在研究溶液中的生物聚合物時使用 Malvern MicroCal? VP-Capillary DSC（圖 2）和Malvern MicroCal VP-DSC 系統。 Malvern MicroCal VP-Capillary DSC 系統專為篩選多個制劑的 Tm 設計，可實現較高的樣品處理量（24 h 內最高處理 50 個樣品），同時掃描速率很快（最高 250°C/h）。 完全一體化的自動進樣器允許無人照看操作。 有關Malvern MicroCal VP-Capillary DSC 和 Malvern MicroCal VP-DSC 系統的特點對比，請參見表 1。
圖 2：Malvern MicroCal VP-Capillary DSC 系統。
表 1：Malvern MicroCal VP-DSC 和 Malvern MicroCal VP-Capillary DSC 系統對比
MicroCal VP-DSC | MicroCal VP-Capillary DSC | |
活性池容量 | 500 μl | 130 μl |
通常所需的最低蛋白質濃度 | 0.02 至 0.1 mg/ml | 0.2 至 0.5 mg/ml (Tm)> 1.5 mg/ml（ΔCp 和 ΔH） |
最大掃描速率 | 90°C/h | 250°C/h |
溫度范圍 | -10°C 至 130°C | -10°C 至 130°C |
通常每次掃描的時間 | 60 至 150 min | 35 至 55 min（取決 于掃描速率和溫度） |
每天的最大掃描量 | 4 至 6（手動），8 h 內 | ~50（無人照看），24 h 內 |
自動灌注和清洗池 | 否 | 是 |
每個 96 孔板的樣品 | 不可用 | 48 |
液體制劑策略
在制劑研發中，主要的問題是確定何種溶液條件可以為天然蛋白質提供最大的穩定作用。 產生最高 Tm 的條件通常使蛋白質在最長的時間內以及在低溫環境中保持在天然狀態。 首先使用 DSC 篩選不同的 pH 和緩沖液條件，然后篩選輔料和防腐劑。
緩沖液和 pH 優化
圖 3 顯示了蛋白質 CD40L 的 Tm 與 pH 的函數關系。 此外還測定了在 37°C 環境中存儲 7 天后 CD40L 的聚合情況。Tm 最佳的 pH 條件與在聚合程度最低時的 pH 條件相一致[16]。 在對巨噬細胞集落刺激因子的研究中也看到 pH、Tm 和聚合之間的這一關聯性[4]。
圖 3：CD40 配體 (CD40L) 的穩定性行為與 pH 作圖，將 (A) 通過尺寸排阻色譜 (SEC) 確定的聚合響應和 (B) 通過 DSC 測定的 Tm 關聯起來。 括起來的區域代表 Tm 最大且聚合程度最低時的最佳 pH 范圍。 資料來自參考文獻[16]。
通過 DSC 測定蛋白質 Tm 的變化是相對簡單的過程。 圖 4 顯示了當 pH 增加時，胰凝乳蛋白酶原的 Tm 變化，使用 Malvern MicroCal VP-Capillary DSC 測定。 Tm 隨 pH 增加而增加，這指示 pH 較高時天然形式的胰凝乳蛋白酶原穩定性更高。
圖 4：胰凝乳蛋白酶原的 Tm 隨 pH 變化。 制備胰凝乳蛋白酶原溶液（pH 1.96、2.27、2.57 和 3.02）并添加到 96 孔板中。 每個 pH 使用五個樣品。 相匹配的的參照緩沖液也放在 96 孔板中。 使用 Malvern MicroCal VPCapillaryDSC 進行 DSC 掃描。 此處所示的數據已去除參照緩沖液背景。 圖中有各 pH 的 Tm 數據和標準偏差。