Un calorimetru cu scanare diferențială este un instrument care măsoară modul în care probele răspund la schimbările de temperatură. Se folosește o singură probă deoarece modificările pe care le suferă atunci când temperatura crește sau scade sunt deja cunoscute. Este folosit ca o comparație cu o altă probă, pentru care se testează răspunsul la schimbările de temperatură. Fiecare probă este păstrată într-un recipient numit creuzet, iar materialele pe care dispozitivul este proiectat să le testeze sunt de obicei molecule biologice, cum ar fi acizii nucleici sau proteinele.
Testarea efectuată cu ajutorul calorimetrului cu scanare diferenţială se bazează pe domeniul calorimetriei cu scanare diferenţială (DSC), care implică analiza cât de stabile sunt moleculele şi sistemele biologice. Este măsurată energia asociată cu desfășurarea moleculelor, precum și echilibrul lor între pliere sau desfășurare. Când moleculele își schimbă starea sau proba se topește sau se solidifică, modificările capacității lor termice permit cercetătorilor să le clasifice. Moleculele sunt considerate a fi mai stabile atunci când temperaturile sunt mai ridicate și materialul se află într-o stare în care cel puțin jumătate din molecule sunt în tranziție.
Pentru a măsura orice probă nouă, aceasta trebuie comparată cu rata de schimbare pentru un alt tip de material. Diferențele de temperatură sunt măsurate și atunci când recipientele sunt goale, iar acestea sunt folosite ca bază pentru a calcula o capacitate termică specifică. Rata cu care se schimbă temperatura este aceeași pentru ambele recipiente și are loc în același interval de temperatură. Sunt măsurate capacități de căldură de la 212°F la 2,192°F (100°C la 1,200°C). Un calorimetru cu scanare diferențială poate măsura, de asemenea, schimbările de fază care apar într-un interval de temperatură de la 68°F la 2,732°F (20°C la 1,500°C).
Ratele de încălzire sunt de obicei constante, dar modificări minore ale vitezei sau oscilații pot fi efectuate cu un calorimetru cu scanare diferențială modulată. Într-o singură scanare, această caracteristică permite cercetătorilor să înțeleagă mai clar capacitatea de căldură a unei substanțe și, de asemenea, să măsoare efectele reversibile și nereversibile ale căldurii asupra unei probe în timpul în care are loc oscilația. Instrumentul oferă o metodă mai sensibilă de caracterizare a moleculelor.
Sistemele calorimetrice cu scanare diferențială sunt utilizate în general pentru caracterizarea polimerilor, precum și pentru stabilitatea proteinelor. Ele sunt utilizate în domenii specializate, cum ar fi ingineria proteinelor, studierea anticorpilor și înțelegerea naturii acizilor nucleici, lipidelor și membranelor. Interacțiunile moleculare pot fi măsurate la o scară foarte mică, iar oamenii de știință pot studia, de asemenea, modul în care modificările structurale ale moleculelor au un efect asupra anumitor intervale de temperatură și rate de schimbare.