 작아지면 내부 액체가 움직일 가능성이 줄어들고 외부 공간에서와 같이 미세 해소에서 동작과 비슷해진다는 사실에 중점을두고 개발되었습니다 액체가 쉽게 움직이지 않는 상태에서, 재료는 액체에 의해 운반되지 않을 것이다간단한 확산에 의해서만 이동하는 것으로 간주 될 수 있습니다 지금까지 미세 해소가 없으면 불가능하다고 생각되었습니다확산 제어이 기술에 의해 달성 될 수 있습니다 또한, 적절한 액적 크기는이 기술을 사용하여 바카라 사이트 주소화에 고유 한 현상을 포함하는 이론적 방정식을 사용하여 계산할 수 있습니다 이 기술은 단백질 구조 구조를보다 쉽게 ​​분석하고 이전에 바카라 사이트 주소화하기 어려웠던 단백질 형태 구조의 분석 경로를 열어서 분자 수준에서 수명 현상을 이해하고 약물 개발과 같은 산업 응용 분야에 기여할 것으로 예상됩니다

이 결과는 2012 년 3 월 21 일입니다화학 통신잡지에 온라인으로 게시 됨

기존 방법을 사용한 단결정의 형성 과이 기술의 차이의 다이어그램
그림 1 : 기존 방법 (배치 방법) 과이 기술을 사용하여 단바카라 사이트 주소 형성의 차이
이 기술에서, 마이크로 로플릿의 크기가 감소함에 따라, 액적 당 생성 된 바카라 사이트 주소의 수는 감소합니다
마진의 숫자는 마이크로 드로플렛의 볼륨입니다 (단위는 나노 리터 (NL))

개발의 사회적 배경

바카라 사이트 주소 구조 분석을 통해 단백질의 3 차원 구조를 아는 것은 구조 생물학에서 가장 효과적인 수단 중 하나이며, 분자 수준의 수명 현상을 이해하는 것부터 제약 개발과 같은 산업 응용에 이르기까지 광범위한 분야에서 기본적인 지식입니다 최근 몇 년,Silent Light장비의 개발, 심지어 작은 바카라 사이트 주소조차도 바카라 사이트 주소 구조에 대해 분석 할 수 있습니다 반면에, 다수의 단바카라 사이트 주소의 조합이나 밀도가 붙어있는 것과 같은 바카라 사이트 주소이 겹칠 때 분석을 수행 할 수 없다는 문제는 해결되지 않았다 다시 말해, 큰 단바카라 사이트 주소을 만드는 것보다 하나만 또는 서로 분리 된 단바카라 사이트 주소을 얻는 것이 더욱 중요 해지고 있습니다

우주 환경을 사용하여 단바카라 사이트 주소을 만들기위한 연구가 수행되었습니다 미세 중력 하에서, 액체는이다밀도 차이 대류발생하지 않으므로 액적 내부Marangoni 대류9918_10106

연구 기록

바카라 사이트 주소는 미세 유체 기술을 사용하여 다양한 연구 및 개발을 수행해 왔으며,이 중 하나는 마이크로 드로플렛을 연구하고 있습니다 미세 유체 기술은 원하는 크기의 높은 균일 성과 대량의 액 적을 허용합니다 마이크로 로플릿은 독특한 내부 유체 거동을 나타내는 것으로 알려져 있습니다 즉, 강한 표면 장력으로 인해 내부 흐름은 밀도 차이에 의해 구동되는 대류보다는 Marangoni 대류에 의해 지배됩니다 이 기사에서, 우리는 지상에있는 마이크로 로플렛의 내부 유체 거동이 미세 중력 하에서 액 적의 내부 유체 거동 (필연적으로 "마이크로")의 내부 유체 거동과 유사하다는 사실에 초점을 맞추고, 마이크로 로플렛을 사용하여 결정 성장에 대한 연구를 수행했다 동시에, 우리는 또한 물방울의 크기를 계산하여 내부에서 하나의 결정 만 자랄 방법에 대한 연구를 수행했습니다

이 연구 개발은 일본 과학 기술 기관의 전략적 창조적 인 연구 촉진 프로젝트 (CREST) ​​연구 분야의 일환으로 "나노 과학을 기반으로 혁신적인 제조 기술 생성"과 연구 주제 "마이크로 공간 분야를 사용한 나노 입자의 초대성 합성"의 일환으로 수행되었습니다

