ITC(등온 적정 열량계)란 무엇일까요?

Neil Demarse | Morgan Ulrich
March 14, 2022

ITC(등온 적정 열량계)는 이분자 화학 반응 중에 방출되거나 소모되는 열의 양을 측정하기 위해 사용하는 실험 방법입니다. 화학 반응은 반응물의 상대적 에너지 안정성에 따라 발열 또는 흡열의 형태로 나타날 수 있습니다. ITC(등온 적정 열량계)를 사용하면 반응 중 열 변화의 정도를 정량화할 수 있습니다.

ITC(등온 적정 열량계) 실험 한 번으로 결합 친화도, 결합 특이성, 결합 비율(화학양론)을 계산할 수 있습니다.

이분자 상호작용을 측정하기 위해 ITC를 사용할 경우 용액의 자유 분자에 사용할 수 있다는 장점이 있습니다. 이는 ITC(등온 적정 열량계) 측정을 수행하기 위해서는 반응성 종 중에서 그 어떤 것도 고정화할 필요가 없다는 뜻입니다. 즉, 추가적인 시료의 준비가 필요하지 않으므로 기본 용액상 환경에서 결합 반응을 측정할 수 있습니다.1

ITC의 일반적 응용

ITC(등온 적정 열량계) 측정은 생체 분자 상호 작용의 연구와 관련이 있는 모든 분야에서 사용됩니다. 일반적인 응용 분야로는 약리학 연구에 필수적인 거대 분자 복합체 조립에 핵심적인 단백질-단백질, 단백질-핵산, 단백질-막 상호작용 측정을 들 수 있습니다.

ITC의 활용이 확대되고 있는 분야 중 하나로 백신 요법 연구를 들 수 있습니다. 모든 약물 상호 작용은 이분자 또는 그보다 고차원적인 분자간 상호 작용의 일부로 간주할 수 있습니다. 침입 숙주에 대한 면역 반응을 비롯하여 생물학적 종 간에 발생하는 다양한 유형의 상호 작용에서도 마찬가지입니다.

ITC는 백신 요법 연구의 개선을 어떻게 뒷받침합니까?

ITC(등온 적정 열량계)를 사용하면 용액의 결합 상호 작용 강도를 높은 정확도로 측정할 수 있습니다. 따라서 백신 개발에 매우 유용합니다. ITC(등온 적정 열량계)를 사용하면 모노클로날 항체 및 mRNA와 올바른 유형의 결합 상호작용을 갖는 종을 신속하게 스크리닝할 수 있으므로 백신에 사용하기에 적합한 후보를 찾는 데 도움이 됩니다.2

ITC 장비는 어떻게 작동합니까?

ITC(등온 적정 열량계) 장비는 기준 셀과 측정 셀의 출력을 비교합니다. 다른 열량계 측정과 마찬가지로 두 셀은 단열 재킷으로 둘러싸여 있으므로 주변 환경과의 상호 작용이 최소화됩니다.

두 셀은 최대한 동일하도록 설계되었습니다. 기준 셀에는 측정 셀에 사용되는 것과 유사한 완충 용액이 포함되어 있으며, 기준 히터가 셀과 연결되어 있습니다.

관련 고분자의 측정 셀에서 적정이 수행되면 시스템에 엔탈피 변화가 발생합니다. 이 반응은 온도 변화를 일으키고, 두 개의 시료와 기준 셀이 고효율 열전도성 합금으로 연결되므로 기준 셀의 온도가 변화하기 시작합니다. 기준 셀을 일정하게 유지하기 위해 필요한 히터의 전력을 측정하고, 이를 사용하여 결합 이벤트의 전체 열화학을 기록합니다.

TA Instruments

TA Instruments는 다양한 ITC(등온 적정 열량계) 장비를 사용하여 생명과학에서 가장 까다로운 측정까지도 지원합니다. 분자간 상호 작용과 결합 에너지가 매우 약한 경우가 많으므로 TA Instruments는 ITC(등온 적정 열량계) 측정 장비의 민감도가 가능한 높으면서도 우수한 측정 기준선의 안정성을 갖출 수 있도록 설계했습니다.2

TA Instruments에서 제공하는 나노 ITC(등온 적정 열량계) 장비와 Affinity ITC는 우수한 측정 성능을 희생하지 않으면서도 간단하고 사용이 간편하게 설계되었습니다. 귀중한 백신 치료 물질에 이상적인 소용량 셀을 사용하는 Affinity와 96웰 자동 시료 주입기를 통합하면 개발 프로세스의 속도를 한층 가속화할 수도 있습니다.

지금 바로 TA Instruments에 연락해 약물에서 백신 요법의 개발에 이르는 생명과학 응용 분야에서 업계 최고 수준의 ITC 측정을 통해 제공하는 신뢰성과 정확성, 재현성을 활용할 수 있는 방법을 알아보십시오.

참고 자료:

  1. Ghai, R., Falconer, R. J., & Collins, B. M. (2012). Applications of isothermal titration calorimetry in pure and applied research–survey of the literature from 2010. Journal of molecular recognition : JMR, 25(1), 32–52. https://doi.org/10.1002/jmr.1167
  2. Pluschke, G., & Mutz, M. (1999). Use of Isothermal Titration Calorimetry in the Development of Molecularly Defined Vaccines, Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 57(1), 377-388. https://doi.org/10.1023/a:1010162429900