差示掃描量熱法是一種用于直接表征天然蛋白質或其他生物分子穩定性的分析技術。它通過測量以恒定速率加熱時與分子熱變性相關的熱變化來做到這一點。


　　測量原理

　　溶液中的生物分子在其自然(折疊)和變性(展開)構象之間處于平衡狀態。熱轉變點(T  m)越高，分子越穩定。DSC測量由熱誘導變性引起的解折疊焓( H)。也用于測定變性熱容(C  p)的變化。差示掃描量熱法可以闡明影響天然生物分子折疊和穩定性的因素。這些包括疏水相互作用、氫鍵、構象熵和物理環境。


　　從差示掃描量熱法獲得的準確和高質量的數據提供了關于蛋白質在工藝開發和潛在治療候選藥物制劑中的穩定性的重要信息。


　　大分子和大分子組件(5000道爾頓)，例如蛋白質、核酸和脂質，可以形成明確的結構，這些結構經歷熱誘導的構象變化。這些結構的重排導致由非共價鍵的再分布引起的吸熱。差示掃描量熱計測量這種熱吸收。


　　差示掃描量熱法的工作原理


　　DSC系統的熱芯由兩個單元組成，一個參考單元和一個樣品單元。該設備旨在使兩個電池在加熱過程中保持相同的溫度。


　　進行測量


　　要進行差示掃描量儀測量，首先用緩沖溶液填充參比池，然后用樣品溶液填充樣品池。然后以恒定的掃描速度加熱它們。蛋白質展開期間的熱吸收導致細胞之間的溫差( t)，這導致整個珀爾帖單元的熱梯度。這產生了一個電壓，該電壓被轉換成電能，并用于控制珀爾帖將 t(溫差)恢復到0攝氏度。或者，電池可以通過傳導被動地達到熱平衡。


　　數據生成和分析


　　蛋白質解折疊焓是濃度歸一化DSC峰下的面積，單位為卡路里(或焦耳)每摩爾。在某些情況下，熱力學模型可以擬合數據以獲得吉布斯自由能( g)、量熱焓(H  cal)、范德霍夫焓(H  vH)、熵( s)和與相變相關的熱容量(Cp)。


　　差示掃描量熱法廣泛應用于藥物發現和開發。主要應用包括：

　　生物治療開發中最穩定的蛋白質或潛在候選物的表征和選擇

　　配體相互作用的研究

　　凈化和制造條件的快速優化

　　輕松快速地確定液體配方的最佳條件

　　用于篩選的靶蛋白快速穩定性指標分析