一種用于蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術提供了一種用于蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置，兩塊永磁鐵平行放置，且兩塊永磁鐵對應位置的極性相反；U型鋁板位于兩塊永磁鐵之間，鋁板和永磁體圍合成一個五邊封閉、一邊開口的結晶板放置區；若干順磁鋼板和抗磁鋁板圍合成一個封閉結構，將永磁鐵和U型鋁板包裹在內，所述的封閉結構中，正對U型鋁板開口的兩側均為抗磁鋁板。本發明專利技術磁場強度大，體積緊湊，制造成本低，能夠明顯提高蛋白質結晶質量。

Permanent magnetic closure experimental device for protein crystallization

The present invention provides a method for protein crystallization of the permanent magnet enclosed experimental device, two permanent magnets are arranged in parallel, and the polarity of the two pieces of permanent magnet to the corresponding position of the opposite; U type aluminum is located between two pieces of permanent magnet plate and permanent magnet around a synthetic crystal board five side sealing, side opening placement area; a number of paramagnetic and diamagnetic aluminum plate enclosed in a closed structure, the permanent magnet and U type aluminum wrapped inside the closed structure, the opening of both sides is U type aluminum are diamagnetic aluminum. The invention has the advantages of large magnetic field intensity, compact volume and low manufacturing cost, and can obviously improve the crystal quality of the protein.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及生物實驗器械領域，具體涉及一種用于生物蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置。
技術介紹
蛋白質是生命活動的主要承擔者，具有極其多變的結構和功能，因此其對生命活動的重要性是不言而喻的。通過對蛋白質結構的解析以及功能的分析，我們可以對生命活動具有更深層次的了解和研究。目前，蛋白質結構的解析主要是借助XRD(X-射線衍射)來完成的，并且在PDB(ProteinDataBank)數據庫中有超過90％的蛋白質結構是由XRD解析的。目前XRD在蛋白質結構分析過程中具有絕對的統治地位，但使用XRD解析蛋白質結構需要利用蛋白質晶體，因此蛋白質結晶便成為了XRD蛋白質結構解析的關鍵步驟，就目前技術而言，如何獲得高質量的蛋白質晶體仍是制約這項技術發展的瓶頸。文獻“Effectsofamagneticfieldonthenucleationandgrowthofproteincrystals”等報道了在磁場中進行蛋白質結晶可以明顯地產生數量更少但體積更大的蛋白質晶體。