La calorimétrie de titrage isotherme (ITC) est une méthode expérimentale permettant de mesurer la quantité de chaleur libérée ou consommée au cours d’une réaction chimique bimoléculaire. Les réactions chimiques peuvent être exothermiques ou endothermiques, suivant les stabilités énergétiques relatives des réactifs. La calorimétrie de titrage isotherme peut servir à quantifier la variation de changement de chaleur au cours de la réaction.

Une seule expérience de calorimétrie de titrage isotherme peut permettre de déterminer l’affinité, la spécificité et le ratio de liaison (stœchiométrie).

L’un des principaux avantages de l’ITC pour mesurer les interactions bimoléculaires est qu’il peut être utilisé sur des molécules libres en solution. Cela signifie qu’aucune des deux espèces réactives ne doit être immobilisée pour effectuer des mesures de calorimétrie de titrage isotherme. Il n’est donc pas nécessaire de préparer un échantillon supplémentaire, ce qui permet de mesurer les réactions de liaison dans leur environnement natif en solution.¹

Les mesures de calorimétrie par titrage isotherme sont utiles dans tous les domaines où l’étude des interactions biomoléculaires peut présenter un intérêt. Les applications courantes englobent la mesure des interactions protéine-protéine, protéine-acide nucléique et protéine-membrane, qui sont essentielles à l’assemblage de complexes macromoléculaires, indispensables aux études pharmacologiques.

L’un des domaines d’utilisation croissante des ITC est la recherche sur les thérapies vaccinales.. Toutes les interactions médicamenteuses peuvent être considérées comme une forme d’interaction bimoléculaire, ou d’ordre supérieur intermoléculaire. Le même principe s’applique à d’autres types d’interactions entre espèces biologiques, notamment la réaction immunitaire à un hôte envahissant.

Comme la calorimétrie de titrage isotherme peut servir à déterminer avec une grande précision les forces d’interaction de liaison en solution, cette technique est très utile pour le développement de vaccins. La calorimétrie de titrage isotherme peut être utilisée pour cribler rapidement les espèces qui possèdent les bons types d’interactions de liaison avec les anticorps monoclonaux et les ARNm, afin de trouver des candidats appropriés à utiliser dans les vaccins.²

Un instrument de calorimétrie de titrage isotherme fonctionne en comparant le signal d’une cellule de référence à celle d’une cellule de mesure. Comme pour les autres mesures de calorimétrie, les deux cellules sont enfermées dans une enveloppe adiabatique pour minimiser les interactions avec le milieu environnant.

Les cellules sont conçues pour être aussi proches que possible de l’identique. La cellule de référence renferme une solution tampon similaire à celle qui sera utilisée dans la cellule de mesure et dispose d’un chauffage de référence fixé à la cellule.

Au fur et à mesure que le titrage est effectué dans la cellule de mesure de la macromolécule d’intérêt, il y a un changement d’enthalpie dans le système. Comme cette réaction entraîne un changement de température et que les deux cellules d’échantillon et de référence sont jointes par des alliages thermoconducteurs très efficaces, la température de la cellule de référence se met à changer. La puissance de l’élément chauffant nécessaire pour maintenir constante la cellule de référence est mesurée et utilisée pour l’enregistrement de la thermochimie globale de l’événement de liaison.

TA Instruments prend en charge même les mesures les plus difficiles des sciences de la vie avec une gamme d’instruments de calorimétrie de titrage isotherme. Dans la mesure où de nombreuses interactions intermoléculaires et d’énergies de liaison peuvent être très faibles, TA Instruments a conçu des appareils de mesure de calorimétrie de titrage isotherme pour qu’ils soient aussi sensibles que possible avec une stabilité de ligne de base exceptionnelle.²

TA Instruments propose à la fois l’instrument de calorimétrie de titrage isotherme Nano et l’Affinity ITC qui sont conçus pour être des instruments simples et faciles à utiliser sans sacrifier les performances exceptionnelles de mesure. Avec des cellules à faible volume idéales pour les matériaux précieux de la thérapie vaccinale, l’Affinity peut également être intégré à des passeurs automatiques à 96 puits pour accélérer vos projets de développement.

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