5. Дифференциальные адиабатные сканирующие микрокалориметры

В настоящее время метод дифференциальной сканирующей микрокалори-метрии применяется для исследования всех основных классов биополиме-ров: глобулярных и фибриллярных белков, нуклеиновых кислот, а также фосфолипидов и биологических мембран - микросом печени, эритроцитов, хлоропластов и др. Эксперименты проводят, как правило, в разбавленных растворах, в которых можно пренебречь эффектами межмолекулярных взаимодействий. Однако в таких растворах тепловые эффекты, обусловлен-ные макромолекулами чрезвычайно малы. Например, теплоемкость биопо-лимеров в О,3%-ном растворе составляет лишь тысячную долю от общей теплоемкости растворителя. Поэтому определение с достаточной степенью точности тепловых эффектов в этих условиях на фоне постоянно вводимой в систему теплоты требует сверхпрецизионных методов. Детальное исследование внутримолекулярных процессов стало возможным лишь после создания принципиально нового прибора – ДИФФЕРЕНЦИАЛЬ-НОГО АДИАБАТНОГО СКАНИРУЮЩЕГО КАЛОРИМЕТРА. Чувствительность этого прибора на три порядка превосходит чувствительность обычных приборов неадиабатного типа. Широкое распространение и мировую известность получил прибор ДАСМ - 1м и затем разработанный на его основе усовершенствованный вариант микрокалориметра-ДАСМ-4. Основные эксплуатационные параметры прибора ДАСМ-1м: рабочий диапазон температур – 0  100°С, скорость прогрева - 0,1 2,0 град/мин., рабочий объем кюветы - 1,0 мл. Чувствительность по теплоемкости —1,6•10 Дж/град , точность определения относительной теплоемкости — 8 • 10 ~ Дж • град мл , точность регистрации температуры - 0,1 град. Уникальная чувствительность этих приборов определяется совокупностью трех методических принципов, заложенных в их основу: дифференциаль-ной схемы измерения, непрерывного прогрева с точностью заданной ско-ростью и полной адиабатизации измерительных ячеек.

Проблема точности микрокалориметрических измерений непосредствен-ным образом связана с проблемой точности заполнения кюветы и констру-ктивными особенностями калориметрического блока. В приборе ДАСМ -1м эти проблемы решены путем применения специального безразборного калориметрического блока с системой адиабатизации на тепловых экранах (см.схему – Рис.4). Применение внешнего заполнения с помощью подводящих капиллярных трубок и проведение измерений при повышенном постоянном давлении позволяет повысить надежность калориметрических измерений, воспроизводимость результатов и упростить процедуру измерения.

Рис. 4 Схема микрокалориметра

1- моностат, 2- термометр, 3-сомописец, 4- измеритель теплового эффекта, 5 -терморегулятор термостата, 6- терморегулятор адиабатизирующей оболочки.

Используемый в приборе принцип адиабатизации заключается в следующем. При подаче электрического тока в нагреватели микрокалометрических ячеек температура последних повышается. Одновременно пропорционально-интегральные регуляторы автоматически обеспечивают с высокой степенью точности выравнивание температуры тепловых экранов с температурой ячеек. В результате этого камеры оказываются в условиях, близких к адиабатным, когда практически отсутствует теплообмен камер с окружающей средой. Эти условия обеспечиваются в широком температурном диапазоне при прогревании ячеек с постоянной скоростью.