การใช้เครื่อง MicroCal PEAQ-DSC ในการวัดคุณสมบัติความเสถียร ของสารชีวโมเลกุล Application note

• ทำการใส่โปรตีนใน Sample Cell ส่วน Reference Cell ใส่บัฟเฟอร์
• ในสภาวะที่โปรตีนยังมีการม้วนพับ(Folded, Native Form) เครื่องจะรักษาอุณหภูมิระหว่างทั้ง 2 Cells ให้เท่ากัน (∆T=0)
• จากนั้นเมื่อค่อยๆ เพิ่มอุณหภูมิจนถึงจุดที่โปรตีนเริ่มมีการคลายตัว (Un-folded)
• พลังงานจึงถูกดูดกลืนเข้าไปในโปรตีนจึงทำให้อุณหภูมิของ Sample Cell ต่ำกว่า Reference Cell
• ระบบจึงทำการเติมพลังงานเข้าไปเพื่อควบคุมอุณหภูมิระหว่าง Sample Cell กับ Reference Cell ให้เท่ากัน
• พลังงานดังกล่าว สามารถวัดออกมาในรูปแบบ Differential Power (DP)

พารามิเตอร์ที่ได้จาก DSC : ผลการทดลองแสดงออกมาด้วยกราฟระหว่างพลังความร้อนที่ใช้กับอุณหภูมิที่ค่อยๆ เพิ่มเข้าไป

1. Tm (Thermal Transition Midpoint) : อุณหภูมิที่ทำให้ครึ่งหนึ่ง (50%) ของโมเลกุลโปรตีนเกิดการคลายตัว : Tm ยิ่งสูง โปรตีนยิ่งมีความเสถียร
2. Tonset : อุณหภูมิที่ทำให้ Heat Cpacity (Cp) เริ่มมีการเปลี่ยนแปลง (โปรตีนเริ่มเกิดการคลายตัว) : Tonset ยิ่งสูง โปรตีนยิ่งมีความเสถียร
3. T1/2  (T-half) : ความกว้างของ Peak : Peak ยิ่งแคบแสดงว่าโปรตีนมีการ Pack ตัวดี
4. ∆H (Enthalpy) : พลังงานที่ใช้ในการทำลาย Non-covalent Bond เพื่อให้โปรตีนเกิดการคลายตัว : หาได้จากพื้นที่ใต้กราฟ
5. ∆Cp (Heat Capacity Change) : ค่าพลังงานที่เปลี่ยนแปลงหลังจากที่โปรตีนเปลี่ยนสภาพจากการม้วนพับไปเป็นการคลายตัว

ข้อดีของเทคนิค DSC ที่จัดได้ว่าเป็น Gold Standard

1. วัดได้อย่างถูกต้อง และแม่นยำ เนื่องจากเป็นการวัดตัวอย่างในสภาวะที่แท้จริง (ไม่ต้องติดฉลาก)
2. มีช่วงอุณหภูมิในการศึกษาที่กว้าง คือ 2 °C - 130 °C
3. ใช้ตัวอย่างน้อย และสามารถวัดได้ทีละหลายตัวอย่างในหนึ่งวัน
4. สามารถหาค่าความเสถียรของแต่ละหน่วยย่อยสำหรับโปรตีนที่มีหลายหน่วยย่อยรวมกัน

Contact Information

Mr. Khomkrit Sappakhaw
Email: khomkrit.s@dksh.com
Mobile: +66(0)81 829 0724