在藥物開發(fā)中，差示掃描量熱儀常用于藥物篩選和優(yōu)化過程，特別是在開發(fā)需要與特定蛋白質(zhì)結(jié)合的化合物時。這種方法能夠測量蛋白質(zhì)在受熱時的熱行為，特別是在其結(jié)構(gòu)發(fā)生變化時釋放或吸收的熱量。DSC能夠提供有關(guān)蛋白質(zhì)折疊和穩(wěn)定性的重要信息，這對藥物設(shè)計、生物技術(shù)和疾病研究等領(lǐng)域都是非常有價值的。通過比較未結(jié)合和已結(jié)合藥物的蛋白質(zhì)的DSC曲線，可以評估藥物候選物如何影響蛋白質(zhì)的熱穩(wěn)定性。
在生物制藥領(lǐng)域，DSC常被用作一種品控方法，從而能夠去確保膠原蛋白藥物在整個生產(chǎn)存儲過程中的一個穩(wěn)定性和完整性。
DSC方法不僅可以提供蛋白質(zhì)熱穩(wěn)定性的信息，還可以幫助研究蛋白質(zhì)折疊動力和二級結(jié)構(gòu)。這是通過分析DSC曲線上面不同轉(zhuǎn)變實現(xiàn)的，這些轉(zhuǎn)變可能可能對應(yīng)于 蛋白質(zhì)不同結(jié)構(gòu)或其他反應(yīng)。
一、實驗儀器與設(shè)置
1.DZ-DSC300C差示掃描量熱儀
2.高純氮氣
3.被測樣品膠原蛋白
4.標(biāo)準(zhǔn)鋁坩堝皿
5.標(biāo)準(zhǔn)鑷子
二、實驗原理與步驟
1.原理
DSC是一種測量樣品在加熱或冷卻過程中吸收或釋放熱量的技術(shù)。通過比較樣品與參考物在溫度變化下的熱流差異，可以得到樣品的熱性質(zhì)。由于加熱而產(chǎn)生的膠原蛋白變性都成為熱變性。變性會使物理性質(zhì)、化學(xué)性質(zhì)和生物性能發(fā)生改變。蛋白質(zhì) 在生命活動中表現(xiàn)出的種種生物功能，完全取決于其特定的構(gòu)象，一旦這種特定的構(gòu)象 受到破壞，其生物功能就會隨之消失。因此研究膠原蛋白在不同條件下的熱變性規(guī)律具有非常重要的意義。差示掃描量熱法能直接給出蛋白質(zhì)熱變性過程的溫度和能量變化， 是研究膠原蛋白構(gòu)象變化和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的一種非常有效的方法。
2.操作步驟
2.1 取制樣品10-15mg 并放入坩堝稱重。
2.2 按照儀器的操作手冊安裝調(diào)節(jié)氣體流量。
2.3 編寫升溫程序，以5℃/min 升溫在70-90°范圍內(nèi)進行升溫測試?！?/p>
2.4 記錄實驗數(shù)據(jù)并分析結(jié)果。
通過實驗分析圖譜所示，可以直接看出蛋白質(zhì)的熔點(TM)46℃ 及開始變性的一 個溫度點，即穩(wěn)定性被破壞。熱焓值50J/g 對于蛋白質(zhì)而言，這意味著用于使于蛋白質(zhì)發(fā)生折疊所花費的總熱量，代表一個吸熱過程。由于蛋白質(zhì)在 DSC 實驗中暴露于升高的溫度，因此蛋白質(zhì)開始發(fā)生熱變性，并伴隨著非共價鍵的斷裂。
通過此實驗也可判斷蛋白質(zhì)是否失活。在 DSC 技術(shù)中，△Hcat僅由 DSC 熱轉(zhuǎn)變峰曲線積分的面積來確定，而 △Hvn僅通過熱轉(zhuǎn)變峰曲線的形狀來確定。轉(zhuǎn)變峰形越 尖銳，△HvH越大，反之亦然。使用△Hca/△Hvn可以幫我們估測是否有很大部分蛋白質(zhì)是失活的。如果△Hcal顯著低于△HvH,可以表明很大部分蛋白質(zhì)已經(jīng)失活。
綜上所述，對DSC中數(shù)據(jù)的分析可以讓我們了解到蛋白質(zhì)的變性溫度點，以及判 斷蛋白質(zhì)是否有失活現(xiàn)象。
