Isothermal microcalorimetry
आइसोथर्मल माइक्रोकैलोरीमेट्री (आई. एम. सी.) रासायनिक, भौतिक और जैविक प्रक्रियाओं की वास्तविक समय की निगरानी और गतिशील विश्लेषण के लिए एक प्रयोगशाला विधि है। घंटों या दिनों की अवधि में, आई. एम. सी. छोटे एम्पूल में नमूनों के लिए ऐसी प्रक्रियाओं की शुरुआत, दर, विस्तार और ऊर्जा का निर्धारण करता है। 3-20 ml) एक स्थिर निर्धारित तापमान (c. 15°C-150°C) पर। आई. एम. सी. इस गतिशील विश्लेषण को मापने और दर्ज करने के द्वारा पूरा करता है बनाम पिछले समय गर्मी प्रवाह की शुद्ध दर (एम. यू. जे./एस. = एम. यू. डब्ल्यू.) नमूना एम्पूल से या उससे, और खपत या उत्पादित गर्मी (जे.) की संचयी मात्रा। आई. एम. सी. चार निकटता से संबंधित कारणों के लिए एक शक्तिशाली और बहुमुखी विश्लेषणात्मक उपकरण हैः सभी रासायनिक और भौतिक प्रक्रियाएं या तो ऊष्माक्षेपी या ऊष्माक्षेपी होती हैं-गर्मी का उत्पादन या उपभोग। ऊष्मा प्रवाह की दर होने वाली प्रक्रिया की दर के समानुपाती होती है। आई. एम. सी. कुछ ग्राम सामग्री में धीमी प्रक्रियाओं (कुछ प्रतिशत प्रति वर्ष की दर से आगे बढ़ने वाली प्रतिक्रियाएं) का पता लगाने और उनका पालन करने के लिए पर्याप्त संवेदनशील है, या ऐसी प्रक्रियाएं जो कम मात्रा में गर्मी उत्पन्न करती हैं (जैसे। कुछ हजार जीवित कोशिकाओं का चयापचय)। आई. एम. सी. उपकरणों में आम तौर पर एक विशाल गतिशील सीमा होती है-गर्मी का प्रवाह सी. ए. जितना कम होता है। 1 माइक्रोन और सी. ए. जितना ऊँचा। 50, 000 माइक्रोबॉट को एक ही उपकरण द्वारा मापा जा सकता है। इस प्रकार प्रक्रियाओं की दरों का अध्ययन करने की आई. एम. सी. विधि व्यापक रूप से लागू होती है, वास्तविक समय में निरंतर डेटा प्रदान करती है, और संवेदनशील होती है। माप बनाना सरल है, बिना ध्यान दिए किया जाता है और गैर-हस्तक्षेप है (जैसे। किसी भी फ्लोरोसेंट या रेडियोधर्मी मार्कर की आवश्यकता नहीं है)। हालांकि, आई. एम. सी. के उपयोग में दो मुख्य चेतावनियों पर ध्यान दिया जाना चाहिएः मिस्ड डेटाः यदि बाहरी रूप से तैयार किए गए नमूना एम्पूल का उपयोग किया जाता है, तो इसमें सी. ए. लगता है। माप मॉड्यूल में निर्धारित तापमान की महत्वपूर्ण गड़बड़ी के बिना धीरे-धीरे उपकरण में एक एम्पूल को पेश करने के लिए 40 मिनट। इस प्रकार इस दौरान होने वाली किसी भी प्रक्रिया की निगरानी नहीं की जाती है। बाह्य डेटाः आई. एम. सी. एक एम्पूल के भीतर होने वाली सभी प्रक्रियाओं द्वारा उत्पादित या खपत किए गए कुल शुद्ध ऊष्मा प्रवाह को रिकॉर्ड करता है। इसलिए, यह सुनिश्चित करने के लिए कि कौन सी प्रक्रिया या प्रक्रियाएं मापी गई ऊष्मा प्रवाह का उत्पादन कर रही हैं, प्रयोगात्मक डिजाइन और संबंधित रासायनिक, भौतिक और जैविक परीक्षणों के प्रारंभिक उपयोग दोनों में बहुत सावधानी बरती जानी चाहिए। सामान्य तौर पर, आई. एम. सी. के संभावित अनुप्रयोग केवल उस व्यक्ति की कल्पना से सीमित होते हैं जो इसे एक विश्लेषणात्मक उपकरण और विधि की भौतिक बाधाओं के रूप में नियोजित करने का विकल्प चुनता है। ऊपर वर्णित दो सामान्य सीमाओं (मुख्य चेतावनी) के अलावा, इन बाधाओं में नमूना और एम्पूल आकार और वे तापमान शामिल हैं जिन पर माप किया जा सकता है। आई. एम. सी. आम तौर पर घंटों या दिनों में होने वाली प्रक्रियाओं के मूल्यांकन के लिए सबसे उपयुक्त है। आई. एम. सी. का उपयोग अनुप्रयोगों की एक अत्यंत विस्तृत श्रृंखला में किया गया है, और इस लेख में प्रकाशित साहित्य के संदर्भों द्वारा समर्थित कई उदाहरणों पर चर्चा की गई है। पॉलिमर के धीमे ऑक्सीडेटिव क्षरण और खतरनाक औद्योगिक रसायनों की अस्थिरता के माप से लेकर मूत्र में बैक्टीरिया का पता लगाने और परजीवी कीड़ों पर दवाओं के प्रभावों के मूल्यांकन तक के अनुप्रयोगों पर चर्चा की गई। इस लेख में वर्तमान जोर बाद के प्रकार के अनुप्रयोग हैं-जीव विज्ञान और चिकित्सा। परिभाषा, उद्देश्य और दायरा कैलोरीमेट्री रासायनिक प्रतिक्रियाओं या भौतिक परिवर्तनों की ऊष्मा को मापने का विज्ञान है। एक कैलोरीमीटर के साथ कैलोरीमेट्री की जाती है। आइसोथर्मल माइक्रोकैलोरीमेट्री (आई. एम. सी.) एक आई. एम. सी. उपकरण में रखे गए नमूने द्वारा अनिवार्य रूप से स्थिर तापमान पर खपत या उत्पादित गर्मी की संचयी मात्रा (जे.) और ऊष्मा प्रवाह दर (एम. यू. जे./एस. = एम. यू. डब्ल्यू.) के वास्तविक समय, निरंतर माप के लिए एक प्रयोगशाला विधि है। इस तरह की गर्मी नमूने में होने वाले रासायनिक या भौतिक परिवर्तनों के कारण होती है। ऊष्मा प्रवाह किसी दिए गए समय में होने वाले परिवर्तनों की कुल दर के समानुपाती होता है। किसी दिए गए समय अंतराल के दौरान उत्पादित कुल ऊष्मा कुल परिवर्तनों की संचयी मात्रा के समानुपाती होती है। इस प्रकार आई. एम. सी. जैविक प्रक्रियाओं सहित दर प्रक्रियाओं की एक विस्तृत श्रृंखला की दरों और ऊर्जा के गतिशील, मात्रात्मक मूल्यांकन का एक साधन है। एक दर प्रक्रिया को यहाँ एक भौतिक और/या रासायनिक परिवर्तन के रूप में परिभाषित किया गया है जिसकी प्रगति को समय के साथ या तो अनुभवजन्य रूप से या गणितीय मॉडल द्वारा वर्णित किया जा सकता है। 1941 और जॉनसन, एट अल। 1974 और दर समीकरण)। आई. एम. सी. का सबसे सरल उपयोग यह पता लगाना है कि एक नमूने में एक या अधिक दर प्रक्रियाएं हो रही हैं क्योंकि गर्मी का उत्पादन या खपत उस दर से हो रही है जो उपयोग किए गए उपकरण की पहचान सीमा से अधिक है। यह एक उपयोगी हो सकता है, उदाहरण के लिए, एक सामान्य संकेतक के रूप में कि एक ठोस या तरल पदार्थ निष्क्रिय नहीं है, बल्कि एक दिए गए तापमान पर बदल रहा है। विकास माध्यम वाले जैविक नमूनों में, समय के साथ एक पता लगाने योग्य और बढ़ते गर्मी प्रवाह संकेत की उपस्थिति कुछ प्रकार की प्रतिकृति कोशिकाओं की उपस्थिति का एक सरल सामान्य संकेतक है। हालांकि, अधिकांश अनुप्रयोगों के लिए यह जानना सर्वोपरि है कि किसी न किसी माध्यम से, ऊष्मा प्रवाह की निगरानी करके किस प्रक्रिया या प्रक्रियाओं को मापा जा रहा है। सामान्य तौर पर समय के साथ ऊष्मा प्रवाह के मूल्यांकन के लिए आई. एम. सी. उपकरण में रखे जाने से पहले आई. एम. सी. एम्पूल में रखी गई वस्तुओं का विस्तृत भौतिक, रासायनिक और जैविक ज्ञान होना आवश्यक है। एक या अधिक अवधि के लिए ऊष्मा प्रवाह के आई. एम. सी. माप किए जाने के बाद एम्पूल सामग्री का विश्लेषण करना भी आवश्यक है। इसके अलावा, ऊष्मा प्रवाह के विशिष्ट स्रोत या स्रोतों की पहचान करने के लिए एम्पूल सामग्री में तर्क-आधारित भिन्नताओं का उपयोग किया जा सकता है। जब दर प्रक्रिया और ऊष्मा प्रवाह संबंध स्थापित किए गए हैं, तो सीधे आई. एम. सी. डेटा पर भरोसा करना संभव है। आई. एम. सी. व्यवहार में क्या माप सकता है, यह कुछ हद तक नमूने के आयामों पर निर्भर करता है, और वे आवश्यक रूप से उपकरण डिजाइन द्वारा बाधित होते हैं। एक दिया गया वाणिज्यिक उपकरण आमतौर पर एक निश्चित व्यास और ऊंचाई तक के नमूनों को स्वीकार करता है। सी. ए. तक के आयाम वाले नमूनों को स्वीकार करने वाले उपकरण। 