(57)【要約】【課題】分子の適切な結晶化条件を決定するためにアレイ微結晶化を行う方法を提供する。【解決手段】微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化物は、結晶化させる分子を含むドロップを含んでおり、該ドロップは１μＬ未満の容量を有している工程、該微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納する工程、及び、該ドロップ中の分子結晶形成を検出する工程、を含む方法。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
分子の適切な結晶化条件を決定するためにアレイ微結晶化を行う方法であって、  微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化物は、アレイ内に変化した組成を有する母液溶液及び結晶化させる分子を含むドロップを含んでおり、該ドロップは１μＬ未満の容量を有している工程、
該微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納する工程、及び、
該ドロップ中の分子結晶形成を検出する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記分子が高分子である、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記分子がタンパク質である、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記高分子が少なくとも５００ダルトンの分子量を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記ドロップが約７５０ｎＬ未満の容量を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記ドロップが約５００ｎＬ未満
の容量を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記ドロップが約２５０ｎＬ未満の容量を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記ドロップが約１ｎＬ〜７５０ｎＬの容量を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ドロップが約１ｎＬ〜５００ｎＬの容量を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記ドロップが約１ｎＬ〜２５０ｎＬの容量を有している、請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記ウェルが、約５００μＬ未満の母液溶液を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１２】
前記ウェルが、約２５０μＬ未満の母液溶液を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記ウェルが、前記アレイ内で変化する少なくとも４つの成分を有する母液溶液を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１４】
前記ウェルが、前記アレイ内で変化する少なくとも５つの成分を有する母液溶液を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１５】
前記アレイが、９６よりも多い微結晶化物を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記アレイが、１９２よりも多い微結晶化物を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１７】
前記微結晶化物アレイを形成する工程が、４８をこえるストック溶液を使用して、前記アレイ内で使用される母液溶液を形成する工程を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１８】
前記微結晶化物アレイを形成する工程が、９６をこえるストック溶液を使用して、前記アレイ内で使用される母液溶液を形成する工程を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項１９】
前記微結晶化物アレイを形成する工程が、１９２をこえるストック溶液を使用して、前記アレイ内で使用される母液溶液を形成する工程を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項２０】
前記微結晶化物アレイを形成する工程が、約２５ｎＬ未満の容量範囲内にあるドロップを形成する工程を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項２１】
前記微結晶化物アレイを形成する工程が、約２０ｎＬ未満の容量範囲内にあるドロップを形成する工程を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項２２】
前記微結晶化物アレイを形成する工程が、約１５ｎＬ未満の容量範囲内にあるドロップを形成する工程を含んでいる、請求項１に記載の方法。
【請求項２３】
分子の適切な結晶化条件を決定するためにアレイ微結晶化を行う方法であって、
微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化物は、アレイ内に変化した組成を有する母液溶液及び結晶化させる分子を含むハンギングドロップを含んでおり、該ドロップは１μＬ未満の容量を有している工程、
該微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納する工程、及び、
該ドロップ中の分子結晶形成を検出する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２４】
分子の適切な結晶化条件を決定するためにアレイ微結晶化を行う方法であって、
微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化物は、アレイ内に変化した組成を有する母液溶液及び結晶化させる分子を含むシッティングドロップを含んでおり、該ドロップは１μＬ未満の容量を有している工程、
該微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納する工程、及び、
該ドロップ中の分子結晶形成を検出する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
分子の適切な結晶化条件を決定するためにアレイ微結晶化を行う方法であって、
第一の微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化物は、アレイ内に変化した組成を有する母液溶液及び結晶化させる分子を含むドロップを含んでおり、該ドロップは１μＬ未満の容量を有している工程、
該第一の微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納する工程、
該ドロップ中の分子結晶形成を検出する工程、
第二の微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化物は、結晶化させる分子、及び、アレイ内に変化した組成を有し、かつ、分子結晶が検出された第一のアレイで使用した１以上の母液溶液に基づく母液溶液を含むドロップを含んでいる工程、
該第二の微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納する工程、及び、
該ドロップ中の分子結晶形成を検出する工程、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２６】
前記ドロップがハンギングドロップである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記ドロップがシッティングドロップである、請求項２５に記載の方法。
【請求項２８】
前記第二のアレイ内に形成したドロップが１μＬ未満の容量を有している、請求項２５に記載の方法。
【請求項２９】
分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化においてμＬ以下のドロップを形成する装置であって、
マルチウェルプレートが位置することが可能なプラットホーム、
母液ドロップステーションであって、マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去り、かつ、μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内にあるマルチウェルプレートのドロップ領域へ送達することができるステーション、及び、
分子ドロップステーションであって、結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、ドロップ領域へ送達することができるステーション、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項３０】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、約２０ｎＬ未満の容量範囲内にある、μＬ以下の容量を送達することができる、請求項２９に記載の装置。
【請求項３１】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、約１５ｎＬ未満の容量範囲内にある、μＬ以下の容量を送達することができる、請求項２９に記載の装置。
【請求項３２】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、圧電バルブ又はソレノイドバルブを含んでいる、請求項２９に記載の装置。
【請求項３３】
分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化における使用において、μＬ以下のハンギングドロップをカバースリップ上に形成する装置であって、
マルチウェルプレートが位置することが可能なプラットホーム、
複数のカバースリップが位置することが可能なカバースリップステーション、
母液ドロップステーションであって、マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去り、かつ、μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、複数のカバースリップへ送達することができるステーション、及び、
分子ドロップステーションであって、結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、該複数のカバースリップへ送達することができるステーション、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項３４】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、約２０ｎＬ未満の容量範囲内にある、μＬ以下の容量を送達することができる、請求項３３に記載の装置。
【請求項３５】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、約１５ｎＬ未満の容量範囲内にある、μＬ以下の容量を送達することができる、請求項３３に記載の装置。
【請求項３６】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、μＬ以下の容量を、少なくとも４つのカバースリップへ一時に送達することができる、請求項３３に記載の装置。
【請求項３７】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、μＬ以下の容量を、少なくとも８つのカバースリップへ一時に送達することができる、請求項３３に記載の装置。
【請求項３８】
分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化において、μＬ以下のドロップを形成する装置であって、
マルチウェルプレートが位置することが可能なプラットホーム、
母液ドロップステーションであって、マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去り、かつ、μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、マルチウェルプレート上のシッティングドロップ領域へ送達することができるステーション、及び、
分子ドロップステーションであって、結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、該シッティングドロップ領域へ送達することができるステーション、
を含むことを特徴とする装置。
【請求項３９】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、約２０ｎＬ未満の容量範囲内にある、μＬ以下の容量を送達することができる、請求項３８に記載の装置。
【請求項４０】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、約１５ｎＬ未満の容量範囲内にある、μＬ以下の容量を送達することができる、請求項３８に記載の装置。
【請求項４１】
前記母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションが、それぞれ、約１０ｎＬ未満の容量範囲内にある、μＬ以下の容量を送達することができる、請求項３８に記載の装置。
【請求項４２】
分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化における使用のために、μＬ以下のドロップを形成する方法であって、
アレイ内に変化した組成を有する母液溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、複数のドロップ領域に送達する工程、及び、
該複数のドロップ領域に、結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で送達する工程、
を含み、各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量の総量が１μＬ未満であることを特徴とする方法。
【請求項４３】
前記各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量が約７５０ｎＬ未満である、請求項４２に記載の方法。
【請求項４４】
前記各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量が約５００ｎＬ未満である、請求項４２に記載の方法。
【請求項４５】
前記各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量が約２５０ｎＬ未満である、請求項４２に記載の方法。
【請求項４６】
前記各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量が約１ｎＬ〜７５０ｎＬである、請求項４２に記載の方法。
【請求項４７】
前記各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量が約１ｎＬ〜５００ｎＬである、請求項４２に記載の方法。
【請求項４８】
前記各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量が約１ｎＬ〜２５０ｎＬである、請求項４２に記載の方法。
【請求項４９】
前記各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量が約２０ｎＬ未満の容量範囲内にある、請求項４２に記載の方法。
【請求項５０】
前記各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量が約１５ｎＬ未満の容量範囲内にある、請求項４２に記載の方法。
【請求項５１】
分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化における使用のために、μＬ以下のハンギングドロップをカバースリップ上に形成する方法であって、
