La calorimetría es la ciencia de la medición de los cambios térmicos provocados por reacciones químicas o eventos físicos.

La calorimetría se basa en el hecho de que todas las reacciones químicas implican un cambio de energía, que por lo general va acompañado de liberación (reacción exotérmica) o absorción (reacción endotérmica) de calor. La microcalorimetría es un desarrollo ultrasensible de la técnica que mide cambios de calor muy pequeños en volúmenes de muestra pequeños, por lo que es adecuada para biomateriales.

La microcalorimetría se utiliza para estudiar las reacciones de las biomoléculas, incluidas las interacciones entre moléculas y los cambios de conformación, como el plegado de proteínas. Las aplicaciones van desde la confirmación de objetivos de enlace establecidos en el descubrimiento de fármacos de pequeñas moléculas, hasta el desarrollo de productos bioterapéuticos estables.

Estos procesos a menudo se estudian mediante dos técnicas calorimétricas: Calorimetría de titulación isotérmica (ITC) y Calorimetría de barrido diferencial (DSC).

Calorimetría de titulación isotérmica (ITC)

La calorimetría de titulación isotérmica (ITC) se utiliza para estudiar el comportamiento de enlace de las biomoléculas. Es una herramienta esencial para el diseño de medicamentos y el estudio y la regulación de las interacciones de proteínas. La ITC mide directamente el calor liberado o absorbido durante un evento de enlace biomolecular. Esto permite una determinación exacta de las constantes de enlace (KD), la estequiometría de la reacción (n), la entalpía (∆H) y la entropía (∆S).

La ITC se utiliza para:

  • La cuantificación de la afinidad de enlace.
  • La selección y optimización de candidatos.
  • La medición de la termodinámica y la concentración activa.
  • La caracterización de mecanismos de acción.
  • La confirmación de objetivos establecidos de enlace en el descubrimiento de fármacos de pequeñas moléculas.
  • La determinación de la especificidad y la estequiometría de enlaces.
  • La validación de los valores de CI50 y CE50 durante la determinación inicial de componentes prometedores.
  • Medición de la cinética enzimática.

Calorimetría de barrido diferencial (DSC)

La calorimetría de barrido diferencial (DSC) es una técnica para la comprensión de la estabilidad de las proteínas y otras biomoléculas. Tiene una amplia gama de aplicaciones en la ingeniería de proteínas, diseño racional de medicamentos y producción biofarmacéutica, donde el desarrollo de proteínas estables es un objetivo esencial.

La DSC es una técnica clave de análisis que mide los cambios térmicos que se producen en una biomolécula durante un aumento o disminución controlados de la temperatura, lo que hace posible el estudio de los materiales en su estado nativo.

La DSC permite: 

  • La caracterización y selección de los candidatos potenciales/proteínas más estables en el desarrollo de productos bioterapéuticos.
  • Los estudios de interacción de ligandos.
  • La optimización rápida de las condiciones de purificación y fabricación.
  • La determinación sencilla y rápida de las condiciones óptimas para las formulaciones de líquidos.
  • El ensayo rápido de indicación de estabilidad de proteínas objetivo para uso en pruebas de experimentación.