1 या 2 सेमी व्यास x सीए में। 5 से. मी. ऊँचाई विशिष्ट होती है। किसी दिए गए उपकरण में किसी दिए गए प्रकार के बड़े नमूने आमतौर पर अधिक गर्मी प्रवाह संकेतों का उत्पादन करते हैं, और यह पता लगाने और सटीकता को बढ़ा सकता है। अक्सर, नमूने सरल 3 से 20 मिली बेलनाकार एम्पूल होते हैं (चित्र। 1) ऐसी सामग्री जिसमें दर प्रक्रियाएं ब्याज की होती हैं-जैसे। ठोस, तरल, संवर्धित कोशिकाएँ-या इन या अन्य वस्तुओं के किसी भी संयोजन के परिणामस्वरूप गर्मी का उत्पादन या खपत होने की उम्मीद है। कई उपयोगी आई. एम. सी. माप सरल सीलबंद एम्पूल का उपयोग करके किए जा सकते हैं, और कांच के एम्पूल आम हैं क्योंकि कांच में गर्मी पैदा करने वाले रासायनिक या भौतिक परिवर्तनों का खतरा नहीं होता है। हालांकि, कभी-कभी धातु या पॉलीमेरिक एम्पूल का उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, उपकरण/एम्पूल सिस्टम उपलब्ध हैं जो गैसों या तरल पदार्थों के इंजेक्शन या नियंत्रित प्रवाह की अनुमति देते हैं और/या नमूना यांत्रिक हलचल प्रदान करते हैं। वाणिज्यिक आई. एम. सी. उपकरण सी. ए. से लेकर तापमान पर ऊष्मा प्रवाह मापने की अनुमति देते हैं। 15 डिग्री सेल्सियस-150 डिग्री सेल्सियस। किसी दिए गए उपकरण की सीमा कुछ अलग हो सकती है। आई. एम. सी. अत्यंत संवेदनशील है-जैसे। कुछ ग्राम वजन वाले नमूनों में धीमी रासायनिक प्रतिक्रियाओं से गर्मी, जो प्रति वर्ष कुछ प्रतिशत की प्रतिक्रियाशील खपत दर पर होती है, का पता लगाया जा सकता है और कुछ ही दिनों में इसकी मात्रा निर्धारित की जा सकती है। उदाहरणों में पॉलीमेरिक इम्प्लांट सामग्री का क्रमिक ऑक्सीकरण और ठोस औषधीय दवा फॉर्मूलेशन (अनुप्रयोगः ठोस सामग्री) का शेल्फ लाइफ अध्ययन शामिल हैं। इसके अलावा चयापचय गर्मी उत्पादन की दर जैसे। आई. एम. सी. एम्पूल में कुछ हजार जीवित कोशिकाओं, सूक्ष्मजीवों या संवर्धन में प्रोटोजोआ को मापा जा सकता है। इस तरह की चयापचय गर्मी की मात्रा को (प्रयोग के माध्यम से) मौजूद कोशिकाओं या जीवों की संख्या के साथ सहसंबद्ध किया जा सकता है। इस प्रकार, आई. एम. सी. डेटा का उपयोग वास्तविक समय में मौजूद कोशिकाओं या जीवों की संख्या और इस संख्या में वृद्धि या गिरावट की शुद्ध दर (अनुप्रयोगः जीव विज्ञान और चिकित्सा) की निगरानी के लिए किया जा सकता है। यद्यपि आई. एम. सी. के कुछ गैर-जैविक अनुप्रयोगों पर चर्चा की गई है (अनुप्रयोगः ठोस सामग्री) इस लेख में वर्तमान जोर जैविक प्रक्रियाओं (अनुप्रयोगः जीव विज्ञान और चिकित्सा) के संबंध में आई. एम. सी. के उपयोग पर है। प्राप्त डेटा एक सामान्य प्रकार के आई. एम. सी. डेटा का एक ग्राफिक प्रदर्शन चित्र में दिखाया गया है। 2. शीर्ष पर एक सीलबंद एम्पूल में एक नमूने से दर्ज गर्मी प्रवाह (μJ/s = μW) बनाम समय का एक भूखंड होता है, जो एक एक्सोथर्मिक दर प्रक्रिया के कारण होता है जो शुरू होता है, गति बढ़ाता है, एक चरम गर्मी प्रवाह तक पहुंचता है और फिर कम हो जाता है। इस तरह के आंकड़े सीधे तौर पर उपयोगी होते हैं (जैसे। एक प्रक्रिया का पता लगाना और निश्चित परिस्थितियों में इसकी अवधि) लेकिन प्रक्रिया मापदंडों को निर्धारित करने के लिए डेटा का आसानी से गणितीय मूल्यांकन भी किया जाता है। उदाहरण के लिए, चित्र। 2 संचित ऊष्मा (जे) बनाम समय देते हुए ऊष्मा प्रवाह डेटा के एकीकरण को भी दर्शाता है। जैसा कि दिखाया गया है, प्रक्रिया की अधिकतम वृद्धि (गर्मी उत्पादन) दर और प्रक्रिया के अधिकतम गर्मी तक पहुंचने से पहले अंतराल चरण की अवधि जैसे मापदंडों की गणना एकीकृत डेटा से की जा सकती है। कंप्यूटर फ़ाइलों के रूप में संग्रहीत गर्मी प्रवाह दर डेटा का उपयोग करके गणना आसानी से स्वचालित हो जाती है। विकास मापदंडों को निर्धारित करने के लिए इस तरह से आई. एम. सी. डेटा का विश्लेषण करने के लिए जीवन विज्ञान (अनुप्रयोगः जीव विज्ञान और चिकित्सा) के महत्वपूर्ण अनुप्रयोग हैं। इसके अलावा, तापमान की एक श्रृंखला पर प्राप्त गर्मी प्रवाह दरों का उपयोग मूल्यांकन की जा रही प्रक्रिया की सक्रियण ऊर्जा प्राप्त करने के लिए किया जा सकता है (हार्डिसन एट अल। 2003)। विकास इतिहास लावोइसियर और लाप्लास को सीए में पहले आइसोथर्मल कैलोरीमीटर के निर्माण और उपयोग का श्रेय दिया जाता है। 1780 (ग्रंथ सूचीः लावोइसियर ए और लाप्लास पीएस 1780)। उनके उपकरण ने एक सीमित स्थान में अपेक्षाकृत स्थिर तापमान उत्पन्न करने के लिए बर्फ का उपयोग किया। उन्हें एहसास हुआ कि जब उन्होंने बर्फ पर गर्मी पैदा करने वाला नमूना रखा (जैसे। एक जीवित जानवर), पिघलती हुई बर्फ द्वारा उत्पादित तरल पानी का द्रव्यमान नमूने द्वारा उत्पादित गर्मी के सीधे आनुपातिक था। कई आधुनिक आई. एम. सी. उपकरण डिजाइन 1960 के दशक के अंत और 1970 के दशक की शुरुआत में स्वीडन में किए गए काम से उपजे हैं (वाड्सो 1968, सुरकुस्क और वाड्सो 1974)। इस काम ने ठोस-अवस्था इलेक्ट्रॉनिक उपकरणों के समानांतर विकास का लाभ उठाया-विशेष रूप से गर्मी के प्रवाह को वोल्टेज में परिवर्तित करने के लिए छोटे थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव (पेल्टियर-सीबेक) उपकरणों की व्यावसायिक उपलब्धता-और इसके विपरीत। 1980 के दशक में, बहु-चैनल डिजाइन उभरे (सुरकुस्क 1982), जो कई नमूनों के समानांतर मूल्यांकन की अनुमति देते हैं। इसने आई. एम. सी. की शक्ति और उपयोगिता में बहुत वृद्धि की और विधि (थोरेन एट अल) को ठीक करने के प्रयासों को प्रेरित किया। 1989)। 1990 के दशक में किए गए आगे के अधिकांश डिजाइन और विकास को स्वीडन में वाड्सो और सूरकुस्क और उनके सहयोगियों द्वारा भी पूरा किया गया था। इस काम ने व्यक्तिगत कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के समानांतर विकास का लाभ उठाया जिसने गर्मी प्रवाह बनाम समय डेटा को आसानी से संग्रहीत करने, संसाधित करने और व्याख्या करने की क्षमता को बहुत बढ़ा दिया। 