複数のカバースリップを取る工程、
マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去る工程、
μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、該複数のカバースリップへ送達する工程、及び、
結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、該複数のカバースリップへ送達する工程、
を含み、各カバースリップに送達されるμＬ以下の容量の総量が１μＬ未満であることを特徴とする方法。
【請求項５２】
分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化における使用のために、μＬ以下のシッティングドロップを形成する方法であって、
複数の領域を含むマルチウェルプレートを取る工程であって、各領域がシッティングドロップ領域、及び、該マルチウェルプレートの領域内で組成が変化する母液溶液を含むウェルを含んでいる工程、
μＬ以下の容量の母液溶液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、ウェルからシッティングドロップ領域へ送達する工程、及び、
結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、該シッティングドロップ領域へ送達する工程、
を含み、各シッティングドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量の総量が１μＬ未満であることを特徴とする方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の属する技術分野
本発明は、分子を結晶化する方法及び装置、より詳細には、分子、特に高分子、例えばタンパク質の結晶化を自動化する方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
ゲノミクス分野における急速な進歩は、ヒト及びその他の生物のゲノムに関する地図作製、配列決定及び分析による遺伝子情報のデータベースの爆発的な成長を提供した。特定の疾患、例えば癌になりやすい人の同定にとって決定的な多数の遺伝子が発見され、それらの生物学的機能が in vitro 及び／又は in vivo で評価されてきた。最近、ゲノミクスの新しい分野である機能的ゲノミクスが開発された。これは、ゲノム解析に由来する情報及び試薬を使用し、かつ、種々の生物、例えば酵母において遺伝子を発現させることにより、遺伝子機能の広範囲なゲノム分析を行うことを含んでいる。機能的ゲノミクスは、高スループットスクリーニング技術、例えば特定の遺伝子に対するＤＮＡオリゴヌクレオチドチップ又は高密度マイクロアレイを使用することにより、発現パターンに関する重要な情報を生み出す。細胞中の標的遺伝子により発現したタンパク質とその他の高分子との相互作用のネットワークについての理解は、効率的なスクリーニング法、例えば酵母ハイブリッド系などを使用することにより、前例のない速度で拡大している。
【０００３】
これらのゲノムプロジェクトの最終目的の１つは、疾患遺伝子により発現するタンパク質に対しての有効な治療法の開発である。薬剤の発見及び開発のための種々の方法の中で、構造に基づく（structure-based）薬剤開発は、計算技術の急速な進歩により、最も重要なアプローチの１つになっている。タンパク質の詳細な三次元構造についての理解は、合理的な薬剤デザイン及び研究所での開発を援助するだけでなく、コンピュータ支援ドッキング（docking）分析の使用による高スループット薬剤スクリーニングにおける十分に定義された標的を提供する。
【０００４】
高スループット様式におけるタンパク質構造の高解像度解析は、一連のゲノミクス及び薬剤開発において主要なボトルネックを提供する。タンパク質の高解像度構造は、Ｘ線結晶法により、最近では、小タンパク質又はペプチドに対する強磁界ＮＭＲ装置における多次元ＮＭＲ分光法を使用することにより解析される。
Ｘ線結晶法用の種々の方法が開発されてきている。これらの方法には、自由界面拡散法（Salemme, F.R. (1972) Arch. Biochem. Biophys. 151:533-539）、ハンギングドロップ又はシッティングドロップにおける蒸気拡散法（McPherson, A.(1982) Preparation and Analysis of Protein Crystals, John Wiley and Son, New York, pp82-127）及び液体透析（Bailey, K. (1940) Nature 145:934-935）が含まれる。
【０００５】
現在、ハンギングドロップ法が、溶液からの高分子結晶、特にタンパク質結晶を成長させるために最も一般的に用いられている方法である。一般的には、タンパク質溶液を含むドロップでカバースリップ上に斑点を付け（spot）、高濃度の沈殿剤を有するリザーバーを含む封止されたチャンバー中に吊す。時間がたつと、ドロップ中の溶液は、ドロップからの水蒸気の拡散によりリザーバーと平衡になる。これにより、ドロップ内のタンパク質濃度がゆっくりと増加し、次には、タンパク質の沈殿又は結晶化が起こる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
高い回折品質の結晶を成長させる方法は時間がかかり、複数の溶液変数、例えばｐＨ、温度、イオン強度並びに塩、有機添加物及び界面活性剤の特定の濃度などについての試行錯誤の実験を含んでいる。更に、高度に精製されたタンパク質の量は通常制限されるので、これらの溶液条件における多次元の試験は、非現実的であり、労働集約的であり、かつ費用がかかるものである。
【０００７】
幾つかの自動化結晶化システムが、ハンギングドロップ法に基づいて開発された（例えば、Cox, M.J. 及び Weber, P.C. (1987), J. Appl. Cryst. 20:366 及び Ward, K.B.ら (1988) J. Crystal Growth 90:325-339）。タンパク質及びその他の高分子に対する改善された自動化結晶化システムに対するニーズが存在している。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明の要約
本発明は、分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化を行う方法に関する。分子は、Ｘ線結晶構造が必要とされる分子であろう。高スループット法、例えば本発明の方法の１つにより分子の高解像度構造の決定を使用して、薬剤開発を促進することができる。結晶化させる分子は、分子の結晶化形態が必要とされる分子であってもよい。例えば、分子の結晶化形態を作成すること及び分子の新規な結晶化形態を同定することが望ましいだろう。ある場合において、分子の特定の結晶化形態は、より生理活性が高く、高速に溶解し、容易に分解しにくく、及び／又は精製しやすいだろう。
【０００９】
分子は一般的には高分子、例えばタンパク質であるが、その他のタイプの高分子であってもよい。分子は、好ましくは少なくとも５００ダルトン、より好ましくは少なくとも１０００ダルトンの分子量を有しているが、低分子量の分子を結晶化させてもよい。
【００１０】
一つの態様において、本発明の方法は、
微結晶化物アレイ（array of microcrystallization）を形成する工程であって、各微結晶化物が、結晶化させる分子及び該アレイ内に変化した組成を有する母液溶液を含むドロップ（drop）を含んでおり、該ドロップは１μＭ未満の容量を有している工程、
該微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納（store）する工程、及び、
該ドロップ中での分子結晶の形成を検出する工程、
を含んでいる。
【００１１】
一つのバリエーションにおいて、本発明の方法は、
微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化が、該アレイ内に変化した組成を有する母液溶液を含むウェル及び結晶化させる分子を含むドロップを含んでおり、該ドロップは１μＬ未満の容量を有している工程、
該微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納する工程、及び、
該ドロップ中での分子結晶の形成を検出する工程、
を含んでいる。
【００１２】
別のバリエーションにおいて、本発明の方法は、
微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化が、該アレイ内に変化した組成を有する母液溶液を含むウェル及び結晶化させる分子を含むドロップを含むカバースリップを含んでおり、該ドロップは１μＬ未満の容量を有している工程、
該微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納する工程、及び、
該ドロップ中での分子結晶の形成を検出する工程、
を含んでいる。
【００１３】
更に別のバリエーションにおいて、本発明の方法は、
微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化が、該アレイ内に変化した組成を有する母液溶液を含むウェル及び結晶化させる分子を含むドロップを含むシッティングドロップ領域を含んでおり、該ドロップは１μＬ未満の容量を有している工程、
該微結晶化物アレイを、該アレイ内のドロップ中で分子結晶を形成させるのに適切な条件下で格納する工程、及び、
該ドロップ中での分子結晶の形成を検出する工程、
を含んでいる。
【００１４】
前記の方法のいずれにおいても、結晶化させる分子を含むドロップの容量は、約１μＬ未満、好ましくは約７５０ｎＬ未満、より好ましくは約５００ｎＬ未満、特に好ましくは約２５０ｎＬ未満である。一つのバリエーションにおいて、ドロップの容量は１ｎＬ〜１０００ｎＬ、好ましくは１ｎＬ〜７５０ｎＬ、より好ましくは１ｎＬ〜５００ｎＬであり、更に好ましくは１ｎＬ〜２５０ｎＬであり、特に好ましくは１０ｎＬ〜２５０ｎＬである。
【００１５】
更に本発明は、分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化を行うためのプレートに関する。一つの態様にしたがうと、本発明のプレートは、母液溶液を保持するための少なくとも３６のウェルを含み、各ウェルは、約５００μＬ未満、好ましくは約４００μＬ未満、より好ましくは約３００μＬ未満、適宜約２５０μＬ未満のリザーバー容量を有している。使用するウェルの容量範囲は、２５μＬ〜５００μＬ及び２５μＬ〜３００μＬであるが、これに限定されるものではない。一つのバリエーションにおいて、プレートはハンギングドロップ結晶化を行うように設計される。別のバリエーションにおいて、プレートは、シッティングドロップ結晶化を行うように設計され、母液及び隣接するシッティングドロップウェルを含んでいる。
【００１６】
更に本発明は、分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化において使用する、μＬ以下（submicroliter）のドロップを形成する種々の装置に関する。
一つの態様において、本発明の装置は、
マルチウェルプレートが位置することが可能なプラットホーム、
母液ドロップステーションであって、マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去り（remove）、かつ、μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、マルチウェルプレートのドロップ領域へ送達することができるステーション、及び、
分子ドロップステーションであって、結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、ドロップ領域へ送達することができるステーション、
を含んでいる。
【００１７】
別の態様において、本発明の装置は、アレイ微結晶化に使用するカバースリップ上にμＬ以下のハンギングドロップを作成するように設計されており、前記装置は、
マルチウェルプレートが位置することが可能なプラットホーム、
複数のカバースリップが位置することが可能なカバースリップステーション、
母液ドロップステーションであって、前記マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去り、かつ、μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、複数のカバースリップへ送達することができるステーション、及び、
分子ドロップステーションであって、結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、複数のカバースリップへ送達することができるステーション、
を含んでいる。
【００１８】
更に別の態様において、本発明の装置は、アレイ微結晶化に使用するμＬ以下のシッティングドロップを作成するように設計されており、前記装置は、
マルチウェルプレートが位置することが可能なプラットホーム、
母液ドロップステーションであって、前記マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去り、かつ、μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、マルチウェルプレートのドロップ領域へ送達することができるステーション、及び、
分子ドロップステーションであって、結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、前記ドロップ領域へ送達することができるステーション、
を含んでいる。
【００１９】
前記の態様のいずれにもしたがうと、母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションは、それぞれ、μＬ以下の容量を、約２０ｎＬ未満、より好ましくは１５ｎＬ、特に好ましくは１０ｎＬ未満の容量範囲内で、送達することができる。
更に前記の態様のいずれにもしたがうと、μＬ以下のドロップを形成するための装置には、母液ドロップ及び／又は分子ドロップが形成しているか否かを検出するセンサーが含まれていてもよい。
母液ドロップステーション及び分子ドロップステーションは、それぞれ独立して、μＬ以下の容量を、少なくとも４つのカバースリップへ同時に、より好ましくは少なくとも８つのカバースリップへ同時に送達することができる。
【００２０】
更に本発明は、分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化における使用のためのμＬ以下のドロップを形成する方法に関する。一つの態様にしたがうと、本発明の方法は、
マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去る工程、
μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、マルチウェルプレートのドロップ領域へ送達する工程、及び、
結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、２５ｎＬ未満の容量範囲内で、マルチウェルプレートのドロップ領域へ送達する工程、
を含み、各ドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量の総量が１μＬ未満であることを特徴としている。
【００２１】
更に別の態様にしたがうと、本発明の方法は、ハンギングドロップ結晶化法であって、以下の工程、
複数のカバースリップを取る（take）工程、
マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去る工程、
μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、複数のカバースリップへ送達する工程、及び、
結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、該複数のカバースリップへ送達する工程、
を含み、各カバースリップに送達されるμＬ以下の容量の総量が１μＬ未満であることを特徴としている。
【００２２】
更に別の態様にしたがうと、本発明は、シッティングドロップ結晶化法であって、以下の工程、
マルチウェルプレートの複数のウェルから母液を取り去る工程、
