C6200-Biochemické metody
14b_kalorimetrie
Petr Zbořil

Princip
•Měření předávaného tepla
–Fyzikální a chemické procesy – stav 1 a 2
–Celková – ∆E = Q + W,    vnitřní E – ∆U = Q + W
–Izobarický děj – ∆H = ∆U + p∆V
–∆G0 = ∆H0 - T∆S0
•Kalorimetrická rovnice
• Q = m . c . ∆T
•
•

Způsoby a typy
•Měření
–∆T – stanovení ∆Q
–Q a ∆T – stanovení c
–Q při T = konst., isotermická kalorimetrie
•teplo tání, vypařovací, směšovací
•Oblast teplot
–nízko- (≈ 20 K), středně- (273-373 K) a vysokoteplotní (slitiny)
•Oblast tepla
–makro- a mikro- (≈ 1-4 J)
•Rychlost a doba měření
–rychlé, středně rychlé (≈ 10 min.), pomalé (dny a více)
•

Jednoduchý kalorimetr
•Chemické reakce
•
•
•
•
•
•
•Q = ∆T ∑ mi . ci = ∆T . C (vodní hodnota kalorimetru)
•Kalibrace Qs = I . U . t Qs/∆T = C
•

C:\Documents and Settings\Zboril\Dokumenty\Obrázky\kalorimetr-2-bomba.JPG
Spalná tepla
chem. individua, směsi, potraviny apod.
sacharidy, lipidy, bílkoviny
ve vzduchu, O2
 Metabolická tepla
fysiologické podmínky – dlouhodobé (organismus v kalorimetru)

ITC mikrokalorimetry
•Nádobky umístěné v termostatovaném bloku
•Produkce (spotřeba tepla) – DT
•Vedení tepla  mezi nádobkou a blokem
•Průtokové a směšovací (titrační)
•

Termoelektrické články
•Seebeckův a Peltierův efekt
•
http://fyzika.jreichl.com/data/E_vznik_proudu_termojevy/image022.jpg

C:\Documents and Settings\Zboril\Dokumenty\Obrázky\kalorimetr-difer-bok.JPG



Mikrokalorimetry
•U = kel . (Tk – Tp), dQ/dt = ktv . (Tk – Tp)
•U = dQ/dt . kel/ktv ( = 1/K), dQ/dt = K. U

Průtokový a směšovací způsob
C:\Documents and Settings\Zboril\Dokumenty\Obrázky\kalorimetr-difer-krivky.JPG


Průtočný systém
•
•
•
•
•
•
•
•Schema ITC

Titrační způsob
•
•
•
•
•
•
•
•Schema ITC

Titrační provedení
•Postupné přídavky
• – vyrovnání T

Sledování metabolizmu
•
•
•
•
•
•
•Fibroblasty (A) produkují teplo, přídavek SDS (B) – lýza, další teplo – pak konec

Růst buněk
•
•
•
•
•
•
•
•
•Dostupné substráty jsou využívány postupně, podle výhodnosti – E. coli

DSC
•Změna T – stejná v obou kyvetách
•D C (D I)

•
•
•
•DĚkuji za pozornost
5/12/2016
Footer Text
17