微量量熱技術(Microcalorimetry)
呂卓遠 常瑩 李蒙萌 安健博
北京大學 醫學部 基礎醫學院 醫學實驗04級
摘要 我們知道生物大分子 ，如蛋白質、核酸的特殊空間構象的形成絕大多數是可逆的熱力學反應，因此對此過程的熱力學研究有著很大的意義。這個過程需要利用目標分子直接測量伴隨生物大分子反應的熱效應。實現這一程序需要具有很高靈敏度的量熱技術，即差示掃描量熱技術（DSC）和等溫滴定量熱技術（ITC），得以測量在固定溶液環境下，隨溫度變化放出的熱量。或測量在固定溫度下，隨溶液環境變化放出的熱量。在本篇綜述中，我們主要介紹DSC和ITC的主要原理，以及它們在生物醫學領域中的應用。
關鍵詞 微量量熱技術 差示掃描量熱技術 等溫滴定量熱技術 生物大分子
正文
1．前言
在升溫和降溫的過程中，物質的結構和化學性質會發生變化，其質量、幾何尺寸、光、電、磁、熱、力等物理性質也會發生相應的變化。微量量熱技術被定義為在溫度程序控制的條件下測量物質的物理性質和溫度關系的一類技術。
微量量熱技術是近年來發展起來的一種研究生物熱力學與生物動力學的重要結構生物學 方法，它通過高靈敏度、高自動化的微量量熱儀連續和準確地監測和記錄一個變化過程的量熱曲線，同時提供熱力學和動力學信息。
微量量熱技術的一個重要特點就是，它可以作為任意反應凈變的傳感器，具有連續性和抗干擾性。因此它是一個用于發現和估測反應未知步驟或過程的先進分析技術。
2．差示掃描量熱技術（DSC）
差示掃描量熱技術是20世紀60年代以后研制出的一種熱分析方法。在樣品和參比物同時程序升溫或降溫且保持兩者溫度相同的條件下，測量流入或流出樣品和參比物的熱量差與溫度關系的技術。
DSC儀器結構包括溫度程序控制系統；測量系統，用于樣品物理量轉換成電信號并放大；數據記錄、處理和顯示系統；樣品室，提供適當環境。
DSC分析生物大分子結構變化的基礎：由于在給定溫度下每個體系總是趨向于達到自由能最小的狀態，所以樣品升溫或降溫的過程中，它可以轉變成具有不同自由能的另一種結構狀態。分析伴隨著結構變化所發生的焓變化，就可以得到樣品結構變化的某些信息。
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