差示扫描量热法是一种用于直接表征天然蛋白质或其他生物分子稳定性的分析技术。它通过测量以恒定速率加热时与分子热变性相关的热变化来做到这一点。


　　测量原理

　　溶液中的生物分子在其自然(折叠)和变性(展开)构象之间处于平衡状态。热转变点(T  m)越高，分子越稳定。DSC测量由热诱导变性引起的解折叠焓( H)。也用于测定变性热容(C  p)的变化。差示扫描量热法可以阐明影响天然生物分子折叠和稳定性的因素。这些包括疏水相互作用、氢键、构象熵和物理环境。


　　从差示扫描量热法获得的准确和高质量的数据提供了关于蛋白质在工艺开发和潜在治疗候选药物制剂中的稳定性的重要信息。


　　大分子和大分子组件(5000道尔顿)，例如蛋白质、核酸和脂质，可以形成明确的结构，这些结构经历热诱导的构象变化。这些结构的重排导致由非共价键的再分布引起的吸热。差示扫描量热计测量这种热吸收。


　　差示扫描量热法的工作原理


　　DSC系统的热芯由两个单元组成，一个参考单元和一个样品单元。该设备旨在使两个电池在加热过程中保持相同的温度。


　　进行测量


　　要进行差示扫描量仪测量，首先用缓冲溶液填充参比池，然后用样品溶液填充样品池。然后以恒定的扫描速度加热它们。蛋白质展开期间的热吸收导致细胞之间的温差( t)，这导致整个珀尔帖单元的热梯度。这产生了一个电压，该电压被转换成电能，并用于控制珀尔帖将 t(温差)恢复到0摄氏度。或者，电池可以通过传导被动地达到热平衡。


　　数据生成和分析


　　蛋白质解折叠焓是浓度归一化DSC峰下的面积，单位为卡路里(或焦耳)每摩尔。在某些情况下，热力学模型可以拟合数据以获得吉布斯自由能( g)、量热焓(H  cal)、范德霍夫焓(H  vH)、熵( s)和与相变相关的热容量(Cp)。


　　差示扫描量热法广泛应用于药物发现和开发。主要应用包括：

　　生物治疗开发中最稳定的蛋白质或潜在候选物的表征和选择

　　配体相互作用的研究

　　净化和制造条件的快速优化

　　轻松快速地确定液体配方的最佳条件

　　用于筛选的靶蛋白快速稳定性指标分析