Hvad er et differentielt scanningskalorimeter?

Et differentielt scanningskalorimeter er et instrument, der måler, hvordan prøver reagerer på ændringer i temperatur. En prøve bruges, fordi de ændringer, den gennemgår, når temperaturen stiger eller falder, allerede er kendt. Det bruges som sammenligning med en anden prøve, som responsen på temperaturændringer testes for. Hver prøve opbevares i en beholder, der kaldes en digel, og materialerne, som anordningen er designet til at teste, er normalt biologiske molekyler, såsom nukleinsyrer eller proteiner.

Test udført ved hjælp af differentielt scanningskalorimeter er baseret på feltet for differentiel scanningskalorimetri (DSC), som involverer analysen af, hvor stabile biologiske molekyler og systemer er. Energien forbundet med udfoldelse af molekyler måles såvel som deres ligevægt mellem at blive foldet eller foldet ud. Når molekyler ændrer tilstande, eller prøven smelter eller størkner, giver ændringerne i deres varmekapacitet forskere mulighed for at klassificere dem. Molekyler anses for at være mere stabile, når temperaturerne er højere, og materialet er i en tilstand, hvor mindst halvdelen af ​​molekylerne er i overgang.

For at måle enhver ny prøve skal den sammenlignes med ændringshastigheden for en anden type materiale. Temperaturforskellene måles også, når containerne er tomme, og disse bruges som en basislinje til at beregne en bestemt varmekapacitet. Den hastighed, hvormed temperaturen ændrer sig, er den samme for begge containere og forekommer over det samme temperaturområde. Varmekapaciteter fra 212 ° F til 2.192 ° F (100 ° C til 1.200 ° C) måles. Et differentielt scanningskalorimeter kan også måle faseændringer, der forekommer i et temperaturområde fra 20 ° C til 1.500 ° C (68 ° F til 2.732 ° F).

Opvarmningshastigheder er normalt konstante, men mindre ændringer i hastigheden eller svingninger kan udføres med et moduleret differentielt scanningskalorimeter. I en scanning lader denne funktion forskere have en klarere forståelse af et stofs varmekapacitet og måler også reversible og ikke-reversible virkninger af varme på en prøve i det tidsrum, hvor svingningen finder sted. Instrumentet tilvejebringer en mere følsom metode til karakterisering af molekyler.

Differentialscanning-kalorimeter-systemer anvendes generelt til karakterisering af polymerer såvel som proteinernes stabilitet. De bruges inden for specialiserede områder, såsom proteinteknik, undersøgelse af antistoffer og forståelse af arten af ​​nukleinsyrer, lipider og membraner. Molekylære interaktioner kan måles i meget lille skala, og forskere kan også undersøge, hvordan strukturelle ændringer i molekyler har en effekt over bestemte temperaturområder og ændringshastigheder.