μＬ以下の容量の母液を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、マルチウェルプレートのシッティングドロップ領域へ送達する工程、及び、
結晶化させる分子を含む溶液のμＬ以下の容量を、約２５ｎＬ未満の容量範囲内で、該シッティングドロップ領域へ送達する工程、
を含み、各シッティングドロップ領域に送達されるμＬ以下の容量の総量が１μＬ未満であることを特徴としている。
【００２３】
前記の方法態様のいずれにもしたがうと、送達されるμＬ以下の容量の総量は、好ましくは約７５０ｎＬ未満、より好ましくは約５００ｎＬ未満、特に好ましくは約２５０ｎＬ未満である。ドロップ容量は３８０ｐＬという少量であってよいことに注意すべきである。送達される容量は、好ましくは１ｎＬ〜７５０ｎＬ、より好ましくは１ｎＬ〜５００ｎＬであり、更に好ましくは１ｎＬ〜２５０ｎＬであり、特に好ましくは１０ｎＬ〜２５０ｎＬの範囲である。
【００２４】
前記の装置及び方法の態様のいずれにもしたがうと、送達される容量の精度は、好ましくは約２５ｎＬ未満、より好ましくは２０ｎＬ未満、更に好ましくは１５ｎＬ未満、特に好ましくは１０ｎＬ未満である。送達される容量の精度は、３８０ｐＬ〜２５ｎＬ、より好ましくは３８０ｐＬ〜２０ｎＬ、更に好ましくは３８０ｐＬ〜１５ｎＬ、特に好ましくは３８０ｐＬ〜１０ｎＬである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
発明の詳細な説明
本発明は、分子の適切な結晶化条件を決定するためのアレイ微結晶化を行う方法に関する。分子は、好ましくは高分子、例えばタンパク質である。その他のタイプの分子及び高分子を、本発明にしたがい結晶化してもよい。分子は、好ましくは少なくとも５００ダルトン、より好ましくは少なくとも１０００ダルトンの分子量を有しているが、本発明を低分子量の分子に適用することができることに注意すべきである。
【００２６】
本発明の方法は、微結晶化物アレイを形成する工程であって、各微結晶化物が、結晶化させる分子及び該アレイ内に変化した組成を有する母液溶液を含むドロップを含んでおり、該アレイは１μＭ未満の容量を有している工程を含んでいる。微結晶化物アレイは、分子結晶がアレイのドロップ中で形成するのに適切な条件下で格納される。分子結晶の形成はドロップ中で検出される。本明細書に記載されるように、本発明の方法は、ドロップに関連する含むすべての結晶化法（ハンギングドロップ結晶化法及びシッティングドロップ結晶化法を含むが、これらに限定されるものではない）において用いることができる。シッティングドロップ結晶化法の例は、米国特許第５，０９６，６７６号（McPhersonら）及び第５，４１９，２７８号（Carter）に提供されている。
【００２７】
本発明の重要な特徴は、小容量のドロップを利用することである。例えば、結晶化させる分子を含むドロップの容量は、約１μｌＬ未満、好ましくは約７５０ｎＬ未満、より好ましくは約５００ｎＬ未満、特に好ましくは約２５０ｎＬ未満である。一つのバリエーションにおいて、ドロップの容量は１ｎＬ〜１０００ｎＬ、好ましくは１ｎＬ〜７５０ｎＬ、より好ましくは１ｎＬ〜５００ｎＬ、更に好ましくは１ｎＬ〜２５０ｎＬであり、特に好ましくは１０ｎＬ〜２５０ｎＬである。
【００２８】
本願出願人は、結晶化速度はドロップの容量に依存し、小容量のドロップを使用したときに結晶が早く形成すると考えている。結果として、本発明で用いる、より小容量のドロップを使用することより、結晶をより高速に形成することができる。このことは、結晶化条件を決定するための方法のスループット速度を有意に増加させる。
【００２９】
理論に束縛されるものではないが、小容量のドロップは大容量のドロップよりも早く平衡化し、これが結晶のより早い形成を引き起こすものと考えられる。平衡化速度は、ドロップの蒸発速度とドロップの容量との間の関係に関連すると考えられる。一方、ドロップの蒸発速度はドロップの表面積に依存する。ドロップの表面積は、ドロップの容量に対して直線的に減少しない。結果として、小容量のドロップの２０倍の容量を有する大きなドロップ（例えば、１μＬ対５０ｎＬ）は、小さいドロップの表面積の２０倍よりも有意に小さい表面積を有するだろう。ドロップの容量を減少させることにより、ドロップの蒸発速度（表面積依存性）とドロップの容量との間の関係を改善し、平衡化及び結晶形成を促進することができる。
【００３０】
本発明の更なる利点は、ドロップの小容量が、少ない分子を使用して各結晶化試験を行うことを許容することである。結果として、同量の分子を用いて多数の結晶化試験を行うことができる。結晶化させる分子を得ることが困難であるとき及び首尾よく分子を結晶化させるために多数の結晶化試験が必要とされるとき、このことは大きな意義を有する。
【００３１】
結晶化させる分子を生成しかつ精製することはしばしば困難である。タンパク質の結晶化の場合、大きさが１μＬよりも大きいドロップを使用した４８回の結晶化試験を行うのに十分なタンパク質を生成しかつ精製するためには、１〜２週間の研究室作業が必要となる。ドロップの容量を減少させ、これにより、１回の結晶化試験に使用する分子の量を減少させることにより、実行することができる結晶化試験の回数を有意に増加させることが可能になる。結果として、分子の結晶化試験に対するよりコンビナトリアルなショットガンアプローチをとることが可能になる。なぜなら、分子の使用法（usage）を保存する圧力が減少するからである。対照的に、本発明のμリットル以下のドロップ容量の使用の前には、利用可能な分子の不足により、１回に行うことができる試験の数を最小化する必要性が存在していた。
【００３２】
ドロップの容量を減少させることにより、アレイ中で行うことができる微小結晶化の数が増加する。アレイ内の微小結晶化の数は、典型的には４８よりも多く、好ましくは９６よりも多く、より好ましくは１４４よりも多く、特に好ましくは１９２よりも多い。アレイ内の微小結晶化の数は、２８８又は３８４をこえることができる。例えば、４８０の微小結晶化を含むアレイを調製する装置が本明細書中に記載される。
【００３３】
アレイ中で行うことができる微小結晶化の数を増加させることは、多数の異なるストック溶液を、アレイ中で使用する母液溶液を形成するために使用することを許容する。例えば、微小結晶化物のアレイを形成する工程には、アレイ中で使用する母液溶液を形成するために４８のストック溶液を使用する工程を含めることができる。適宜、９６をこえる、好ましくは１４４をこえる、最も好ましくは１９２をこえる異なるストック溶液を使用されるだろう。ストック溶液の数は２８８又は３４４をこえることができることに注意すべきである。例えば、本命最初に記載される装置は４８０の異なるストック溶液を使用している。
【００３４】
小容量の母液を、ウェル中で使用してもよい。ウェル中で使用する母液の容量は、好ましくは約５００μＬ未満であり、好ましくは約４００μＬ未満であり、より好ましくは約３００μＬ未満であり、適宜約２５０μＬ未満である。使用する母液の容量の範囲は、２５μＬ〜５００μＬ及び２５μＬ〜３００μＬであるが、これに限定されるものではない。この点について、微小結晶化物のアレイを形成する工程には、容量が約５００μＬ未満、好ましくは約４００μＬ未満、より好ましくは約３００μＬ未満のウェルを複数含むプレート中で微小結晶化物を形成する工程が含まれるだろう。
【００３５】
小容量の母液の使用は、マルチウェルプレート中のウェルを小さくし、これにより、単位面積あたりのマルチウェル中により多くのウェルを位置づけることを許容する。例えば、約５００μＬ未満のウェル容量を有する４８ウェルプレートは、タンパク質結晶化を行うために典型的に使用される２４ウェルプレートと同様のフットプリント（footprint）を有している。更に、母液容量の減少を、プレートの大きさを小さくするために用いてもよい。
小さいドロップ容量を利用することにより、同量の分子を使用して、有意に多い数の結晶化試験を行うことができる。結果として、多数の結晶化試験を行うことが可能になり、このことは組成物中の母液溶液をより後半に変化させることを許容する。このことは、母液溶液を、アレイ内で変化する１、２、３、４、５、６又はそれより多い数の成分から形成することを許容する。
【００３６】
本発明の方法にしたがうと、微小結晶化物のアレイは、１以上のマルチウェルプレートから形成される。各プレートは、好ましくは少なくとも２４のウェル、より好ましくは少なくとも３６のウェル、特に好ましくは少なくとも４８のウェルを有している。少量の母液を利用することにより、同一サイズのプレートにより多くのウェルを含ませることを許容する小さいウェルを使用することができる。
【００３７】
本発明にしたがうと、結晶形成を検出する工程には、形成した結晶（針状、立方体状等）、結晶の大きさ及び結晶構造の品質を特徴付ける工程を含めることができる。結晶を特徴付ける工程は、手動により、又はドロップのイメージを撮影し、ドロップ内に含まれる結晶構造について当該イメージを分析することにより行うことができる。
本発明の方法には、結晶を検出する母液溶液の組成を同定する工程及び追加の結晶化試験を行い、結晶を検出する母液の組成（formulation）を更に変化させる工程を含めることができる。
【００３８】
図１は、結晶化試験を行うための結晶化システム１０を示している。結晶化システム１０は、以下に述べる種々のステーション１２に分割することができる。結晶化システム１０が動作している間、マルチウェルプレートはプレートトラック１４に位置づけられる。運搬アセンブリ（transport assembly）（示さず）は、マルチウェルプレートをプレートトラック１４に沿って種々のステーション１２に移動させる。
【００３９】
結晶化システム１０には、種々のステーション１２と電気通信する処理装置１６が含まれる。結晶化システム１０に使用するために適切な処理装置１６には、ＰＣ及びコンピュータワークステーションが含まれるが、これらに限定されるものではない。処理装置１６には、各ステーション及び運搬アセンブリの動作を制御するための工程管理ロジック（process control logic）が含まれる。オペレーターは、１以上のユーザーインターフェースを使用して、工程管理ロジックと相互作用、工程管理ロジックを解放（disengage）及び／又は工程管理ロジックを変化させることができる。適切なユーザーインターフェースには、コンピュータモニタ、キーボード、マウス及びトラックボールが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００４０】
結晶化システム１０が動作している間、運搬アセンブリは、マルチウェルプレートを、それぞれが特定の機能を発揮するステーション１２を通り越して移動させる。例えば、結晶化システム１０には、プレートローディング（loading）ステーション１８が含まれ、ここではマルチウェルプレートがプレートトラック１４へ連続的にロードされる。更に結晶化システム１０は、マルチウェルプレート上のバーコードを読み取ることができるバーコード読み取りステーションを含んでいる。更に結晶化システム１０は、シーリング手段（sealing medium）ステーション２２を含んでいる。シーリング手段ステーション２２は、シーリング手段をマルチウェルプレートへ適用するために使用することができる。具体的には、シーリング手段は、各マルチウェルプレート中に定義される液体受け入れウェル（liquid receiving well）の上端に適用することができる。シーリング手段は、各ウェルの上端とウェルカバー（一般にはカバースリップと呼ばれる）との間のシール形成に役立つ。カバースリップは、結晶化システム１０の後段のステーションにおいて、各ウェルの上に位置づけられる。更に結晶化システム１０は、プレートカバー除去ステーション２４を含んでいる。プレートカバー除去ステーション２４では、プレートカバー４４はマルチウェルプレートに送達されるか、又はマルチウェルプレートから取り去られる。
【００４１】
更に結晶化システム１０は、母液送達ステーション２６を含んでいる。母液送達ステーションでは、母液をマルチウェルプレート中に定義されたウェルへ送達する。異なる母液を異なるウェルに送達することができ、又は、同一の母液を１以上のウェルに送達することができる。更に、母液を、単一のマルチウェルプレートの一部のウェルに送達し、残りのウェルは空のままにしておくこともできる。
【００４２】
更に結晶化システム１０は、ドロップ形成ステーション２８を含んでいる。ドロップ形成ステーションでは、種々のウェルに由来する母液を使用して、ウェル上に位置しているカバースリップの複数に１以上のドロップを形成する。更にドロップ形成ステーション２８は、結晶化させる分子を含有する溶液をカバースリップへ添加する。母液及び結晶化させる分子を含有するドロップがカバースリップに形成すると、カバースリップは、１以上のドロップがカバースリップからウェルへ垂れ下がるように、各ウェルを覆うように位置づけられる。
【００４３】
ドロップ形成ステーションは、種々のウェルに由来する母液及び結晶化させる分子を含む溶液をシッティングドロップ領域へ送達することにより、マルチウェルプレートのシッティングドロップ領域中でのシッティングドロップの形成に容易に適合させることができる。
【００４４】
更に結晶化システム１０は、プレートカバー送達ステーション２９を含んでいる。プレートカバー送達ステーションでは、プレートカバー４４を各マルチウェルプレートに位置づけることができる。次いでマルチウェルプレートは、プレートアンローディング（unloading）ステーション３０に運搬することができる。プレートアンローディングステーションでは、マルチウェルプレートをプレートトラック１４から取り外し、格納することができる。
【００４５】
図１に示される結晶化システム１０は、単一のプレートトラック１４の周囲に位置づけられる種々のステーション１２を有しているけれども、種々のステーション１２を１以上のサブシステム（適宜、サブシステム自体のトラックを有する）に分割することができることに注意すべきである。更に、多数のステーション１２が適宜結晶化システム１０に含まれていてもよく、又は取り除かれていてもよいことに注意すべきである。更にステーション１２を、図１に示される配列以外の配列で位置づけることができる。例えば、プレートカバー除去ステーション２４は、バーコード読み取りステーション２０の前に位置づけることができる。更に、本明細書に記載される機能の幾つかを単一のステーションで行うこともできる。例えば、プレートカバー送達ステーション２９は、ドロップ形成ステーション２８又はプレートアンローディングステーション３０と一体のものとして形成することができる。
【００４６】
前記のステーション１２は、単一のシステム中に含めるか、又は、独立した異なるサブシステム中に含めることができる。例えば、トレイローディングステーション、バーコード読み取りステーション２０、シーリング手段ステーション２２及び母液送達ステーション２６を、単一の母液送達システム３１に含ませることができ、又は、ドロップ形成ステーション２８及びプレートアンローディングステーション３０を、独立したドロップ形成ステーション３２中に含めることもできる。更に、特定のステーションに関連する機能は、結晶化システム１０の動作の間に行う必要がない。例えば、母液は、マルチウェルプレートを結晶化システム１０へ入れる前に、外部装置によりマルチウェルプレートのウェルへ送達することができる。そのような場合、既に母液を含んでいるマルチウェルプレートが母液送達ステーション２６に到達するとき、母液送達ステーション２６は、母液をウェルに送達しないように動作することができる。
【００４７】
例えば図１に示される結晶化システム１０を介してマルチウェルプレートを処理することにより微小結晶化物アレイを調製した後、微小結晶化物アレイ内のドロップを、結晶の形成について観察することができる。特定のウェルのドロップ中に結晶が形成するとき、ドロップ中の結晶の品質を、種々の特徴、例えば形状、大きさ又は結晶形成時間について等級付けすることができる。各ウェル中で使用する母液が異なるとき、結晶の等級を比較して、どの母液が最も望ましい結晶と関連しているかを決定することができる。したがって、各ウェルは、その他の結晶化実験の結果と比較することができる結果を生じる異なる結晶化実験として役立つ。
【００４８】
