TA博客|微量热法表征大分子生物物理

2022-03-21 17:11:32, TA仪器 TA仪器

生物大分子是每个细胞的基本组成，因此对所有生命来说都是必不可少的。这些重要分子被分为四大类：碳水化合物、脂质、蛋白质和核酸。表征生物大分子对于了解它们的功能和关系非常重要，从而助力开发新型治疗方法。在大分子研究领域中，生物治疗药物疗法侧重于大分子相互作用可导致疾病和/或细胞死亡。

微量热法是热分析的一环，是一种测量反应过程中热焓和热容量变化的技术。两种微量热技术(差示扫描量热法(DSC) 和等温滴定量热法(ITC)）是表征大分子间结合和结构稳定性的标准方法。通过微量热仪进行的生物物理表征阐明生物大分子的结构和功能之间的关系。测量得出的热力学结合特征不但揭示了结合强度，还显示了所涉及的特异性或非特异性驱动力。

DSC表征分子稳定性

差示扫描量热仪为表征稀薄溶液中生物大分子的稳定性而设计。这种分析是通过确定蛋白质在恒定压力下的偏摩尔热容量变化（∆Cp）实现的。通过这些测量，DSC可以表征蛋白质结构以及特异性或非特异性蛋白质-配体结合。 DSC的结构稳定性谱图揭示了高阶结构的优势和劣势，并定义了各结构域的行为及其相互作用。

DSC正在成为识别和监测疾病进展的重要和补充诊断工具。 DSC测量也在药物发现、配方和研发测试中发挥了关键作用。

ITC研究分子相互作用

等温滴定量热仪专为通过直接测量系统的热力学驱动力来描述任何分子的相互作用而设计。所有的结合反应都伴随着热量变化或吸收（焓变，ΔH）。通过单次ITC实验即可获得结合反应的完整热力学特征。

ITC正被越来越多地用于定量描述从蛋白质到纳米材料系统。此外，ITC测量有助于确定分子结合反应的基本驱动力。由于这些反应吸收或释放热量，ITC量化反应热，以提供完整的热力学描述，即结合相互作用、结合化学计量和结合常数。 ITC分析还可以实时表征和监测酶动力学反应。

领先业界的DSC和ITC仪器

TA Instruments 的Nano DSC 是以超高灵敏性测量稀释的溶液中生物分子在加热或冷却时吸收或释放的热量而设计的。与竞品相比，Nano DSC使用更少的样品获取数据，其灵活的数据采集界面使得实验设置简单，且确保精确测量。

用户可以精确控制实验温度和压力，DSC仪器的连续式毛细管样品池可以完整且准确地测定转变温度（Tm）和焓（ΔH）。

TA Instruments的 Affinity ITC 和 Nano ITC具有极高的灵敏度和无与伦比的灵活性，可用于表征任何分子相互作用。 ITC可实现快速、精确、无破坏性测量分析，与生理和合成基质兼容，并且与光谱技术一样敏感，但不需要光谱标签或化学标签。连续单次滴定法是传统增量滴定法ITC极具吸引力的替代方法，用于快速筛选明确定义的体系。