The most popular tool used to characterize binding in the late-discovery phase of drug development is isothermal titration calorimetry (ITC). ITC is a high-resolution method for complete characterization of the basic chemical details of a binding interaction. The calorimeters accomplish this by measuring the heat that is released or absorbed when molecules interact with each other.
Drug development is a long and complex process that starts with discovery and, if successful, ends with government approval for marketing. Each step in the drug development process, outlined below, has specific goals with the aim of down-selecting appropriate hits and candidates to an approved drug substance.
Im 18. Jahrhundert beschäftigten sich viele Wissenschaftler mit dem Wesen von Wärme. Isaac Newton glaubte, dass Wärme durch die Schwingungen von Teilchen übertragen wurde, während Robert Hooke die Ansicht vertrat, Wärme sei eine Eigenschaft des Körpers, die aus der Bewegung seiner Teile entsteht. Den ersten offiziellen Beitrag zur Geschichte der Wärmemessung leistete jedoch der schottische Arzt und Chemiker Joseph Black. 1761 entdeckte er durch präzise Messungen, dass die Zufuhr von Wärme zu Eis bei dessen Schmelzpunkt oder zu Wasser bei dessen Siedepunkt nicht zu einer Temperaturänderung führt. Seine Beobachtungen machten ihn zum ersten Wissenschaftler, der zwischen Temperatur und Wärme differenzierte. Damit läutete er den Beginn der Thermodynamik ein.
In der Forschung, Entwicklung und Qualitätskontrolle im Batteriesektor entwickelte sich die isotherme Mikrokalorimetrie (Isothermal Microcalorimetry, IMC) in den letzten zehn Jahren zum wichtigsten In-situ- und In-operando-Verfahren zur Beurteilung des Wärmestroms bei der Zyklisierung von Lithium-Ionen-Akkumulatoren (Lithium-Ionen-Akkus).
Antikörperstabilität ist ausschlaggebend für die Leistung von Antikörpern in Therapeutika. Hohe Thermostabilitäten von Antikörpern sind wichtig für die Herstellung von Produkten mit angemessener Haltbarkeit und zur Vermeidung von Problemen durch Verlust der biophysikalischen Eigenschaften des Antikörpers.
Bei der Lyophilisierung, oder Gefriertrocknung, wird Wasser aus einer Probe entfernt, oft zum Zweck der Konservierung. Dabei wird unter anderem der Wassergehalt einer Probe sublimiert, gewöhnlich durch einen schnellen Gefrierprozess. Durch das rasche Einfrieren des Materials kann die Zerstörung der Zellwände der Probe durch die Bildung großer Eiskristalle verhindert werden.
Die Gentherapie ist ein Ansatz zur Behandlung von Krankheiten, bei dem das Erbgut eines Patienten verändert wird, anstatt Medikamente oder Operationen einzusetzen. Die gentherapeutische Behandlung umfasst die Aktivierung eines bestimmten Gens, die Reparatur fehlerhafter Gene oder die Einführung neuer Gene zur Bekämpfung von Krankheiten.
Die Isotherme Titrationskalorimetrie (ITC) ist ein experimentelles Verfahren zur Messung der Wärmemenge, die während einer bimolekularen chemischen Reaktion freigesetzt oder verbraucht wird. Chemische Reaktionen können entweder exotherm oder endotherm sein, abhängig von den relativen energetischen Stabilitäten der Reaktanten. Mit der isothermen Titrationskalorimetrie lässt sich die Größe der Wärmeänderung während der Reaktion quantifizieren.
Biologische Makromoleküle sind grundlegende Bestandteile jeder Zelle und daher für alle Lebewesen unerlässlich. Diese lebenswichtigen Moleküle werden in vier große Klassen eingeteilt: Kohlenhydrate, Lipide, Proteine und Nukleinsäuren. Die Charakterisierung biologischer Makromoleküle ist wichtig für das Verständnis ihrer Funktionen und Beziehungen, was die Entwicklung neuer Therapien und Behandlungen ermöglicht. In diesem Zweig der Makromolekülforschung konzentriert sich die biotherapeutische Arzneimitteltherapie auf makromolekulare Wechselwirkungen, die zu Krankheiten und/oder Zelltod führen können.
Lithium-Ionen-Batterien verändern die Industrielandschaft durch effiziente Energiespeicherung. Die heutigen Batterieforscher:innen müssen auf früheren Forschungsergebnisse aufbauen. Alle Elemente der Batterie sowie deren Materialien müssen analysiert und optimiert werden, damit der zukünftige Fortschritt in den Anwendungsbereichen gewährleistet wird.