Calorimetria este studiul schimbării căldurii dintr-o probă, iar un scaner diferențial este o mașină care măsoară această diferență. Substanțele individuale reacționează diferit la adăugarea de căldură, astfel încât tehnica calorimetriei cu scanare diferențială poate fi utilizată pentru a identifica componentele unei probe. Utilizările metodei calorimetriei cu scanare diferențială includ testarea probelor biologice, cum ar fi lichidul cefalorahidian, pentru prezența proteinelor de interes medical.
Atomii se lipesc împreună pentru a forma molecule folosind legături formate din energie. Căldura este o formă de energie care poate rupe sau „denatura” aceste legături. Substanțele individuale încep să se descompună la un anumit nivel de energie termică adăugată. Oamenii de știință numesc această schimbare de stare o „tranziție de fază”.
Cel mai cunoscut exemplu de tranziții de fază în viața de zi cu zi este cel al apei. Odată ce apa pierde căldură într-un congelator pentru a ajunge la punctul de îngheț, faza sa lichidă trece într-o fază solidă, care este gheața. Pe de altă parte, când apa atinge punctul de fierbere, faza sa lichidă trece într-o fază gazoasă. Cantitatea de căldură pe care o poate absorbi o substanță înainte de a schimba faza sau de a se descompune este specifică acelei molecule și, dacă o mașină este suficient de sensibilă, poate identifica aceste molecule prin reacția lor la căldură.
O mașină care utilizează calorimetria de scanare diferențială pentru a testa probele trebuie să fie capabilă să adauge căldură probei și, de asemenea, să țină evidența temperaturii și fazei probei. Tehnica necesită o probă de referință pentru a compara citirile de căldură ale probei pentru a asigura acuratețea, iar analistul care efectuează testul calorimetriei cu scanare diferențială testează de obicei ceea ce se numește martor. Adesea, un martor conține doar lichidul în care este dizolvată proba, astfel încât acesta poate fi scăzut din probă pentru un rezultat mai sensibil.
Doar o cantitate mică de probă este, în general, necesară pentru testarea calorimetriei cu scanare diferențială. Acesta poate fi de doar 1 mililitru de probă lichidă, pe care analistul o plasează într-un recipient minuscul numit celulă; aceasta, împreună cu alte celule care conțin martor și proba de referință, sunt apoi încărcate în mașină. Mașina adaugă apoi energie termică la cele trei teste individuale, care poate fi furnizată prin creșterea presiunii în interiorul mașinii pentru a încălzi probele.
Fiecare rezultat de la mașină trebuie interpretat în comparație cu proba de referință, astfel încât analistul să poată vedea câtă energie termică poate absorbi proba necunoscută înainte de a se defecta. Tehnica poate fi suficient de sensibilă pentru a identifica diferite molecule biologice într-o probă medicală. Dacă aceste molecule sunt asociate cu boală, fie prin prezența lor, fie prin nivelurile lor, atunci aceste informații pot fi apoi utilizate pentru a ajuta la diagnosticarea bolii.