結晶化試験には、特定の分子の結晶化に使用する母液の組成を最適化するために、幾つかの結晶化実験の結果を比較する工程が含まれる。図２は、結晶化試験を行うための技術を示している。粗スクリーニングは、試験の初期段階で行われる。図２において、粗スクリーニングに関連する結晶化試験は、ＣＳ1、ＣＳ2及びＣＳ3と標識された、３つの異なるアレイ内の複数のボックスセットとして示される。各アレイでは、母液組成の２つの変数を、示されるように各アレイに関してｘ及びｙ軸にそって漸増的に変化させる。例えば、ＣＳ1において、幾つかの結晶化実験が行われ、そこでは、ｐＨを間隔２で２〜８に変化させ、（ＮＨ４）2ＳＯ4の％を２０％間隔で２０〜８０％に変化させる。
【００４９】
粗スクリーニングにおける結晶化実験を分析して、最良の結晶を与える（結晶が形成しない場合は、最良の結晶様沈殿物を与えるもの）１以上の結晶化実験を選択する。有望な結晶又は結晶様沈殿物を生成するものとして選択された粗スクリーニング実験は、図２において黒色のボックスとして示される。次いで、粗スクリーニングにより選択された結晶化実験について緻密スクリーニングを行う。
【００５０】
緻密スクリーニング結晶化実験は、図２においてＦＳ1として標識されるように、粗スクリーニングにより選択された結晶化実験において使用された母液組成に基づいて結晶化物アレイを設計することにより行われる。緻密スクリーニング結晶化物アレイにおいて使用される母液の組成は、粗スクリーニングにより選択された実験において使用した母液の組成にわずかな変化を作成することにより選択される。例えば、粗スクリーニングにおいて使用した母液が２〜８のｐＨを有し、選択された結晶化の母液が４．０のｐＨを有している場合、緻密スクリーニング実験において使用する母液は３．４〜４．６のｐＨを有するだろう。更に、約４のｐＨを有する母液周辺のアレイに集中することにより、緻密スクリーニングＦＳ1における値の漸増的変化を減少させることができる。例えば、図２に示す粗スクリーニングＣＳ2の間のｐＨの漸増的変化は２．０である。一方、図２に示す緻密スクリーニングの間のｐＨの漸増的変化は０．４である。
【００５１】
緻密スクリーニングにおける各結晶化実験において形成した結晶を、最良の結晶又は結晶様沈殿物を与える１以上の結晶化実験を選択するために分析する。緻密スクリーニング実験で選択された結晶化実験は、図２において×印を有するボックスとして示される。緻密スクリーニングの間に形成した結晶が十分に高品質である場合、実験において形成した結晶を分離し、分離した結晶についてＸ線回折を行い、分子の結晶構造を解明するだろう。代替として、選択された緻密スクリーニング実験において使用した母液を使用して、更に結晶を成長させてもよい。しかしながら、緻密スクリーニングの間に形成した結晶が十分な品質でない場合、選択された緻密スクリーニング実験において使用した母液を追加の緻密スクリーニングの出発点として採用することにより、母液を更に最適化することができる。図２は、緻密スクリーニング結晶化実験の内、ＦＳ2と標識される第２のアレイを示している。緻密スクリーニング実験を選択し、選択された実験に基づいてより緻密スクリーニングを行う、この反復性の工程を、結晶の調製における使用のために母液が同定されるまで繰り返すことができることに注意すべきである。
【００５２】
本発明の微小結晶化法及び装置を使用して、１μＬよりも大きいドロップの大きさを有する可能性のあった従来の母液のラージセットを分析するために、図２に関して記載される粗スクリーニングアレイ実験を行ってもよい。緻密スクリーニングアレイ実験を、本発明の微小結晶化法及び装置を使用して行うか、又は、ドロップの大きさが１μＬよりも大きくなる場合に行ってもよい。
【００５３】
図３Ａは、ハンギングドロップアレイ微小結晶化を行うために本発明の方法及び装置と共に使用されるマルチウェルプレート３４の平面図を示している。図示されるように、マルチウェルプレート３４は、６列（カラム）及び８行に並んでいるウェル３８を定義する支持構造３６を含んでいる。図３Ａは、ウェル３８をトータルで４８有するマルチウェルプレート３４を示しているが、マルチウェルプレート３４は異なる数のウェル３８を含むことができる。
【００５４】
図３Ｂは、図３Ａに示すマルチウェルプレート３４の側面図を提供している。各ウェル３８は、支持構造３６の上部へ伸張する上端４０を含んでいる。好ましくは、上端４０は、シーリング手段、例えばグリスの層を上端４０に適用することができるのに十分な幅を有している。好ましくは、支持構造３６は、あるマルチウェルプレート３４が、隣接するマルチウェルプレート３４のウェル内容物に干渉することなしに、マルチウェルプレート３４が互いにその上部で積み重なることを許容するように幾何学性を有している。
【００５５】
図３Ｃは、シッティングドロップアレイ微小結晶化を行うために本発明の方法及び装置と共に使用されるマルチウェルプレート３４の平面図を示している。図示されるように、マルチウェルプレート３４は、６列及び８行に並んでいる４８のウェル３８を定義する支持構造３６を含んでいる。ウェル３８を４８つ有するマルチウェルプレート３４が示されるが、マルチウェルプレート３４は異なる数のウェル３８を含むことができる。ウェル領域４１は、シッティングドロップ領域４２に隣接している。シッティングドロップ領域４２は、ウェル３８内に中心的に位置するように示されているが、シッティングドロップ領域４２はウェル３８の一端（one side）に位置づけることができる。
【００５６】
図３Ｄは、図３Ｃに示されるマルチウェルプレート３４の側面図を提供する。シッティングドロップ領域４２は、ウェル３８の底面から上方へ伸張している。切断図により示されるように、シッティングドロップ領域４２は、凹所（recess）を含むことができる。凹所では、シッティングドロップを形成することができる。各ウェル３８は、支持構造３６の上部に伸張する上端４０を含んでいる。上端４０は、シーリング手段、例えばグリスの層を上端４０に適用することができるのに十分な幅を有している。好ましくは、支持構造３６は、あるマルチウェルプレート３４が、隣接するマルチウェルプレート３４のウェル３８の内容物に干渉することなしに、マルチウェルプレート３４が互いにその上部で積み重なることを許容するように幾何学性を有している。
【００５７】
プレートカバー４４は、図３Ｅに示されるように、各マルチウェルプレート３４の上に位置づけられることができる。プレートカバー４４は、カバーがウェル３８の上端４０に載る（rest on）ように設計される。図３Ｅに示されるように、インサート４６は、インサート４６がウェル３８の上端４０に載るように、プレートカバー４４とマルチウェルプレート３４との間に位置づけることができる。インサート４６は、カバー４４から取り去ることができるものであるか、又は、プレートカバー４４に永久的に付着しているものであることができる。インサート４６は、ウェル３８からの蒸発を減少させるために、インサート４６がインサート４６とウェル３８の上端４０との間にシールを提供するように、可とう性材料から形成することができる。インサート４６について適切な材料には、ソフトラバー及びその他のガスケット材料が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００５８】
図３Ａに示されるように、マルチウェルプレート３４は、支持構造３６上に形成されたバーコード４８を含むことができる。更にマルチウェルプレート３４は、バーコードステッカーを受け入れるための大きさに作られた表面５０を含むことができる。代替として、バーコードをプレートカバー４４上に形成し、当該プレートカバー４４はバーコードステッカーを受け入れるための大きさに作られた表面を含むことができる。マルチウェルプレート３４又はプレートカバー４４がバーコードステッカーを受け入れるための表面を含むとき、バーコードステッカーは、好ましくはマルチウェルプレート３４から取り外し可能であり、そのため異なるバーコードを単一のマルチウェルプレートに固定することができる。後述するように、バーコードは、マルチウェルプレート３４及び／又はマルチウェルプレート３４の内容物をシステム管理ロジックに対して同定するために使用することができる。
【００５９】
図４Ａ〜４Ｊは、図１に示す母液送達システム３１の種々のステーション１２の態様を示している。図４Ａ及び４Ｂは、マルチウェルプレート３４をプレートトラック１４に連続的にロードするプレートローディングステーション１８を示している。図４Ａはプレートトラック１４を横断的に見たプレートローディングステーション１８の側面図であり、図４Ｂはプレートトラック１４の縦軸を見下ろしたプレートローディングステーション１８の側面図である。プレートローディングステーション１８は、プレートトラック１４上に位置するタワー５２を含み、そのためプレートトラック１４はタワー５２の底部から外側に伸張している。タワー５２は、別のマルチウェルプレート３４の上部に配置されたマルチウェルプレート３４からなるスタック（stack）を受け入れる大きさに作られたシュート（chute）５４を含んでいる。
【００６０】
更にプレートローディングステーション１８は、スタックの底部のマルチウェルプレート３４をプレートトラック１４へ下降させることを保証することができるプレート下降装置（示さず）を含んでいる。重力の作用により、新しいマルチウェルプレート３４は、プレートトラック１４へ下降したマルチウェルプレート３４の位置へ移動する。プレートタワー５２とプレートトラック１４との間隔は、図４Ａに示されるように、プレート運搬アセンブリがマルチウェルプレート３４をタワー５２の下から外へ向かってプレートトラック１４へと下方に移動させるのに十分なものである。マルチウェルプレート３４がタワー５２の真下から運搬されると、プレート下降装置は、シュート５４の底部の新しいマルチウェルプレート３４がプレートトラック１４にロードされることを再保証する。プレートローディングステーション１８は幾つかのマルチウェルプレート３４を保持することができ、かつ、各マルチウェルプレート３４をプレートトラック１４へ連続的に位置づけることができるので、母液送達システム３１は、オペレーターが各マルチウェルプレート３４をプレートトラック１４に手動で位置づけることなしに、多数のマルチウェルプレート３４を処理することができる。
【００６１】
プレートローディングステーション１８は、プレート下降装置を逆転動作することにより、プレート３４アンローディング（unloading）ステーションへと容易に適合させることができる。この逆転動作により、タワー５２の真下に位置するマルチウェルプレート３４はプレートトラック１４から上昇し、シュート５４内に格納されるマルチウェルプレート３４のスタックに追加される。
【００６２】
図４Ｃはバーコード読み取りステーション２０を示している。バーコードリーダー５６はプレートトラック１４のそばに位置している。バーコードリーダー５６は、バーコードリーダー５６がプレートトラック１４上のマルチウェルプレート３４のバーコード４８を読み取ることを許容する角度で、プレートトラック１４に向けられている。前述の通り、バーコードはマルチウェルプレート３４上に形成するか、又は、マルチウェルプレート３４上に位置づけられるバーコードステッカーに含めることができる。バーコードリーダー５６はシステム管理ロジックによってモニターされ、各バーコードは特定のマルチウェルプレート３４及び／又は特定のマルチウェルプレート３４の特徴と関連づけられる。適切な特徴には、マルチウェルプレート３４中のウェル３８の数、マルチウェルプレート３４中のウェル３８の容量、マルチウェルプレート３４がプレートカバー４４を含むか否か等が含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００６３】
マルチウェルプレート３４に関する情報をシステム管理ロジックに示すために、マルチウェルプレート３４の特徴は管理的（administratively）に入力されることができる。例えば、ユーザーは、マルチウェルプレート３４上の特定のウェル３８に送達される特定の母液の同定等の特徴を入力することができる。更に、オペレーターが、母液をマルチウェルプレート３４のウェル３８へ送達するための外的な方法を使用する場合、ユーザーはこの方法の使用をシステム管理ロジックに示すことができる。種々の母液がマルチウェルプレート３４のウェル３８内に既に存在しているので、システム管理ロジックは、マルチウェルプレート３４のウェル３８に更なる母液を送達することを回避するために、母液送達ステーションに優先することができる。
【００６４】
マルチウェルプレート３４は母液送達システム３１、ドロップ形成システム３２及び／又は結晶化システムを通って移動するので、マルチウェルプレート３４に関連する特徴は、マルチウェルプレート３４のステータスの変更を反映するために、システム管理ロジックによって適宜修正することができる。例えば、システム管理ロジックは、母液が添加された時刻又はドロップが形成した時刻を書き留める（note）することができる。
【００６５】
図４Ｄはシーリング手段ステーション２２を示している。シーリング手段ステーション２２は、マルチウェルプレート３４がシーリングメンバー６０の下に移動することを許容する高さに、プレートトラック１４上に吊されているシーリングメンバー６０を含んでいる。シーリングメンバー６０は、複数のシーリング手段インジェクター６４を有するシーリング表面６２を含んでいる。各シーリング手段インジェクターは、各マルチウェルプレート３４中のウェル３８に対して同時に配置されるように配置される。シーリング手段インジェクター６４は、シーリング手段ソース６６と水力的に連絡（hydraulic communication）した状態で存在している。したがって、シーリング手段は、シーリング手段ソース６６から、シーリング手段インジェクター６４に隣接するシーリング表面６２の一部へ送達されることができる。
【００６６】
シーリングメンバー６０は、マルチウェルプレート３４中のウェル３８に関連してシーリングメンバー６０を移動させるためのアクチュエータと結びつけることができる。シーリングメンバー６０は、矢印Ａで示されるように、マルチウェルプレート３４の上を垂直的に移動することができる。シーリングメンバー６０は、矢印Ｂで示されるように、マルチウェルプレート３４に対して横方向に移動することもできる。適切なアクチュエータには、空気圧ピストン、水圧ピストン及び電動モーターが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００６７】
シーリング手段ステーション２２の動作において、プレート運搬アセンブリは、マルチウェルプレート３４を、マルチウェルプレート３４中のウェル３８がシーリング手段インジェクター６４の真下に位置づけられる場所へと運搬する。シーリングメンバー６０は、シーリング表面６２がマルチウェルプレート３４中のウェル３８の上端４０と接触するまで下降する。マルチウェルプレート３４中のウェル３８は、シーリングメンバー６０の下降動作の前にシーリング手段インジェクター６４に対して整列しているので、各ウェル３８の上端４０は、シーリング手段インジェクターを取り囲んでいる。シーリング表面６２がウェル３８の上端４０と接触すると、シーリングメンバー６０は横方向に移動する。横方向の移動により、シーリングメンバー６０はウェル３８の端に沿って環状経路（circular path）を追随する。ただし、ウェル３８の外形に依存してその他の経路を使用してもよい。この横方向の移動は、シーリング表面６２に送達されたシーリング手段を、各ウェル３８の上端４０へ移動させる。
【００６８】
各ウェル３８の上端４０に移動させられるシーリング手段の量は、シーリング手段インジェクター６４に隣接するシーリング表面６２に存在するシーリング手段の量に依存する。ウェル３８の上端４０に送達されるシーリング手段の量は、カバースリップとウェル３８の上端４０との間に実質的に気密性のシールを作成するのに十分な量でなければならない。適切なシーリング手段にはグリス及びワセリンが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００６９】
シーリング手段ステーション２２に関して、当該ステーションは、シッティングドロップアレイ結晶化だけでなくハンギングドロップアレイ結晶化についての使用と容易に適合させられるものであることに注意すべきである。各タイプのドロップアレイ結晶化に関して、気密シールは、ウェル３８とカバースリップ又はウェル３８を覆うように位置づけられるその他のカバーメンバー（covering member）との間に形成されなければならない。
【００７０】
