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生物热力学/动力学的重要方法--等温滴定量热法（ITC）

2022-02-14 17:28:17 0 994

概述

等温滴定量热法(Isothermal Titration Calorimetry, ITC)是近年来发展起来的一种研究生物热力学与生物动力学的重要方法，它通过高灵敏度、高自动化的微量量热仪连续、准确地监测和记录一个变化过程的量热曲线，原位、在线和无损伤地同时提供热力学和动力学信息。

方法定义

微量热法具有许多独特之处。它对被研究体系的溶剂性质、光谱性质和电学性质等没有任何限制条件，即具有非特异性的独特优势，样品用量小，方法灵敏度和精确度高(本仪器最小可检测热功率2 nW，最小可检测热效应0.125uJ，生物样品最小用量0.4 ug，温度范围2 ℃-80 ℃，滴定池体积(1.43 ml)。实验时间较短(典型的ITC实验只需30-60分钟，并加上几分钟的响应时间)，操作简单(整个实验由计算机控制，使用者只需输入实验的参数，如温度、注射次数、注射量等，计算机就可以完成整个实验，再由Origin软件分析ITC得到的数据)。测量时不需要制成透明清澈的溶液, 而且量热实验完毕的样品未遭破坏，还可以进行后续生化分析。尽管微量热法缺乏特异性但由于生物体系本身具有特异性，因此这种非特异性方法有时可以得到用特异方法得不到的结果，这有助于发现新现象和新规律，特别适应于研究生物体系中的各种特异过程。

特点

1.结合常数检测范围

直接检测法：浓度范围从亳摩尔到纳摩尔；

间接检测法：浓度范围从纳摩尔到皮摩尔。

2.测量池耐化学腐蚀性好

哈司特镍碳合金为制成测量池所采用的材料，耐化学腐蚀性非常的好。

3.测量池固定化

固定化的测量池除了使超灵敏量热仪的性能稳定得以保证，而且还能够使客户在日常使用时容易维护。

4.系统的反应时间设定多样

系统的反应时间有三种设定方式，可以使客户根据需求灵活选择。

5.应用丰富

各种生物分子间的相互作用能够通过相当高的灵敏度检测。将相当于5-10 ug蛋白质的样品放入到样品池中。

6.溶液内技术真实

混合组份溶液能够直接用来作为样品，没有必要对任何抗体、无分子量以及缓冲液体系限制进行固定或标记。

7.实验结果获得快速

用户能够通过对反应的平衡时间加快来使得2组实验在一小时内轻松完成。高质量的实验结果能够快速获得，即使没有对特定的分析方法进行开发和没有专业人员进行操作。

8.操作简单

实验设定向导界面友好，上样和清洗程序简便。

9.系统完善

额外的附件、试剂和耗材不需要购买。

优势

1.等温滴定量热技术的优势包括：

快速、准确、样品用量小、对反应体系的要求不高（如对体系的透光度、浑浊度、粘滞度要求不高）。

2.通过对反应过程中的热动力学检测及相关参数的计算，可以特异性地反应分子间相互作用的程度。

应用

这些信息提供了生物分子相互作用的真实写照。

由于几乎所有的生化反应过程都有热量变化，所以ITC具有很广泛的应用，它可以应用于：

1.蛋白质-蛋白质相互作用

2.蛋白质折叠/去折叠

3.蛋白质-小分子相互作用

4.酶-抑制剂相互作用

5.酶促反应动力学

6.药物DNA/RNA相互作用

7.RNA折叠

8.蛋白质-核酸相互作用

9.核酸小分子相互作用

10.核酸核酸相互作用

11.生物分子细胞相互作用等方面

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