Temperature Control | 정밀 온도 제어 시스템
단백질의 열 변성(Thermal Denaturation), 효소 반응(Kinetics), 생체막 유동성 등 온도 변화에 민감한 시료의 형광 특성을 분석하기 위해서는 빠르고 정밀한 온도 제어가 필수적입니다. JASCO FP-8050 시리즈는 연구 목적에 맞게 선택할 수 있는 Peltier 방식과 Water-Thermo 방식의 다양한 온도 제어 액세서리를 제공합니다.
TS Science
Product
[PL] Fluorescence Spectrophotometers
[PL]Temperature Control
1. Peltier 방식과 Water-Thermo 방식의 차이점
- • Peltier (열전 소자) 방식 : 전기를 가하면 한쪽은 냉각되고 반대쪽은 가열되는 펠티어 효과를 이용한 전자식 제어 방식입니다. 목표 온도에 도달하는 응답 속도가 매우 빠르고 미세한 온도 조절(±0.1°C)이 가능합니다. 소프트웨어를 통한 자동 온도 램핑(Ramping) 분석이나 단백질 녹는점(Tm) 측정 등 동적인 온도 변화 실험에 최적화되어 있습니다.
- • Water-Thermo (물 순환) 방식 : 외부의 항온조(Water Bath, 예: CTU-100)에서 가열 또는 냉각된 물을 셀 홀더 블록 내부로 순환시켜 온도를 유지하는 방식입니다. 온도 변화 속도는 상대적으로 느리지만, 37°C 효소 반응처럼 특정 온도를 장시간 안정적으로 유지하는 정온 실험에 매우 경제적이고 효과적입니다.
2. Peltier 방식 : 공랭식(Air-cooled) vs 수랭식(Water-cooled)
- • 공랭식 (Air-cooled) : 내장된 냉각 팬(Fan)을 이용해 펠티어 소자에서 발생하는 열을 공기 중으로 배출합니다. 외부 냉각수 배관 연결이 필요 없어 설치가 매우 간편하지만, 제어 범위가 10~60°C(설정 5~70°C)로 수랭식에 비해 좁아 일반적인 생체 시료 분석에 주로 사용됩니다.
- • 수랭식 (Water-cooled) : 별도의 냉각수를 순환시켜 펠티어 소자의 열을 강력하게 빼앗는 방식입니다. 이로 인해 0~100°C(설정 -10~110°C)라는 훨씬 넓고 극한의 온도 제어가 가능하며, 가열 후 냉각되는 속도 또한 공랭식보다 압도적으로 빠릅니다.
1. Peltier Temperature Control Accessories (펠티어 정밀 온도 제어)
소프트웨어와 완벽하게 연동되어 자동 온도 스캔 및 다중 시료 측정을 지원하는 하이엔드 라인업입니다. 모든 모델은 시료의 균일한 온도 유지를 위해 마그네틱 스터러(Magnetic Stirrer)가 내장되어 있습니다.
| Single & Multi-Position Peltier Cell Holders | |||
| 모델명 및 방식 | 제어 범위 (설정 범위) | 특징 및 호환성 | 제품 외형 |
|---|---|---|---|
| EHC-113 Air-Cooled (공랭식) |
10 ~ 60 °C (5 ~ 70 °C) |
단일 셀(1 pc) 거치형. 배관 불필요로 설치 간편. In-cell 센서 지원. |  |
| ETC-115 Water-Cooled (수랭식) |
0 ~ 100 °C (-10 ~ 110 °C) |
단일 셀(1 pc) 거치형. 극한 온도 및 급속 온도 변화 연구에 최적. |  |
| PCT-118 Water-Cooled (수랭식) |
0 ~ 90 °C (-10 ~ 110 °C) |
4구(4 pcs) 자동 셀 체인저. 다중 시료의 효율적인 온도 의존성 모니터링. |  |
2. Water-Thermo Constant Temperature Accessories (물 순환 항온 제어)
항온조(Water Bath)와 연결하여 시료의 온도를 일정하게 유지하는 베이직 시스템입니다. (동작 온도: 5 ~ 90 °C)
| Water-Thermo Cell Holders & Changers | ||
| 모델명 및 유형 | 주요 특징 | 제품 외형 |
|---|---|---|
| CTH-107 / STR-112 Single Cell Block |
단일 셀용 기본형 수랭 블록. STR-112 모델은 마그네틱 스터러가 내장되어 시료의 침전을 방지합니다. |  |
| FCT-117 / FCT-117S 8-Position Cell Changer |
최대 8개의 시료를 장착할 수 있는 자동 터렛(Turret) 타입. FCT-117S는 교반(Stirring) 기능을 포함하여 다량의 효소 반응 분석에 탁월합니다. |  |
* 추천 옵션 (CSP-129) : 덮개(Lid)를 열지 않고도 피펫을 통해 시약 주입이 가능한 전용 커버입니다. 반응 시작점의 변화를 놓치지 않고 실시간 모니터링할 때 유용합니다.
Application : Peltier 시스템을 이용한 단백질(Lysozyme)의 열 변성(Thermal Denaturation) 모니터링
단백질의 입체 구조 안정성을 평가하는 가장 확실한 방법은 온도를 서서히 올리면서 내부의 방향족 아미노산(Tryptophan 등)에서 발생하는 형광 피크의 변화를 관찰하는 것입니다. 고정밀 펠티어 홀더(ETC-115 등)를 이용하면 온도에 따른 스펙트럼 변화를 자동으로 누적하여 녹는점(Melting Temperature, Tm)을 쉽게 산출할 수 있습니다.
- * 열 변성에 따른 형광 파장의 Red-Shift 현상
Lysozyme 수용액의 온도를 15°C에서 90°C로 올림에 따라, 단백질 내부에 숨겨져 있던 Tryptophan 잔기가 외부(친수성 환경)로 노출됩니다. 이로 인해 최대 형광 파장이 340 nm에서 350 nm로 이동(Red-shift)하게 되며, 이 두 파장(350nm/340nm)의 형광 강도 비율을 플롯팅하면 약 70°C에서 구조 변화가 일어나는 Tm 값을 정확히 도출할 수 있습니다.
[측정 데이터 예시] 온도 상승에 따른 Lysozyme의 형광 스펙트럼 변화 및 Tm 분석 곡선
JASCO 펠티어 액세서리와 전용 소프트웨어(FWTP-174)를 조합하면 바이오 의약품의 저장 안정성 테스트 및 오리지널/바이오시밀러 비교 평가를 완벽하게 자동화할 수 있습니다.
※ TS Science는 생체 고분자 및 효소 연구에 최적화된 온도 제어 솔루션을 지원합니다. 공랭식/수랭식 펠티어 구성에 대한 자세한 상담이 필요하시다면 언제든 기술영업부로 문의해 주십시오.
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