1990 के दशक से उपकरण विकास कार्य ने सॉलिड-स्टेट इलेक्ट्रॉनिक्स और व्यक्तिगत कंप्यूटर प्रौद्योगिकी के निरंतर विकास का और अधिक लाभ उठाया है। इसने संवेदनशीलता और स्थिरता बढ़ाने, समानांतर चैनलों की संख्या और आई. एम. सी. डेटा को आसानी से रिकॉर्ड करने, संग्रहीत करने और तेजी से संसाधित करने की और भी अधिक क्षमता के आई. एम. सी. उपकरण बनाए हैं। व्यापक उपयोग के संबंध में, आई. एम. सी. उपकरणों (जैसे आई. एम. सी. उपकरणों) के प्रदर्शन का वर्णन करने के लिए मानक बनाने पर पर्याप्त ध्यान दिया गया है। परिशुद्धता, सटीकता, संवेदनशीलता) और अंशांकन के तरीकों के लिए (वाड्सो और गोल्डबर्ग 2001)। उपकरण और माप सिद्धांत उपकरण विन्यास आधुनिक आई. एम. सी. उपकरण वास्तव में अर्ध-एडियाबेटिक हैं-अर्थात। नमूना और उसके आसपास के बीच ऊष्मा हस्तांतरण शून्य (एडियाबेटिक) नहीं है, क्योंकि ऊष्मा प्रवाह का आई. एम. सी. माप एक छोटे से तापमान अंतर-सी. ए. के अस्तित्व पर निर्भर करता है। 0.001 °C। हालाँकि, क्योंकि अंतर इतना कम है, आई. एम. सी. माप अनिवार्य रूप से आइसोथर्मल हैं। चित्र. 3. एक आई. एम. सी. उपकरण का अवलोकन दिखाता है जिसमें 48 अलग-अलग ऊष्मा प्रवाह माप मॉड्यूल होते हैं। एक मॉड्यूल दिखाया गया है। मॉड्यूल की माप इकाई आमतौर पर एक पेल्टियर-सीबेक उपकरण होती है। उपकरण एक नमूने के बीच तापमान अंतर के आनुपातिक वोल्टेज का उत्पादन करता है जो गर्मी का उत्पादन या उपभोग कर रहा है और एक तापीय रूप से निष्क्रिय संदर्भ जो हीट सिंक के तापमान पर है। तापमान का अंतर उस दर के समानुपाती होता है जिस पर नमूना गर्मी का उत्पादन या उपभोग कर रहा है (नीचे अंशांकन देखें)। एक उपकरण में सभी मॉड्यूल एक ही हीट सिंक और थर्मोस्टैट का उपयोग करते हैं और इस प्रकार सभी एक ही निर्धारित तापमान पर डेटा का उत्पादन करते हैं। हालांकि, आम तौर पर स्वतंत्र रूप से प्रत्येक एम्पूल में माप शुरू करना और रोकना संभव है। एक अत्यधिक समानांतर में (जैसे। 48-चैनल) उपकरण जैसा चित्र में दिखाया गया है। 3, इससे जब भी ऐसा करना सुविधाजनक हो, कई अलग-अलग प्रयोग करना (शुरू करना और रोकना) संभव हो जाता है। वैकल्पिक रूप से, आई. एम. सी. उपकरणों को डुप्लेक्स मॉड्यूल से सुसज्जित किया जा सकता है जो दो एम्पूल के बीच गर्मी प्रवाह अंतर के समानुपाती संकेत देते हैं। ऐसे दो डुप्लेक्स एम्पूल में से एक अक्सर एक खाली या नियंत्रण होता है-यानी। एक नमूना जिसमें ब्याज की दर प्रक्रिया का उत्पादन करने वाली सामग्री नहीं होती है, लेकिन जिसकी सामग्री अन्यथा उस समान होती है जो नमूना एम्पूल में होती है। यह छोटी गर्मी पैदा करने वाली प्रतिक्रियाओं को समाप्त करने का एक साधन प्रदान करता है जो रुचि की नहीं हैं-उदाहरण के लिए माप तापमान पर एक कोशिका संवर्धन माध्यम में दिनों की अवधि में क्रमिक रासायनिक परिवर्तन। कई उपयोगी आई. एम. सी. मापों को सरल सीलबंद एम्पूल का उपयोग करके किया जा सकता है। हालांकि, जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, उपकरण/एम्पूल सिस्टम उपलब्ध हैं जो नमूनों से गैसों या तरल पदार्थों के प्रवाह को अनुमति देते हैं या यहां तक कि नियंत्रित करते हैं और/या नमूना यांत्रिक हलचल प्रदान करते हैं। संदर्भ आवेषण ऊष्मा प्रवाह को आमतौर पर एक संदर्भ आवेषण के सापेक्ष मापा जाता है, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है। 3. यह आम तौर पर एक धातु का कूपन होता है जो उपकरण की संचालन सीमा में किसी भी तापमान पर रासायनिक और भौतिक रूप से स्थिर होता है और इस प्रकार स्वयं गर्मी का उत्पादन या उपभोग नहीं करेगा। सर्वोत्तम प्रदर्शन के लिए, संदर्भ की ऊष्मा क्षमता नमूने के करीब होनी चाहिए (जैसे। आई. एम. सी. एम्पूल प्लस सामग्री)। ताप चालन (एच. सी.) मोड के संचालन के तरीके वाणिज्यिक आई. एम. सी. उपकरणों को अक्सर ताप चालन (एच. सी.) कैलोरीमीटर के रूप में संचालित किया जाता है जिसमें नमूने (यानी. एक एम्पूल में सामग्री) हीट सिंक में बहती है, आमतौर पर एक थर्मोस्टैट में निहित एक एल्यूमीनियम ब्लॉक (जैसे। निरंतर तापमान स्नान)। जैसा कि ऊपर उल्लेख किया गया है, एच. सी. मोड में काम करने वाला आई. एम. सी. उपकरण सटीक रूप से आइसोथर्मल नहीं होता है क्योंकि निर्धारित तापमान और नमूना तापमान के बीच छोटे अंतर आवश्यक रूप से मौजूद होते हैं-ताकि मापने योग्य ऊष्मा प्रवाह हो। हालांकि, नमूने के तापमान में छोटी भिन्नताएं हीट सिंक के तापमान को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करती हैं क्योंकि हीट सिंक की गर्मी क्षमता नमूने की तुलना में बहुत अधिक होती है-आमतौर पर सीए। 100 ×। नमूना और हीट सिंक के बीच गर्मी हस्तांतरण एक पेल्टियर-सीबेक उपकरण के माध्यम से होता है, जो उत्पादित या खपत की गई गर्मी के गतिशील माप की अनुमति देता है। शोध-गुणवत्ता वाले उपकरणों में, थर्मोस्टैट/हीट सिंक का तापमान आम तौर पर <± 0.1 केल्विन तक सटीक होता है और सीए के भीतर बनाए रखा जाता है। <± 100 माइक्रोकिल/24 घंटे। जिस सटीकता के साथ हीट सिंक तापमान को समय के साथ बनाए रखा जाता है, वह समय के साथ गर्मी प्रवाह माप की सटीकता का एक प्रमुख निर्धारक है। एच. सी. मोड का एक लाभ एक बड़ी गतिशील सीमा है। सी. ए. का ऊष्मा प्रवाह। 50, 000 एम. डब्ल्यू. को सी. ए. की सटीकता के साथ मापा जा सकता है। ± 0.2 माइक्रोन। इस प्रकार सी. ए. के ऊष्मा प्रवाह को मापना। बेसलाइननि गोजौनिफ्राय 0.2 माइक्र 'वाटआ बिदुंनि बोहैनायखौ संनो हायो, बबेखानि 10x थिखिनि सिमाखौ बांसिन मोजाङै संनो हायो। बिजली क्षतिपूर्ति (पीसी) मोड कुछ आईएमसी उपकरण बिजली क्षतिपूर्ति (पीसी) कैलोरीमीटर के रूप में काम करते हैं (या संचालित भी किए जा सकते हैं)। इस मामले में, निर्धारित तापमान पर नमूने को बनाए रखने के लिए, उत्पादित गर्मी की भरपाई पेल्टियर-सीबेक उपकरण का उपयोग करके की जाती है। खपत की गई गर्मी की भरपाई या तो एक विद्युत हीटर द्वारा या उपकरण की ध्रुवीयता को उलटकर की जाती है (वैन हेरवार्डन, 2000)। यदि किसी दिए गए उपकरण को एच. सी. के बजाय पी. सी. मोड में संचालित किया जाता है, तो ऊष्मा प्रवाह माप की सटीकता समान रहती है (जैसे। सी. ± 0.2 माइक्रोन)। क्षतिपूर्ति मोड का लाभ एक छोटा समय स्थिरांक है-अर्थात। किसी दिए गए ऊष्मा प्रवाह पल्स का पता लगाने के लिए आवश्यक समय चालन मोड की तुलना में ca.10X कम है। नुकसान एक सीए है। एच. सी. मोड की तुलना में 10x छोटी गतिशील सीमा। अंशांकन एच. सी. या पी. सी. मोड में संचालन के लिए, वाणिज्यिक उपकरणों में नियमित अंशांकन आमतौर पर अंतर्निर्मित विद्युत तापकों के साथ किया जाता है। विद्युत तापक के प्रदर्शन को ज्ञात ऊष्मा क्षमता के नमूनों का उपयोग करके मान्य किया जा सकता है या जो रासायनिक प्रतिक्रियाओं का उत्पादन करते हैं जिनके प्रति इकाई द्रव्यमान ऊष्मा उत्पादन को ऊष्मागतिकी (वाड्सो और गोल्डबर्ग 2001) से जाना जाता है। या तो एच. सी. या पी. सी. मोड में, परिणामी संकेत एक कंप्यूटर-रिकॉर्ड करने योग्य वोल्टेज है, जो नमूना एम. डब्ल्यू.