[发明专利]形状记忆合金开关空间蛋白质结晶室

说明书

技术领域：

本发明涉及一种在空间微重力环境中生长蛋白质晶体的装置。

背景技术：

空间的微重力环境可以抑制晶体的沉降和溶液浮力对流，因此有助于生长出质量更好的蛋白质晶体，用于X-射线衍射可以得到蛋白质分子更精细的结构，为生物制药提供基本知识。为了保证蛋白质是在空间结晶并长大，在结晶室被送入太空之前，需要使结晶实验处于关闭状态；进入太空之后再打开结晶室扩散通道，启动实验；而在空间飞行器即将返回地面时，需要再次关闭结晶室扩散通道。

通常，结晶室的开关动作由一套机电系统使用电力完成。但是空间飞行器的载荷能力和电力资源非常有限，除了保障航天员的生存和健康以及空间飞行器自身的基本需求之外，剩余的载荷能力和电力资源有时不能够满足蛋白质结晶室自带机电系统及其电力需求。为此，西班牙和日本的科学家陆续开发出无源便携式的长毛细管液/液扩散空间蛋白质结晶装置。这类装置虽然解决了载荷和电力的问题，但是也不再对结晶实验进行打开和关闭操作，结晶室的扩散通道在地面尚未进入太空前、进入太空以及返回地面的整个过程中始终处于打开的状态，不能保证蛋白质晶体是在空间生成并长大的。

发明内容：

本发明要解决的问题在于不使用电力实现结晶室扩散通道的打开和关闭，从而启动利终止结晶实验。为解决以上技术问题，本发明提供了一种借助温度变化打开和关闭结晶室扩散通道的形状记忆合金开关空间蛋白质结晶室，该结晶室包括蛋白质溶液池和沉淀剂溶液池两个腔室，两个腔室之间的扩散通道被蛋白质溶液池上面的盖子隔断，盖子与形状记忆合金弹簧连接，弹簧随着温度的变化伸长或缩短，从而打开或关闭盖子。

采用上述结构后，结晶室不需要配备开关专用机电系统，也不消耗电力。在地面的低温环境中，形状记忆合金弹簧呈收缩状态，盖子是关闭的。进入太空以后，环境的热量使结晶室的温度升高，弹簧伸长，拉开或推开盖子，从而保证蛋白质溶液在进入太空以后再产生晶体并逐渐长大。

附图说明：

下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细说明。

图1是记形状忆合金开关空间蛋白质结晶室示意性结构的正视图。

图2是形状忆合金开关空间蛋白质结晶室另外一种实现形式的示意性结构正视图。

具体实施方式：

附图所示结晶室包括沉淀剂溶液池盖子1、密封垫片2、沉淀剂溶液3、蛋白质溶液池盖子4、形状记忆合金弹簧5、支撑块6、蛋白质溶液(7)、蛋白质溶液池8、底座9和沉淀剂溶液池10组成。

由金属或非金属材料制成的沉淀剂溶液池10上面加工出横截面规则的一个或多个柱形盲孔，用于盛放蛋白质溶液池8和沉淀剂溶液3。管状蛋白质溶液池8套上底座9和支撑块6以后被插入沉淀剂溶液池10的盲孔中，向蛋白质溶液池8中加满或不加满蛋白质溶液7，套上形状记忆合金弹簧5并盖上蛋白质溶液池盖子4。加入沉淀剂溶液3，在沉淀剂溶液池10口放置密封垫片2，再盖上沉淀剂溶液池盖子1。

以上整个过程在较低温度下进行。结晶室装配完毕后仍然放置在温度低于空间实验的环境中保存。待结晶室进入太空后，温度升高使得记形状忆合金弹簧5伸长，推开蛋白质溶液池盖子4，蛋白质溶液池8与沉淀剂溶液池10连通，结晶实验启动，从而保证晶体是在空间微重力环境下生成和长大。

本发明也可以采用图2所示的另外一种实施方式：蛋白质溶液池8位于沉淀剂溶液池10的外面，底座9在多于一个时都连成一体，支撑块6与密封垫片2合二为一呈带孔塞子形状。