CALVET CALORIMETER

( 바이오 열량계 ; 용액 속 고분자/식품/생체 분자/의약 분야 )

기본 설명 ;

–Microcalvet Ultra는 세타람 제품 라인업에서 가장 민감한 마이크로 열량계입니다. 고유한 센서를 통해 미세한 열 효과까지도 온도, 열량 및 열 흐름을 정밀하게 측정합니다.

—특히 용액 상태의 고분자 및 생체 분자 특성 분석에 매우 적합 합니다.

–3D 센서와 전기적 보정(electrical calibration)의 결합으로 매우 높은 감도와 정확도를 제공합니다. MICROCALVET ULTRA의 3D 센서는 가장 민감한 열전소자(thermoelectric element)로 구성되어 있으며, 측정 셀을 둘러싸 시료 주변에서 발생하는 열을 완벽하게 감지합니다.

–이 장비는 Microcalvet보다 넓은 온도 범위를 지원하는 온도조절기(thermostat)를 사용하며, –20°C에서 170°C까지 쉽게 운용할 수 있습니다.

–표준 셀은 분리 가능하며 측정 사이에 손쉽게 세척할 수 있어, 액체, 고체, 젤, 현탁액, 유화액의 특성 분석이 가능합니다.

옵션으로 교반 기능을 가진 혼합 셀과 고압 셀을 사용할 수 있습니다.

용어의 의미=>

Thermal effects (열 효과): 물질의 변화(예: 반응, 상전이)에 따라 발생하는 열.

Heat flux (열 흐름): 단위 시간당 흐르는 열의 양.

Characterization (특성 분석): 물질의 물리적, 화학적 특성을 파악하는 것.

Biomolecules in solution (용액 상태의 생체 분자): 수용액 속에 녹아있는 단백질, DNA 등 생명체를 구성하는 분자들

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핵심 포인트는 가장 민감한 3D 센서. 넓은 온도 범위(–20~170°C). 샘플홀더 셀 세척 용이성. 다양한 시료 형상 대응·고압/교반 옵션입니다.

응용 사용 분야 ;

• 수용액에 있는 고분자의 대부분의 구조적 변화(conformational change)를 감지 : 예를 들어, 고분자가 물(수용액)에 들어가면은 단순히 풀어지는 것 뿐 아니라, 스스로 특정한 구조를 형성하거나 변형 됩니다. 대표적으로 막(membrane), 미셀(micelle), 소포(vesicle) 와 같은 구조 변화 변형이 있고, 구조나 형성이 바뀔 때 발생하는 미세한 열 변화를 측정해서, 고분자가 어떤 환경에 안정하고 언제 변형 되는 연구.
• 젤리 잼 푸딩 등 다양한 식품의 질감 제조에 필요한 다당류(polysaccharide) 겔화나, 전분에 물과 열을 가했을 때 일어나는 물리적 변화인 전분 젤라티니제이션(starch gelatinization) 과정도 정밀하게 분석.
• 용액 내 단백질이나 효소의 열적 안정성(thermal stability) 연구에 이상적.
• 샘플홀더인 셀은 분리 가능하고 세척·교체가 용이하므로, 측정 중 시료에 겔, 응집체(aggregate), 기타 고체형 입자가 존재하거나 생성될 가능성이 있는 경우에도 적합 합니다.

응용 사용 분야 보완 설명 :

• 고부가 가치 효소 단백질 ; 바이오 의약, 진단 검사용 시약, 식품 화장품, 산업용 바이오 촉매에 사용되는 효소 단백질은 온도 ph 습도에 민감해서 저장 및 수송이 까다로움. 보관 운전 중 열에 의해 변성되면은 전량 폐기해야 함으로 초정밀 열량계로 열분석을 하여 열구조 안정성 평가해야 함.
• 의약·연구용 효소는 *아주 소량(μg 수준)*으로 사용되기 때문에 → 낮은 농도에서 얼마나 안정한지 평가 필요. 열량분석(DSC, ITC)이나 형광분광법으로 *낮은 농도에서도 Unfolding 되는 온도(Tₘ)와 에너지(ΔH)*를 측정해 → 보관·제조 조건을 최적화. Unfolding 이란, 효소가 특정한 3차원 구조를 가지고 있어야 제 기능을 하는데, 높은온도/ph 변화/화학물질(요소)와 같은 변성제가 효소 분자내의 결합을 방해하여 원래의 3차원 구조을 잃고 풀어진다는 의미.
• 약물 구성요소간 상호작용 분석 : 약물 + 담체 + 첨가제의 구성요소들이 혼합될 때, 이들 간의 상호작용을 이해하고 분석하여 안전하고 효과적인 약물을 환자에게 전달해야 함. 약물(Drug): 치료 효과를 내는 주성분 / 담체(Carrier): 약물을 보호하고 표적 부위까지 전달하는 물질 (예: 나노입자, 리포솜) /첨가제(Excipients): 제형을 안정화하거나 약물의 방출을 조절하는 물질.

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핵심 포인트는 용액 내 고분자·단백질 구조 변화 감지, 식품·바이오 샘플 분석, 그리고 시료 오염·잔여물 처리 용이성 입니다.

특징 ;

1. 최고 수준의 Nano 급 열 측정 정확도

2. 펠티에(Peltier) 소자를 기반으로 한 3D 센서와 줄(Joule) 효과 보정을 통해 구현

3. 변경 가능한 온도 조건 :

• –20°C에서 170°C까지의 범위로. 실제 조건을 재현하고 유연한 실험 환경 구성 가능
• 초정밀 등온 스캐닝 제어 모드

4. 편리한 교체형 도가니(crucible)와 셀 : 하나의 장비로 까다로운 실험까지 수행 가능

• 최대 400 bar의 고압 실험, 압력 측정 및 제어
• 샘플홀더 Cell 크기 : 최대 1 ㎖, 모델 Microcalvet Ultra 4C (최대 1㎖ X 2개 샘플 홀더, 실험 처리량 증가)
• 혼합(mixing) 실험 지원
• 다양한 용도의 샘플홀더인 Cell이 대부분 세척후 재사용 가능하여 경제적임 (단, 유리 ampoule은 불로 밀봉, 깨서 개봉함으로 1회용)

5. 외부 장비 연동 기능 : 다양한 연구 확장을 위해 설계됨

• 마노메트리(manometry) : 화학반응 압력 측정
• BET 장비 : 기체 가스 흡탈착량 측정
• 가스 분석기 : FTIR, MS, GC_MS 정성정량 연동 분석
• 습도 조절기 : 습도제어 불가
• 부식성 반응성 가스 환경 조성
• 고압 가스 주입 패널