図４Ｅは、プレートトラック１４に隣接して位置するプレートカバー４４除去ステーション２４の側面図である。プレートカバー４４除去ステーション２４は、矢印Ａにより示されるように垂直的に動き、かつ、矢印Ｂに示されるように横方向に動くように構成されたキャリッジ（carriage）６８を含んでいる。複数の真空フィッティング（vacuum fitting）７０は、キャリッジ６８と結合されており、かつリリース可能な真空ソースとの空気的に連絡している。適切な真空フィッティングには、カップ形状を有しかつ真空ソースと空気的に連絡している真空ポート（vacuum port）を含んでいるゴム製フィッティングが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００７１】
プレートカバー除去ステーション２４の動作中、プレート運搬アセンブリは、マルチウェルプレート３４をカバー除去ステーション２４の近くの位置へ移動させる。マルチウェルプレート３４がプレートカバー４４を有する場合、キャリッジ６８は、各真空フィッティング７０がマルチウェルプレート３４上に置かれるまで横方向に移動させられる。キャリッジ６８は、真空フィッティング７０の少なくとも一部がプレートカバー４４と接触するまで下降する。真空ソースは、キャリッジ６８に対してプレートカバー４４を固定化するために作動する。キャリッジ６８はその元の高さまで上昇する。キャリッジ６８の垂直方向の動作は、プレートカバー４４をマルチウェルプレート３４から取り去る。次いでキャリッジ６８は、キャリッジ６８がプレートカバー格納コンポーネント７２の上に置かれるまで横方向に移動させられる。キャリッジ６８は、プレートカバー格納コンポーネント７２内へ下降し、真空ソースは、プレートカバー４４をプレートカバー格納コンポーネント７２内へ落とすために離れる（disengage）。最後に、キャリッジ６８は元の位置に戻される。
【００７２】
プレートカバー除去ステーション２４は、プレートカバー除去ステーション２４を逆作動させることにより、プレートカバー送達ステーション２９に適合させることができる。
逆作動により、プレートカバー４４は、プレート２４カバー格納コンポーネント７２から取り出され、次いでマルチウェルプレート３４上に置かれる。結晶化システム１０がプレートカバー除去ステーション２４及びプレートカバー送達ステーション２９を使用するとき、プレートカバー除去ステーション２４とともに使用されるプレートカバー４４は、プレートカバー送達ステーション２９とともに使用されるプレートカバー４４と同一又は異なっていることができる。
【００７３】
図４Ｆは、母液送達ステーション２６の平面図である。当該ステーションにおいて、母液はマルチウェルプレート３４のウェル３８へ送達される。母液送達ステーション２６は、複数の送達シャトル７４を含んでいる。各シャトルは、ブロック支持体７８に沿ってスライドするように構成されている送達ブロック７６を含んでいる。
矢印Ａで示されるように、送達ブロック７６は、ブロックアクチュエータ８０と結び付いて、送達ブロックをプレートトラック１４に対して横方向にスライドさせる。適切なブロックアクチュエータ８０には、空気圧ピストン、水圧ピストン及び電気モーターが含まれるが、これに限定されるものではない。
【００７４】
図４Ｇは、送達ブロック７６の平面図を提供する。複数のルーメン８２が送達ブロック７６を通して伸張している。ルーメン８２は、第一送達グループ８４及び第二送達グループ８６に分けられる。図４Ｈに示されるように、液体インジェクター８８、例えばシリンジは、ルーメン８２のそれぞれに取り外し可能な状態で位置づけられる。各送達グループ８４、８６におけるルーメン８２は、液体インジェクター８８がマルチウェルプレート３４の異なるウェル３８に対して同時に配置されるように送達ブロック７６上に配置される。したがって、各送達グループ８４、８６におけるルーメンの数は、好ましくはマルチウェルプレート３４中のウェル３８の数と等しい。例えば、マルチウェルプレート３４が４８個のウェル３８を含むとき、各送達グループ８４、８６は、好ましくは４８個のルーメン８２を含む。
【００７５】
各液体インジェクター８８は、母液ソースと液体的に連絡（liquid communication）することができる。１以上の液体インジェクター８８が単一の母液ソースと液体的に連絡することができる。しかしながら、各液体インジェクター８８は、好ましくは異なる母液ソースと液体的に連絡している。図４Ｈは、５つの第一送達グループ８４及び５つの第二送達グループ８６（各グループは４８個の液体インジェクター８８を含んでいる）を有する母液送達ステーション２６を示している。したがって、各液体インジェクター８８が異なる母液ソースと液体的に連絡しているとき、４８０の母液ソースが要求される。
【００７６】
図４Ｉは、異なる母液ソース９２を保持する母液ソース格納バンク９０の側面図である。バンク９０は、５列４行に配置されたソースホルダー９４を含んでいる。各ソースホルダー９４は複数の母液ソース９２を保持することができ、バンク９０の内外にスライドして、単一のソースホルダー９４により保持される母液ソース９２への容易なアクセスを提供することができる。各マルチウェルプレート３４が４８個のウェル３８を有するとき、各ソースホルダー９４は、好ましくは１２の異なる母液ソース９２を保持している。したがって、各カラムは４８個の母液ソース９２を含み、各ソースは同一の送達グループ８４、８６に含まれる異なる液体インジェクター８８と液体的に連絡することができる。結果として、母液ソース９２の各カラムは、単一の送達グループ８４、８６に関連付けることができる。母液バンク９０は、プレートトラック１４のいずれかの側に含まれることができる。プレートトラック１４の一方の側に位置づけられた母液ソース９２は、トラックの最も近い側の送達グループ８４、８６と液体的に連絡することができる。一方、プレートトラック１４の反対側に位置づけられた母液ソース９２は、プレートトラック１４の反対側にある送達グループ８４、８６と液体的に連絡することができる。
【００７７】
母液送達ステーション２６の動作中、プレート運搬アセンブリは、マルチウェルプレート３４を特定の１つの送達ブロック７６の真下に移動させる。ブロックアクチュエータ８０は、送達ブロック７６を、特定の送達グループ８４、８６がマルチウェルプレート３４中のウェル３８について整列するように移動させることができる。特定の送達ブロック７６及び特定の送達グループ８４、８６は、オペレーターがマルチウェルプレート３４のウェル３８に送達することを望む母液と関連させることができる。次いで母液は、母液ソース９２から液体インジェクター８８を通して、当該母液について整列したウェル３８へと送達される。母液の各ウェル３８への送達は同時に起こすことができ、好ましくは同容量の母液を各ウェル３８へ送達する。
【００７８】
図４Ｊは、母液を母液ソース９２から液体インジェクター８８を通してマルチウェルプレート３４のウェル３８へ送達するためのシリンジポンプを示している。母液は、母液ソース９２から液体導管９６を経て液体インジェクター８８へ流れる。液体導管９６は、母液ソース９２と液体インジェクター８８との間に位置するシリンジ９８と液体的に連絡している。矢印Ａにて示されるように、シリンジ１００内の容量は機械的に圧縮し、かつ膨張させることができる。第一のピンチバー（pinch bar）１０２は、シリンジ１０４の入口側に位置づけられ、第二のピンチバー１０６はシリンジ１０４の出口側に位置づけられる。第一のピンチバー１０２及び第二のピンチバー１０６は、ロッカーバー１１０と結び付いている。図４Ｊにおいて、ロッカーバー１１０が第一の部位を占有すると、第一のピンチバー１０２は液体導管９６を締め付けてシリンジの入口側を閉めるが、一方、シリンジ１０８の出口側は遮られない。ロッカーバー１１０は第二の部位を占有することができ、この場合、第二のピンチバー１０６は液体導管９６を締め付けてシリンジ１０８の出口側を閉じるが、シリンジ１０８の出口側は遮られない。ロッカーバー１１０は、矢印Ｂで示されるように第一及び第二の部位を自動的に移動することができる。
【００７９】
シリンジポンプの動作中、ロッカーバー１１０は第一の部位を占有し、シリンジ１００内の容量は、液体インジェクター８８からウェル３８へ送達される母液の量により膨張する。シリンジ１０８の出口側の液体導管９６は締め付けられて閉じているので、シリンジ１００内の容量の特定量の膨張は、母液ソース９２からの特定量の引き出しを起こす。ロッカーバー１１０発意で第二の部位に移動し、シリンジ１００内の容量は、液体インジェクター８８を通してウェル３８へと送達される母液の量により圧縮される。シリンジ１０４の入口側の液体導管９６は閉じているので、シリンジ１００内の容量の特定量の圧縮は、特定量が液体インジェクター８８を通して関連するウェル３８へ流れることを引き起こす。
【００８０】
前記の母液送達セクションは例示目的であり、種々の改変が可能である。例えば、母液送達ステーション２６は、５つより多い又はわずか１つの送達シャトル７４を含むことができる。更に、各送達シャトル７４は、２より多い又はわずか１つの送達グループを含むことができる。送達シャトル７４が単一の送達グループを含むとき、ブロックアクチュエータ８０を除去して、送達シャトル７４はプレートトラック１４に対して固定することができる。更に、プレートトラック１４及び送達ブロック７６の動作の組合せを使用して、特定の液体インジェクター８８を特定のウェル３８の上に位置付け、母液をウェル３８へ連続的に送達することもできる。したがって、特定の母液を特定のウェルへ送達することができる。
【００８１】
図５Ａ〜５Ｅは、ドロップ形成システム３２に含まれる種々のステーションを示している。図５Ａ〜５Ｅに関して示されるドロップ形成システム３２は、ハンギングドロップアレイ結晶化に適合していることに注意すべきである。ドロップ形成システム３２は、例えば図３Ｃに示されるように、母液ドロップ及び分子溶液ドロップを、カバースリップとは反対に、マルチウェルプレート３４のシッティングドロップ領域４２上に堆積させることにより、シッティングドロップアレイ結晶化に容易に修正することができる。
【００８２】
図５Ａはドロップ形成ステーション２８の平面図であり、図５Ｂはドロップ形成ステーション２８の側面図である。ドロップ形成ステーション２８は、洗浄溶液が流れる洗浄ベースン（wash basin）１１２を含んでいる。
適切な洗浄溶液には、水が含まれるが、これに限定されるものではない。更にドロップ形成ステーション２８は、結晶化させる分子を含む溶液を格納する１以上の分子溶液ウェル１１６を有する分子溶液格納コンポーネント１１４を含んでいる。ドロップ形成システム３２が動作中でないとき、分子溶液ウェル１１６は、分子溶液を格納するためにキャップをすることができる。分子溶液格納コンポーネント１１４は、分子溶液ウェル１１６内の分子溶液を冷却するために冷蔵することができる。例えば、分子溶液がある分子溶液であるとき、ドロップ形成ステーション２８が動作中又は動作していないときのいずれかであるとき、当該分子溶液を好ましくは３〜４℃に維持する。更にドロップ形成ステーション２８は、シリンジポンプ１１８及びカバースリップ格納用のカバースリップ格納コンポーネント１２０を含んでいる。
【００８３】
更にドロップ形成ステーション２８は、矢印Ａで示されるように垂直方向に移動し、かつ矢印Ｂで示されるように横方向に移動するように構成されたピペットホルダー１２２を含んでいる。ピペットホルダー１２２の横方向の動作範囲は、ピペットホルダー１２２が洗浄ベースン上の部位及びカバースリップホルダー１２４上の部位を含む種々の部位に移動することを許容する。更にドロップ形成ステーション２８は、矢印Ｃで示されるように反転するように構成されたカバースリップホルダー１２４を含んでいる。カバースリップホルダー１２４は、矢印Ｄで示されるように垂直方向に移動することができ、かつ矢印Ｅで示されるように横方向に移動することができる。ピペットホルダー１２２の横方向の動作範囲は、ピペットホルダー１２２が、カバースリップ格納コンポーネント１２０条の部位及びプレートトラック１４条の幾つかの部位を含む種々の部位に移動することを許容する。更にドロップ形成ステーション２８は、分子送達ピペット１２６を含んでいる。分子送達ピペットは、矢印Ｆで示されるように垂直方向に移動し、矢印Ｇで示されるように横方向に移動し、かつ、矢印Ｈで示されるように長軸方向に移動するように構成されている。長軸方向及び横方向の動作範囲は、分子送達ピペット１２６が、各分子溶液ウェル上の部位及びカバースリップホルダー１２４上の複数の部位を含む種々の部位に移動することを許容する。
【００８４】
上記の移動は、ピペットホルダー１２２、カバースリップホルダー１２４及び分子送達ピペット１２６を種々の異なるアクチュエータに結びつけることにより達成することができる。適切なアクチュエータには、空圧ピストン、水圧ピストン及び種々のモーターが含まれるが、これらに限定されるものではない。
【００８５】
図５Ｃは、ピペットホルダー１２２の側面図である。ピペットホルダー１２２はピペット支持フレーム１２８を含んでいる。ピペット支持フレーム１２８は、マルチウェルプレート３４のカラム中のウェル数と同数のピペット１３０を保持している。ピペット１３０は、マルチウェルプレート３４のカラム中のウェル３８間の間隔に近い間隔で保持される。この間隔は、各ピペット１３０がカラム中の異なるウェル３８に対して同時に整列することを許容する。
【００８６】
各ピペット１３０は、バルブ１３２及びバルブ１３２からシリンジポンプ１１８へ伸張する導管１３４を含んでいる。シリンジポンプ１１８を使用して、液体をピペット１３０へ引き出し、かつ液体をピペット１３０の外へ押し流すことができる。バルブ１３２は、ピペット１３０から特定の大きさのドロップを送達するように構成することができる。これらのドロップは、所望の総容量がピペット１３０から送達されるまで、ピペット１３０から送達される。適切なバルブ１３２には、３８０ｐＬという少量のドロップを送達するように構成することができる圧電バルブ及びソレノイドバルブが含まれるが、これらに限定されるものではない。これにより、３８０ｐＬという少量の母液ドロップの生成が許容される。ピペット１３０により送達されるドロップの大きさを更に減少させることは、可能であり、好ましくあり、かつ、本発明の範囲内にあることが意図される。
【００８７】
分子送達ピペット１２６に使用するピペットの配列は、ピペットホルダー１２２内のピペット１３０に使用するピペットの配列と類似している。したがって、分子送達ピペット１２６は、バルブ１３２及びバルブ１３２からシリンジポンプ１１８へ伸張する導管１３４を含んでいる。分子送達ピペット１２６は、３８０ｐＬという少量の分子溶液ドロップを生成することができる。送達するドロップの大きさを更に減少させることは、可能であり、好ましくあり、かつ、本発明の範囲内にあることが意図される。
【００８８】
図５Ｄは、カバースリップホルダー１２４の側面図である。カバースリップホルダー１２４は、マルチウェルプレート３４のカラム中のウェル３８間の間隔に近い間隔でカバースリップを取り外し可能に保持するために形成されている複数のサポートカップ１３８を支持するフレーム１３６を含んでいる。この間隔は、各カバースリップが、マルチウェルプレート３４のカラム中の異なるウェル３８に対して同時に整列することを許容する。
【００８９】
サポートカップ１３８は、カバースリップをサポートカップ１３８に対して所定の位置に固定するためのアタッチメント機構１４０を含むことができる。カバースリップホルダー１２４が反転するとき、アタッチメント機構１４０は、カバースリップを所定の位置に維持するのに役立つ。しかしながら、アタッチメント機構１４０は、所望の時間にカバースリップを遊離することができる。適切なカバースリップホルダー１２４には、サポートカップ１３８中に位置する真空ポートと空気的に連絡する真空ソースが含まれるが、これに限定されるものではない。真空ポートを通して真空吸引することは、カバースリップをカバースリップホルダー１２４上の適切な位置に維持するのに役立つ。しかしながら、カバースリップホルダー１２４が逆転するとき、真空は、真空ソースを解放することにより、又は真空を逆転することにより遊離することができる。真空の遊離により、カバースリップはカバースリップホルダー１２４から遊離する。
【００９０】
図５Ｅは、互いに積み重ねられたカバースリップ１４４を保持する大きさにある複数のマガジン１４２を含むカバースリップ格納コンポーネント１２０の側面図である。マガジン１４２内のカバースリップ１４４の積み重ねは、積み重ねの上部のカバースリップ１４４がマガジン１４２の上部近くに存在するようになるまで、上向きにバイアス（bias）される。マガジン１４２間の間隔は、カバースリップホルダー１２４のサポートカップ１３８間の間隔に近い。この間隔は、各マガジン１４２が、カバースリップホルダー１２４の異なるサポートカップ１３８に対して動じに配列することを許容する。したがって、各マガジン１４２からのカバースリップ１４４は、異なるサポートカップ１３８に対して配列することができる。