-रेंज ऊष्मा प्रवाह बनाम समय का प्रतिनिधित्व करने के लिए कैलिब्रेट किया जाता है। विशेष रूप से, यदि नमूने में कोई महत्वपूर्ण तापीय प्रवणता मौजूद नहीं है, तो P = eC [U + t (dU/dt)], जहाँ P ऊष्मा प्रवाह है (अर्थात। μW), εC अंशांकन स्थिरांक है, U थर्मोपाइल में मापा संभावित अंतर है, और t समय स्थिरांक है। स्थिर-अवस्था स्थितियों में-उदाहरण के लिए एक स्थिर विद्युत अंशांकन धारा के जारी होने के दौरान, यह पी = ई. सी. यू. में सरल हो जाता है। (वाड्सो और गोल्डबर्ग 2001)। एम्पूल कई अत्यधिक उपयोगी आई. एम. सी. माप सीलबंद एम्पूल में किए जा सकते हैं (चित्र। 1) जो सरलता, संदूषण से सुरक्षा और (जहां आवश्यक हो) ऐम्प्यूल को संभालने या संपर्क में आने वाले व्यक्तियों के लिए जैव-सुरक्षा के पर्याप्त लाभ प्रदान करते हैं। एक बंद एम्पूल में ठोस, तरल, गैस या जैविक मूल की वस्तुओं का कोई भी वांछित संयोजन हो सकता है। एम्पूल हेड स्पेस में प्रारंभिक गैस संरचना को वांछित गैस वातावरण में एम्पूल को सील करके नियंत्रित किया जा सकता है। हालांकि, आई. एम. सी. उपकरण/एम्पूल डिजाइन भी हैं जो माप और/या यांत्रिक हलचल के दौरान एम्पूल के माध्यम से गैस या तरल के नियंत्रित प्रवाह की अनुमति देते हैं। इसके अलावा, उचित सहायक उपकरणों के साथ, कुछ आई. एम. सी. उपकरणों को आई. टी. सी. (आइसोथर्मल टाइट्रेशन कैलोरीमेट्री) उपकरणों के रूप में संचालित किया जा सकता है। आई. टी. सी. का विषय कहीं और शामिल किया गया है (आइसोथर्मल टाइट्रेशन कैलोरीमेट्री देखें)। इसके अलावा कुछ आई. एम. सी. उपकरण गर्मी के प्रवाह को रिकॉर्ड कर सकते हैं जबकि समय के साथ तापमान धीरे-धीरे बदल जाता है (स्कैन किया जाता है)। स्कैनिंग दर धीमी होनी चाहिए (सीए।) आई. एम. सी. पैमाने के नमूनों को रखने के लिए (जैसे। कुछ ग्राम) हीट सिंक तापमान (<सीए) के काफी करीब है। 0. 1 डिग्री सेल्सियस)। तापमान की तेजी से स्कैनिंग अंतर स्कैनिंग कैलोरीमेट्री (डी. एस. सी.) उपकरणों का प्रांत है जो आम तौर पर बहुत छोटे नमूनों का उपयोग करते हैं। कुछ डी. एस. सी. उपकरणों को आई. एम. सी. मोड में संचालित किया जा सकता है, लेकिन स्कैनिंग के लिए आवश्यक छोटे एम्पूल (और इसलिए नमूना) आकार आई. एम. सी. मोड में उपयोग किए जाने वाले डी. एस. सी. उपकरणों की उपयोगिता और संवेदनशीलता को सीमित करता है। ताप प्रवाह दर (एम. यू. जे./एस. = एम. यू. डब्ल्यू.) माप पहले एक चयनित तापमान पर आई. एम. सी. उपकरण थर्मोस्टैट स्थापित करके और उपकरण के हीट सिंक को उस तापमान पर स्थिर करने की अनुमति देकर पूरा किया जाता है। यदि एक तापमान पर काम करने वाले आई. एम. सी. उपकरण को एक नए तापमान पर सेट किया जाता है, तो नए तापमान सेटिंग में फिर से स्थिरीकरण में कई घंटे लग सकते हैं-यहां तक कि एक दिन भी। जैसा कि ऊपर बताया गया है, एक सटीक रूप से स्थिर तापमान की उपलब्धि और रखरखाव विस्तारित समय (जैसे कि माइक्रोब्लू सीमा में सटीक गर्मी प्रवाह माप प्राप्त करने के लिए मौलिक है। दिन)। तापमान स्थिरीकरण के बाद, यदि बाहरी रूप से तैयार किए गए एम्पूल (या एम्पूल आयामों के कुछ ठोस नमूने) का उपयोग किया जाता है, तो इसे धीरे-धीरे पेश किया जाता है (जैसे। एक उपकरण के माप मॉड्यूल में) कम किया जाता है, आमतौर पर एक चरणबद्ध संचालन में। इसका उद्देश्य यह सुनिश्चित करना है कि जब तक एम्पूल/नमूना माप की स्थिति में है, तब तक इसका तापमान माप तापमान के (सी. 0.001 डिग्री सेल्सियस के भीतर) के करीब है। ऐसा इसलिए है कि तब मापा जाने वाला कोई भी ऊष्मा प्रवाह नमूने को निर्धारित तापमान पर लाने की निरंतर प्रक्रिया के बजाय नमूना दर प्रक्रियाओं के कारण होता है। एक 3-20 मिली आई. एम. सी. एम्पूल में एक नमूने को माप स्थिति में लाने का समय सी. ए. है। कई वाद्ययंत्रों में 40 मिनट। इसका मतलब है कि किसी भी प्रक्रिया से गर्मी का प्रवाह जो उस दौरान एक नमूने के भीतर होता है, परिचय अवधि दर्ज नहीं की जाएगी। यदि एक इन-प्लेस एम्पूल का उपयोग किया जाता है, और कुछ एजेंट या नमूने को इंजेक्ट किया जाता है, तो यह भी अस्थिरता की अवधि पैदा करता है, लेकिन यह क्रम सी. ए. पर है। 1 मिनट। चित्र. 5 किसी उपकरण को स्थिर करने के लिए आवश्यक लंबी अवधि के उदाहरण प्रदान करता है यदि एक एम्पूल को सीधे पेश किया जाता है, और इंजेक्शन के कारण अस्थिरता की छोटी अवधि। परिचय प्रक्रिया के बाद, नमूना ऊष्मा प्रवाह को लगातार सटीक रूप से दर्ज किया जा सकता है, जब तक कि यह रुचि का हो। अनुसंधान-श्रेणी के उपकरणों की अत्यधिक स्थिरता (<± 100 μK/24h) का मतलब है कि सटीक माप कुछ दिनों की अवधि के लिए किए जा सकते हैं (और अक्सर किए जाते हैं)। चूँकि ऊष्मा प्रवाह संकेत अनिवार्य रूप से वास्तविक समय में पठनीय है, यह यह तय करने के लिए एक साधन के रूप में कार्य करता है कि रुचि का ऊष्मा प्रवाह अभी भी हो रहा है या नहीं। इसके अलावा, आधुनिक उपकरण ऊष्मा प्रवाह बनाम समय डेटा को कंप्यूटर फ़ाइलों के रूप में संग्रहीत करते हैं, इसलिए वास्तविक समय और पूर्वव्यापी ग्राफिक प्रदर्शन और डेटा का गणितीय विश्लेषण दोनों संभव हैं। उपयोगिता जैसा कि नीचे बताया गया है, दर प्रक्रियाओं के विश्लेषण के लिए एक विधि के रूप में आई. एम. सी. के कई फायदे हैं, लेकिन कुछ चेतावनी भी हैं जिन पर ध्यान दिया जाना चाहिए। लाभ व्यापक रूप से लागू किसी भी दर प्रक्रिया का अध्ययन किया जा सकता है-यदि उपयुक्त नमूने आई. एम. सी. उपकरण मॉड्यूल ज्यामिति में फिट होंगे, और आई. एम. सी. पद्धति के लिए उपयुक्त दरों पर आगे बढ़ेंगे (ऊपर देखें)। जैसा कि अनुप्रयोगों के तहत दिखाया गया है, आई. एम. सी. का उपयोग विट्रो में दर प्रक्रियाओं की एक अत्यंत विस्तृत श्रृंखला की मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जाता है-जैसे। पॉलिमर की ठोस अवस्था स्थिरता से (हार्डिसन एट अल। 2003) परजीवी कीड़े (मानेक एट अल) के खिलाफ दवा यौगिकों की प्रभावकारिता के लिए। 