等温滴定微量热仪

产品概述

MicroCal PEAQ-ITC 是英国马尔文帕纳科（Malvern Panalytical）公司推出的一款高灵敏度、低容量的等温滴定微量热仪，属于经典的 MicroCal 技术系列。该系统通过直接测量生物分子结合过程中释放或吸收的热量，可在单次实验中直接测定结合亲和力（KD）、化学结合计量比（n）、焓变（ΔH）和熵变（ΔS）等全套热力学参数。

作为新一代等温滴定微量热仪，PEAQ-ITC 在灵敏度、样品消耗量和软件智能化方面实现了全面升级。其全新的软件界面附有视频操作维护教程，让任何用户都能够生成高质量的数据。该系统的高信噪比和出色的可重复性使其能够分析从弱到强的各种结合相互作用，被广泛应用于生命科学研究、药物发现与开发等领域。

该仪器可升级至全自动的 MicroCal PEAQ-ITC Automated，支持无人值守运行，非常适合那些对速度、灵敏度和高通量有较高要求的实验室。

核心技术：等温滴定微量热（ITC）原理

等温滴定微量热技术是表征分子间相互作用的“金标准”方法。PEAQ-ITC 通过以下步骤实现结合参数的直接测量：

样品准备：参照池通常加入纯水；样品池加入一种研究对象（一般为大分子，如蛋白质）；滴定器中装有另一种研究对象（配体分子，如化合物）。

控制滴定：在实验过程中，配体被可控地滴入样品池中（同时伴随充分混合），通常为每次 0.5 到 2 μL，直到样品池中的配体浓度达到 2-3 倍过量于样品池中的蛋白浓度。

热量检测：每次滴定会产生一个热量脉冲，高灵敏度的热量计实时检测每次滴定的热量变化。

数据处理：通过对每一滴热量的积分并对浓度进行归一化处理，生成摩尔放热量对摩尔比率的结合曲线，再选择拟合合适的结合模型（Binding Models），获取结合相关的亲和力（KD）、化学结合计量比（n）、焓变（ΔH）和熵变（ΔS）。

该技术的核心优势在于：无需标记、无需固定化、无分子量限制，整个实验在溶液状态下即可完成，真实反映天然状态的分子相互作用。

核心性能与技术优势

1. 一次实验获取全部结合参数

PEAQ-ITC 可在单次实验中直接测定所有结合参数：

参数	物理意义	研究价值
KD（亲和力）	结合强度	判断分子间相互作用的强弱
n（化学计量比）	结合位点数	了解结合模式
ΔH（焓变）	热量变化	识别氢键、范德华力等相互作用类型
ΔS（熵变）	有序度变化	理解疏水作用等驱动力

2. 超宽的亲和力检测范围

直接测量：毫摩（10⁻² M）到纳摩（10⁻⁹ M）级别

竞争性结合：可扩展至皮摩尔（10⁻¹² M）级别

3. 极低的样品消耗

最低样品量：仅需 10 µg 蛋白质 即可进行分析

样品池容积：200 µL

样品用量：280 µL

这一特点使其特别适合珍贵样品（如难以表达纯化的蛋白质）的研究。

4. 卓越的灵敏度与稳定性

性能指标	规格参数
噪音水平	0.15 ncal/s（0.63 nW）
温度范围	2℃ 至 80℃
温度稳定性	±0.00012℃
响应时间	8-10 秒（真实时间常数）

超高温度稳定性确保长时间实验的数据可靠性，宽温度范围支持变温条件下的热力学研究。

5. 高通量与高效率

参数	规格
通量（半自动）	每天（8 小时）8-12 个样品
全自动版本通量	24 小时内最多 42 个样品
快速模式	KD 测量（含分析）< 30 分钟

6. 智能化的 PEAQ 软件

PEAQ-ITC 分析软件提供了全面的数据分析和实验设计功能：

PEAQ-Expert：实验设计模拟，内置视频教程指导操作

PEAQ-Quality：自动化数据质量评定，内置改进建议

PEAQ-Fast：快速测量模式，含分析在内 <30 分钟完成 KD 测定

批量评估：支持大型数据集的批量处理

多实验管理：在单个会话中打开多个实验

软件具有简化的用户界面，能够引导用户轻松快捷地查看最终数据和演示高质量图形。

7. 自动清洗维护

系统配备自动清洗模块，使用清洁剂对样品池和滴定注射器进行自动清洗，保证仪器始终处于最佳性能，有助于生成高质量的可重现数据。

8. 全自动化升级能力

PEAQ-ITC 可升级至全自动的 MicroCal PEAQ-ITC Automated：

升级特性	说明
样品容量	4 块 96 孔板（384 个样品）
无人值守运行	支持过夜/周末自动化操作
运行中追加实验	无需停止队列即可追加新实验
触摸屏操作	精简布局，操作便捷

