A Calorimetria de varredura diferencial (DSC) é uma técnica usada para caracterizar a estabilidade de uma proteína ou outra biomolécula diretamente em sua forma nativa. Ela faz isso por meio da medição da alteração de calor associada à desnaturação térmica da molécula quando aquecida a uma taxa constante.

Princípio de medição

Uma biomolécula em solução é um equilíbrio entre suas conformações nativas (dobradas) e desnaturadas (desdobradas). Quanto maior o ponto médio de transição térmica (Tm), mais estável é a molécula. A DSC mede a entalpia (∆H) de desdobramento que resulta da desnaturação induzida por calor. Ela também é usada para determinar a alteração na capacidade de calor (ΔCp) da desnaturação. A DSC pode elucidar os fatores que contribuem para o dobramento e a estabilidade de biomoléculas nativas. Eles incluem interações hidrofóbicas, ligações de hidrogênio, entropia conformacional e ambiente físico.

Os dados precisos e de alta qualidade obtidos do DSC fornecem informações vitais sobre a estabilidade da proteína no desenvolvimento do processo e na formulação de candidatos terapêuticos potenciais.

As macromoléculas e os conjuntos macromoleculares (>5000 Daltons), como proteínas, ácidos nucleicos e lipídeos, podem formar estruturas bem definidas que suportam mudanças conformacionais induzidas termicamente. Essas reorganizações estruturais resultam na absorção do calor causado pela redistribuição de ligações não covalentes. Os calorímetros de varredura diferencial medem essa absorção de calor.

Calorimetria de varredura diferencial

Como a DSC funciona

O núcleo térmico de um sistema DSC é composto de duas células, uma referência e uma célula de amostra. O dispositivo foi projetado para manter as duas células na mesma temperatura à medida que elas são aquecidas.

Calorimetria de varredura diferencial

Fazendo uma medição

Para fazer uma medição de DSC, a célula de referência é a primeira preenchida com tampão e a célula de amostra com a solução de amostra. Elas são aquecidas a uma taxa de varredura constante. A absorção de calor que ocorre quando uma proteína é desdobrada causa uma diferença de temperatura (ΔT) entre as células, resultando em um gradiente térmico pelas unidades Peltier. Isso define uma voltagem, que é convertida em potência e é usada para controlar o Peltier para retornar ΔT (o diferencial de temperatura) para 0°C. Opcionalmente, as células podem ter permissão para atingir o equilíbrio térmico passivamente por meio da condução.

Análise e geração de dados

A entalpia de desdobramento de proteínas é a área abaixo do pico de DSC de concentração normalizada e tem unidades de calorias (ou joules) por mole. Em determinados casos, os modelos termodinâmicos podem ser ajustados aos dados para obter a energia livre de Gibb (ΔG), a entalpia calorimétrica (ΔHcal), a entalpia de van't Hoff (ΔHvH), a entropia (ΔS) e a mudança da capacidade de calor (ΔCp) associada à transição.

Calorimetria de varredura diferencial

A DSC é amplamente usada na descoberta e no desenvolvimento de medicamentos. As aplicações principais incluem:

  • A caracterização e a seleção de proteínas mais estáveis ou de candidatos potenciais no desenvolvimento bioterapêutico
  • Estudos de interação de ligantes
  • Otimização rápida de purificação e condições de fabricação
  • Determinação fácil e rápida de condições ideais para formulações líquidas
  • Estabilidade rápida indicando análise de proteínas-alvo a serem usadas para varredura

Linha MicroCal DSC

Linha MicroCal DSC

Análise padrão-ouro da estabilidade de proteínas para ambientes regulamentados

Mais detalhes
Medição Análises Livre de Marcadores
Faixa de temperatura -10°C - 130°C
processamento de amostra x per 24h day - 50per 24h day
Tecnologia Calorimetria de varredura diferencial (DSC)

Linha MicroCal DSC

Linha MicroCal DSC

Análise padrão-ouro da estabilidade de proteínas para ambientes regulamentados

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Faixa de temperatura -10°C - 130°C
processamento de amostra x per 24h day - 50per 24h day
Tecnologia Calorimetria de varredura diferencial (DSC)

MicroCal PEAQ-DSC Automatizado

MicroCal PEAQ-DSC

MicroCal PEAQ-DSC Automatizado MicroCal PEAQ-DSC

A fully automated, gold standard stability assay platform for the biotherapeutic industry

The gold standard for structural stability analysis of biotherapeutics, biological macromolecules and polymers in solution.

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Tipo de medição
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Estabilidade de proteínas
Tecnologia
Calorimetria de varredura diferencial (DSC)
processamento de amostra x per 24h day - 50per 24h day x per 8h day - 6per 8h day
Faixa de temperatura 2°C - 130°C 2°C - 130°C