Mikrokalorymetria – ITC oraz DSC

Kalorymetria jest techniką doświadczalną, która bada zmiany cieplne zachodzące w wyniku reakcji chemicznych bądź przemian fizycznych.

Kalorymetria opiera się na założeniu, że wszystkie reakcje chemiczne niosą zmiany energetyczne, zwykle poprzez uwalnianie energii (reakcja egzotermiczna) lub jej absorpcję (reakcja endotermiczna). Mikrokalorymetria jest ultraczułą techniką pomiarową, która pozwala zaobserwować bardzo niewielkie zmiany cieplne w niewielkich objętościach próbki, co czyni ją bardzo pomocną np. w przypadku biomateriałów.

Mikrokalorymetria jest używana do badania interakcji między molekułami i określania trwałości poprzez zmiany konformacyjne, np. rozwijanie białka. Zakres aplikacyjny tych urządzeń jest bardzo szeroki, od potwierdzania ilości miejsc wiążących w małych molekułach do uzyskiwania stabilnych biomolekuł.

Wyżej wymienione procesy określane są przez dwie techniki kalorymetryczne: izotermiczna kalorymetria miareczkowa (ITC) i różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC).

Izotermiczna kalorymetria miareczkowa (ITC)

Izotermiczna kalorymetria miareczkowa (ITC) jest używana do uzyskiwania parametrów kinetycznych określających wiązanie molekuł. Jest to więc idealne narzędzie do projektowania leków i badania wiązań między molekułą a ligandem.

ITC bezpośrednio mierzy ciepło uwolnione bądź zaabsorbowane w trakcie procesu wiązania. To pozwala określić stałą wiązania (K_D), stechiometrię reakcji (n), entalpię (ΔH) i entropię (ΔS).

Izotermiczna kalorymetria miareczkowa używana jest w celu:

– określenia powinowactwa reagentów,

– selekcji i wyboru potencjalnych związków leczniczych,

– pomiaru termodynamiki,

– opisu mechanizmu wiązania,

– potwierdzenia ilości miejsc wiążących w projektowaniu małocząsteczkowych leków,

– opisywania specyficzności i wyznaczania stechiometrii reakcji,

– badań nad kinetyką enzymatyczną.

Różnicowa kalorymetria skaningowa (DSC) – czytaj więcej…