等溫滴定量熱法(ITC)

簡介

等溫滴定量熱法（Isothermal Titration Calorimetry，ITC）是一種常用的生物物理學(xué)實(shí)驗(yàn)技術(shù)，其通過測量生物分子之間熱交換的過程來研究它們之間的相互作用。它可以測量生物大分子（如蛋白質(zhì)、核酸、多糖等）之間相互作用的熱力學(xué)參數(shù)，如熱力學(xué)平衡常數(shù)、焓變和熵變等。

原理

ITC 技術(shù)是利用熱量計(jì)測量生物分子之間熱交換的過程。在 ITC 實(shí)驗(yàn)中，一個(gè)稱為樣品細(xì)胞的容器中裝有一個(gè)生物分子，另一個(gè)稱為注射器的容器中裝有另一個(gè)生物分子。當(dāng)兩種生物分子結(jié)合時(shí)，會(huì)產(chǎn)生一定的熱效應(yīng)，即焓變。ITC 技術(shù)可以測量這種熱效應(yīng)，并通過計(jì)算來確定熱力學(xué)參數(shù)，如熱力學(xué)平衡常數(shù)、焓變和熵變等。

用途

ITC 技術(shù)可以用于研究生物分子之間的相互作用，如蛋白質(zhì)與配體相互作用、蛋白質(zhì)與蛋白質(zhì)相互作用、酶促反應(yīng)等。ITC 技術(shù)可以提供關(guān)于生物分子相互作用的定量信息，從而幫助研究人員更好地了解生物分子的功能和調(diào)控機(jī)制。

材料與儀器

ITC 儀器、熱量計(jì)細(xì)胞、注射器、樣品物質(zhì)

參考物質(zhì)、緩沖液、蒸餾水

步驟

1、微量熱計(jì)中有兩個(gè)池，其中一個(gè)含有水，作為參比池，另一個(gè)含有樣品。微量熱計(jì)必須使這兩個(gè)池保持完全相同的溫度。熱敏裝置檢測發(fā)生結(jié)合時(shí)兩個(gè)池之間的溫差，并反饋給加熱器，由加熱器來補(bǔ)償該溫差并使兩個(gè)池恢復(fù)到相同的溫度。

2、準(zhǔn)備樣品細(xì)胞和注射器，將緩沖液加入樣品細(xì)胞中，并將參考物質(zhì)和待測物質(zhì)加入注射器中。

3、將樣品細(xì)胞和注射器放入 ITC 儀器中，并將溫度控制在恒定的溫度下。

4、在樣品細(xì)胞中注入?yún)⒖嘉镔|(zhì)，記錄下熱效應(yīng)信號(hào)的基線值。

5、在樣品細(xì)胞中加入待測物質(zhì)，記錄下熱效應(yīng)信號(hào)的變化值。

6、重復(fù)步驟 3-4，直到測量結(jié)束。

7、根據(jù)測量結(jié)果計(jì)算熱力學(xué)參數(shù)，如熱力學(xué)平衡常數(shù)、焓變和熵變等。

注意事項(xiàng)

(1) 操作過程中應(yīng)注意個(gè)人防護(hù)，避免接觸有毒化學(xué)品。

(2) 操作時(shí)應(yīng)注意樣品的濃度和稀釋倍數(shù)，以獲得準(zhǔn)確的測量結(jié)果。

(3) 在溫度控制時(shí)，應(yīng)避免出現(xiàn)溫度波動(dòng)，以保證測量的準(zhǔn)確性。

(4) 在操作前應(yīng)對(duì) ITC 儀器進(jìn)行充分的預(yù)熱和校準(zhǔn)，以保證實(shí)驗(yàn)的可靠性。

(5) 在進(jìn)行測量前應(yīng)確保樣品細(xì)胞和注射器的清潔，避免雜質(zhì)的干擾。

(6) 在進(jìn)行測量時(shí)應(yīng)注意實(shí)驗(yàn)的時(shí)間和速度，避免過度測量或過快的測量速度導(dǎo)致數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。

(7) 在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)應(yīng)注意對(duì)測量結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以獲得可靠的熱力學(xué)參數(shù)。