摘要 我們知道生物大分子，如蛋白質(zhì)、核酸的特殊空間構(gòu)象的形成絕大多數(shù)是可逆的熱力學(xué)反應(yīng)，因此對此過程的熱力學(xué)研究有著很大的意義。這個(gè)過程需要利用目標(biāo)分子直接測量伴隨生物大分子反應(yīng)的熱效應(yīng)。實(shí)現(xiàn)這一程序需要具有很高靈敏度的量熱技術(shù)，即差示掃描量熱技術(shù)（DSC）和等溫滴定量熱技術(shù)（ITC），得以測量在固定溶液環(huán)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(huán)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(yī)學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。
關(guān)鍵詞 微量量熱技術(shù) 差示掃描量熱技術(shù) 等溫滴定量熱技術(shù) 生物大分子
正文
1．前言
在升溫和降溫的過程中，物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，其質(zhì)量、幾何尺寸、光、電、磁、熱、力等物理性質(zhì)也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。微量量熱技術(shù)被定義為在溫度程序控制的條件下測量物質(zhì)的物理性質(zhì)和溫度關(guān)系的一類技術(shù)。
微量量熱技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種研究生物熱力學(xué)與生物動(dòng)力學(xué)的重要結(jié)構(gòu)生物學(xué)方法，它通過高靈敏度、高自動(dòng)化的微量量熱儀連續(xù)和準(zhǔn)確地監(jiān)測和記錄一個(gè)變化過程的量熱曲線，同時(shí)提供熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)信息。
微量量熱技術(shù)的一個(gè)重要特點(diǎn)就是，它可以作為任意反應(yīng)凈變的傳感器，具有連續(xù)性和抗干擾性。因此它是一個(gè)用于發(fā)現(xiàn)和估測反應(yīng)未知步驟或過程的分析技術(shù)。
2．差示掃描量熱技術(shù)（DSC）
差示掃描量熱技術(shù)是20世紀(jì)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(shí)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(guān)系的技術(shù)。
DSC儀器結(jié)構(gòu)包括溫度程序控制系統(tǒng)；測量系統(tǒng)，用于樣品物理量轉(zhuǎn)換成電信號(hào)并放大；數(shù)據(jù)記錄、處理和顯示系統(tǒng)；樣品室，提供適當(dāng)環(huán)境。
DSC分析生物大分子結(jié)構(gòu)變化的基礎(chǔ)：由于在給定溫度下每個(gè)體系總是趨向于達(dá)到自由能zui小的狀態(tài)，所以樣品升溫或降溫的過程中，它可以轉(zhuǎn)變成具有不同自由能的另一種結(jié)構(gòu)狀態(tài)。分析伴隨著結(jié)構(gòu)變化所發(fā)生的焓變化，就可以得到樣品結(jié)構(gòu)變化的某些信息