示差掃描量熱法 (DSC)

溶液中的生物分子會在其原始 (摺疊) 與變性 (展開) 構形之間達成平衡。熱轉變中點 (T_m) 越高，分子越穩定。DSC 測量熱引發變性所導致之展開的焓(∆H)。它也可以用來判定變性的熱容變化 (ΔC_p)。DSC 可以釐清促成原始生物分子之摺疊與穩定性的各項因素。這些因素包括斥水性交互作用、氫鍵結、構形熵和物理環境。

DSC 所提供的準確且高品質資料，可用以深入瞭解製程開發及潛在候選藥物調配過程中的蛋白穩定性。

巨分子和巨分子集合體 (>5000 道耳頓) 如蛋白、核酸和脂質可形成完整分明的結構，這些結構會因熱而產生構形變化。這些結構重組會吸收由非共價鍵重新分佈所產生的熱。示差掃描熱分析儀可以測量此熱吸收。

DSC 系統的熱分析核心係由參考槽與樣本槽此二槽所組成。 

裝置經特殊設計，可讓這兩個槽在受到加熱時彼此維持在相同的溫度。

執行 DSC 測量時，首先在參考槽中填充緩衝液，並在樣本槽中填充樣本溶液。接著，在固定掃描速率下將這兩個槽加熱。 

蛋白展開時發生的熱吸收會使這兩個槽之間出現溫度差 (ΔT)，並使帕耳帖模組的兩端產生熱梯度。這會產生電壓，而此電壓會轉換為功率，用以控制帕耳帖模組，使 ΔT (溫度差) 回歸到 0°C。或者，也可讓這兩個槽透過傳導被動達成熱平衡。

蛋白展開的焓是濃度標準化 DSC 峰值下的面積且單位為卡 (或焦耳)/莫耳。 

在某些情況下，可將熱力學模型對數據進行擬合以獲得吉布氏自由能 (ΔG)、量熱焓 (ΔH_cal)、凡特何夫焓 (ΔH_vH)、熵 (ΔS) 和與該轉變相關的熱容變化 (ΔC_p)。

示差掃描量熱法分析廣泛用於 藥物探索與開發。關鍵應用包括：

• 在生物治療開發中分析和選擇最穩定的蛋白質或潛在候選藥物
• 進行配體交互作用研究
• 快速最佳化純化和製造條件
• 輕鬆、快速判定液體配方的最佳條件
• 快速測定標靶蛋白質的穩定性以進行篩選