本文摘要：本文比较了差式扫描量热法（DSC）与差式扫描荧光法（DSF）两种常用于表征生物大分子三级结构稳定性的技术，旨在帮助您深入理解这两种方法之间的异同，以便在评估生物大分子稳定性时选择合适的分析工具。生物大分子的稳定性评估至关重要，因为它直接影响到药物开发、疾病诊断、治疗及基础生物学研究的应用效果和未来前景。稳定性评估确保生物大分子在制备、存储、运输和应用过程中能够维持其结构和功能，从而实现预期的生物学活性，提升生物产品的疗效与安全性。此外，稳定性数据在优化生物大分子的生产和纯化流程、延长货架寿命、控制成本及推动科学研究深入发展中扮演着不可或缺的角色。在生物药物开发的“质量源于设计”（QbD）方法中，稳定性表征是所有候选药物“开发可行性”和“成药性”评估的核心组成部分，同时也涵盖了流程开发与生产。稳定性数据可以整合进用于生产支持、比较生物技术药物的可比性和相似性评估的高级结构（HOS）表征及“指纹图谱”中。由于生物大分子的复杂性，生物物理工具在完全表征生物制药产品时显得尤为重要。

【一】测试原理

DSC：在溶液中，生物大分子以恒定加热速率从天然折叠状态转变为变性状态，此过程涉及非共价键的断裂，属于吸热过程。DSC能够实时监测生物分子在温度变化下的热容（Cp）变化，通过数据处理（如积分）获取如Tm值、Tonset、ΔH、ΔCp等热力学信息。

DSF：在不同变性剂条件下，生物大分子以恒定的加热速率从天然态变为变性态。DSF可以实时监测由于色氨酸从疏水环境变为亲水环境而导致的发射波长变化，或者因疏水区域暴露和环境敏感的染料结合所引起的荧光变化，从而获得Tm、Tonset等参数。

【二】适用样品类型

DSC：DSC适用于蛋白质、核酸、脂质等各类生物大分子，因为它监测的是生物分子高级结构中非共价键断裂的热量吸收。

DSF：DSF适合于含有丰富色氨酸或疏水区域的样品，因此仅适用于某些蛋白质，核酸和脂质样品不适用。如果样品在测试前已经部分变性，或者含有去垢剂，则可能出现较强的背景荧光干扰。

【三】相关参数含义（Tm、ΔHcal）

DSC：通过DSC测试获得的Tm值表示体系中50%生物分子变性时对应的温度，而ΔHcal则表示每摩尔蛋白变性所吸收的热量，通常用于衡量生物分子的活性含量。

DSF：DSF测试得到的Tm值是指体系中50%色氨酸或疏水区暴露时的温度，但其不能真实反映蛋白质的变性过程，同时无法获得ΔH等活性信息。

【四】应用

DSC：DSC因其优良的重复性，非常适合用于批间一致性分析以及生物相似性评分分析；此外，DSC具备结构域级分辨率，可以分辨抗体的CH2、CH3及Fab区域，适合诸多结构域样品的稳定性评估。

DSF：虽然DSF的重复性较差，难以进行定量分析，但其分析速度较快，非常适合稳定性的初步快速筛选。

【五】结论

与DSF技术相比，DSC在生物医疗领域拥有多方面优势，因此被广泛认可为生物药物开发中的热稳定性测试金标准。DSC无需标记，适用于更丰富的样品类型，不受荧光背景和缓冲成分的影响，具备更宽的温度范围，适合Tm值较高的样品，其提供的丰富热力学信息远超DSF。若您分析的样品为不含色氨酸的蛋白样品或其他非蛋白样品，或者需要进行细致的蛋白设计与改造、候选物筛选、配方优化、相似性评估等多种应用，强烈推荐您选择南宫28的DSC技术。它将是您无可替代的最佳选择！