La ciencia de la vida en el análisis térmico
Un enfoque sobre los dispositivos de medición de las propiedades térmicas: DSC, TGA y STA
En el mundo de las ciencias de la vida, la precisión y la fiabilidad no sólo son deseables, sino absolutamente esenciales.
El análisis térmico ofrece precisamente eso: una forma de comprender las propiedades de los materiales y sustancias con una precisión esencial para el desarrollo de los productos farmacéuticos, la biotecnología y los campos relacionados.
Tres métodos en particular ocupan un lugar central:
- DSC (Calorimetría diferencial de barrido),
- TGA (Análisis Termogravimétrico) y
- STA (Análisis Térmico Simultáneo).
Calorimetría diferencial de barrido (DSC)
El DSC es una técnica que mide y analiza el calor absorbido o liberado por una muestra.
En las ciencias de la vida, este método permite comprender el plegamiento y la desnaturalización de las proteínas, las transiciones de fase de las membranas lipídicas y la estabilidad de los fármacos.
La capacidad de identificar acontecimientos térmicos, como la fusión y las transiciones vítreas, tiene un valor incalculable para la caracterización de las biomoléculas y sus interacciones.
Análisis Termogravimétrico (TGA)
El TGA mide el cambio de masa de una muestra a lo largo del tiempo con un aumento controlado de la temperatura.
Este método es especialmente útil para determinar la pérdida por secado, un parámetro crítico en el control de calidad de muchos productos.
La pérdida por desecación proporciona información sobre el contenido de humedad y la presencia de componentes volátiles en una muestra, lo que puede ser crucial para la formulación y el almacenamiento de productos farmacéuticos.
Análisis Térmico Simultáneo (STA)
STA combina DSC y TGA en un único proceso de análisis.
Esta medición simultánea de los cambios de calor y masa proporciona una visión completa del comportamiento de los materiales sometidos a estrés térmico.
Para los científicos de las ciencias de la vida, esto ahorra tiempo y aumenta la calidad de los datos, ya que ambas propiedades se miden simultáneamente.
Aplicación e importancia del análisis térmico en las ciencias de la vida
- Plegamiento de proteínas: El análisis térmico ayuda a investigar el plegamiento y la desnaturalización de las proteínas.
Esto es crucial para comprender su función y estabilidad.
- Estudios de membranas lipídicas: La investigación de las transiciones de fase en las membranas lipídicas y sus interacciones con proteínas o fármacos puede realizarse mediante análisis térmico.
- Desarrollo de fármacos: Al determinar los puntos de fusión y el comportamiento de cristalización de los fármacos, los científicos pueden optimizar su estabilidad y solubilidad.
- Polimorfismo: El análisis térmico puede utilizarse para identificar diferentes formas cristalinas de una molécula, lo que tiene gran importancia en la industria farmacéutica.
- Cinética enzimática: La actividad de las enzimas puede depender de la temperatura.
Las condiciones óptimas para las reacciones enzimáticas pueden determinarse mediante análisis térmicos.
- Estudios de unión: El análisis térmico puede proporcionar información sobre las energías de unión y las afinidades entre moléculas, lo que es importante para el desarrollo de fármacos.
- Pruebas de materiales: En medicina regenerativa e ingeniería de tejidos, los materiales para implantes y andamios pueden probarse mediante análisis térmico.
- Control de calidad: En la industria farmacéutica, el análisis térmico se utiliza para el control de calidad a fin de garantizar la consistencia y calidad de los productos.
- Estudio de biomateriales: Investigar las propiedades térmicas de los biomateriales, como hidrogeles y biopolímeros, es crucial para su aplicación en medicina y biotecnología.
- Estabilidad térmica: Determinar la estabilidad térmica de las biomoléculas, especialmente en biotecnología, es crucial para el almacenamiento y la formulación.