因此通過磁場的特殊環境來提高蛋白質結晶的晶體質量是提高XRD蛋白質衍射質量的有效途徑之一。根據磁力的不同形成方式，磁場可分為電磁場和永磁場。電磁場又可以分為常規導體磁場和超導磁場，電磁場可以在電流的作用下產生較高磁力的磁場，從幾特斯拉到幾十特斯拉不等的磁場強度，盡管電磁場有著較高的磁場強度，但是在使用過程中需要專門的場地、較高的人力物力去維護，投入較大，使用不方便。另一方面就永磁場而言，其磁場強度目前來說最高可達一點幾特斯拉，雖然和電磁場相比其強度小了很多，但是永磁場裝置體積較小，一旦組成裝置就不需要再進行能量的輸入以及和電磁場一樣的繁雜維護。同時在進行中弱磁場強度的蛋白質結晶實驗過程中，永磁場也具有重要的實驗和實踐價值。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術提供一種實用的試驗用蛋白質結晶永磁封閉實驗裝置，本專利技術磁場強度大，體積緊湊，制造成本低，能夠明顯提高蛋白質結晶質量。本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是：一種用于生物蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置，包括永磁鐵、U型鋁板、抗磁鋁板和順磁鋼板；兩塊所述的永磁鐵平行放置，且兩塊永磁鐵對應位置的極性相反；所述的U型鋁板位于兩塊永磁鐵之間，鋁板和永磁體圍合成一個五邊封閉、一邊開口的結晶板放置區；若干順磁鋼板和抗磁鋁板圍合成一個封閉結構，將永磁鐵和U型鋁板包裹在內，所述的封閉結構中，正對U型鋁板開口的兩側均為抗磁鋁板。所述的永磁鐵采用釹鐵硼強永磁鐵。所述的U型鋁板兩側各有兩塊永磁鐵，同一側的兩塊永磁鐵位于同一平面貼緊放置，且兩塊永磁鐵相鄰一側的極性相反。所述的永磁鐵在自身所處平面內與封閉結構之間留有空間。所述的封閉結構中，抗磁鋁板正對U型鋁板開口的位置開有結晶板入口，且通過門蓋封閉。所述的順磁鋼板通過順磁螺絲桿緊固連接，所述的抗磁鋁板通過順磁螺絲桿安裝在順磁鋼板上。所述的永磁鐵通過磁圓柱銷釘安裝在順磁鋼板上。本專利技術的有益效果是：首先，本專利技術所采用的永磁鐵為釹鐵硼強永磁鐵，磁體為薄矩形，上下各緊鄰兩塊，這樣可以減少單塊大面積磁極中心部位場強減弱問題。采用N-S磁極相對和磁體平行設計，同時裝置外表面四周的整體的閉合順磁鋼板和前后抗磁設計，大大減小了磁力線的外耗散，這樣既大大增強了裝置內部的磁場強度，又使裝置內部基本維持恒穩的磁場強度。其次，上下磁鐵之間夾有U型抗磁鋁板，這樣磁鐵間的磁力線大部分都被集中到U型缺口處的結晶板放置區，設計時利用ANSYS有限元模擬和分析，裝置內部結晶板放置區建立起了符合結晶板面積大小的恒穩磁場，在裝置制作完成后，對裝置內部的磁場強度進行實際測量，結果和事先模擬計算的結果是基本一致的，這樣就有利于后期實驗條件均一性的要求，增加實驗的準確度和實驗效果。最后，本專利技術裝置體積小，便于挪動，可放置于水循環水浴內，占用實驗空間小，使用方便。附圖說明圖1為本專利技術所述的實驗裝置外觀結構示意圖。圖2為本專利技術所述的實驗裝置內部結構示意圖。圖3為本專利技術所述的實驗裝置打開上部順磁鋼板后的內部結構俯視圖。圖4為本專利技術所述的實驗裝置打開上部順磁鋼板和取出裝置內上部永磁鐵后的內部結構俯視圖。圖5本專利技術所述的實驗裝置的內部核心(永磁鐵和U型鋁板)結構示意圖。圖6本專利技術所述的實驗裝置的裝置外部封閉系統順磁鋼板拼接結構示意圖。圖中，1.1、抗磁圓柱銷釘；1.2、上順磁鋼板；1.3、大順磁螺絲桿；1.4、小順磁螺絲桿；1.5、入口門蓋；1.6、前抗磁鋁板；1.7、左順磁鋼板；2.1、上順磁板；2.2、右順磁鋼板；2.3、U型鋁板；2.4、抗磁空氣空間；2.5、下順磁鋼板；2.6、下強永磁鐵A；2.7、結晶板放置區；2.8、上強永磁鐵A；3.1、后抗磁鋁板；3.2、裝置入口；5.1、上強永磁鐵B；5.2、下強永磁鐵B；6.1、U型鋁板定位槽；6.2、強永磁鐵定位槽。具體實施方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明，本專利技術包括但不僅限于下述實施例。