Mikrokalorimeter

Čo sú to mikrokalorimetre?

Mikrokalorimetre sú mimoriadne citlivé kalorimetre schopné detegovať veľmi nízke hodnoty tepla (> 4 J). Mikrokalorimetre sa používajú na štúdium termodynamiky biologických systémov, najmä interakcií medzi (bio)molekulami – izotermický titračný mikrokalorimeter – a zmien konformácií (3D štruktúry molekúl), ako je napríklad denaturácia proteínov – diferenciálny skenovací mikrokalorimeter. Medzi najčastejšie študované interakcie patria interakcie proteín-proteín, proteín-DNA, proteín-ligand, enzým-substrát, enzým-inhibítor, proteín-lipid atď. Mikrokalorimetre sa používajú v širokom spektre aplikácií od základného výskumu až po monitorovanie interakcií liekov, bioterapeutík a vakcín vo vývoji a medzi potenciálnych zákazníkov patria farmaceutické, biotechnologické, akademické a vládne výskumné inštitúcie na celom svete.

Princípy a výsledky mikrokalorimetrov

Napriek tomu, že ide o pokročilé biochemické a biofyzikálne nástroje, samotná technika je veľmi jednoduchá a nevyžaduje si použitie značenia alebo ukotvenie na čip. Základným princípom metódy je pozorovanie zmeny voľnej (Gibbsovej) energie počas prechodu medzi počiatočným a konečným konformačným stavom. Kalorimetria meria túto zmenu energie vo forme zmeny tepla a údaje sa merajú v jouloch alebo mikrokalóriách za sekundu. Prístroj obsahuje dva trvalo vyvážené články – referenčný a merací článok. Tepelný tok medzi nimi sa zaznamenáva a na základe vyhodnotenia týchto údajov možno vyhodnotiť nasledujúce vlastnosti:

• disociačná konštanta (_Kd),
• mechanizmus spojenia,
• stechiometria reakcie,
• entalpia, entropia a tepelné kapacity (ΔH, ΔS, _Δcp),
• kinetické parametre enzymatických reakcií.

Výhody mikrokalorimetrov

• Meracie cely  vyrobené z inertného materiálu Hastelloy (nereaguje so skupinami -SH ako zlato),
• analýza kvapalného stavu bez potreby označovania alebo kotvenia molekúl,
• možnosť získať termodynamické a kinetické parametre reakcie z jedného experimentu,
• možnosť automatizácie meraní,
• veľmi prehľadný a názorný softvér,
• je to zlatý štandard pre biofyzikálnu charakterizáciu molekúl,
• kvantitatívna, lacná a univerzálna metóda,
• Prináša časové, materiálové a finančné úspory.