磁気力によるタンパク質溶液の流れのシミュレーション

Flow simulation of protein solution induced by magnetic force


岡田 秀彦, 廣田 憲之, 松本 真治, 和田 仁 (NIMS)


Abstract:宇宙の微小重力環境下ではタンパク質溶液の対流が抑制され、結晶化が専ら拡散によって進行するため、欠陥の少ない良質な単結晶を得ることができる。しかし、宇宙での実験には装置、実験機会等に大きな制約があることから、同様の環境を地上で創り出す手法として、反磁性体流体に働く重力を磁気力により制御するアプローチが注目されている。我々は、超伝導マグネットが発生する高磁気力を用いて良質のタンパク質結晶を生成する装置を開発してきた。
本発表はこの装置の構造ならびに結晶化の条件を最適化するために行った磁気力中に置かれたタンパク質溶液の流れのシミュレーションに関する報告である。重力と超電導マグネットの発生する磁気力下でのタンパク質溶液の対流のモデルを作り、種々の条件でそのモデルを数値的に解いてシミュレーションを行った。その結果、実際のマグネットの磁場分布では、横向きの磁気力により小さな対流が生じる場合が有る事等が分かったので、詳細を報告する。