马尔文帕纳科微量热差示扫描量热仪MicroCal PEAQ-

差示扫描量热法（Differential Scanning Calorimetry，DSC）是一种功能强大的 分析技术，用于表征蛋白质和其他生物分子的热稳定性，广泛应用于生命科学和药物发现领域。在溶液中，这些分子通常会经历热诱导的构象变化，例如因非共价键断裂而导致的蛋白质去折叠，这个过程需要吸收能量，就可以被微量热差示扫描量热仪检测。即使对于非常稀的蛋白质溶液，新一代的MicroCal PEAQ-DSC系统也能检测出微弱的热量变化，并利用这些信息准确地表征需要分析的分子的热稳定性。
DSC直接测量溶液中热诱导结构展开的焓变（ΔH）和热转变中点（Tm），该信息让我们能够深入了解使蛋白质、脂质、核酸、胶束复合体和其他大分子系统稳定或失去稳定性的影响因素，用来预测货架期、制定和优化纯化策略、表征和评价蛋白质构建体或其他生物治疗性实体等。因此，使用MicroCal PEAQ-DSC 可以用于多种领域，包括但不限于：抗体药的研发、生产和性能评估；临床疾病的诊断、分型和分期以及治疗；蛋白质结晶研究；病毒和脂质纳米颗粒等核酸递送载体的生物物理表征及质量控制；VLP疫苗的快速筛选和优化等，提供了一种强有力的热稳定性分析方法。

一、MicroCal PEAQ-DSC在传统抗体药物（单抗）研究中的应用
传统单克隆抗体，特别是IgG类，越来越多地用于治疗癌症、自身免疫性疾病和传染病等，取得了很好的治疗效果。较差的稳定性会影响抗体的表达水平、导致形成错误折叠或者功能活性丧失的抗体分子，并可能形成较大的蛋白聚集体，这种潜在的开发风险使得稳定性对于抗体药物的筛选和评估非常重要。MicroCal PEAQ-DSC可以对具有多个稳定性不同的结构域的单克隆抗体的各个结构域进行分析，具有结构域级的分辨率。此外，对可变区区域的随机突变，MicroCal PEAQ-DSC也可以起到一个很好的稳定性筛选作用。
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二、MicroCal PEAQ-DSC在新型抗体药物（双抗和ADC）研究中的应用
与传统的单克隆抗体相比，双特异性抗体将两种不同的特异性结合整合到单个分子中，从而实现新的治疗方式，并且与抗体偶联药物（antibody-drug conjugate ，ADC）一起发展成为最热门的基于抗体的疗法。使用适当的分析工具来监测稳定性变化对于识别关键产品质量属性是必要的，MicroCal PEAQ-DSC提供了分析双抗和ADC热稳定性的强有力的方法。
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三、MicroCal PEAQ-DSC在临床诊断中的应用
DSC也适用于分析复杂的生物流体，如血浆、血清和脑脊液等。患有疾病的患者的血液成分的改变可以导致对应于疾病特定特征的血浆/血清量热谱的显著变化，通过DSC获得的生物流体的变性曲线对应于生物流体样品中所有组分的变性曲线的叠加。DSC在临床实践中具有巨大的应用潜力，已迅速发展成为诊断多种疾病的工具，包括癌症、自身免疫性疾病、糖尿病等。MicroCal PEAQ-DSC 提供高重复、可定量的分析数据，可辅助临床疾病的诊断、分型和分期以及治疗等。
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四、MicroCal PEAQ-DSC在蛋白质结晶中的应用
蛋白质的结晶过程是处于过饱和临界点的蛋白质分子聚集成簇后形成晶核，从无序集群到有序结构的重组过程，该过程充满了复杂的物理和化学变化。在结晶时，若采用不同的溶剂和工艺，则形成不同的晶体结构。不同的晶体结构通常具有不同的物理和化学性质，影响生物活性和药物药效，在药物开发和生产中起着至关重要的作用。在调控蛋白质结晶的过程中，蛋白质本身的结构和稳定性是影响结晶的重要条件。MicroCal PEAQ-DSC可用于在蛋白质结晶研究中提供热稳定性分析，将晶体结构特征与热稳定性直接联系起来。
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五、MicroCal PEAQ-DSC在核酸递送载体表征中的应用
新冠疫情在全球爆发之后，以 mRNA 为代表的核酸疫苗/药物受到了广泛关注。有效的体内递送是核酸疫苗/药物发挥疗效的关键，目前常用的核酸递送载体包括病毒载体和非病毒载体，如重组腺相关病毒（recombinant adeno-associated virus，rAAV）和脂质纳米颗粒（lipid nanoparticles，LNPs）。由于其固有的结构复杂性，在产品开发和过程控制期间，核酸递送载体的设计、表征和质量控制都需要有效的分析工具，需要高效可靠地测量和控制一些关键性能，为生产过程优化提供信息，并确定最终产品的稳定性。使用 MicroCal PEAQ-DSC 可以更好地了解 mRNA-LNP 复合体的相互作用和结构转变，以及rAAV样品的热稳定性，而像圆二色光谱（Circular dichroism，CD）等技术不够敏感，无法识别。
[1] Kloczewiak M, Banks JM, Jin L, et al. A biopharmaceutical perspective on higher-order structure and thermal stability of mRNA vaccines. Mol Pharm. 2022.
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六、MicroCal PEAQ-DSC在VLP疫苗研究中的应用
病毒样颗粒（virus-like particles ，VLP）是重组产生的病毒结构，表现出天然病毒的免疫保护性状，但不具有传染性。大量研究表明，VLP可以安全地呈递与所选载体VLP无关的各种病原体的异源抗原，因此VLP提供了通过合理的生物工程实现疫苗供应和应对疾病的技术机会。VLP疫苗因其良好的免疫原性和安全性而被广泛应用，然而由于其稳定性不够好高度依赖冷链储存和运输。因此，使用MicroCal PEAQ-DSC对VLP进行热稳定性分析表征是非常重要的。
[1] Qian CY, Yang YR, Xu Q, et al. Characterization of an Escherichia coli-derived triple-type chimeric vaccine against human papillomavirus types 39, 68 and 70. NPJ Vaccines. 2022.
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