2011)। आई. एम. सी. अस्वाभाविक, जटिल या एकाधिक अंतःक्रियाओं (लुईस और डेनियल्स) की कुल दर भी निर्धारित कर सकता है। यह विशेष रूप से तुलनात्मक जाँच के लिए उपयोगी है-जैसे। समग्र भौतिक-रासायनिक स्थिरता पर सामग्री संरचना और/या निर्माण प्रक्रियाओं के विभिन्न संयोजनों के प्रभाव। वास्तविक समय और निरंतर आई. एम. सी. ऊष्मा प्रवाह डेटा वोल्टेज में उतार-चढ़ाव बनाम समय के रूप में प्राप्त किया जाता है, जिसे कंप्यूटर फ़ाइलों के रूप में संग्रहीत किया जाता है और इसे अनिवार्य रूप से वास्तविक समय में प्रदर्शित किया जा सकता है-क्योंकि दर प्रक्रिया हो रही है। ऊष्मा प्रवाह से संबंधित वोल्टेज समय के साथ निरंतर होता है, लेकिन आधुनिक उपकरणों में इसे आम तौर पर डिजिटल रूप से नमूना लिया जाता है। डिजिटल नमूनाकरण की आवृत्ति को आवश्यकतानुसार नियंत्रित किया जा सकता है-अर्थात। डेटा फ़ाइल के आकार को सीमित करने के लिए बेहतर समय समाधान या धीमी गति से परिवर्तन के लिए तेजी से गर्मी प्रवाह परिवर्तनों का बार-बार नमूना लेना। संवेदनशील और तेज आई. एम. सी. कम समय (घंटे, दिन) में प्रतिक्रियाओं का पता लगाने और उनकी मात्रा निर्धारित करने के लिए पर्याप्त संवेदनशील है जो लंबे समय (महीनों) में केवल कुछ प्रतिशत अभिकारकों का उपभोग करते हैं। आई. एम. सी. इस प्रकार लंबे समय तक प्रतीक्षा करने से बचाता है जब तक कि पारंपरिक के लिए पर्याप्त प्रतिक्रिया उत्पाद जमा नहीं हो जाता है (जैसे। रासायनिक) परख। यह भौतिक और जैविक दोनों नमूनों पर लागू होता है (अनुप्रयोग देखें)। प्रत्यक्ष नमूना चर और ब्याज के निर्धारित तापमान के प्रत्येक संयोजन पर, आई. एम. सी. ऊष्मा प्रवाह गतिविज्ञान और दर प्रक्रियाओं की संचयी ऊष्मा का प्रत्यक्ष निर्धारण प्रदान करता है। यह यह मानने की किसी भी आवश्यकता से बचाता है कि आई. एम. सी. माप से पहले तापमान या अन्य नियंत्रित चर को बदलने पर दर प्रक्रिया समान रहती है। सरल प्रयोगात्मक चर के प्रभाव की तुलना के लिए (जैसे। प्रारंभिक सांद्रता) दर प्रक्रियाओं पर, आई. एम. सी. को रासायनिक या अन्य परख विधियों के विकास और उपयोग की आवश्यकता नहीं होती है। यदि पूर्ण डेटा की आवश्यकता है (जैसे। एक प्रक्रिया द्वारा उत्पादित उत्पाद की मात्रा), फिर आई. एम. सी. के लिए उपयोग किए जाने वाले नमूनों (और/या आई. एम. सी. चलाने के बाद आई. एम. सी. नमूनों पर) के समान नमूनों पर समानांतर रूप से परीक्षण किया जा सकता है। परिणामी परख डेटा का उपयोग आई. एम. सी. द्वारा प्राप्त दर डेटा को मापने के लिए किया जाता है। गैर-हस्तक्षेप आई. एम. सी. को मार्कर जोड़ने की आवश्यकता नहीं होती है (जैसे। प्रतिदीप्ति या रेडियोधर्मी पदार्थ) दर प्रक्रियाओं को पकड़ने के लिए। मिलावटी नमूनों का उपयोग किया जा सकता है, और आई. एम. सी. चलाने के बाद, नमूना अपरिवर्तित रहता है (उन प्रक्रियाओं को छोड़कर जो हुई हैं)। आई. एम. सी. के बाद के नमूने को किसी भी प्रकार के भौतिक, रासायनिक, आकृति विज्ञान या रुचि के अन्य मूल्यांकन के अधीन किया जा सकता है। जैसा कि कार्यप्रणाली के विवरण में संकेत दिया गया है, जब एक सीलबंद एम्पूल डालने की आई. एम. सी. विधि का उपयोग किया जाता है, तो पहले सी. ए. के दौरान गर्मी के प्रवाह को पकड़ना संभव नहीं है। 40 मिनट जबकि नमूना धीरे-धीरे निर्धारित तापमान पर लाया जा रहा है। इसलिए इस मोड में, आई. एम. सी. उन प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए सबसे उपयुक्त है जो धीरे-धीरे शुरू होती हैं या किसी दिए गए तापमान पर धीरे-धीरे होती हैं। यह चेतावनी सम्मिलन से पहले के समय पर भी लागू होती है-अर्थात। एक नमूना तैयार करने (जिसमें एक दर प्रक्रिया तब शुरू हो सकती है) और आई. एम. सी. सम्मिलन प्रक्रिया शुरू करने (चार्लेबोइस एट अल) के बीच का समय बीत गया। 2003)। इस बाद के प्रभाव को आमतौर पर कम किया जाता है यदि आई. एम. सी. के लिए चुना गया तापमान काफी अधिक है (जैसे। 37 डिग्री सेल्सियस) उस तापमान से जिस पर नमूना तैयार किया जाता है (जैसे। 25 डिग्री सेल्सियस)। बाहरी डेटा आई. एम. सी. एक नमूने के भीतर होने वाली सभी प्रक्रियाओं के परिणामस्वरूप कुल गर्मी उत्पादन या खपत को पकड़ता है, जिसमें उदाहरण के लिए नमूना एम्पूल की भौतिक-रासायनिक स्थिति में संभावित परिवर्तन शामिल हैं; जैसे। धातु के घटकों में तनाव से राहत, पॉलीमेरिक घटकों का ऑक्सीकरण। एक संवर्धन माध्यम का अपघटन जिसमें चयापचय और जीवित कोशिकाओं के विकास का अध्ययन किया जा रहा है। इस प्रकार होने वाली सभी संभावित प्रक्रियाओं की पहचान करने के लिए प्रयोगात्मक योजना और डिजाइन में बहुत सावधानी बरती जानी चाहिए। यह अक्सर आवश्यक है कि प्रारंभिक अध्ययनों को व्यवस्थित रूप से निर्धारित करने के उद्देश्य से डिज़ाइन और संचालित किया जाए कि क्या कई प्रक्रियाएं हो रही हैं और यदि ऐसा है, तो कुल गर्मी प्रवाह में उनका योगदान है। एक रणनीति, बाहरी ऊष्मा प्रवाह डेटा को समाप्त करने के लिए, एक नमूने के लिए ऊष्मा प्रवाह की तुलना करना है जिसमें ब्याज की दर प्रक्रिया एक खाली नमूने से हो रही है जिसमें ब्याज के नमूने में सब कुछ शामिल है-उस वस्तु को छोड़कर जो ब्याज की दर प्रक्रिया से गुजरेगी। यह सीधे डुप्लेक्स आई. एम. सी. मॉड्यूल वाले उपकरणों के साथ पूरा किया जा सकता है जो दो एम्पूल के बीच शुद्ध ऊष्मा प्रवाह अंतर की रिपोर्ट करते हैं। आई. एम. सी. आवेदन जानकारी के कुछ विशेष स्रोतों की चर्चा के बाद, दर प्रक्रियाओं के आई. एम. सी. विश्लेषण की कई विशिष्ट श्रेणियों को शामिल किया गया है, और प्रत्येक श्रेणी में हाल के उदाहरणों (साहित्य संदर्भों के साथ) पर चर्चा की गई है। आई. एम. सी. आवेदन जानकारी हैंडबुक के विशेष स्रोत ग्रंथ सूची थर्मल एनालिसिस एंड कैलोरीमेट्री की हैंडबुक के चार व्यापक खंडों को सूचीबद्ध करती हैः खंड। 1 सिद्धांत और अभ्यास (1998), खंड। 2 अकार्बनिक और विविध सामग्रियों के लिए अनुप्रयोग (2003), खंड। 3 पॉलिमर और प्लास्टिक के लिए अनुप्रयोग (2002), और खंड। 4 मैक्रोमोलेक्यूल्स से मनुष्य तक (1999)। ये आई. एम. सी. अनुप्रयोगों और सी. ए. से पहले प्रकाशित उदाहरणों पर जानकारी (और साहित्य संदर्भ) का एक प्रमुख स्रोत हैं। 2000. आवेदन नोट कुछ आई. एम. सी. उपकरण निर्माताओं ने आवेदन नोटों को इकट्ठा किया है, और उन्हें जनता के लिए उपलब्ध कराया है। नोट अक्सर (लेकिन हमेशा नहीं) पत्रिका पत्रों के रूपांतरण होते हैं। एक उदाहरण माइक्रोकैलोरीमेट्री संग्रह खंड है। टी. ए. इंस्ट्रूमेंट्स, आई. एन. सी. द्वारा प्रस्तावित और ग्रंथ सूची में सूचीबद्ध I और II। "प्रोटीन" खंड में टिप्पणियों का पहला खंड है। I, यहाँ दिलचस्प नहीं है, क्योंकि यह आइसोथर्मल टाइट्रेशन कैलोरीमेट्री को नियोजित करने वाले अध्ययनों का वर्णन करता है। खंड के बाद के खंड। I, जीवन और जैविक विज्ञान और फार्मास्यूटिकल्स में आई. एम. सी. और विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमेट्री दोनों के लिए अनुप्रयोग नोट होते हैं। खण्ड. संग्रह का दूसरा भाग लगभग पूरी तरह से आई. एम. सी. अनुप्रयोगों के लिए समर्पित है। इसके अनुभाग सीमेंट, ऊर्जावान, सामग्री और अन्य के हकदार हैं। इन दो विशिष्ट संग्रहों की एक संभावित कमी यह है कि इनमें से कोई भी नोट दिनांकित नहीं है। हालाँकि यह संग्रह 2009 में प्रकाशित किया गया था, लेकिन कुछ टिप्पणियों में आई. एम. सी. उपकरणों का वर्णन किया गया है जो वर्षों पहले उपयोग में थे और अब उपलब्ध नहीं हैं। इस प्रकार, कुछ टिप्पणियाँ, हालांकि अभी भी प्रासंगिक और शिक्षाप्रद हैं, अक्सर 2000 से पहले किए गए अध्ययनों का वर्णन करती हैं। अनुप्रयोगों के उदाहरण सामान्य तौर पर, आई. एम. सी. के संभावित अनुप्रयोग केवल उस व्यक्ति की कल्पना से सीमित होते हैं जो आई. एम. सी. को एक विश्लेषणात्मक उपकरण के रूप में नियोजित करने का विकल्प चुनता है-मौजूदा आई. एम. सी. उपकरणों और कार्यप्रणाली द्वारा प्रस्तुत पहले वर्णित बाधाओं के भीतर। ऐसा इसलिए है क्योंकि यह किसी भी रासायनिक, भौतिक या जैविक दर प्रक्रिया की निगरानी के लिए एक सार्वभौमिक साधन है। नीचे कुछ आई. एम. सी. आवेदन श्रेणियां दी गई हैं जिनमें से प्रत्येक में उदाहरण दिए गए हैं। अधिकांश श्रेणियों में, उल्लिखित और संदर्भित उदाहरणों की तुलना में कई अधिक प्रकाशित उदाहरण हैं। श्रेणियाँ कुछ हद तक मनमाना होती हैं और अक्सर ओवरलैप होती हैं। श्रेणियों का एक अलग समूह उतना ही तार्किक हो सकता है, और अधिक श्रेणियों को जोड़ा जा सकता है। ठोस सामग्री निर्माण आई. एम. सी. का व्यापक रूप से विभिन्न प्रक्रियाओं द्वारा विभिन्न सामग्रियों के निर्माण की दरों का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है। यह उन प्रक्रियाओं का अध्ययन करने के लिए सबसे उपयुक्त है जो धीरे-धीरे होती हैं। घंटों या दिनों में। एक प्रमुख उदाहरण कैल्शियम खनिज सीमेंट फॉर्मूलेशन के जलयोजन और सेटिंग प्रतिक्रियाओं का अध्ययन है। एक पेपर एक अवलोकन प्रदान करता है (गवलीकी, एट अल। 2010) और एक अन्य एक सरल दृष्टिकोण (एवजू 2003) का वर्णन करता है। अन्य अध्ययन आई. आर. स्पेक्ट्रोस्कोपी (यल्मेन एट अल) के साथ संयुक्त रूप से आई. एम. सी. द्वारा प्रदान किए गए सीमेंट जलयोजन में अंतर्दृष्टि पर ध्यान केंद्रित करते हैं। 2010) और सीमेंट जलयोजन और सेटिंग समय पर संरचनात्मक चर के प्रभाव का अध्ययन करने के लिए आई. एम. सी. का उपयोग करने पर (जू एट अल। 2011)। आई. एम. सी. का उपयोग आसानी से कैल्शियम खनिजों या अन्य खनिजों के जलयोजन की दर और मात्रा (ज्ञात आर्द्रता की हवा में) का अध्ययन करने के लिए भी किया जा सकता है। इस तरह के अध्ययनों के लिए ज्ञात आर्द्रता की हवा प्रदान करने के लिए, संतृप्त नमक के घोल के छोटे पात्रों को एक गैर-हाइड्रेटेड खनिज नमूने के साथ आई. एम. सी. एम्पूल में रखा जा सकता है। इसके बाद एम्पूल को सील कर दिया जाता है और एक आई. एम. सी. उपकरण में डाल दिया जाता है। संतृप्त नमक का घोल हवा को एक ज्ञात आर. एच. पर रखता है, और विभिन्न सामान्य नमक के घोल आर्द्रता प्रदान करते हैं जैसे कि 32-100% rH। इस तरह के अध्ययन माइक्रोन आकार रेंज कैल्शियम हाइड्रॉक्सीपेटाइट कणों और कैल्शियम युक्त बायोएक्टिव ग्लास "नैनो" कणों (डूस्टमोहम्मदी एट अल) पर किए गए हैं। 2011)। स्थिरता आई. एम. सी. सामग्री में धीमे परिवर्तनों की दरों को तेजी से निर्धारित करने के लिए अच्छी तरह से उपयुक्त है (विल्सन एट अल। 1995)। इस तरह के मूल्यांकन को विभिन्न रूप से स्थिरता, क्षरण या शेल्फ जीवन के अध्ययन के रूप में वर्णित किया जाता है। उदाहरण के लिए, आई. एम. सी. का व्यापक रूप से कई वर्षों से दवा उद्योग (पिकल एट अल) में ठोस दवा निर्माण के शेल्फ जीवन अध्ययन में उपयोग किया जाता रहा है। 1989, हैनसेन और अन्य। 1990, कोनिगबाउर एट अल। 1992.) आई. एम. सी. में पारंपरिक विश्लेषणात्मक तरीकों की तुलना में और रासायनिक परख तकनीकों को नियोजित करने की आवश्यकता के बिना नकली शेल्फ भंडारण के दौरान धीमी गिरावट का पता लगाने की क्षमता है। आई. एम. सी. निफेडिपिन (विवोडा एट अल) जैसी दवाओं की अक्सर कार्यात्मक रूप से महत्वपूर्ण अनाकार सामग्री को निर्धारित करने के लिए एक तेज़, संवेदनशील विधि भी है। 2011)। आई. एम. सी. का उपयोग औद्योगिक पॉलिमर में धीमे परिवर्तनों की दर को तेजी से निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। उदाहरण के लिए, शल्य चिकित्सा प्रत्यारोपण के लिए अक्सर उपयोग की जाने वाली सामग्री का गामा विकिरण नसबंदी-अल्ट्रा-हाई-मॉलिक्यूलर-वेट पॉलीइथिलीन (यू. एच. एम. डब्ल्यू. पी. ई.)-बहुलक में मुक्त कणों का उत्पादन करने के लिए जाना जाता है। परिणाम धीरे-धीरे ऑक्सीकरण और शेल्फ पर या विवो में बहुलक का क्रमिक अवांछनीय विघटन है। आई. एम. सी. ऑक्सीकरण से संबंधित गर्मी का पता लगा सकता है और सी. ए. की ऑक्सीकरण दर की मात्रा निर्धारित कर सकता है। हवा में कमरे के तापमान पर विकिरणित यू. एच. एम. डब्ल्यू. पी. ई. में प्रति वर्ष 1 प्रतिशत (चार्लेबोइस एट अल। 2003)। एक संबंधित अध्ययन में सक्रियण ऊर्जा का निर्धारण तापमान की एक श्रृंखला पर माप से किया गया था (हार्डिसन एट अल। 2003)। आई. एम. सी. उन सामग्रियों की "भागने की क्षमता" का मूल्यांकन करने में भी बहुत उपयोगी है जो आग या विस्फोट के महत्वपूर्ण खतरे हैं। उदाहरण के लिए, इसका उपयोग क्यूमीन हाइड्रोपेरॉक्साइड (सीएचपी) के स्वतः उत्प्रेरक गतिविज्ञान को निर्धारित करने के लिए किया गया है, एक मध्यवर्ती जो रासायनिक उद्योग में उपयोग किया जाता है और जिसका अचानक अपघटन कई आग और विस्फोटों का कारण बना है। चित्र. 4 5 अलग-अलग तापमानों (चेन एट अल) पर सीएचपी के तापीय अपघटन का दस्तावेजीकरण करने वाले आईएमसी डेटा को दिखाता है। 2008)। जीवविज्ञान और चिकित्सा चयापचय शब्द का उपयोग उस दर के मात्रात्मक माप के अध्ययन का वर्णन करने के लिए किया जा सकता है जिस पर गर्मी का उत्पादन या उपभोग किया जाता है बनाम कोशिकाओं द्वारा (रोगाणुओं सहित) संवर्धन में, ऊतक नमूनों द्वारा, या छोटे पूरे जीवों द्वारा। जैसा कि बाद में वर्णित किया गया है, चयापचय एक नैदानिक उपकरण के रूप में उपयोगी हो सकता है; विशेष रूप से (ए) किसी दिए गए परिस्थितियों के तहत अपने गर्मी प्रवाह बनाम समय हस्ताक्षर से एक नमूने की प्रकृति की पहचान करने में, या (बी) उदाहरण के लिए इसके प्रभावों का निर्धारण करने में। चयापचय प्रक्रियाओं, जैविक विकास या व्यवहार्यता पर औषधीय यौगिक। चयापचय चयापचय से संबंधित है। उत्तरार्द्ध विशिष्ट रासायनिक उंगलियों के निशान का व्यवस्थित अध्ययन है जो विशिष्ट कोशिकीय प्रक्रियाएं पीछे छोड़ जाती हैं; अर्थात। उनके छोटे अणु चयापचय प्रोफाइल का अध्ययन। जब आई. एम. सी. का उपयोग चयापचय को निर्धारित करने के लिए किया जाता है, तो अध्ययन की गई चयापचय प्रक्रियाओं के उत्पाद बाद में चयापचय अध्ययन के लिए उपलब्ध होते हैं। चूंकि आई. एम. सी. जैव रासायनिक या रेडियोधर्मी मार्करों का उपयोग नहीं करता है, इसलिए आई. एम. सी. के