La calorimétrie est l’étude du changement de chaleur dans un échantillon, et un scanner différentiel est une machine qui mesure cette différence. Les substances individuelles réagissent différemment à l’ajout de chaleur, de sorte que la technique de calorimétrie différentielle à balayage peut être utilisée pour identifier les composants d’un échantillon. Les utilisations de la méthode de calorimétrie différentielle à balayage comprennent le test d’échantillons biologiques comme le liquide céphalo-rachidien pour la présence de protéines d’intérêt médical.
Les atomes s’assemblent pour former des molécules à l’aide de liaisons énergétiques. La chaleur est une forme d’énergie qui peut briser ou dénaturer ces liaisons. Les substances individuelles commencent à se décomposer à un niveau spécifique d’énergie thermique ajoutée. Les scientifiques appellent ce changement d’état une transition de phase.
L’exemple le plus connu de transitions de phase dans la vie quotidienne est celui de l’eau. Une fois que l’eau perd de la chaleur dans un congélateur pour atteindre le point de congélation, sa phase liquide se transforme en une phase solide, qui est de la glace. D’autre part, lorsque l’eau atteint le point d’ébullition, sa phase liquide passe à une phase gazeuse. La quantité de chaleur qu’une substance peut absorber avant de changer de phase ou de se décomposer est spécifique à cette molécule, et si une machine est suffisamment sensible, elle peut identifier ces molécules grâce à leur réaction à la chaleur.
Une machine qui utilise la calorimétrie différentielle à balayage pour tester les échantillons doit pouvoir ajouter de la chaleur à l’échantillon et également suivre la température et la phase de l’échantillon. La technique nécessite un échantillon de référence pour comparer les lectures de chaleur de l’échantillon afin de garantir l’exactitude, et l’analyste qui effectue le test de calorimétrie à balayage différentiel teste également généralement ce qu’on appelle un blanc. Souvent, un blanc contient simplement le liquide dans lequel l’échantillon est dissous, il peut donc être soustrait de l’échantillon pour un résultat plus sensible.
Seule une petite quantité d’échantillon est généralement nécessaire pour les tests de calorimétrie différentielle à balayage. Cela peut être aussi peu que 1 millilitre d’échantillon liquide, que l’analyste place dans un petit récipient appelé cellule ; celle-ci, ainsi que d’autres cellules contenant le blanc et l’échantillon de référence, sont ensuite chargées dans la machine. La machine ajoute ensuite de l’énergie thermique aux trois tests individuels, qui peut être fournie en augmentant la pression à l’intérieur de la machine pour chauffer les échantillons.
Chaque résultat de la machine doit être interprété par rapport à l’échantillon de référence, afin que l’analyste puisse voir combien d’énergie thermique l’échantillon inconnu peut absorber avant de se décomposer. La technique peut être suffisamment sensible pour identifier différentes molécules biologiques dans un échantillon médical. Si ces molécules sont associées à une maladie, que ce soit par leur présence ou leurs niveaux, alors cette information peut alors être utilisée pour aider à diagnostiquer la maladie.