【００９１】
図６Ａ〜６Ｉは、マルチウェルプレート３４の各ウェル３８においてハンギングドロップを形成するためにドロップ形成ステーション２８を操作する方法を示している。これらの図面は、タンパク質の結晶化に関して説明されているが、同様の方法をその他のタイプの分子の結晶化に使用することができる。図６Ａは、ドロップ形成ステーション２８が未使用にあるか、又は、ドロップ形成ステーション２８へ運搬されるマルチウェルプレート３４の間にあるときに占有することができる静止ポジションにあるドロップ形成ステーション２８を示している。静止ポジションにおいて、カバースリップ１４４は、プレートトラック１４の一方の側に位置するカバースリップホルダー１２４に付着し、ピペットホルダー１２２は、プレートトラック１４の他方の側に位置している。
【００９２】
図６Ｂは、ドロップ形成のための位置に移動したマルチウェルプレート３４及びピペット１３０のプライム（prime）のために洗浄ベースン上の位置に移動したピペットホルダー１２２を示している。ピペットホルダー１２２は、ピペットチップが洗浄ベースン１１２内の洗浄液内に存在するようになるまで下降する。
洗浄液は洗浄ベースン１１２から吸引され、ピペットホルダー１２２は上昇してピペットチップを洗浄液から取り出す。洗浄液はピペット１３０から排出される。吸引及び排出工程は、適切にプライムされたピペット１３０を達成する必要がある度に繰り返すことができる。
【００９３】
図６Ｃは、プレート３４のウェル３８のカラム上の位置に移動したピペットホルダー１２２を示している。ピペットホルダー１２２は、各ピペットチップがカラム中の異なるウェル３８に対して整列するように位置付けられる。したがって、各ピペット１３０は、特定のウェル３８と関連している。ピペットホルダー１２２は、各ピペットチップが関連ウェル３８中の母液内に位置するようになるまで下降する。母液の一部は、ピペットチップに関連する各ウェル３８から吸引される。アクチュエータはピペット１３０を持ち上げて、ピペットチップをウェル３８から取り出す。吸引された母液の一部は、各ピペット１３０から排出される。排出された母液は、関連ウェル３８へ戻される。
【００９４】
図６Ｄは、カバースリップホルダー１２４上に移動し、各ピペットチップが異なるサポートカップ１３８に対して整列するように位置付けられたピペットホルダー１２２を示している。サポートカップ１３８はカバースリップ１４４を逆さまに保持し、アタッチメント機構１４０はカバースリップ１４４をサポートカップ１３８に対して固定することを保証する。母液の１以上のドロップが、各ピペット１３０から関連するカバースリップ１４４へ排出される。結果として、特定のウェル３８に由来する１以上の母液ドロップが、特定のカバースリップ１４４に送達される。
【００９５】
母液のドロップは、母液の所望の容量が各カバースリップ１４４へ送達されるまでカバースリップ１４４へ排出される。カバースリップ１４４に送達されるドロップの総容量は、厳密に制御される。前述の通り、本発明の特徴は、小さいドロップ容量を使用することを可能にする正確な小容量を送達することができることにある。３８０ｐＬという少容量を送達することができる装置を用いて、容量をきわめて正確に送達することができる。送達される容量の精度は、好ましくは約２５ｎＬ未満、より好ましくは２０ｎＬ未満、更に好ましくは１５ｎＬ未満、特に好ましくは１０ｎＬ未満である。送達される容量の精度は、３８０ｐＬ〜２５ｎＬ、好ましくは３８０ｐＬ〜２０ｎＬ、さらに好ましくは３８０ｐＬ〜１５ｎＬ、特に好ましくは３８０ｐＬ〜１０ｎＬである。
【００９６】
図６Ｅは、図６Ａに示される静止ポジションに戻ったピペットホルダー１２２を示している。分子送達ピペット１２６は、カバースリップ１４４上の位置に移動する。カバースリップ１４４上の位置に移動する前に、分子送達ピペット１２６は特定の分子溶液ウェルへ下降し、分子溶液の容量を吸引する。分子送達ピペット１２６がカバースリップ１４４上の位置に存在すると、分子溶液のドロップは、既にカバースリップ１４４に送達された母液へと送達される。分子溶液のドロップは、所望の容量の分子溶液がカバースリップ１４４上に達成されるまで送達される。送達される容量の精度は、好ましくは約２５ｎＬ未満、より好ましくは２０ｎＬ未満、更に好ましくは１５ｎＬ未満、特に好ましくは１０ｎＬ未満である。送達される容量の精度は、２〜２５ｎＬ、好ましくは２〜２０ｎＬ、さらに好ましくは２〜１５ｎＬ、特に好ましくは２〜１０ｎＬである。
【００９７】
母液ドロップ及びタンパク質ドロップは、いずれの順番で送達してもよい。両方のドロップを送達すると、ドロップは組合わさり、結晶形成について研究するハンギングドロップを形成する。
カバースリップ１４４上にハンギングドロップを形成した後、分子送達ピペット１２６は、ハンギングドロップが各カバースリップ１４４上に形成するまで、次のカバースリップ１４４へと進む。分子送達ピペット１２６は、ハンギングドロップを作成するために使用する分子溶液用のソースであった分子溶液ウェル上の位置に戻される。分子送達ピペット１２６中に残る分子溶液は、分子溶液ウェルへ排出される。
【００９８】
図６Ｆは、図６Ａに示される静止ポジションに戻った分子送達ピペット１２６を示している。更に図６Ｆは、カバースリップホルダー１２４が反転し、マルチウェルプレート３４のウェル３８のカラム上に移動したことを示している。カバースリップホルダー１２４は、各カバースリップ１４４がカラム中の異なるウェル３８に対して整列するように位置付けられる。詳細には、与えられたカバースリップ１４４は、当該与えられたウェル３８上にハンギングドロップを形成するために使用する母液のソースであるウェル３８に対して整列する。
【００９９】
カバースリップホルダー１２４は、カバースリップ１４４が関連ウェル３８の上端４０と接触するまで下降する。ウェル３８の上端４０にあらかじめ適用したシーリング手段は、カバースリップ１４４と関連ウェル３８の上端４０との間にシールの形成を引き起こす。アタッチメント機構１４０は遊離し、カバースリップホルダー１２４は上昇して、各カバースリップ１４４を関連ウェル３８上の適当な位置に残す。図６Ｇに示されるように、ハンギングドロップは、カバースリップ１４４からウェル３８へと垂れ下がる。
【０１００】
図６Ｈは、カバースリップホルダー１２４がカバースリップ格納コンポーネント１２０上の位置に移動したことを示している。カバースリップホルダー１２４は、各サポートカップ１３８がカバースリップ格納コンポーネント１２０中のマガジン１４２に対して整列するように位置付けられる。したがって、各サポートカップ１３８は、各マガジン１４２中のカバースリップ１４４と関連づけられる。カバースリップホルダー１２４は、各サポートカップ１３８が関連づけられたマガジン１４２と接触するまで下降する。アタッチメント機構１４０は、接触したカバースリップ１４４が関連づけられたサポートカップ１３８に対して固定されることを保証する。
【０１０１】
図６Ｉは、カバースリップホルダー１２４が静止ポジションに戻ったことを示している。図６Ｇに関して検討した各マガジン１４２に由来する上部のカバースリップ１４４は、関連づけられたサポートカップ１３８に付着している。
【０１０２】
工程６Ａ〜６Ｉに関して記載した工程は、ウェル３８の単一のカラムの各ウェル３８中に形成するハンギングドロップを生じさせる。これらの工程は、ハンギングドロップがマルチウェルプレート３４の各カラムのウェル３８中に形成されるまで繰り返される。ウェル３８のそれぞれにハンギングドロップが形成すると、マルチウェルプレート３４は次のステーションへ移動させることができる。
【０１０３】
前述の結晶化システム１０は、シッティングドロップの形成にて適合させることができる。この適用は、母液送達ステーション２６及びドロップ形成ステーション２８に対する変化を用いて行うことができる。例えば、母液送達ステーション２６は、例えば図３Ｃに示されるマルチウェルプレート３４などのシッティングドロップアレイ微結晶化を行うために適合したマルチウェルプレート３４のウェル領域４１へ母液を送達するように適合させる。詳細には、母液送達ステーション２６の液体インジェクター８８は、母液がマルチウェルプレート３４のウェル３８へ送達される前に、ウェル領域４１に対して整列しなければならない。この整列化は、母液を各ウェル３８のシッティングドロップ領域４２へ送達することなしに、母液を各ウェル３８のウェル領域４１へ送達することを許容する。
【０１０４】
結晶化システム１０をシッティングドロップ形成に適合させることは、ドロップ形成ステーション２８をシッティングドロップ形成に適合させることを含んでいる。ドロップ形成ステーション２８は、図５Ａ〜５Ｅに示される同一の空間的関係で配置された図５Ａ〜５Ｅに示される各コンポーネントを含むことができる。しかしながら、これらのコンポーネントの操作法は、図６Ａ〜６Ｉに説明される方法とは異なっている。図７Ａ〜７Ｇは、シッティングドロップアレイ微結晶化を行うために適合したマルチウェルプレート３４のウェル３８のそれぞれにおいて、シッティングドロップを形成するためにドロップ形成ステーション２８を操作する方法を示している。
【０１０５】
図面は、タンパク質の結晶化に関して記載されている。しかしながら、同様の方法を他の分子の結晶化のために使用することができる。図７Ａは、図６Ａに示されるのと同様の静止ポジションにあるドロップ形成ステーション２８を示している。図７Ｂは、シッティングドロップアレイ微結晶化を行うために適合したマルチウェルプレート３４が、ドロップ形成のための位置へ移動したことを示している。したがって、マルチウェルプレート３４のウェル３８のそれぞれは、シッティングドロップ領域４２に隣接するウェル領域４１を含んでいる。更に図７Ｂは、ピペットホルダー１２２が、ピペットをプライムするための洗浄ベースン１１２上の位置へ移動したことを示している。ピペットは図６Ｂで説明したようにプライムされる。
【０１０６】
図７Ｃは、ピペットホルダー１２２が、マルチウェルプレート３４のウェル３８のカラム上に位置に移動したことを示している。ピペットホルダー１２２は、図７Ｄに示されるように各ピペットチップがカラム中の異なるウェル３８中のウェル領域４１に対して整列するように位置付けられる。したがって、各ピペットは特定のウェル３８に関連づけられる。ピペットホルダー１２２は、各ピペットのチップが、関連づけられたウェル３８のウェル領域４１へ既に送達されている母液中に位置するまで下降する。母液の一部は、ピペットチップに関連づけられた各ウェル領域４１から吸引される。アクチュエータは、ピペットを上方向に上昇させ、ピペットをウェル３８から取り出す。吸引された母液の一部は、各ピペットから排出される。排出された母液は関連づけられたウェル領域４１へ戻される。
【０１０７】
ピペットホルダー１２２は、図７Ｅに示される各ピペットチップがカラム中の異なるウェル３８中のシッティングドロップ領域４２に対して整列するように位置付けられる。母液の１以上のドロップは、各ピペットから、シッティングドロップ領域４２へと排出される。結果として、特定のウェル領域４１に由来する母液の１以上のドロップは、同一のウェル３８のシッティングドロップ領域４２へ送達される。母液のドロップは、所望の容量の母液が各シッティングドロップ領域４２へ送達されるまでシッティングドロップ領域４２へ排出される。カバースリップ１４４へ送達されるドロップの総量は厳密に制限される。前記で検討したように、本発明の特徴は、小さいドロップ容量を使用することを可能にする正確な小容量を送達することができることにある。３８０ｐＬという少容量を送達することができる装置を用いて、容量をきわめて正確に送達することができる。送達される容量の精度は、好ましくは約２５ｎＬ未満、より好ましくは２０ｎＬ未満、更に好ましくは１５ｎＬ未満、特に好ましくは１０ｎＬ未満である。送達される容量の精度は、３８０ｐＬ〜２５ｎＬ、好ましくは３８０ｐＬ〜２０ｎＬ、さらに好ましくは３８０ｐＬ〜１５ｎＬ、特に好ましくは３８０ｐＬ〜１０ｎＬである。
【０１０８】
図７Ｆは、図７Ａに示される静止ポジションに戻ったピペットホルダー１２２を示している。分子送達ピペット１２６は、カラムのウェル３８中のシッティングドロップ領域４２上の位置に移動する。ウェル３８上の位置へ移動する前に、分子送達ピペット１２６は、特定の分子溶液ウェルへ下降し、ある容量の分子溶液を吸引する。分子送達ピペット１２６がシッティングドロップ領域４２上に存在すると、分子溶液のドロップは、既にカバースリップ１４４へ送達された母液へと送達される。分子溶液のドロップは、所望の容量の分子溶液がシッティングドロップ領域４２上に達成されるまで送達される。送達される容量の精度は、好ましくは約２５ｎＬ未満、より好ましくは２０ｎＬ未満、更に好ましくは１５ｎＬ未満、特に好ましくは１０ｎＬ未満である。送達される容量の精度は、３８０ｐＬ〜２５ｎＬ、好ましくは３８０ｐＬ〜２０ｎＬ、さらに好ましくは３８０ｐＬ〜１５ｎＬ、特に好ましくは３８０ｐＬ〜１０ｎＬである。
【０１０９】
母液ドロップ及びタンパク質ドロップは、いずれの順番で送達してもよい。両方のドロップを送達すると、ドロップは組合わさり、結晶形成について研究するシッティングドロップを形成する。図７Ｇは、ウェル３８のシッティングドロップ領域４２上に形成したシッティングドロップを示す。ウェル３８のシッティングドロップ領域４２上にシッティングドロップを形成した後、分子送達ピペット１２６は、シッティングドロップが各カラムの各ウェル中に形成するまで、次のウェル３８のシッティングドロップ領域４２へと進む。分子送達ピペット１２６は、シッティングドロップを作成するために使用する分子溶液用のソースであった分子溶液ウェル上の位置に戻される。分子送達ピペット１２６中に残る分子溶液は、分子溶液ウェルへ排出される。
【０１１０】
シッティングドロップを形成した後、カバースリップ１４４は、シッティングドロップを有するウェル３８上に位置付けられ、新しいカバースリップがカバースリップホルダー１２４へロードされ、ドロップ形成ステーション２８は、図６に関して前記で説明した静止ポジションに戻される。
【０１１１】
図７Ａ〜７Ｇに関して記載した工程は、ウェル３８の単一カラムの各ウェル３８中にシッティングドロップの形成を引き起こす。これらの工程は、ハンギングドロップがマルチウェルプレート３４の各カラムのウェル３８に形成されるまで繰り返される。ハンギングドロップが各ウェル３８に形成すると、マルチウェルプレート３４を次のステーションへ移動させることができる。
【０１１２】
図６Ａ〜７Ｇは、シッティングドロップ及びハンギングドロップを形成するためのドロップ形成ステーションの操作方法を説明しているけれども、ハンギングドロップステーションは、その他の結晶化技術、その他のウェルジオメトリー及び／又はその他のマルチウェルプレートジオメトリーに容易に適合させることができる。
【０１１３】
図６Ａ〜７Ｇに関して記載される装置は、母液ドロップ及び／又は分子ドロップが形成しているか否かを検出することができる１つ以上のセンサーを適宜含んでいてもよい。適切なセンサーの例はＬＥＤセンサーである。
【０１１４】
多数のプレートトラック１４及び運搬アセンブリを前記のステーション１２とともに使用することができるが、図８Ａ〜８Ｃは、マルチウェルプレート３４を前記ステーション間について運搬するためのプレートトラック１４の好ましい態様を示している。図８Ａ及び８Ｂは、プレートトラック１４の長軸を見下ろしたプレートトラック１４の側面図である。プレートトラック１４は２つの間隔を置いて離れたプレート支持体１５８を含んでいる。ピン１６０は、プレートトラック１４の下に位置するピンキャリッジ１６２から上方に伸張している。。キャリッジは、図８Ａに示されるようにピン１６０がプレートトラック１４の上に伸張する、又は、図８Ｂに示されるようにピン１６０をプレートトラック１４の下に引き出すように作動させることができる機構を含んでいる。
【０１１５】
図８Ｃは、プレートトラック１４並びに当該プレートトラック１４上に存在する複数のマルチウェルプレート３４を有する運搬アセンブリの側面図である。運搬アセンブリは、第一のピンキャリッジ１６２Ａ、第二のピンキャリッジ１６２Ｂ及び第三のピンキャリッジ１６２Ｃを含んでいる。ピンキャリッジ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６３Ｃのそれぞれは、矢印Ａ、Ｂ及びＣで示されるように、プレートトラック１４の長軸に沿って移動するように構成されている。矢印の端におけるブラケットは、各ピンキャリッジ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６３Ｂの動作範囲を示している。