연구 컨텐츠

이번에는 microdroplets의 준비가 그림 2Microreactor사용되었습니다 이 마이크로 반응기는 세 가지 유형의 용액 (단백질 용액, 침전물 용액 및 불소 오일)을 마이크로 로플렛으로 결합한 칩 부분을 저장하고 마이크로 로플릿을 저장합니다모세관부품으로 구성됩니다 이 미세 반응기를 사용하여, 소마틴이라는 수백 개의 마이크로 드로플렛의 진정한 구형 단백질, 각각 직경이 130, 200, 360 및 500 μm 인 각각의 모세관 부분에서 제조되었다 이 모세관 부분 만 제거하고 양쪽 끝을 밀봉 한 다음 4 ° C의 환경에 배치했습니다 몇 시간 후, 각 액적의 바카라 사이트 주소 성장이 확인되었다 (도 1) 액 적의 액 적당에서 360 μm 미만의 액 적당 당 대략 1 개의 바카라 사이트 주소이 생성되었다 (표 1) 이들 바카라 사이트 주소 성장에 대한 상세한 분석에 따르면 360 μm 미만의 액 적에서, 하나의 방울에서 단 하나의 바카라 사이트 주소만이 생성되었고, 바카라 사이트 주소 성장은 확산 제어에 있었다

마이크로 로플레드 준비를위한 미세 반응기 사진
그림 2 마이크로 로플렛 준비를위한 미세 반응기 사진


표 1 : 다양한 크기의 마이크로 액적에서 생성 된 바카라 사이트 주소 수
바카라 사이트 주소 수는 "평균 ± 표준 편차"로 표현됩니다
다양한 크기의 마이크로 로플렛에서 생성 된 결정 수

두 점에 기초하여, 내부 대류가 억제되고 용해 된 단백질은 단순한 확산에 의해서만 전달되고, 하나의 바카라 사이트 주소은 하나의 액적에 나타나고, 하나의 바카라 사이트 주소은 바카라 사이트 주소을 형성하기 위해 확산 속도 제어에서 성장하고, 이론적 연구를 수행하고, 계산 공식을 얻기 위해 적절한 액적 크기를 얻었다 이 이론적 연구는 수정이 액적의 중심에서 발생한다고 가정한다Fick 's First Law를 사용하여 만들어졌으며,이를 해결하기 위해 상기 결과를 기반으로 한 대략적인 방정식이 도입되었습니다 결과는 특정 크기보다 작은 액 적에서 하나의 단바카라 사이트 주소이 하나의 액적에서 자랍니다 그 크기rC(반경)는 다음 방정식으로 표현됩니다

드로 드롭 크기 계산 다이어그램

여기,Q| 바카라 사이트 주소 성장으로 인해 단백질이 용액으로부터 감소하는 속도;C0단백질의 초기 농도입니다d단백질의 확산 계수입니다 이 공식은 단백질에 국한되지 않지만, 바카라 사이트 주소화 될 물질의 바카라 사이트 주소화에 필요한 확산 계수, 초기 농도 및 거친 시간이 알려진 한 일반적인 용어로 적용될 수있다

소 마틴에 대한 바카라 사이트 주소 성장 실험 조건 이이 방정식으로 대체되었을 때, 결과는 일반적으로 표 1에 표시된 결과와 일치했지만, 엄격히 말하면, 계산 된 크기는 실제 바카라 사이트 주소 성장과 가정의 차이로 인해 실험 데이터보다 약간 큽니다

이 기술을 사용한 단바카라 사이트 주소 제조에서, 하나의 바카라 사이트 주소 핵이 먼저 생성되는 농도 구배가 발생하고, 바카라 사이트 주소이 성장함에 따라, 단백질 농도는 바카라 사이트 주소의 주변에서 감소하여 제어 된 농도 구배를 초래한다USUSUATURATED해결 된 것으로 생각됩니다 반대로, 상기 크기를 초과하는 액 적에서, 높은 농도의 단백질이 성장하는 바카라 사이트 주소으로부터 거리에서 유지되어, 제 2 바카라 사이트 주소 핵이 생성되고 바카라 사이트 주소 성장이 가능할 가능성을 초래한다

미래 계획

앞으로, 다양한 단백질이 바카라 사이트 주소화 될 것이며, 특히 바늘과 같은 바카라 사이트 주소이되는 단백질은 기존의 방법으로는 어려운 단백질이 될 것입니다 또한, 모세관의 마이크로 액 적에서 단바카라 사이트 주소이 얻어지기 때문에, X- 선 회절 측정은 바카라 사이트 주소을 그대로 제거하지 않고 수행 될 수있다 이러한 측정은 실제로 수행된다

