差示掃描量熱儀測蛋白質熱穩定性的應用案例

　　在藥物開發中，DSC 常用于藥物篩選和優化過程，特別是在開發需要與特定蛋白質結合的化合物時。這種方法能夠測量蛋白質在受熱時的熱行為，特別是在其結構發生變化時釋放或吸收的熱量。DSC能夠提供有關蛋白質折疊和穩定性的重要信息，這對藥物設計、生物技術和疾病研究等領域都是非常有價值的。通過比較未結合和已結合藥物的蛋白質的DSC曲線，可以評估藥物候選物如何影響蛋白質的熱穩定性。

　　在生物制藥領域，DSC常被用作一種品控方法，從而能夠去確保膠原蛋白藥物在整個生產存儲過程中的一個穩定性和完整性。　

　　DSC方法不僅可以提供蛋白質熱穩定性的信息，還可以幫助研究蛋白質折疊動力和二級結構。這是通過分析DSC曲線上面不同轉變實現的，這些轉變可能可能對應于 蛋白質不同結構或其他反應。

　　一、實驗儀器與設置　

　　1.DZ-DSC300C差示掃描量熱儀

　　2.高純氮氣　

　　3.被測樣品膠原蛋白　

　　4.標準鋁坩堝皿 

　　5.標準鑷子

　　二、實驗原理與步驟

　　1.原理

　　DSC是一種測量樣品在加熱或冷卻過程中吸收或釋放熱量的技術。通過比較樣品與參考物在溫度變化下的熱流差異，可以得到樣品的熱性質。由于加熱而產生的膠原蛋白變性都成為熱變性。變性會使物理性質、化學性質和生物性能發生改變。蛋白質 在生命活動中表現出的種種生物功能，取決于其特定的構象，一旦這種特定的構象   受到破壞，其生物功能就會隨之消失。因此研究膠原蛋白在不同條件下的熱變性規律具有非常重要的意義。差示掃描量熱法能直接給出蛋白質熱變性過程的溫度和能量變化， 是研究膠原蛋白構象變化和結構穩定性的一種非常有效的方法。

　　2.操作步驟　

　　2.1 取制樣品10-15mg 并放入坩堝稱重。

　　2.2 按照儀器的操作手冊安裝調節氣體流量。　

　　2.3 編寫升溫程序，以5℃/min 升溫在70-90°范圍內進行升溫測試。

　　2.4 記錄實驗數據并分析結果。

　　通過實驗分析圖譜所示，可以直接看出蛋白質的熔點(TM)46℃ 及開始變性的一 個溫度點，即穩定性被破壞。熱焓值50J/g 對于蛋白質而言，這意味著用于使于蛋白質發生折疊所花費的總熱量，代表一個吸熱過程。由于蛋白質在 DSC  實驗中暴露于升高的溫度，因此蛋白質開始發生熱變性，并伴隨著非共價鍵的斷裂。

　　通過此實驗也可判斷蛋白質是否失活。在 DSC 技術中，△Hcat僅由 DSC 熱轉變峰曲線積分的面積來確定，而 △Hvn僅通過熱轉變峰曲線的形狀來確定。轉變峰形越  尖銳，△HvH越大，反之亦然。使用△Hca/△Hvn可以幫我們估測是否有很大部分蛋白質是失活的。如果△Hcal顯著低于△HvH,可以表明很大部分蛋白質已經失活。

　　綜上所述，對DSC中數據的分析可以讓我們了解到蛋白質的變性溫度點，以及判 斷蛋白質是否有失活現象。