बाद के नमूनों में केवल चयापचय उत्पाद और शेष संवर्धन माध्यम (यदि कोई हो तो) शामिल होते हैं। यदि चयापचय और चयापचय का एक साथ उपयोग किया जाता है, तो वे इन विट्रो में होने वाली चयापचय प्रक्रिया का एक व्यापक रिकॉर्ड प्रदान कर सकते हैंः इसकी दर और ऊर्जावान, और इसके चयापचय उत्पाद। आई. एम. सी. का उपयोग करके चयापचय को निर्धारित करने के लिए, निश्चित रूप से किसी दिए गए उपकरण की पहचान सीमा से ऊपर गर्मी प्रवाह संकेत उत्पन्न करने के लिए शुरू में पर्याप्त कोशिकाएं, ऊतक या जीव मौजूद होने चाहिए (या बाद में मौजूद होने चाहिए यदि आई. एम. सी. माप के दौरान प्रतिकृति हो रही है)। चयापचय के विषय पर 2002 का एक ऐतिहासिक सामान्य पेपर एक उत्कृष्ट परिप्रेक्ष्य प्रदान करता है जिससे आई. एम. सी. चयापचय अध्ययनों पर विचार किया जा सकता है (ग्रंथ सूची, वेस्ट, वुड्रफ और ब्राउन 2002 देखें)। यह वर्णन करता है कि चयापचय दरें कैसे संबंधित हैं और वे "अणुओं और माइटोकॉन्ड्रिया से लेकर कोशिकाओं और स्तनधारियों" तक की पूरी सीमा में कैसे मापते हैं। आई. एम. सी. के लिए महत्वपूर्ण रूप से, लेखक यह भी ध्यान देते हैं कि विवो में किसी दिए गए प्रकार की स्तनधारी कोशिका की चयापचय दर जानवरों के बढ़ते आकार (द्रव्यमान) के साथ स्पष्ट रूप से कम हो जाती है, दाता जानवर के आकार का कोशिका की चयापचय दर पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है जब इन विट्रो में संवर्धित किया जाता है। संवर्धन में कोशिका और ऊतक जीव विज्ञान स्तनधारी कोशिकाओं की चयापचय दर सीए है। 30 × 10 − 12 डब्ल्यू/सेल (अंजीर। ग्रंथ सूची में 2 और 3: वेस्ट, वुड्रफ और ब्राउन 2002)। परिभाषा के अनुसार, आई. एम. सी. उपकरणों में कम से कम 1 × 10−6 डब्ल्यू (अर्थात। 1 माइक्रोन)। इसलिए, सी. ए. की चयापचय ऊष्मा। 33, 000 कोशिकाएँ पता लगाने योग्य हैं। इस संवेदनशीलता के आधार पर, आई. एम. सी. का उपयोग स्वीडन में 1970 और 1980 के दशक में संवर्धित स्तनधारी कोशिका चयापचय के बड़ी संख्या में अग्रणी अध्ययन करने के लिए किया गया था। एक पेपर (मोंटी 1990) 1990 तक किए गए काम के लिए एक व्यापक मार्गदर्शक के रूप में कार्य करता है। इसमें व्याख्यात्मक पाठ और संवर्धित मानव एरिथ्रोसाइट्स, प्लेटलेट्स, लिम्फोसाइट्स, लिम्फोमा कोशिकाओं, ग्रैनुलोसाइट्स, एडिपोसाइट्स, कंकाल की मांसपेशियों और मायोकार्डियल ऊतक से गर्मी के प्रवाह के आईएमसी अध्ययन के 42 संदर्भ शामिल हैं। अध्ययन यह निर्धारित करने के लिए किए गए थे कि आई. एम. सी. का उपयोग नैदानिक नैदानिक विधि के रूप में कैसे और कहाँ किया जा सकता है और/या स्वस्थ व्यक्तियों और विभिन्न बीमारियों या स्वास्थ्य समस्याओं वाले व्यक्तियों की कोशिकाओं के बीच चयापचय अंतर में अंतर्दृष्टि प्रदान की जा सकती है। सी. ए के बाद से विकास। आई. एम. सी. में 2000 (जैसे. बड़े पैमाने पर समानांतर उपकरणों, वास्तविक समय, कंप्यूटर-आधारित भंडारण और गर्मी प्रवाह डेटा के विश्लेषण) ने संवर्धित कोशिका जीव विज्ञान में आई. एम. सी. के आगे के उपयोग को प्रोत्साहित किया है। उदाहरण के लिए, आई. एम. सी. का मूल्यांकन एंटीजन-प्रेरित लिम्फोसाइट प्रसार (मुरीगांडे एट अल) का आकलन करने के लिए किया गया है। 2009) और प्रसार के पहलुओं का खुलासा किया जो एक पारंपरिक गैर-निरंतर रेडियोधर्मी मार्कर परख विधि का उपयोग करके नहीं देखे गए। आई. एम. सी. को ऊतक अभियांत्रिकी के क्षेत्र में भी लागू किया गया है। एक अध्ययन (सैंटोरो एट अल। 2011) ने प्रदर्शित किया कि आई. एम. सी. का उपयोग विकास को मापने के लिए किया जा सकता है (अर्थात। ऊतक इंजीनियरिंग उपयोग के लिए कटाई किए गए मानव चोंड्रोसाइट्स के संवर्धन में प्रसार) दर। इसने दिखाया कि आई. एम. सी. संभावित रूप से विभिन्न विकास मीडिया सूत्रीकरणों की प्रभावशीलता को निर्धारित करने के लिए काम कर सकता है और यह भी निर्धारित कर सकता है कि क्या किसी व्यक्ति द्वारा दान की गई कोशिकाओं को इंजीनियर ऊतक का उत्पादन करने के लिए उनका उपयोग करने पर विचार करने के लिए पर्याप्त कुशलता से उगाया जा सकता है। आई. एम. सी. का उपयोग सर्जिकल इम्प्लांट वियर मलबे के लिए संवर्धित मैक्रोफेज की चयापचय प्रतिक्रिया को मापने के लिए भी किया गया है। आई. एम. सी. ने दिखाया कि प्रतिक्रिया समान आकार के सह मिश्र धातु कणों (चार्लेबोइस एट अल) की तुलना में पॉलीइथिलीन के माइक्रोन आकार सीमा कणों के लिए अधिक मजबूत थी। 2002)। एक संबंधित पेपर में शल्य चिकित्सा और चिकित्सा में उपयोग की जाने वाली सिंथेटिक ठोस सामग्री के क्षेत्र में आई. एम. सी. को लागू करने के सामान्य विषय को शामिल किया गया है (लुईस और डेनियल्स 2003)। कम से कम दो अध्ययनों ने सुझाव दिया है कि आई. एम. सी. ट्यूमर पैथोलॉजी में काफी उपयोगी हो सकता है। एक अध्ययन (बैकमैन 1990) में, निलंबन में संवर्धित टी-लिम्फोमा कोशिकाओं की गर्मी उत्पादन दर को मापा गया था। तापमान और पीएच में परिवर्तन ने महत्वपूर्ण भिन्नताओं को प्रेरित किया, लेकिन हलचल दर और कोशिका सांद्रता नहीं हुई। संभावित नैदानिक उपयोग का एक अधिक प्रत्यक्ष अध्ययन (कैलरहॉफ एट अल। 1996) ने आशाजनक परिणाम दिए। अध्ययन किए गए मूत्र-जननांग ऊतक बायोप्सी नमूनों के लिए, परिणामों से पता चला कि "घातक ऊतक की स्पष्ट रूप से उच्च चयापचय गतिविधि के आधार पर सूक्ष्म कैलोरीमेट्रिक माप द्वारा सामान्य और ट्यूमर ऊतक नमूनों के बीच अंतर करना संभव है। इसके अलावा, माइक्रो कैलोरीमेट्री ऊतक के नमूनों को उनके ऊतकीय श्रेणीकरण में अंतर और वर्गीकरण की अनुमति देती है। विष विज्ञान 2012 तक, संवर्धित कोशिका विष विज्ञान में आई. एम. सी. का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया गया है, भले ही इसका उपयोग 1980 के दशक से समय-समय पर और सफलतापूर्वक किया जाता रहा है। आई. एम. सी. विष विज्ञान में फायदेमंद है जब वास्तविक समय में संवर्धित कोशिका चयापचय का निरीक्षण करना और संभवतः विषाक्त एजेंट की सांद्रता के कार्य के रूप में चयापचय में गिरावट की दर को मापना वांछनीय है। सबसे शुरुआती रिपोर्टों में से एक (एंकरस्ट एट अल। 