또한,이 기술은 바카라 사이트 주소의 성장 공정을 제어하는 ​​것인데, 이는 하나의 바카라 사이트 주소 만 생성 할 수 있지만, 어떤 종류의 바카라 사이트 주소 핵 형성 제어 기술과 결합 될 때, 바카라 사이트 주소은 계산 된 값에 가까운 크기의 액 적을 사용하여 바카라 사이트 주소을 얻을 수 있으며, 목표는 이러한 기술로 융합에 의해 품질을 향상시키는 것입니다

문의

국립 선진 산업 과학 기술 연구소 독립 행정 기관
생화학 분석 솔루션 팀의 생산 측정 기술 연구 센터
연구 팀 책임자 Miyazaki Masaya 이메일 : MMiyazaki * 바카라 사이트 주소gojp ( @로 변경하고 보내주세요)
최고 연구원 Yamashita Kenichi 이메일 : Yamashita-Kenichi * 바카라 사이트 주소gojp ( @로 변경하고 보내주세요)

터미널 설명

◆ 간단한 확산
자발적으로 퍼지고 퍼지는 현상입니다[참조로 돌아 가기]
◆ 확산 제어
분자 및 원자와 같은 물질의 움직임이 현상의 전체 속도를 바카라 사이트 주소하는 상태 이 연구는 단백질 이동 속도가 바카라 사이트 주소의 성장률을 지배한다는 것을 보여줍니다 Antonym은 "표면 반응 속도 제한"이며,이 연구에 적용되는 경우, 충분한 양의 단백질이 바카라 사이트 주소 표면 근처에 위치하는 비율이지만 바카라 사이트 주소에 통합되는 속도는 바카라 사이트 주소의 성장 속도를 바카라 사이트 주소합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Silent Light
싱크로트론 방사선으로 인한 전자기파를 나타냅니다 이것은 전자가 빛의 속도로 가속 될 때 생성 된 전자기파 (싱크로트론 방사선)입니다 바카라 사이트 주소 구조 분석의 경우, X- 레이에 해당하는 파장을 갖는 싱크로트론 방사선이 사용된다[참조로 돌아 가기]
◆ 밀도 차이 대류
중력 환경에서 무거운 물체 (고밀도)는 아래쪽으로 이동하려고 시도하고 밝은 물체 (낮은 밀도)는 위쪽으로 움직이려고 노력합니다 그러한 움직임이 발생할 때의 흐름을 나타냅니다 미세 중력 하에서,이 밀도 차이 대류는 발생하지 않습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Marangoni 대류
이 흐름은 위치에 따라 표면 장력이 변할 때 발생하며 온도가 균일하면 인터페이스에서 발생합니다 미세 중력 하에서 대류는 밀도 차이에 의해 구동되지 않으므로 마랑 고니 대류 만 가능합니다[참조로 돌아 가기]
◆ Microreactor
약 1mm 이하의 얇은 흐름 경로를 통해 액체를 보내면서 화학 반응을 수행하는 반응기에 대한 일반적인 용어 흐름은 층류로, 온도 제어 및 화학 반응 제어를 갖는 층류입니다 또한, 다양한 유동 경로, 밸브 및 분석적 감지 메커니즘과 같은 기계적 구조와 통합하여 필요한 구성 요소는 단일 기판에 결합되며,Lab-on-A-Chip(칩 위의 실험실) "라고 불립니다[참조로 돌아 가기]
◆ Capillary
길쭉한 원통형 튜브의 일반적인 용어 미세 반응기를 구성하는 구조 중 좁은 흐름 경로 만 사용하려면 모세관을 대체물로 사용할 수 있습니다[참조로 돌아 가기]
◆ Fick 's First Law
그것은 Fick이 제안한 확산 규칙 중 하나이며 농도가 변하지 않을 때 적용됩니다 이 연구에서 우리는 바카라 사이트 주소 성장의 시작을 제외 하고이 법이 근사 될 수 있다고 가정했다[참조로 돌아 가기]
◆ 매우 포화 된
용액이 원래 용해도 위에 용질을 함유하는 조건 바카라 사이트 주소화 동안, 어떤 이유로, 과포화 용액에서 바카라 사이트 주소 핵이 생성되고, 용질은 바카라 사이트 주소 핵과 결합되어 바카라 사이트 주소이 성장하게된다[참조로 돌아 가기]