Markierungsfreie In-Lösung-Analyseverfahren werden für die direkte Untersuchung nativer Moleküle angewendet. Sie generieren biologisch relevante Daten, die die Aufklärung molekularer Wechselwirkungen ermöglichen, ohne künstliche Sonden oder Markierungen zu verwenden. Dies ist ein entscheidender Vorteil, da Markierungen die höhere Ordnungsstruktur stören können, die für die Bindung entscheidend ist, sowie zu Artefakten in den Daten führen und sogar das zu untersuchende Molekül inaktivieren oder destabilisieren können.

Die Mikrokalorimetrie ist ein leistungsfähiges und bewährtes markierungsfreies In-Lösung-Analyseverfahren. Mikrokalorimeter dienen zum Nachweis der Assoziation und Dissoziation molekularer Komplexe durch Messung von Änderungen der aufgenommenen oder abgegebenen Wärme. Die resultierenden umfangreichen Daten geben Aufschluss über die biologischen Prozesse und die Mechanismen der molekularen Wechselwirkungen. Markierungsfreie Verfahren sind für Forscher in verschiedensten Anwendungsbereichen interessant. Hierzu gehören biologische Forschung, Arzneimittelforschung und -entwicklung im Bereich Biotherapeutika und kleine Moleküle, Immunogenitätsuntersuchungen, Impfstoffentwicklung und QC.

Diese biologischen Prozesse werden häufig mithilfe zweier kalorimetrischer Verfahren untersucht: der Isothermale Titrationskalorimetrie (ITC) und der Dynamischen Differenzkalorimetrie (DDK).

Die Mikrokalorimetrie erfordert keine Markierung und eine nur minimale Assay-Entwicklung. Sie ist komfortabel, schnell und auch für trübe und gefärbte Lösungen geeignet.

  • Mit der Isothermale Titrationskalorimetrie (ITC) kann die Quantifizierung der Bindungsaffinität (KD), Bindungsstöchiometrie (n), Enthalpie (ΔH) und Entropie (ΔS) in einem einzigen Experiment erfolgen. Sie ermöglicht die Aufklärung des Bindungsmechanismus und die Bestimmung von Enzymkinetiken. Anhand der Daten können die Zielaktivität, die Hitvalidierung und die Leitstrukturoptimierung beurteilt werden.
  • Mit der Dynamischen Differenzkalorimetrie (DDK) können neben der thermalen Stabilität (Tm) auch Aspekte wie die richtige Faltung, die Homogenität und die thermische Stabilität von Proteinen beurteilt werden. Anhand dieser wichtigen Informationen können z. B. die Herstellbarkeit und die optimale Formulierung bewertet werden.