MICROLAB-STAR移液工作站上的自动化蛋白结晶应用
伴随着蛋白质组学领域产业界与学术界的重大发展，人们的注意力已经转向对蛋白质及其三维结构与功能的研究。其中就包括采用蛋白质结晶法来确定蛋白结构。蛋白质结晶是一个多因素起作用的过程，取决于很多独立参数的相互作用。这些参数包括：pH值、温度、蛋白浓度、结晶剂浓度、杂质或添加剂的存在与否及其性质等。针对平行的结晶条件优化试验，哈美顿开发了MICROLAB?STAR蛋白结晶工作站。该工作站既可进行初级筛选也可进行次级筛选，既可采用悬滴法也可采用沉滴法，既可使用定制试剂也可使用商用试剂盒，既可使
用96孔也可使用384孔结晶板。
仪器与材料
MICROLAB-STAR蛋白结晶工作站（P/N 187007）
MICROLAB-STAR 8通道移液系统，样品自动加载
MICROLAB-SWAP微孔板操作机械手
专用试剂载架
结晶专用实验器材载架
防挥发盖子
微孔板储室切（存储单元）
Linbro板载架（可选，用于悬滴法）
试剂盒筛选包（P/N 187008）
Falcon管载架
深孔板载架
扩展条码读码器（可选）
用于标准钢针的洗站（可选）
细化筛选包（P/N 187009）
专用试剂载架
扩展条码读码器
用于标准钢针的洗站
用于大体积钢针的洗站（可选）
（筛选包不包括工作表）
操作流程
蛋白结晶包括两个主要步骤：一是将结晶溶剂转移到结晶板的主孔内，二是将结晶溶剂中的蛋白溶液悬于结晶板上邻近的小孔中。MICROLAB?STAR蛋白结晶工作站（图1）
可以利用储存的溶液以及可用的筛选试剂盒中的溶剂来配制定制的结晶溶剂。
MICROLAB-STAR蛋白结晶工作站另外还可以选配试剂盒筛选包，用于试剂盒的筛选。也可以选配细化筛选包，用于细化筛选。在开始结晶方法之前，MICROLAB-SWAP会检查微孔板储室里是否有足够的微孔板以使程序在无人干预条件下能够运行，如有必要还会读取微孔板的条码。每块板会与防挥发盖子一起放到承载微孔板与盖子的结晶架上。打开结晶板与试剂板的盖子，向结晶板内加入最多150μl结晶溶剂。结晶板孔加完溶剂后，再吸取不同体积的蛋白溶液（通常为0.5-1.0μl）和等体积结晶溶剂，加到结晶板的小孔中．该步骤不需要混合过程，排除了蛋白与溶剂在小孔内不能充分混合的可能性。在加蛋白时对结晶板逐列处理。每加完一列MICROLAB-SWAP就马上把防挥发盖子盖上.
试剂盒筛选
使用筛选试剂盒时，结晶溶剂必须先从溶剂试管分装到96深孔板中并立即用防挥发盖子盖上，以保证配制好的溶液浓度不发生任何改变。完成这一步之后的移液与移板操作都与前面描述的相同。试剂盒筛选包适用于商用试剂盒。
细化筛选
细化筛选所需的结晶溶剂的配制要由工作表来决定。工作表中定义了储存试剂的混合方法。MICROLAB-Vector软件会在运行前搜索不完整的工作表或丢失的微孔板并排除这些错误。工作站也会检查是否有足够的试剂来完成工作表。这些检查可以保证可靠的可离人的自动化细化筛选设置过程。完成这一步之后的移液与移板操作都与前面描述的相同。细化筛选需要用到细化筛选包。MICROLAB-STAR既能使用一次性吸头也能使用可重复使用的不锈钢针来移取结晶溶剂及其他试剂。移取蛋白的步骤要用一次性吸头完成。由于拥有CO-REZL技术，STAR吸头的定位精度在各轴向上都可达到0.1毫米，远远超出了要将液体加到沉滴法微孔板的小孔（间距与1536孔板相同）中所需要的精度。
结果
验证
在蛋白结晶工作站上利用测试蛋白和商用试剂盒在与手工操作相同的条件下进行了验证。在初级筛选条件下（图3a）4天后出现了晶体生长。在优化条件下进行细化筛选，得到了数量更少但尺寸更大的晶体（图3b）。
通过称重法测定，0.5μl+0.5μl蛋白/溶剂移液步骤的准确度为7%。用称重法测量，室温下经过18小时后带盖的深孔板内液体损失小于0.4%，而无盖深孔板内液体损失则达到8.5%。
通量
如果不需要混合过程，蛋白结晶工作站能在20分钟内处理一块96孔Greiner
Crystal
Quick板。在细化筛选实验中，根据结晶溶剂混合物复杂度不同，每处理一块板需要60到90分钟不等。采用试剂盒筛选包，蛋白结晶工作站能在2小时40分钟内用深孔板完成16个商用筛选。采用细化筛选包，可以在24小时内处理16块结经晶板。
讨论
哈美顿开发了用于全自动蛋白结晶的蛋白结晶工作站，它具有最高的可靠性和定位与移液准确度。程序一旦完成对微孔板、试剂以及工作表的检查，工作站的工作将不再需要用户的干预。
特点与优点
通过对多孔板逐列处理控制结晶条件
实验设计灵活
多孔板与实验器材的使用灵活
可以交替使用一次性吸头和可重复使用的钢针，节约成本
自动系统检查保证最大程度的可靠性和可离人自动化
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