【０１１６】
第一のピンキャリッジ１６２Ａ及び第三のピンキャリッジ１６２Ｃは、複数のピン１６０を含んでいる。ピンは、ピンキャリッジ１６２Ａ、１６２Ｃに沿って、隣接するピン１６２の間がほぼ一定の変位（displacement）で位置している。ピンキャリッジ１６２Ａ、１６２Ｃは、ピンキャリッジ１６２Ａ、１６２Ｃの動作の間、ピン１６０間の転置を維持するのに役立つ。
【０１１７】
各ピン１６０は伸張した位置にて説明されるが、１つのピンキャリッジ１６２におけるピンが引き下がる間、他のピンキャリッジ１６２におけるピン１６０は伸張することができる。別の態様においては、単一のピンキャリッジ１６２内のピンの別の部分が引き下がる間、同一のピンキャリッジ１６２内のピンの一部が伸張することができる。
【０１１８】
空隙１６６がピンキャリッジ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃとプレートトラック１４上に位置づけられた各マルチウェルプレート３４との間に形成されて、ピンキャリッジ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃがマルチウェルプレート３４の底面に接触しないようにする。結果として、ピン１６０が引き抜かれるとき、ピンキャリッジ１６２Ａ、１６２Ｂ、１６２Ｃは、プレートトラック１４上のマルチウェルプレート３４を移動させることなしに、プレートトラック１４の長軸に沿って移動することができる。ピン１６０が伸張し、ピンキャリッジ１６２がプレートトラック１４の長軸に沿って移動するとき、ピン１６０は、プレートトラック１４の長軸に沿ったピンの移動を妨げるすべてのマルチウェルプレート３４を押す。
【０１１９】
前述の通り、プレート運搬アセンブリを使用して、マルチウェルプレート３４をステーションからステーションへプレートトラック１４に沿って運搬する。プレートトラック１４に沿った種々の位置を、結晶化システム１０の特定のステーションと関連づけることができる。例えば、マルチウェルプレート３４が位置Ｐ1に位置するとき、マルチウェルプレート３４上のバーコードをバーコードステーションにより読み取ることができ、マルチウェルプレート３４が位置Ｐ2に位置するとき、シーリング手段ステーション２２を使用してシーリング手段をまるちうのウェル３８の上端４０に適用することができる。更に、マルチウェルプレート３４がＰ3に位置するとき、マルチウェルプレート３４は、母液送達ステーション２６の送達シャトル７４の１つの真下に位置づけることができる。
【０１２０】
以下の説明は、Ｔ1で示されるマルチウェルプレート３４を、Ｐ1で示される位置からＰ2で示される位置、更にＰ3で示される位置に進行させる、前記運搬アセンブリの使用方法を記載している。マルチウェルプレートＴ1が位置Ｐ1に位置すると、第一のピンキャリッジ１６２Ａ中のピン１６０はプレートトラック１４の下へ引き出される。図８Ｃに示されるように、第一のピンキャリッジ１６２Ａは左に移動して、ピン１６０はプレートトラック１４の上に伸張する。次いでマルチウェルプレートＴ1は、マルチウェルプレートＴ1が位置Ｐ2に位置するまで第一のピンキャリッジ１６２Ａを右に移動させることにより、位置Ｐ1から位置Ｐ2へ移動することができる。ピン１６０はプレートトラック１４の下に引き出され第一のピンキャリッジ１６２Ａは元の位置に戻り、ピン１６０は再びプレートトラック１４の上に伸張する。第２のピンキャリッジ１６２Ｂ中のピン１６０はプレートトラック１４の下に引き出され、第２のピンキャリッジ１６２ＢはマルチウェルプレートＴ1の左に移動する。第２のピンキャリッジ１６２Ｂ中のピン１６０はプレートトラック１４の上に伸張し、第２のピンキャリッジ１６２Ｂは、マルチウェルプレートＴ1が位置Ｐ3に位置するまで右に移動する。
【０１２１】
図８Ｃに示される複数のピンキャリッジ１６２は、ステーション上のマルチウェルプレート３４が、結晶化システム１０により処理される別のマルチウェルプレート３４とは独立して、結晶化システム１０により処理されることを許容する。例えば、第一のマルチウェルプレート３４がＰ1からＰ2へ進行し、一方、第２のマルチウェルプレート３４はＰ3に残ることができる。結果として、Ｐ1、Ｐ2及びＰ3が異なるステーション１２と関連づけられるとき、マルチウェルプレート３４を異なるステーション１２により異なる速度で処理することができる。更に、運搬アセンブリを構成する異なるピンキャリッジ１６２を、一緒になってシステムを形成するためにアセンブルされる独立システム内に含めることができる。例えば、第一のピンキャリッジ１６２Ａ及び第２のピンキャリッジ１６２Ｂを母液送達システム内に含め、第三のピンキャリッジ１６２Ｃをドロップ形成システム３２内に含めることができる。
【０１２２】
結晶形成は、各ドロップを結晶形成について試験することにより検出することができる。好ましい態様において、結晶を検出し、結晶品質について種々のウェルに類別する。これは、手動又は自動化装置により行われるだろう。アラバマ、バーミングハムのDiversified Scientific, Inc.は、結晶形成のスコアリングを自動化するために使用するCRYSTALSCORE（登録商標）を製造している。
【０１２３】
前述の通り、システムを使用して、種々の母液について興味の対象となるタンパク質を結晶化する能力をスクリーニングする結晶化試験を行うことができる。結晶化試験は、１以上の緻密スクリーニングへと続く粗スクリーニングをしばしば含んでいる。緻密スクリーニングに使用する母液は、粗スクリーニングの結果にしばしば依存するが、粗スクリーニングに使用する母液は各結晶化試験に対する標準であることができる。
【０１２４】
母液をタンパク質の結晶化に使用するとき、好ましい粗スクリーニングは、表１に示す１５のサブスクリーニングから構成される。各サブスクリーニングに含まれる母液の数も表１に示される。各サブスクリーニングに含まれる母液の組成は図９に示される。示される組成を有する母液は、カリフォルニア、ラグーナナイグェル（Laguna Niguel）のHampton Researchから入手することができる。
【０１２５】
表１に示すように、総数４８０の母液が、好ましい粗スクリーニングのサブスクリーニングに関連づけられる。４８０の母液が粗スクリーニングに含まれ、各プレートは、好ましくは４８のウェルを含んでいるので、粗スクリーニングはわずか１０のプレートをシステムで処理することにより行うことができる。
したがって、各プレートは１〜２のサブスクリーニングを含むことができる。
【０１２６】
表１
2006187278.tif 000002
【０１２７】
粗スクリーニングに使用した各母液は、１以上の母液格納バンク中で格納することができる。しかしながら、異なる緻密スクリーニングに必要な母液の数は、これらの母液の格納が実行できないほど多い。したがって、システムは、ストック溶液から緻密スクリーニング母液を形成し、プレートのウェルへ送達するステーションを含むことができる。代替として、１以上の外部システムを使用して、ストック溶液から緻密スクリーニング母液を形成し、１以上のプレートのウェルへ送達することができる。これらのプレートは次いでシステムで処理することができる。
【０１２８】
外部システムを使用して、母液を形成しかつ送達するとき、システム管理ロジックは、母液送達ステーションに優先して、プレートのウェルへの母液の同時送達を回避する必要がある。結果として、システム管理ロジックは、既に母液を有しているプレートがシステム内にいつ存在するのかを知らされている必要がある。オペレーターは、ユーザーインターフェースを使用して、どのプレートがウェルに送達された母液を既に有しているのかをシステム管理ロジックに知らせることができる。代替として、オペレーターは、母液がプレートのウェルに既に存在することを示すバーコードを有するプレートを使用することができる。
【０１２９】
実施例１
前記のシステムを、複数のリゾチーム結晶化実験に使用した。ここで、リゾチームは、１００ｍＭ酢酸ナトリウム及び１０％塩化ナトリウムをｐＨ４．６下に含む母液組成物において結晶化した。ドロップ形成ステーションにより形成したハンギングドロップの容量は、各実験で異なっていた。図１０Ａ〜１０Ｄはそれぞれ、４０ｎＬ、１００ｎＬ、２００ｎＬ及び１０００ｎＬのハンギングドロップ中で形成した結晶を示している。ドロップの大きさを小さくしたにもかかわらず、結晶が形成した。結果として、システムは、μＬ以下のハンギングドロップ容量を用いて使用することができる。
【０１３０】
実施例２
前記のシステムを結晶化試験に使用した。ここで、リゾチームを結晶化するための母液を最適化した。粗スクリーニング実験の間、４８０の結晶化実験を、図９に示される４８０の母液のそれぞれを使用して行った。４８０の各実験の結果を互いに比較して、最も望ましい特性を有する結晶を提供する１以上の実験を同定した。同定された粗スクリーニング実験の１つは、３０％ＭＰＤ（＋／−  ２−メチル−２，４−ペンタンジオール）、１００ｍＭ酢酸ナトリウム、２０ｍＭ塩化カルシウムから構成される母液（ｐＨ４．６）と関連づけられた。
【０１３１】
次いで、２４の結晶化実験から構成される緻密スクリーニングを行った。２４の結晶化実験のそれぞれと関連づけられた母液組成物を、同定された粗スクリーニング実験に関連づけられた母液組成物に対して選択した。緻密スクリーニングの結晶化実験について選択された２４の母液組成物を図１１に示す。２４の母液のそれぞれにおける特定成分の濃度は、同定された粗スクリーニング実験における当該成分の濃度と一致させた。例えば、同定された粗スクリーニング実験と関連づけられた母液及び緻密スクリーニングのそれぞれについての母液は、すべて約３０％のＭＰＤ及び１００ｍＭ酢酸ナトリウムであった。２４の母液における他の成分の濃度は、同定された粗スクリーニング実験における同一成分についての濃度を含む範囲で変化した。例えば、同定された粗スクリーニング実験において塩化カルシウム濃度は２０ｍＭであったが、２４の母液においては１２．５〜２７．５ｍＭの間で変化した。同様に、同定された粗スクリーニング実験においてｐＨは４．６であったが、２４の母液においては４．１〜５．１の間で変化した。
【０１３２】
２４の緻密スクリーニング実験のそれぞれを互いに比較して、最も望ましい特性を与える１以上の結晶化実験を同定した。
本発明についての前記の実施例及び好ましい態様の説明は、説明目的で提供されるものである。しかしながら、実施例及び好ましい態様は、本発明が網羅的（exhaustive）であるか又は開示された詳細な形態に限定されることを意図するものではない。明らかなことに、多数の修正及び変形が当業者にとって明らかであろう。本発明の原理及び実際的な適用を最良に説明するために、態様が選択されかつ説明された。これにより他の当業者は、企図される特定の用途に適するような種々の修正を用いた本発明の種々の態様を理解するだろう。本発明の範囲は、請求の範囲及びこれと均等なものにより定義されることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】図１は、本発明の結晶化システムのブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、タンパク質結晶化試験を行うための、図１の結晶化システムの使用方法を示している。
【図３Ａ】図３Ａは、ハンギングドロップアレイ微結晶化を行うために使用するマルチウェルプレートの平面図を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａで示されるマルチウェルプレートの側面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、シッティングドロップアレイ微結晶化を行うために使用するマルチウェルプレートの平面図を示している。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図３Ｃで示されるマルチウェルプレートの側面図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、プレートカバーを有するマルチウェルプレートの断面図である。
【図４Ａ】図４Ａ〜４Ｊは、母液送達システムに含まれることができる種々のステーションを示している。図４Ａは、プレートローディングステーションに隣接して位置するプレートトラックを横断的に見たプレートローディングステーションの側面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、プレートトラックの縦軸を見下ろしたプレートローディングステーションの側面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、マルチウェルプレートに含まれるバーコードを読み取るための、バーコード読み取りステーションの側面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、シーリング手段をマルチウェルプレート中に定義されるウェルの上端に適用するための、シーリング手段ステーションの側面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、プレートカバーをマルチウェルプレートから取り去るためのプレートカバー除去ステーションの側面図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、母液送達ステーションの平面図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、母液をマルチウェルプレートへ送達するための送達ブロックの平面図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、母液をマルチウェルプレートへ送達するための送達ブロックの断面図である。
【図４Ｉ】図４Ｉは、母液ソース格納バンクの側面図である。
【図４Ｊ】図４Ｊは、母液を母液ソースから液体インジェクターへ送達するためのシリンジポンプの側面図を示している。
【図５Ａ】図５Ａ〜５Ｅは、ドロップ形成システム中に含まれることができる種々のステーションを示している。図５Ａは、ドロップ形成ステーションの平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ドロップ形成ステーションの側面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、ピペットホルダーの側面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、ウェルカバーホルダーの側面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、マルチウェルプレート内のウェルの上に位置づけられるウェルカバーを格納するためのウェルカバーマガジンの側面図である。
【図６Ａ】図６Ａ〜６Ｉは、ドロップ形成ステーションの動作を示している。図６Ａは、静止ポジションにあるドロップ形成ステーションを示している。
【図６Ｂ】図６Ｂは、マルチウェルプレートを有するドロップ形成ステーションがドロップ形成ポジションに移動し、ピペットホルダーが洗浄ベースン上のポジションに移動することを示している。
【図６Ｃ】図６Ｃは、ピペットホルダーが、マルチウェルプレート内のウェルのカラム上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｄ】図６Ｄは、ピペットホルダーがウェルカバー上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｅ】図６Ｄは、ピペットホルダーが静止ポジションに戻り、タンパク質送達ピペットがウェルカバー上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｆ】図６Ｆは、タンパク質送達ピペットが静止ポジションに移動し、カバーホルダーが反転し、マルチウェルプレートのウェルのカラム上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｇ】図６Ｇは、プレートのウェルを覆うウェルカバーから吊り下がったハンギングドロップを示している。
