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フラクタル構造を持つ超撥水面からの結晶化の試み

尝试结晶具有分形结构的超疏水表面

基本信息

批准号：
11750031
负责人：
藤井功
金额：
$ 0.9万
依托单位：
Tokai University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1999
资助国家：
日本
起止时间：
1999 至 2000
项目状态：
已结题

项目摘要

タンパク質などの生体高分子の結晶化に多用される蒸気拡散法では、生体高分子の液滴をシリコン・コートしたガラス表面に置き、結晶化させるのが一般的である。しかし多くの場合、液滴はぬれのためにガラス表面で広がり、複数の望ましくない結晶核の生成を促し、結果として得られる結晶のサイズが小さくなる。液滴を置く表面の撥水性が高くなれば、この問題を解決できる可能性がある。本研究では、フラクタル面によって発現される超撥水効果がタンパク質の結晶化にどのように影響するかを検討した。フラクタル面を形成し、超撥水効果を示すことが知られているアルキルケテンダイマー等を用い、結晶化を行うガラス表面上にフラクタル面を形成させた。この面上に酵素の一種であるリゾチームを含む緩衝溶液の液滴を静置し、蒸気拡散法で結晶化させた。一方、現在一般的に用いられているシリコン・コート処理した面上でも同様の結晶化を行い、両実験結果を詳細に比較した。フラクタル構造をもった超撥水面の純水に対する撥水効果は、通常のシリコン処理した面のものより顕著に高くなることが確認された。さらに、リゾチームを含む緩衝溶液の場合にも、結晶化の実験中を通して、その超撥水効果が充分に保持されることも明らかになった。このような撥水効果の向上により、結晶化の過程でタンパク質溶液の液滴がガラス面と接触する面積は最小限になり、ガラス面からの結晶核の成長は押さえられた。実際に、超撥水面を使って得られたリゾチームの結晶の数と大きさは通常のシリコン・コートを処理した面上で結晶化させた場合に比較し有意に変化した。前者の場合、生成する結晶の数は顕著に減少し、逆に結晶の平均的なサイズは顕著に大きくなった。本研究は、フラクタル効果による超撥水面が生体高分子の水溶液からの結晶化に極めて良好な影響を与え、実用的にも意味のあることを示した。

Crystallization of organic polymers by evaporation is a common method for crystallization of organic polymers. In many cases, the liquid droplets are separated from the surface, and the formation of crystal nuclei is promoted. As a result, the crystals are separated from the surface. The water repellency of the surface of the liquid drops is high, and the problem is solved. In this study, the influence of water dispersion on the crystallization of fine particles was discussed. The surface of the crystal is formed, and the crystal is crystallized. A kind of enzyme on the surface is crystallized by standing and evaporating a drop of buffer solution. The crystallization process is similar to that of the conventional method, and the results are compared in detail. The water quality of the water surface shall be determined according to the water quality of the water surface. In the case of buffer solution containing sodium hydroxide, the crystallization process is carried out in a transparent manner, and the ultra-high-purity water is fully maintained. The crystallization process of the crystal core is the minimum contact area of the droplet of the solution. In the meantime, the number of crystals on the surface of the water surface has been greatly reduced. In the former case, the number of crystals produced is decreasing, and the average number of crystals is increasing. This study shows that the crystallization of organic polymer in aqueous solution is very good and the practical application is very important.