通往量热计大师之路 Vol.3 等温滴定量热计 iTC测量和分析的要点!
此处出现的人物和故事皆为虚构。
技术内容方面特邀了大阪府立大学客员研究员 深田老师提供建议。
丸番制药的仲村先生接到了上司田中先生的指示,着手启动量热计,但困难重重。为了深入理解,他带着需要确认的内容前往深田老师的地方。
通过一个个解决问题,仲村先生逐渐加深了对ITC现象及其原因的理解。




了解。接下来,更换参考的超纯水。这一操作每周进行一次就可以,对吗?如果计划一周以上不使用系统,应该如何处理?即使这样也需要更换吗?
如果不打算使用则无需特意更换。只是任何水放置久了都可能滋生物质,因此每个月应至少更换样品和参考两个池的超纯水。重要的是,测量结束时,确保每个池中都装有新鲜的超纯水。 如果池子干燥而残留污垢,可能会附着上去。
明白了!接着是系统清洗。根据手册,使用控制软件的指令进行,选择Cell and Syringe Wash,按照屏幕上的指导进行即可。
是的,按指示执行没问题。如果需要更仔细地清洗,也可以使用其他指令。各指令的意义记载在手册中,请确认。
手册的42页。
如希望获得手册,请联系。
我每次样品测量后,使用洗涤剂清洗池,例如14% Decon90或20% Contrad 70。样品去除后,用气密注射器用超纯水冲洗。然后再用注射器装入洗涤剂,注意泡沫。严重污物时可用洗涤剂浸泡几分钟。清洗剂去除后,重复Cell Water Rinse (Long)以彻底清除洗涤剂。池清洁是获取良好数据的关键。
那么,注射器清洗有注意事项吗?
通常清洗时,在干燥过程结束后,检查玻璃部分和清洁位置内是否留有水滴。如果有水滴,可能干燥不充分,导致注射器样品混入甲醇。例如进行水—水测量时,如果出现大量放热反应,可能是甲醇混入。主要原因是入孔适配器安装不充分。
不太习惯这个适配器。
确实,可能需要几次使用才能习惯!关于注射器清洗还有一点。即使甲醇没有残留,在水—水测量中出现热反应,可能是滴定注射器被污染。手册中也有记录,请按照其指导用洗涤剂清洗。
42页可用。注射器干燥完毕,现在填充样品。没有水滴,并确保样品在室温下防止气泡。如样品中有气泡,是否需要脱气?
对于iTC200,基本不要求脱气。不过如果有可见气泡,情况就不同了。稍微在室温下离心以去除气泡基本没有问题。
明白了,也需要一些技巧。那么,向样品池装入EDTA,滴定注射器装入CaCl2。没有气泡,参数设置OK,开始!DP稳定后开始滴定。
好的。观察一下。
这次,仲村事先设置好了之前忘记的夹克温度,所以注射器立即开始旋转。如果测量温度与实际温度差距大,注射器不会立即旋转,请注意。
老师,关于基线稳定化的判断系统自带,但据说可以自行判断……
软件判断基线稳定时,即使有些漂移也会开始测量。iTC200的信噪比良好,漂移对测量结果影响不大。要理解的是,为什么基线不稳定呢?
避免环境影响,如空调,这就是原因吧?
是的。还有其他原因,例如附近有强磁场的系统。空调或磁场影响下,可能会出现波浪式有规律的漂移。池内混入气泡也会导致漂移。气泡可预先存在,或由于池污染产生。样品池内有气泡,滴定注射会将气泡推出,基线随之上升或急剧升高。
开始测量时的DP需要在设定值的±1 µcal/sec内吗?
是的,但我觉得±1 µcal/sec有点宽松。尽量接近设定值,才是最重要的。基线应该大致稳定了吧?
是的,大概就在9.7 µcal/sec。哦,测量开始了。需要一小时左右,我们休息一下吧!
稍等,仲村。现在离开不是个好时机。
啊!?
至少在第二次滴定结束前等待。
直到第二次滴定?
核对基线的DP值算是通过。还有两个检查点。
两个!?
第一个是确认设置的参考功率是否适合所需的相互作用。一般生物大分子相互作用设为5 µcal/sec没有问题。这次目的为EDTA与CaCl2,设为10 µcal/sec。覆盖第一次滴定从少设定滴量,第二次滴定回到正常滴定量。
补充,设置滴定参数时,第一次滴为本定量的1/5。基线稳定前,滴定注射器与样品池溶液接触,致使界面的注射器内样品稀释。导致滴定时未按实际浓度进行。因此MicroCal ITC建议第一滴定不用于解析,使用少量样品滴下后进行本测。
关于参考功率,手册中的10 µcal/sec主要用于EDTA与CaCl2反应。生物大分子初滴热量高于-1 µcal/sec的情况应设为5 µcal/sec。这可以减少给池带来的额外热量,提高测量精度。
参考功率表明能测量多少放热量,这次设为10 µcal/sec,意即至少能测-10 µcal/sec。如出现放热信号超出Y轴零点,可能参考功率设置不够,难以测得准确放热量。
能在途中更改参考功率吗?
不,遗憾的是不能。测量过程中仅能更改Injection Parameter参数。
如果重设参考功率继续测量,浓度信息,特别是池的浓度会不准确,只能重新测量或仅用作参考值。
明白了。因第一次滴定样品量少,所以应确认到第二次滴定。那么另一个检查点是?
Spacing是否足够?ITC关键在于每次滴定的响应需恢复至基线。因为以峰面积为反应中的热量求值。如果Spacing不够,下一滴定将在基线恢复前开始,可能导致不准确的热量面积。
这次数据在参考功率范围内,响应也返回至基线。考虑到基线返回较晚,能更改Injection Parameters剧吗?
的确如此,仲村!需注意滴定末期出现基线回不去的现象,类似左图例子,Spacing设置需格外注意。那么,我们休息一下?
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