等温滴定量热法

横坐标：时间
纵坐标：热功率
峰底与峰尖之间的峰面积为 每次注射时释放或吸收的总 热量。 下图：
横坐标：滴定物与样品溶液 的摩尔比
纵坐标：滴定产生的总热量
反应过程的结合等温曲线
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ITC可以直接测量焓变△H， 结合常数Ka，而不对反应体 系产生影响，也不引入修饰 基团，因此测得的结果更加 可信
典型的ITC数据
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ITC
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在恒温下，注射器中的“配体”溶液滴定到包含“高分子”溶液的池中。当配体
注射到池中，两种物质相互作用，释放或吸收的热量与结合量成正比。当池中的
高分子被配体饱和时，热量信号减弱，直到只观察到稀释的背景热量。
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图形
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上图：
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history
➢built in the secondhalf of the 1960s to study chemical reactions.
➢During the1970s, the sensitivity of instruments was in the range of mJ, and other first applications were developed such as the study of (metal + ligand) complexes [8] and the adsorption of aromatic compounds by molecular sieves .
▪ 可获得生物分子相互作用的完整热力学参数，包括结合常 数（Ka）、结合位点数（n）、摩尔结合焓（△H）、摩尔 结合熵（△S）、摩尔恒压热容（△Cp），和动力学参数 (如酶促反应的Km和kcat）,用来表征生物分子间的相互作 用。
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独特特点：
– 样品用量小，方法灵敏度和精确度高(仪器最小可检测热功率2 nW，最小可 检测热效应0.125uJ，生物样品最小用量0.4ug，温度范围2 ℃ - 80 ℃，滴 定池体积(1.43 ml)。
配体溶液20次注射到ITC池的 蛋白溶液中。每个注射峰（上 图）下方的区域与注射所释放 的总热量相等。当这种综合的 热量相对添加到池中的配体摩 尔比作图时，就获得了相互作 用的完整结合等温线（下图）。 用单位点模型来验证数据。化 学计量、结合常数及焓的数值 都显示在框内。
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流程
1、微克级
等温滴定微量热法
(Isothermal Titration Calorimetry, ITC)
林杰
ITC
Isothermal titration calorimetry (ITC) is used to measure the heat adsorbed or released during changes in the composition of a system undergoing a titration process. 等温滴定量热技术（ITC）是一种监测由结合成分的添加而起始的任 何化学反应的热力学技术，即用一种反应物滴定另一种反应物，随着 加入滴定剂的数量的变化，测量反应体系温度的变化
➢In 1980s, the sensitivity was improved to μJ range. New applications in the 1980s were related to biology,biochemistry and physical chemistry such as the study of ligand binding processes and micelle formation
3、配体浓度大于大分子浓度
1、确定合适的反应物浓度 2、准备样品 3、滴定收集数据
1、考虑反应物性质 1、2、设尽置量对避照免组稀释热 2、3、平抽行气试处验理 3、Origin软件
4、校正后的数据非线性回归得到热力学参数
5、分析模型
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模型分析
正确理解反应过程首先要理解模型给出的各种参数的正确意义。 根据模型给出的各种热力学参数确定反应的相关性质。
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灵敏度的提高
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Since the beginning of 1990s, the number of published papers related to ‘‘isothermal titration calorimetry ’’ has symptomatically increased due to rapid diffusion of new commercial calorimeters in the scientific community.
结合位点数不同，平衡常数的物料平衡的表达公式是不同的
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characteristics
▪ 它通过高灵敏度、高自动化的微量量热仪连续、准确地监 测和记录一个变化过程的量热曲线，原位、在线和无损伤 地同时提供热力学和动力学信息，它已经成为鉴定生物分 子间相互作用的首选方法。
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history
During the decade of 1990, isothermal titration calorimetry has evolved from a specialist method to a widely used technique .
During the 2000’s, isothermal titration calorimetry was widely employed in the design and discovery of drugs and in addition to this, in this last decade an isothermal titration calorimeter with open cell was employed for the study of liquid mixtures .