等溫滴定微量熱儀（Isothermal Titration Calorimetry, ITC）是一種利用熱力學(xué)原理測(cè)量化學(xué)反應(yīng)的能量變化的儀器。ITC可以用于分析不同類(lèi)型的化學(xué)反應(yīng)，如配位化學(xué)、酶催化、蛋白質(zhì)-蛋白質(zhì)相互作用、受體-配體相互作用和聚合物反應(yīng)等。
工作原理
ITC的工作原理基于熱力學(xué)第一定律，即能量守恒定律。當(dāng)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)發(fā)生時(shí)，能量將從反應(yīng)物轉(zhuǎn)移到產(chǎn)物中。ITC通過(guò)比較樣品溶液與參考溶液之間的熱量來(lái)測(cè)量化學(xué)反應(yīng)的能量變化。在實(shí)驗(yàn)中，樣品溶液和參考溶液被注入到兩個(gè)隔離的容器內(nèi)，這兩個(gè)容器被連接起來(lái)，形成一條細(xì)管。然后，樣品溶液被滴加到參考溶液中，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)。由于化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生了熱量，熱量會(huì)在細(xì)管中傳遞，并且被ITC探測(cè)器檢測(cè)到并記錄下來(lái)。通過(guò)對(duì)記錄的熱量曲線進(jìn)行分析，可以確定反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)，如焓變化、熵變化和自由能變化。
優(yōu)點(diǎn)
ITC具有許多優(yōu)點(diǎn)，使其成為測(cè)量化學(xué)反應(yīng)的能量變化的方法之一：
非侵入性：ITC不需要標(biāo)記或修飾試樣，因此無(wú)需擔(dān)心對(duì)樣品造成影響。
無(wú)需事先了解反應(yīng)機(jī)制：ITC可用于測(cè)量各種類(lèi)型的化學(xué)反應(yīng)，而不需要在實(shí)驗(yàn)前了解反應(yīng)機(jī)制。
可確定多種熱力學(xué)參數(shù)：ITC可以測(cè)量多種熱力學(xué)參數(shù)，如焓變化、熵變化和自由能變化。
高精度：ITC能夠提供高精度的熱力學(xué)數(shù)據(jù)。
應(yīng)用
ITC被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如生物化學(xué)、藥理學(xué)、材料科學(xué)和環(huán)境科學(xué)等。下面列舉幾個(gè)應(yīng)用示例：
蛋白質(zhì)-配體相互作用：ITC可用于測(cè)定蛋白質(zhì)與其配體之間的結(jié)合熱力學(xué)參數(shù)，例如平衡常數(shù)和焓變化。這些參數(shù)對(duì)于了解蛋白質(zhì)-配體相互作用的本質(zhì)非常重要。
酶催化：ITC可用于測(cè)量酶催化反應(yīng)的熱力學(xué)參數(shù)，例如反應(yīng)焓和反應(yīng)熵。這些參數(shù)對(duì)于了解酶催化反應(yīng)的機(jī)制和效率非常重要。
化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)：通過(guò)測(cè)量反應(yīng)熱力學(xué)參數(shù)，ITC可以提供有關(guān)化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的信息。這些信息可用于優(yōu)化化學(xué)反應(yīng)的過(guò)程條件，從而提高反應(yīng)效率。
等溫滴定微量熱儀是一種強(qiáng)大的工具，可以用于測(cè)量化學(xué)反應(yīng)的能量變化，并提供有關(guān)反應(yīng)熱力學(xué)性質(zhì)的詳細(xì)信息。
