量热法是测量化学反应或物理事件所引起热量变化的一种技术。

量热法所依赖的事实是,所有化学反应都涉及能量变化,通常伴有热量释放(放热)或热量吸收(吸热)。 与量热法相比,微量热法的灵敏度超高,可测定少量样品中极细微的热量变化,从而使其适合用于生物材料。

微量热法用于研究涉及生物分子的反应,包括分子间的相互作用以及蛋白质折叠之类的构象变化。 应用范围覆盖从在小分子药物发现过程中确认预期结合靶标到开发稳定性生物治疗药物的多个领域。

这些生物学过程通常采用两种量热技术进行研究:等温滴定量热法 (ITC)差示扫描量热法 (DSC)

等温滴定量热法 (ITC)

等温滴定量热法 (ITC) 用于研究生物分子的结合行为。 它是药物设计和蛋白质相互作用研究与调节的基本工具。 ITC 可直接测量生物分子结合过程中释放或吸收的热量。 这样便可以准确地确定结合常数 (KD)、反应化学计量 (n)、焓 (∆H) 和熵 (ΔS)。

ITC 可用于:

  • 量化结合亲和力
  • 候选药物的选择与优化
  • 测定热力学特性和活性浓度
  • 作用机制表征
  • 在小分子药物发现过程中确认预期结合靶标
  • 测定结合特异性和化学计量
  • 验证从苗头化合物到先导化合物演化过程中的 IC50 值和 EC50 值。
  • 酶动力学测定

差示扫描量热法 (DSC)

差示扫描量热法 (DSC) 是一种用于考查蛋白质和其他生物分子稳定性的技术。 它被广泛应用于蛋白质工程、合理药物设计和生物药品生产这些以开发稳定的蛋白质为关键目标的领域。

DSC 是测量温度升降控制过程中生物分子内所发生热量变化的一项重要的热分析技术,从而使在自然状态下进行材料研究成为可能。

DSC 能够: 

  • 鉴定和选择生物治疗药物开发过程中最稳定的蛋白质或潜在候选药物
  • 配体相互作用研究
  • 纯化和生产条件的快速优化
  • 简易、快速确定液体制剂的最佳条件
  • 对用于筛选的靶蛋白进行快速稳定性指示分析