【図６Ｈ】図６Ｈは、カバーホルダーが、ウェルカバー格納コンポーネント上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｉ】図６Ｉは、カバーホルダーが静止ポジションに戻ったことを示している。
【図７Ａ】図７Ａ〜７Ｇは、シッティングドロップを形成するためのドロップ形成ステーションの動作を示している。図７Ａは、静止ポジションにあるドロップ形成ステーションを示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、マルチウェルプレートを有するドロップ形成ステーションが、ドロップ形成のためのポジションでシッティングドロップアレイ微結晶化を行うために適合し、かつ、ピペットホルダーが洗浄ベースン上のポジションに移動したことを示している。
【図７Ｃ】図７Ｃは、ピペットホルダーがマルチウェルプレート内のウェルのカラム上のポジションに移動したことを示している。
【図７Ｄ】図７Ｄは、ピペットホルダー内のピペットが、プレートのカラム内のウェルのウェル領域に対して整列したことを示している。
【図７Ｅ】図７Ｅは、ピペットホルダー内のピペットが、プレートのカラム内のウェルのシッティングドロップ領域に対して整列したことを示している。
【図７Ｆ】図７Ｆは、タンパク質送達ピペットが、ウェルのカラム中のウェルのシッティングドロップ領域上のポジションへ移動したことを示している。
【図７Ｇ】図７Ｇは、シッティングドロップが、ウェルのシッティングドロップ領域に形成したことを示している。
【図８Ａ】図８Ａは、プレートトラックの下に位置するピンキャリッジからプレートトラックの上に伸張したピンを有するプレートトラックの側面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、プレートトラックの下に引き出された図８のピンを有するプレートトラックの側面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、複数のピンキャリッジを有する運搬アセンブリの側面図である。
【図９】図９は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図１０Ａ】図１０Ａは、４０ｎＬ〜１０００ｎＬの大きさが異なるドロップ中での結晶形成を示している。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、４０ｎＬ〜１０００ｎＬの大きさが異なるドロップ中での結晶形成を示している。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、４０ｎＬ〜１０００ｎＬの大きさが異なるドロップ中での結晶形成を示している。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、４０ｎＬ〜１０００ｎＬの大きさが異なるドロップ中での結晶形成を示している。
【図１１】図１１は、結晶化試験の緻密スクリーニング段階で使用した２４の母液についての母液組成を示している。
【図１】
2006187278.tif 000003
【図２】
2006187278.tif 000004
【図３Ａ】
2006187278.tif 000005
【図３Ｂ】
2006187278.tif 000006
【図３Ｃ】
2006187278.tif 000007
【図３Ｄ】
2006187278.tif 000008
【図３Ｅ】
2006187278.tif 000009
【図４Ａ】
2006187278.tif 000010
【図４Ｂ】
2006187278.tif 000011
【図４Ｃ】
2006187278.tif 000012
【図４Ｄ】
2006187278.tif 000013
【図４Ｅ】
2006187278.tif 000014
【図４Ｆ】
2006187278.tif 000015
【図４Ｇ】
2006187278.tif 000016
【図４Ｈ】
2006187278.tif 000017
【図４Ｉ】
2006187278.tif 000018
【図４Ｊ】
2006187278.tif 000019
【図５Ａ】
2006187278.tif 000020
【図５Ｂ】
2006187278.tif 000021
【図５Ｃ】
2006187278.tif 000022
【図５Ｄ】
2006187278.tif 000023
【図５Ｅ】
2006187278.tif 000024
【図６Ａ】
2006187278.tif 000025
【図６Ｂ】
2006187278.tif 000026
【図６Ｃ】
2006187278.tif 000027
【図６Ｄ】
2006187278.tif 000028
【図６Ｅ】
2006187278.tif 000029
【図６Ｆ】
2006187278.tif 000030
【図６Ｇ】
2006187278.tif 000031
【図６Ｈ】
2006187278.tif 000032
【図６Ｉ】
2006187278.tif 000033
【図７Ａ】
2006187278.tif 000034
【図７Ｂ】
2006187278.tif 000035
【図７Ｃ】
2006187278.tif 000036
【図７Ｄ】
2006187278.tif 000037
【図７Ｅ】
2006187278.tif 000038
【図７Ｆ】
2006187278.tif 000039
【図７Ｇ】
2006187278.tif 000040
【図８Ａ】
2006187278.tif 000041
【図８Ｂ】
2006187278.tif 000042
【図８Ｃ】
2006187278.tif 000043
【図９】
2006187278.tif 000044
【図９−１】
2006187278.tif 000045
【図９−２】
2006187278.tif 000046
【図９−３】
2006187278.tif 000047
【図９−４】
2006187278.tif 000048
【図９−５】
2006187278.tif 000049
【図９−６】
2006187278.tif 000050
【図９−７】
2006187278.tif 000051
【図９−８】
2006187278.tif 000052
【図９−９】
2006187278.tif 000053
【図９−１０】
2006187278.tif 000054
【図９−１１】
2006187278.tif 000055
【図９−１２】
2006187278.tif 000056
【図９−１３】
2006187278.tif 000057
【図９−１４】
2006187278.tif 000058
【図９−１５】
2006187278.tif 000059
【図９−１６】
2006187278.tif 000060
【図９−１７】
2006187278.tif 000061
【図１０Ａ】
2006187278.tif 000062
【図１０Ｂ】
2006187278.tif 000063
【図１０Ｃ】
2006187278.tif 000064
【図１０Ｄ】
2006187278.tif 000065
【図１１】
2006187278.tif 000066
【図１１−１】
2006187278.tif 000067
【図１１−２】
2006187278.tif 000068
【手続補正書】
【提出日】平成18年5月22日(2006.5.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１３３】
【図１】図１は、本発明の結晶化システムのブロックダイヤグラムである。
【図２】図２は、タンパク質結晶化試験を行うための、図１の結晶化システムの使用方法を示している。
【図３Ａ】図３Ａは、ハンギングドロップアレイ微結晶化を行うために使用するマルチウェルプレートの平面図を示している。
【図３Ｂ】図３Ｂは、図３Ａで示されるマルチウェルプレートの側面図である。
【図３Ｃ】図３Ｃは、シッティングドロップアレイ微結晶化を行うために使用するマルチウェルプレートの平面図を示している。
【図３Ｄ】図３Ｄは、図３Ｃで示されるマルチウェルプレートの側面図である。
【図３Ｅ】図３Ｅは、プレートカバーを有するマルチウェルプレートの断面図である。
【図４Ａ】図４Ａ〜４Ｊは、母液送達システムに含まれることができる種々のステーションを示している。図４Ａは、プレートローディングステーションに隣接して位置するプレートトラックを横断的に見たプレートローディングステーションの側面図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは、プレートトラックの縦軸を見下ろしたプレートローディングステーションの側面図である。
【図４Ｃ】図４Ｃは、マルチウェルプレートに含まれるバーコードを読み取るための、バーコード読み取りステーションの側面図である。
【図４Ｄ】図４Ｄは、シーリング手段をマルチウェルプレート中に定義されるウェルの上端に適用するための、シーリング手段ステーションの側面図である。
【図４Ｅ】図４Ｅは、プレートカバーをマルチウェルプレートから取り去るためのプレートカバー除去ステーションの側面図である。
【図４Ｆ】図４Ｆは、母液送達ステーションの平面図である。
【図４Ｇ】図４Ｇは、母液をマルチウェルプレートへ送達するための送達ブロックの平面図である。
【図４Ｈ】図４Ｈは、母液をマルチウェルプレートへ送達するための送達ブロックの断面図である。
【図４Ｉ】図４Ｉは、母液ソース格納バンクの側面図である。
【図４Ｊ】図４Ｊは、母液を母液ソースから液体インジェクターへ送達するためのシリンジポンプの側面図を示している。
【図５Ａ】図５Ａ〜５Ｅは、ドロップ形成システム中に含まれることができる種々のステーションを示している。図５Ａは、ドロップ形成ステーションの平面図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、ドロップ形成ステーションの側面図である。
【図５Ｃ】図５Ｃは、ピペットホルダーの側面図である。
【図５Ｄ】図５Ｄは、ウェルカバーホルダーの側面図である。
【図５Ｅ】図５Ｅは、マルチウェルプレート内のウェルの上に位置づけられるウェルカバーを格納するためのウェルカバーマガジンの側面図である。
【図６Ａ】図６Ａ〜６Ｉは、ドロップ形成ステーションの動作を示している。図６Ａは、静止ポジションにあるドロップ形成ステーションを示している。
【図６Ｂ】図６Ｂは、マルチウェルプレートを有するドロップ形成ステーションがドロップ形成ポジションに移動し、ピペットホルダーが洗浄ベースン上のポジションに移動することを示している。
【図６Ｃ】図６Ｃは、ピペットホルダーが、マルチウェルプレート内のウェルのカラム上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｄ】図６Ｄは、ピペットホルダーがウェルカバー上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｅ】図６Ｄは、ピペットホルダーが静止ポジションに戻り、タンパク質送達ピペットがウェルカバー上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｆ】図６Ｆは、タンパク質送達ピペットが静止ポジションに移動し、カバーホルダーが反転し、マルチウェルプレートのウェルのカラム上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｇ】図６Ｇは、プレートのウェルを覆うウェルカバーから吊り下がったハンギングドロップを示している。
【図６Ｈ】図６Ｈは、カバーホルダーが、ウェルカバー格納コンポーネント上のポジションに移動したことを示している。
【図６Ｉ】図６Ｉは、カバーホルダーが静止ポジションに戻ったことを示している。
【図７Ａ】図７Ａ〜７Ｇは、シッティングドロップを形成するためのドロップ形成ステーションの動作を示している。図７Ａは、静止ポジションにあるドロップ形成ステーションを示している。
【図７Ｂ】図７Ｂは、マルチウェルプレートを有するドロップ形成ステーションが、ドロップ形成のためのポジションでシッティングドロップアレイ微結晶化を行うために適合し、かつ、ピペットホルダーが洗浄ベースン上のポジションに移動したことを示している。
【図７Ｃ】図７Ｃは、ピペットホルダーがマルチウェルプレート内のウェルのカラム上のポジションに移動したことを示している。
【図７Ｄ】図７Ｄは、ピペットホルダー内のピペットが、プレートのカラム内のウェルのウェル領域に対して整列したことを示している。
【図７Ｅ】図７Ｅは、ピペットホルダー内のピペットが、プレートのカラム内のウェルのシッティングドロップ領域に対して整列したことを示している。
【図７Ｆ】図７Ｆは、タンパク質送達ピペットが、ウェルのカラム中のウェルのシッティングドロップ領域上のポジションへ移動したことを示している。
【図７Ｇ】図７Ｇは、シッティングドロップが、ウェルのシッティングドロップ領域に形成したことを示している。
【図８Ａ】図８Ａは、プレートトラックの下に位置するピンキャリッジからプレートトラックの上に伸張したピンを有するプレートトラックの側面図である。
【図８Ｂ】図８Ｂは、プレートトラックの下に引き出された図８のピンを有するプレートトラックの側面図である。
【図８Ｃ】図８Ｃは、複数のピンキャリッジを有する運搬アセンブリの側面図である。
【図９】図９は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−１】図９−１は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−２】図９−２は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−３】図９−３は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−４】図９−４は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−５】図９−５は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−６】図９−６は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−７】図９−７は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−８】図９−８は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−９】図９−９は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−１０】図９−１０は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−１１】図９−１１は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−１２】図９−１２は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−１３】図９−１３は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−１４】図９−１４は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−１５】図９−１５は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−１６】図９−１６は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図９−１７】図９−１７は、好ましい粗スクリーニング用の４８０の母液溶液の組成を示している。
【図１０Ａ】図１０Ａは、４０ｎＬ〜１０００ｎＬの大きさが異なるドロップ中での結晶形成を示している。
【図１０Ｂ】図１０Ｂは、４０ｎＬ〜１０００ｎＬの大きさが異なるドロップ中での結晶形成を示している。
【図１０Ｃ】図１０Ｃは、４０ｎＬ〜１０００ｎＬの大きさが異なるドロップ中での結晶形成を示している。
【図１０Ｄ】図１０Ｄは、４０ｎＬ〜１０００ｎＬの大きさが異なるドロップ中での結晶形成を示している。
【図１１】図１１は、結晶化試験の緻密スクリーニング段階で使用した２４の母液についての母液組成を示している。
【図１１−１】図１−１は、結晶化試験の緻密スクリーニング段階で使用した２４の母液についての母液組成を示している。
【図１１−２】図１−２は、結晶化試験の緻密スクリーニング段階で使用した２４の母液についての母液組成を示している。