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浓度梯度液滴阵列形成系统用于蛋白质结晶条件筛选的研究

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摘要

第1章 绪论

1.1 引言

1.2 蛋白结晶的研究进展

1.2.1 蛋白结晶的生长过程

1.2.2 蛋白结晶的影响因素

1.2.3 蛋白结晶常用技术方法

1.3 微流控液滴形成方法

1.3.1 电流体动力学液滴形成方法

1.3.2 气动力学液滴形成方法

1.3.3 流体动力学液滴形成方法

1.4 微流控液滴形成系统在蛋白结晶条件筛选中的应用

1.5 本论文工作目的及设计思想

第2章 浓度梯度液滴阵列形成系统的研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.2.1 仪器和设备

2.2.2 试剂和材料

2.2.3 浓度梯度液滴阵列形成芯片的制作

2.2.4 浓度梯度阵列液滴的形成过程

2.3 结果与讨论

2.3.1 液滴形成芯片的设计

2.3.2 出口液滴收集管的选择

2.3.3 浓度梯度液滴阵列

2.4 小结

第3章 浓度梯度液滴阵列形成系统用于蛋白结晶条件的筛选

3.1 引言

3.2 实验部分

3.2.1 仪器和设备

3.2.2 试剂和材料

3.2.3 实验步骤

3.3 结果与讨论

3.3.1 梯度液滴阵列形成系用于蛋白结晶条件筛选的设计思想

3.3.2 影响溶菌酶结晶的主要因素

3.3.3 溶菌酶结晶的表征

3.4 小结

第4章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表论文情况

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摘要

蛋白质作为生命的载体,为生命科学研究提供了十分重要的信息,因此自进入后基因组时代之后对蛋白质的研究与日俱增。蛋白质结晶的获取成为该研究的重点之一,而传统结晶筛选方法工作量较大、试剂消耗较多、效率较低,限制了该研究的发展。微流控液滴技术以其样品消耗少、反应条件稳定、混合快速等特点,为蛋白质结晶条件筛选提供了强有力的技术平台。本文旨在发展能够形成浓度梯度液滴阵列的微流控系统,并将其应用于蛋白质结晶条件的筛选。
  论文第一章中,主要概述了蛋白质结晶的研究进展及微流控液滴技术,其中详细介绍了蛋白结晶的生长过程及影响因素,简要介绍了蛋白质结晶的常用技术方法、微流控液滴形成技术以及微流控技术在蛋白结晶中的应用,并提出了本论文的工作目的和设计思想。
  论文第二章中,在课题组以前工作基础上,设计了浓度梯度形成通道结构和基于T型微通道液滴形成原理的油相通道,研制了浓度梯度液滴阵列形成系统。该浓度梯度液滴阵列形成系统具有结构简单、通量高等特点,且通过调节两相流速、粘度等条件可灵活控制形成液滴的大小。实验考察了水相体积流速为1.0μL/min时,油相体积流速对液滴大小的影响。当油相体积流速为35μL/min时,各通道产生液滴单分散性良好,液滴平均长度约为170μm,96条通道中各同一通道内液滴长度的RSD为0.0%-5.0%,96条通道间液滴长度的RSD为7.0%。
  论文第三章中,将浓度梯度阵列液滴形成系统用于溶菌酶结晶条件的筛选。该系统可同时考察溶菌酶、沉淀剂、结晶体系pH值以及不同种类沉淀剂等因素对蛋白质结晶的影响,相比于传统筛选方法,缩短了筛选时间、减少了样品消耗,提高了筛选效率。
  论文第四章中,对浓度梯度液滴阵列系统及其应用于蛋白质结晶条件筛选工作进行了总结和展望。

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