Co je diferenciální skenovací kalorimetr?

Diferenční skenovací kalorimetr je přístroj, který měří, jak vzorky reagují na změny teploty. Jeden vzorek se používá, protože změny, které prochází, když teplota stoupá nebo klesá, jsou již známy. Používá se jako srovnání s jiným vzorkem, u kterého se testuje reakce na změny teploty. Každý vzorek je držen v nádobě zvané kelímek a materiály, které je zařízení určeno k testování, jsou obvykle biologické molekuly, jako jsou nukleové kyseliny nebo proteiny.

Testování prováděné pomocí diferenciální skenovací kalorimetrie je založeno na poli diferenciální skenovací kalorimetrie (DSC), která zahrnuje analýzu toho, jak stabilní jsou biologické molekuly a systémy. Energie spojená s rozložením molekul se měří stejně jako jejich rovnováha mezi složením nebo rozložením. Když molekuly mění stavy nebo se vzorek roztaví nebo ztuhne, změny jejich tepelné kapacity umožňují vědcům klasifikovat je. Molekuly jsou považovány za stabilnější, když jsou teploty vyšší a materiál je ve stavu, ve kterém je alespoň polovina molekul v přechodu.

Aby bylo možné změřit jakýkoli nový vzorek, musí být porovnáno s mírou změny pro jiný typ materiálu. Teplotní rozdíly se také měří, když jsou nádoby prázdné, a ty se používají jako základní hodnota pro výpočet měrné tepelné kapacity. Rychlost, se kterou se teplota mění, je u obou nádob stejná a vyskytuje se ve stejném teplotním rozsahu. Měří se tepelné kapacity od 100 ° C do 1200 ° C. Diferenční skenovací kalorimetr může také měřit fázové změny, ke kterým dochází v teplotním rozsahu 20 ° C až 1 500 ° C.

Rychlosti zahřívání jsou obvykle konstantní, ale drobné změny rychlosti nebo oscilace lze provádět pomocí modulovaného diferenciálního skenovacího kalorimetru. V jednom skenování umožňuje tato funkce vědcům jasnější pochopení tepelné kapacity látky a také měří reverzibilní a nevratné účinky tepla na vzorek v době, kdy dochází k oscilaci. Přístroj poskytuje citlivější metodu charakterizace molekul.

Diferenční skenovací kalorimetrické systémy se obecně používají pro charakterizaci polymerů a stabilitu proteinů. Používají se ve specializovaných oborech, jako je proteinové inženýrství, studium protilátek a pochopení povahy nukleových kyselin, lipidů a membrán. Molekulární interakce mohou být měřeny ve velmi malém měřítku a vědci mohou také studovat, jak strukturální změny v molekulách mají vliv na určité teplotní rozsahy a rychlosti změn.