结构生物化学/脂类/膜研究技术/扫描量热法
扫描量热法是一种用于研究脂类、蛋白质和其他非有机体系相变的技术。扫描量热法的基本原理是使用两个池,一个包含已知比热的缓冲液,另一个用于研究。在扫描量热法中,同时向两个池子添加热量,同时记录两个池子的温度。当出现温度差时,量热仪会识别需要向哪个池子添加热量,以确保两个池子的温度始终相等。扫描部分来自随时间不断扫描/测量温度和热量。当被研究的池子达到相变时,它将需要更多的热量才能将被研究池子的温度升高到样本池子的温度。
扫描量热法可以用来研究蛋白质和脂类的熔解温度,Tm。根据概述中提到的相同原理,可以确定蛋白质何时发生变性。此外,当将焓和吉布斯自由能方程与量热法结合使用时,可以确定蛋白质、脂类和其他大分子物质的相对含量和比热。扫描量热法使科学家能够定量地阐明大分子物质中发生的结构和相互作用,否则这些信息将无法得知。通过使用公式变化G=-RT(lnK) 可以通过扫描量热法来测量稳定性,其中G是吉布斯自由能,R是气体常数,T是开尔文温度,K是平衡常数。
扫描量热法可以有效地应用于研究相变。当固体进入液相时,它并不仅仅是一个离散的转化,而是一个包含过渡态和涉及原子排列动力学的逐渐过程。固体和液体之间占据的状态称为介晶态,通过使用扫描量热法,我们可以观察给定时间内的能量变化,并将该能量变化与原子分散和重新排列的速度相关联。
使用密闭室,扫描量热法可以用来确定储存某种化合物的措施,或成功进行程序或研究所需的化学条件。氧化测试可以使用氮气添加到包含目标化合物的系统中。如果发生氧化,并且根据速率,我们可以很容易地识别出一种条件是否适合或不适合储存敏感化合物。因此,扫描量热法是一个很好的安全工具。通过研究放热事件,并评估特定化合物在不同热量下的稳定性,扫描量热法可以告诉我们材料的最大温度及其在热量下的微观化学特征。
聚合物通常被分解以识别其组成的不同部分。扫描量热法可以使用数据库和标准汇编来检查成分。对单个取代基的扫描量热法可以帮助识别复杂聚合物中未来会发现的部分。通过降解聚合物,我们还可以再次研究热量和放热特性,然后我们可以确定其成分。扫描量热法还提供图表,可以显示结晶峰,这可以告诉我们结晶度百分比,这将使我们洞悉聚合物纯度和冰点降低。当然,这可以应用于医药,因为扫描量热法可以评估处理药物所需的温度,以确保药物不会结晶并变得无法服用。此外,聚合物行业的聚合物交联很常见,每次聚合物交联时,扫描量热法都会提供图表曲线,显示转变时间,并可以进一步评估。