测量原理
等温滴定量热法(ITC)是一种无需标记及固定的生物分子互作分析方法。通过测量结合过程中的热量变化,能够准确地测量亲和力(KD)、反应化学量(n)、焓变(∆H)和熵变(ΔS)。 仪器包含一个参照池和一个样品池。参照池通常加入纯水,样品池加入互作分子中的一种,称之为被滴定物(一般为大分子,如蛋白质),而滴定器里则装有另一种互作分子,称之滴定物(例如化合物)。在实验过程中,滴定物被可控地滴入样品池中(同时伴随充分混合)。每次滴定会产生一个热量脉冲,通过对每一次滴定时热量变化对浓度进行归一化处理后生成摩尔放热量(kcal/mol)对摩尔比率(滴定物/被滴定物)作图, 再选择拟合合适的结合模型(Binding Models),就可以计算出亲和力(KD)、 化学结合计量比(n)、焓变(ΔH)和熵变(ΔS)。
亲和力(KD)反映分子间的结合强度,单位为M,数值越小表示结合能力越强。ΔH焓变(Enthalpy)反映氢键和范德华键的变化;-TΔS熵变(Entropy)反映疏水作用的变化和/或构象变化;n化学计量比(stoichiometry), 反映滴定物和被滴定物结合的比例。
测量过程
首先,将参比池和样品池设定到所需的实验温度。将滴定物装入注射装置上的注射器中,将注射装置插入包含被滴定物的样品池中。将滴定物逐滴加入样品池中,如果滴定物与被滴定物发生结合,仪器可测出结合产生的微热量变化(放热或者吸热)。
进行第一次注射时,微量热计测量被释放的所有热量,直到结合反应达到平衡,两个池的温度恢复到同一水平,信号也回到其起点。将第二小份配体试样注入到样品池中,同样微量热计测量被释放的所有热量。随着滴定的继续,配体与蛋白质之间的摩尔比随着一系列配体样品的注入而逐渐增加。蛋白质越来越饱和,配体结合的次数越来越少,并且热量变化开始减小,直到样品池中的配体数量相对于蛋白质而言最终表现出过量为止,从而使反应朝饱和的方向进行。
结果和数据分析
对每个峰的面积进行积分,并以滴定物与被滴定物的摩尔比作为横坐标进行绘图。由此得出的等温线可拟合出亲和力(KD)的结合模型。结合等温线中心的摩尔比即为反应化学计量。下图给出了1:1结合反应的示例图。
焓变(ΔH)也可通过等温线直接导出,它表示每摩尔结合配体所释放的热量。 这就意味着一次ITC实验就可提供丰富的结合反应信息,有助于理解相互作用的性质并探索热力学驱动因素。
核心优势
• 基于结合过程热量变化进行亲和力和热力学测定: 直接测量分子间结合过程中的热量变化,从而准确计算亲和力和热力学参数。 • 直接测定、无需标记或固定: 无需对样品进行标记或固定处理,避免了标记可能对分子结构和活性产生的影响。 • 溶液中测定: 在溶液环境中进行检测,更接近生物分子在体内的真实状态。 • 亲和力范围广: 能够测定从弱到强的各种亲和力范围。 • 一次实验获取亲和力和热力学参数: 通过一次实验即可同时获得亲和力和热力学参数,为研究分子间相互作用提供了全面的信息。
测定指标
通过拟合滴定曲线(S型或阶梯型),计算以下关键参数: 亲和力(KD):表征分子间结合能力的强弱; 化学计量数(n):分子间的结合比例; 焓变(ΔH)与熵变(ΔS):揭示分子间结合的驱动力类型。
服务项目
· 蛋白与蛋白亲和力检测 · 蛋白与核酸亲和力检测 · 蛋白与小分子化合物亲和力检测 · 蛋白与多肽亲和力检测 · 蛋白与离子亲和力检测 · 化合物与化合物亲和力检测、环糊精与小分子亲和力测定 · 测定热力学特性和活性浓度 · 酶动力学测定
应用案例
1.蛋白与化合物:HSA与华法林钠结合
2.化合物与化合物:环糊精与化合物结合
服务优势
佰莱博生物为你提供等温滴定微量热(ITC)分析实验服务,服务项目包括:蛋白与蛋白相互作用、蛋白多肽相互作用、蛋白与小分子化合物相互作用、化合物筛选、药物筛选、蛋白与离子相互作用、核酸适配体亲和力分析、酶动力学分析等实验。请联系我公司技术人员,我们将第一时间与您做项目的详细沟通并提供技术方案。
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