結晶成長について

質問

濃度が異なるタンパク質溶液において析出した結晶のできかたを調べているのですが、薄い溶液では一粒一粒が小さくて規則正しい形の結晶ができて、濃い溶液では大きくて不規則な角張った結晶ができました。

分子がある程度衝突を繰り返し、重力の影響がでてきたところで試験管の底に達して運動エネルギーを失い、結晶成長終わりということだと思いますが、濃い、薄いでは重力をうけて試験管の底に達するまでに衝突する回数の多い、少ないで結晶１つ１つの大きさが変わってくる、ということなのでしょうか。

ならば、無重力状態で同じような実験をした場合、ずっと分子同士が衝突を繰り返してただ1つの大きな結晶となって結晶成長終わり、となるのでしょうか？

恐縮ですがこれらを理論的に説明しているような、参考となる文献等もあれば、お願いします。

回答No.2

noname#21649

何の「結晶」かわからないので．無機塩の結晶とします。
結晶の生長は．界面での結晶格子の化学反応です。したがって．ブラウン運動が制限されるような極低温の場合を除くと．重力による力とブラウン運動による力では．ブラウン運動の方が桁違いに大きいので．重力の影響を考えません。ＰＶ＝ｍＲＴより．沈殿生成時の分子のエネルギーを推定してみてください。
また．沈降ても．界面原子の交換反応が頻繁におこり．結晶が生長します。

無機塩の場合に．蛋白質のような有機物が存在するときには．沈殿生長面に有機物が化学吸着し．特定の面の成長か押さえられます。高濃度になればなるほど．この生長抑制の効果が大きいです。その結果．低濃度では特定の面が生長したきれいな結晶が選られますが．高濃度になると残された面の成長も阻害されるために．不規則な形になります。

このような研究がなされたのは．昭和のはじめから戦時中にかけてです。ケミアブで探してみてください。

回答No.1

noname#211914

理論的な説明は分かりませんが、以下の参考URLサイトは参考になりますでしょうか？
「大量遠隔処理型蛋白質結晶化及び評価装置の開発」
このページの下段に文献リストもあります・・・？

●http://www.nasda.go.jp/library/news/j/187/hub.html（スペースハブを利用した蛋白質結晶実験計画）
●http://jem.tksc.nasda.go.jp/kibo/kibo-j/smm6/smm6doc3.html
（スペースハブ（ＳＴＳ－８４）利用蛋白質結晶実験）

ご参考まで。