Kas ir diferenciālā skenējošā kalorimetrija?

Atomi salīp kopā, veidojot molekulas, izmantojot saites, kas veidotas no enerģijas. Siltums ir enerģijas veids, kas var nojaukt vai “denaturēt” šīs saites. Atsevišķas vielas sāk sadalīties noteiktā pievienotās siltumenerģijas līmenī. Zinātnieki šīs stāvokļa izmaiņas sauc par “fāzes pāreju”.

Ikdienas dzīvē visizplatītākais fāzu pāreju piemērs ir ūdens. Kad ūdens zaudē siltumu saldētavā, lai sasniegtu sasalšanas punktu, tā šķidrā fāze pāriet cietā fāzē, kas ir ledus. No otras puses, kad ūdens sasniedz viršanas temperatūru, tā šķidrā fāze pāriet gāzes fāzē. Siltuma daudzums, ko viela var absorbēt pirms fāzes maiņas vai sadalīšanās, ir raksturīgs šai molekulai, un, ja iekārta ir pietiekami jutīga, tā var identificēt šīs molekulas, reaģējot uz siltumu.

Iekārtai, kas paraugu testēšanai izmanto diferenciālo skenēšanas kalorimetriju, jāspēj pievienot paraugam siltumu, kā arī sekot līdzi parauga temperatūrai un fāzei. Lai nodrošinātu precizitāti, ir nepieciešams atsauces paraugs, lai salīdzinātu parauga siltuma rādījumus, un analītiķis, kas veic diferenciālās skenējošās kalorimetrijas testu, parasti pārbauda arī tā saukto tukšo paraugu. Bieži vien tukšajā paraugā ir tikai šķidrums, kurā paraugs ir izšķīdināts, tāpēc to var atņemt no parauga, lai iegūtu jutīgāku rezultātu.

Diferenciālās skenējošās kalorimetrijas testēšanai parasti ir nepieciešams tikai neliels parauga daudzums. Tas var būt tikai 1 mililitrs šķidruma parauga, ko analītiķis ievieto mazā traukā, ko sauc par šūnu; to kopā ar citām šūnām, kas satur tukšo paraugu un atsauces paraugu, ievieto iekārtā. Pēc tam iekārta pievieno siltumenerģiju trim atsevišķiem testiem, ko var nodrošināt, palielinot spiedienu iekārtas iekšienē, lai uzsildītu paraugus.

Katrs iekārtas rezultāts ir jāinterpretē salīdzinājumā ar atsauces paraugu, lai analītiķis varētu redzēt, cik daudz siltuma enerģijas nezināmais paraugs var absorbēt pirms sadalīšanās. Metode var būt pietiekami jutīga, lai medicīniskajā paraugā identificētu dažādas bioloģiskās molekulas. Ja šīs molekulas ir saistītas ar slimību, to klātbūtne vai līmeņi, tad šo informāciju var izmantot, lai palīdzētu diagnosticēt slimību.