Kalorimetri är studiet av värmeförändringar i ett prov, och en differentialskanner är en maskin som mäter denna skillnad. Enskilda ämnen reagerar olika på tillsats av värme, så differentialscanningskalorimetritekniken kan användas för att identifiera komponenterna i ett prov. Användning av den differentiella scanningskalorimetrimetoden inkluderar testning av biologiska prover som cerebrospinalvätska för närvaron av proteiner av medicinskt intresse.
Atomer håller ihop för att bilda molekyler med hjälp av bindningar gjorda av energi. Värme är en form av energi som kan bryta ner, eller ”denaturera” dessa bindningar. Enskilda ämnen börjar brytas ned vid en viss nivå av tillförd värmeenergi. Forskare kallar denna förändring i tillståndet för en ”fasövergång”.
Det mest kända exemplet på fasövergångar i vardagen är vatten. När vatten tappar värme i en frys för att nå fryspunkten övergår dess flytande fas till en fast fas, som är is. Å andra sidan, när vatten når kokpunkten övergår dess flytande fas till en gasfas. Mängden värme som ett ämne kan absorbera innan det ändrar fas eller bryts ner är specifik för den molekylen, och om en maskin är tillräckligt känslig kan den identifiera dessa molekyler genom deras reaktion på värme.
En maskin som använder differentiell skanningskalorimetri för att testa prover måste kunna tillföra värme till provet och även hålla reda på provets temperatur och fas. Tekniken kräver ett referensprov för att jämföra provets värmeavläsningar för att säkerställa noggrannhet, och analytikern som utför differentialscanningskalorimetritestet brukar också testa det som kallas blank. Ofta innehåller ett blankprov bara vätskan som provet är löst i, så det kan subtraheras från provet för ett känsligare resultat.
Endast en liten mängd prov behövs i allmänhet för testning av differentiell scanningkalorimetri. Detta kan vara så lite som 1 milliliter vätskeprov, som analytikern placerar i en liten behållare som kallas en cell; detta, tillsammans med andra celler som innehåller blankprovet och referensprovet, laddas sedan in i maskinen. Maskinen tillför sedan värmeenergi till de tre individuella testerna, vilket kan tillhandahållas genom att öka trycket inuti maskinen för att värma upp proverna.
Varje resultat från maskinen måste tolkas i jämförelse med referensprovet, så att analytikern kan se hur mycket värmeenergi det okända provet kan absorbera innan det bryts ner. Tekniken kan vara tillräckligt känslig för att identifiera olika biologiska molekyler i ett medicinskt prov. Om dessa molekyler är förknippade med sjukdom, antingen genom deras närvaro eller deras nivåer, kan denna information sedan användas för att diagnostisera sjukdom.