差示扫描量热器

差示扫描量热器是一种动态的量热计。它是在差热分析技术的基础上发展起来的新型仪器。它能够测量温度随时间变化的动态过程，用以反映各种物质物理或化学变化时的热效应，从而得到各种热力学或动力学的参数。
此仪器主要有两种类型：热流计型和能量补偿型，后者较为普遍，其原理大致如图1所示。其结构有一对制作与性能参数完全相同的量热计支架，热对称地放置在恒温环境中，量热计支架的底部装有感温元件和加热器，分别与有关的电学线路相联结，电学线路主要分为两个环路，温度程序线路环与能量补偿线路环。实验时，一支量热计支架内盛放待测量品，另一支量热计作参考或放惰性物质（一般放一空样品盘），然后同时对他们进行程序温度测量。当达某温度时，样品发生变化，并伴随着有吸热或放热的能量变化。此时，量热计支架间形成温度差(即△T≠0)，能量补偿线路环能及时地对量热计进行功率补偿，以便维持两者的温度一致(即△T=0)，此时补偿的能量即等于物质反应的能量，仪器自动地将量热计的程序温度以及功率补偿连续地记录下来，即得到样品的热曲线。

图1 差示扫描量热器原理示意图

本仪器在生物学中的应用主要有两个方面： 一是研究蛋白质、核酸等生物大分子的构象变化；二是研究生物膜的结构与流动性，尤以后者研究得更为广泛、深入。
关于生物大分子构象变化的研究，主要是用加热、改变溶液的pH、以及加入各种变性物质等研究其对构象变化的影响。包括热力学的研究以及变化机理的研究。由于这类构象变化的研究需要在很稀的溶液中进行，一般浓度为0.1%～0.3%，才能使构象变化呈现可逆反应。以往的差示扫描量热器，样品盘太小，且灵敏度太低，不合乎上述要求。目前一些国家已研制成功灵敏度更高的绝热式差示扫描量热计。
在分子生物学研究中，此仪器较广泛地运用于探讨生物膜结构与流动性

图2 不同脂肪酸链长的卵磷脂的差示扫描量热曲线

的关系。因为在加热过程中，膜脂质部分会发生相变，即自二维六方晶相转变为流动性较佳的液晶相，并伴随着有吸热反应。事实上，最先用实验证明天然膜脂质是双层结构的就是应用差示扫描量热器得到的，而且，此种研究为膜的“液态镶嵌模型”提供了不少有力的实验证据。近年来，还应用此仪器在研究生物膜的流动性与脂质分子结构的关系、膜上其它成份如蛋白质、胆固醇、水分以及各种离子等对膜流动性的影响、膜流动性与膜功能之间的关系与膜有关的感官的感觉传递机理以及神经系统的刺激机理等方面均取得了很好的进展。研究不同脂肪酸链长的卵磷脂的差示扫描量热曲线(图2)，可见其脂肪链长对热流速度有不同的作用，这对细胞膜研究有重要意义。