技术规格摘要

项目	规格参数
型号	MicroCal PEAQ-ITC
生产厂商	英国马尔文帕纳科（Malvern Panalytical）
测量类型	亲和力（KD）、焓变（ΔH）、熵变（ΔS）、化学计量比（n）
样品池容积	200 µL
样品用量	280 µL
进样针体积	40 µL
进样体积精度	<1% @ 2 µL
最少样品量	10 µg 蛋白质
亲和力检测范围（直接）	10² 至 10⁻⁹ M（mM - nM）
亲和力检测范围（竞争性）	10⁻⁹ 至 10⁻¹² M（nM - pM）
噪音水平	0.15 ncal/s（0.63 nW）
温度范围	2℃ - 80℃
温度稳定性	±0.00012℃
响应时间	8-10 秒
通量（半自动）	8-12 个样品/天（8 小时）
通量（全自动）	24 小时内最多 42 个样品
快速 KD 测量	<30 分钟（含分析）
样品池材料	哈斯特镍基合金（Hastelloy）
样品池形状	硬币形，固定式
多重反馈模式	被动、高增益、低增益
尺寸（W×L×H）	43 × 38 × 46 cm（量热仪+清洗装置）

主要应用领域

生物系统的亲和力测定

ITC 是测量生物相互作用亲和力和化学计量的理想技术，无需对分子进行标记或固定，也不受分子量限制。

应用领域	具体用途
蛋白质-小分子	药物-靶点结合、先导化合物验证
蛋白质-蛋白质	抗体-抗原、受体-配体相互作用
蛋白质-核酸	转录因子-DNA 结合、RNA-蛋白相互作用
蛋白质-脂质	膜蛋白-脂双层相互作用
抗体表征	抗体-抗原亲和力测定
酶动力学	酶活性测定、抑制剂筛选
疫苗开发	抗原-佐剂相互作用研究
生物制药质控	批次间一致性评价

药物发现与开发

ITC 在药物发现流程中发挥关键作用：

命中验证：确认高通量筛选得到的化合物确实与靶点结合

先导化合物优化：通过热力学参数指导结构优化

构效关系（SAR）研究：理解结合驱动力，优化结合特异性

半自动与全自动型号对比

特性	PEAQ-ITC（半自动）	PEAQ-ITC Automated（全自动）
样品处理	手动上样	4 块 96 孔板（384 个样品）
通量	8-12 样品/天	24 小时内最多 42 个样品
维护	半自动清洗	全自动清洗
升级路径	可升级至全自动	—
适用场景	常规实验室，样品量适中	高通量筛选，繁忙实验室
无人值守	不支持	支持过夜/周末运行

使用注意事项

样品准备：样品需溶解于合适缓冲液中，确保无气泡；蛋白质浓度通常为 0.01-10 mg/mL

缓冲液匹配：样品池和滴定器中的缓冲液应尽可能一致，以扣除稀释热

脱气处理：所有溶液使用前应进行脱气，避免气泡干扰信号

清洗维护：每次实验后使用自动清洗程序清洁样品池和进样针

软件辅助：利用软件的实验设计模拟功能估算所需样品浓度和量

数据质量评估：使用软件的自动化数据质量评定功能判断结果可靠性

中科院平台预约：中科院用户可通过中科院仪器共享管理平台（http://samp.cas.cn/）预约使用

预约使用：多数共享平台需提前预约，具体以各机构管理规定为准

总结

马尔文帕纳科 MicroCal PEAQ-ITC 等温滴定微量热仪凭借其一次实验获取全部结合参数、0.15 ncal/s 的超高灵敏度、仅 10 µg 的微量样品消耗、10⁻² 至 10⁻¹² M 的超宽亲和力检测范围以及全自动升级能力，已成为全球生命科学和药物研发领域广泛认可的热力学分析平台。

该系统的核心价值在于：

真正的“金标准”：无需标记、无需固定化、无分子量限制，在溶液中原位测量

全面热力学表征：同时获得 KD、n、ΔH、ΔS 四个关键参数，深入理解结合机制

低样品消耗：10 µg 蛋白质即可分析，适合珍贵样品

高效率：快至 30 分钟的 KD 测量，全自动版本支持无人值守高通量运行

智能化软件：PEAQ 软件提供实验设计、数据分析、质量评估全流程支持

无论是结构生物学中的分子相互作用研究、药物发现中的先导化合物优化，还是生物制药中的质量控制，MicroCal PEAQ-ITC 都能提供稳定、精准、可靠的热力学分析解决方案，助力科学家深入理解分子间的结合机制。