本專利技術提供一種用于生物蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置，包括裝置內部試驗系統和裝置外部封閉系統。所述的裝置內部實驗系統包括：強永磁鐵、支持作用的U型厚度抗磁硬鋁板(U型鋁板)、結晶板放置區和抗磁空氣空間。所述的裝置外部封閉系統包括：順磁鋼板、抗磁鋁板、順磁螺絲桿、抗磁圓柱銷釘、裝置入口和入口門蓋。作為上述技術的優選方案，所述的裝置內部實驗系統被裝置外部封閉系統完全包裹封閉在內部。作為上述技術的優選方案，所述的強永磁鐵是本專利技術中強磁場的產生源，在裝置內部強永磁鐵產生近乎恒穩的強磁場作用于實驗時的結晶板上，裝置內上下各兩塊磁鐵，平行相對。作為上述技術的優選方案，所述的U型鋁板將不同極向的正對的強磁鐵支撐分隔開，防止其相互吸引貼附在一起。作為上述技術的優選方案，所述的結晶板放置區位于上下相對的強永磁鐵中間、U型鋁板的U字內部，在實驗室用于結晶板的放置。作為上述技術的優選方案，所述的抗磁空氣空間位于上下磁鐵兩側，主要起到抗磁使磁力線主要封閉在裝置外部封閉系統內中的順磁鋼板內。作為上述技術的優選方案，所述的順磁鋼板緊固于裝置外表面的上下左右四處，緊密閉合，起到使磁力線循環其中的作用。作為上述技術的優選方案，所述的抗磁鋁板緊固于裝置的前后兩處，緊貼順磁鋼板，抗磁防止磁力線短路。作為上述技術的優選方案，所述的順磁螺絲桿，用于固定緊合裝置外部封閉系統的順磁鋼板和抗磁鋁板。作為上述技術的優選方案，所述的抗磁圓柱銷釘，橫穿順磁鋼板和強永磁鐵，固定磁鐵，并便于安裝。作為上述技術的優選方案，所述的裝置入口，是結晶板放置的入口，位于裝置前抗磁鋁板的正中間。作為上述技術的優選方案，所述的入口門蓋，用于堵塞裝置入口，防止裝置內強磁吸取環境鐵磁物質，產生危險。如圖1和圖6所示為一種用于蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置外觀結構示意圖，裝置上下左右四個面為順磁鋼板，前后兩面為抗磁鋁板，裝置的整體連接由順磁螺絲桿完成，連接牢固，裝置整體結構緊湊牢固。如圖2、圖3、圖4和圖5所示為一種用于蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置內部結構示意圖，也就是裝置內部試驗系統，主要有上下各兩塊并列的強永磁鐵和中間的U型抗磁鋁板，在U型鋁板的U字內部空間為結晶般的放置區。優選地，所述實驗裝置整體的尺寸為252*212*127mm，空間體積本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置，包括永磁鐵、U型鋁板、抗磁鋁板和順磁鋼板，其特征在于：兩塊所述的永磁鐵平行放置，且兩塊永磁鐵對應位置的極性相反；所述的U型鋁板位于兩塊永磁鐵之間，鋁板和永磁體圍合成一個五邊封閉、一邊開口的結晶板放置區；若干順磁鋼板和抗磁鋁板圍合成一個封閉結構，將永磁鐵和U型鋁板包裹在內，所述的封閉結構中，正對U型鋁板開口的兩側均為抗磁鋁板。

【技術特征摘要】
1.一種用于蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置，包括永磁鐵、U型鋁板、抗磁鋁板和順磁鋼板，其特征在于：兩塊所述的永磁鐵平行放置，且兩塊永磁鐵對應位置的極性相反；所述的U型鋁板位于兩塊永磁鐵之間，鋁板和永磁體圍合成一個五邊封閉、一邊開口的結晶板放置區；若干順磁鋼板和抗磁鋁板圍合成一個封閉結構，將永磁鐵和U型鋁板包裹在內，所述的封閉結構中，正對U型鋁板開口的兩側均為抗磁鋁板。2.根據權利要求1所述的用于蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置，其特征在于：所述的永磁鐵采用釹鐵硼強永磁鐵。3.根據權利要求1所述的用于蛋白質結晶的永磁封閉實驗裝置，其特征在于：所述的U型鋁板兩側各有兩塊永磁鐵，同一側的兩塊永磁鐵...

【專利技術屬性】
技術研發人員：尹大川，鄭希望，曾祥斌，張斌，商澎，
申請(專利權)人：西北工業大學，
類型：發明
國別省市：陜西;61