1986) विष विज्ञान में आई. एम. सी. के उपयोग का अध्ययन एंटीसाइरम, मोनोक्लोनल एंटीबॉडी और परिधीय रक्त लिम्फोसाइट्स के विभिन्न संयोजनों के मानव मेलेनोमा कोशिकाओं के खिलाफ एंटीबॉडी-निर्भर सेलुलर विषाक्तता (ए. डी. सी. सी.) का प्रभावक कोशिकाओं के रूप में किया गया था। मेलानोमा कोशिका चयापचय ऊष्मा प्रवाह बनाम बंद एम्पूल में समय के कैनेटीक्स को 20 घंटे के लिए मापा गया। लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि ". सूक्ष्म कैलोरिमेट्री साइटोटॉक्सिसिटी कैनेटीक्स के विश्लेषण के लिए एक संवेदनशील और विशेष रूप से उपयुक्त विधि है।" आई. एम. सी. का उपयोग पर्यावरण विष विज्ञान में भी किया जा रहा है। एक प्रारंभिक अध्ययन (थोरेन 1992) में एम. एन. ओ. 2, टी. आई. ओ. 2 और सी. आई. ओ. 2 (सिलिका) के कणों के वायुकोशीय मैक्रोफेज के एकल परतों के खिलाफ विषाक्तता का मूल्यांकन किया गया था। आई. एम. सी. के परिणाम फ्लोरोसिन एस्टर स्टेनिंग और सूक्ष्म छवि विश्लेषण द्वारा प्राप्त परिणामों के अनुरूप थे-सिवाय इसके कि आई. एम. सी. ने क्वार्ट्ज के विषाक्त प्रभाव दिखाए जो छवि विश्लेषण द्वारा नहीं देखे जा सकते थे। यह बाद का अवलोकन-ज्ञात वायुकोशीय प्रभावों के अनुसार-लेखकों को संकेत देता है कि आई. एम. सी. एक अधिक संवेदनशील तकनीक थी। बहुत हाल ही में (लियू एट अल। 2007), आई. एम. सी. को गतिशील चयापचय डेटा प्रदान करने के लिए दिखाया गया है जो पोटेशियम क्रोमेट से सी. आर. (VI) के फाइब्रोब्लास्ट के खिलाफ विषाक्तता का आकलन करता है। चित्र. 5 सीआर (VI) के प्रभावों का आकलन करने से पहले संवर्धित फाइब्रोब्लास्ट से चयापचय गर्मी प्रवाह का निर्धारण करने वाले आधारभूत परिणाम दिखाता है। लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि "माइक्रोकैलोरीमेट्री चयापचय processes.in.living कोशिकाओं को मापने के लिए एक सुविधाजनक और आसान तकनीक प्रतीत होती है। मानक जैव विश्लेषण प्रक्रियाओं के विपरीत, यह तकनीक जीवित कोशिकाओं के चयापचय के निरंतर माप की अनुमति देती है। इस प्रकार हमने दिखाया है कि सीआर (VI) मानव फाइब्रोब्लास्ट के चयापचय मार्गों और विशेष रूप से ग्लूकोज के उपयोग को बाधित करता है। उम्मीदवार शल्य चिकित्सा प्रत्यारोपण सामग्री की संवर्धित कोशिका विषाक्तता का आकलन करने के लिए सरल बंद एम्पूल आई. एम. सी. का भी उपयोग किया गया है और इसकी वकालत की गई है-और इस प्रकार यह एक जैव-संगतता जांच विधि के रूप में काम करता है। एक अध्ययन में (ज़ी एट अल। 2000) कल्चर में पोर्सिन गुर्दे की ट्यूबलर कोशिकाओं को कुछ सेमी2 के ज्ञात सतह क्षेत्रों वाले "माइक्रोप्लेट" के रूप में पॉलिमर और टाइटेनियम धातु दोनों के संपर्क में लाया गया था। लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि आई. एम. सी. ". एक त्वरित विधि है, जो संचालित करने के लिए सुविधाजनक है और अच्छी प्रजनन क्षमता के साथ है। वर्तमान विधि ज्यादातर मामलों में चिपकी हुई कोशिकाओं की मात्रा निर्धारित करने के लिए अधिक समय लेने वाले प्रकाश और इलेक्ट्रॉन सूक्ष्मदर्शी जांच को प्रतिस्थापित कर सकती है। एक अन्य प्रत्यारोपण सामग्री अध्ययन में (डूस्टमोहम्मदी एट अल। 2011) तेजी से बढ़ते खमीर संवर्धन और मानव कोंड्रोसाइट संवर्धन दोनों को कैल्शियम हाइड्रॉक्सीपेटाइट (एच. ए.) और बायोएक्टिव (कैल्शियम युक्त) सिलिका ग्लास के कणों (व्यास <50 माइक्रोन) के संपर्क में लाया गया था। कांच के कणों ने कणों की सांद्रता बढ़ाने के कार्य के रूप में खमीर के विकास को धीमा या कम कर दिया। एच. ए. कणों का प्रभाव बहुत कम था और समान सांद्रता पर खमीर के विकास को कभी भी पूरी तरह से कम नहीं किया। कोंड्रोसाइट विकास पर दोनों कण प्रकारों का प्रभाव नियोजित सांद्रता पर न्यूनतम था। लेखकों ने निष्कर्ष निकाला कि "बायोएक्टिव ग्लास और हाइड्रॉक्सीपेटाइट कणों जैसे कणों की साइटोटॉक्सिसिटी का मूल्यांकन माइक्रोकैलोरीमेट्री विधि का उपयोग करके किया जा सकता है। यह बायोमटेरियल्स बायोकॉम्पैटिबिलिटी और साइटोटॉक्सिसिटी के इन विट्रो अध्ययन के लिए एक आधुनिक विधि है जिसका उपयोग पुराने पारंपरिक परीक्षणों के साथ किया जा सकता है। सूक्ष्म जीव विज्ञान में आई. एम. सी. के उपयोग का वर्णन करने वाले सूक्ष्म जीव विज्ञान प्रकाशन 1980 के दशक (जेसपर्सन 1982) में शुरू हुए। जबकि कुछ आई. एम. सी. सूक्ष्म जीव विज्ञान अध्ययनों को वायरस (हेंग एट अल) पर निर्देशित किया गया है। 2005) और कवक (एंटोसी एट अल। 1997), अधिकांश बैक्टीरिया से संबंधित रहे हैं। एक हालिया पेपर (ब्रैसेंट एट अल। 2010) सूक्ष्म जीव विज्ञान में आई. एम. सी. चयापचय विधियों का एक सामान्य परिचय और चिकित्सा और पर्यावरणीय सूक्ष्म जीव विज्ञान में अनुप्रयोगों का एक अवलोकन प्रदान करता है। शोधपत्र में यह भी बताया गया है कि कैसे संवर्धन में बैक्टीरिया के लिए ऊष्मा प्रवाह बनाम समय डेटा एक सटीक अभिव्यक्ति है-जैसा कि वे समय के साथ होते हैं-किसी दिए गए माध्यम में सूक्ष्मजीव चयापचय गतिविधि और प्रतिकृति दरों में उतार-चढ़ाव की (चित्र। 6)। सामान्य तौर पर, बैक्टीरिया स्तनधारी कोशिकाओं के आकार के लगभग 1/10 होते हैं और शायद 1/10 उतने ही चयापचय heat-i.e का उत्पादन करते हैं। सी. 3x10−12 डब्ल्यू/सेल। इस प्रकार, स्तनधारी कोशिकाओं की तुलना में (ऊपर देखें) सीए। 10x जितने बैक्टीरिया-सी. ए. 330, 000-पता लगाने योग्य गर्मी प्रवाह का उत्पादन करने के लिए मौजूद होना चाहिए-यानी। 1 माइक्रोन। हालांकि, कई बैक्टीरिया स्तनधारी कोशिकाओं की तुलना में संवर्धन में अधिक तेजी से परिमाण के आदेशों को दोहराते हैं, जो अक्सर कुछ ही मिनटों में उनकी संख्या को दोगुना कर देते हैं (जीवाणु विकास देखें)। नतीजतन, संवर्धन में बैक्टीरिया की एक छोटी प्रारंभिक संख्या और आई. एम. सी. द्वारा शुरू में अज्ञात तेजी से एक पता लगाने योग्य संख्या का उत्पादन करती है। उदाहरण के लिए, हर 20 मिनट में 100 बैक्टीरिया का दोगुना होना 4 घंटे से भी कम समय में 330,000 बैक्टीरिया का उत्पादन करेगा और इस प्रकार एक आई. एम. सी.-डिटेक्टेबल हीट फ्लो होगा। नतीजतन, आई. एम. सी. का उपयोग चिकित्सा क्षेत्र में बैक्टीरिया का आसान, तेजी से पता लगाने के लिए किया जा सकता है। उदाहरणों में मानव रक्त प्लेटलेट उत्पादों (ट्रैम्पुज़ एट अल) में बैक्टीरिया का पता लगाना शामिल है। 2007) और मूत्र (बोनकट एट अल। 2011) और तपेदिक का तेजी से पता लगाना (ब्रैसेंट एट अल। 2010, रोड्रिगेज और अन्य। 2011)। चित्र. 7 एक कल्चर माध्यम वाले एक बंद आई. एम. सी. एम्पूल में मौजूद बैक्टीरिया की प्रारंभिक मात्रा के कार्य के रूप में तपेदिक बैक्टीरिया का पता लगाने के समय का एक उदाहरण दिखाता है। बंद एम्पूल में विकास माध्यम में रोगाणुओं के लिए, आई. एम. सी. गर्मी प्रवाह डेटा का उपयोग बुनियादी सूक्ष्मजीव विकास मापदंडों का बारीकी से अनुमान लगाने के लिए भी किया जा सकता है। अधिकतम विकास दर और अधिकतम विकास दर प्राप्त करने से पहले अंतराल चरण की अवधि। यह पहले बताए गए इन मापदंडों के बुनियादी विश्लेषण का एक महत्वपूर्ण विशेष अनुप्रयोग है (अवलोकनः प्राप्त डेटा)। दुर्भाग्य से, आई. एम. सी. साहित्य में कुछ प्रकाशित लेख हैं जिनमें बंद एम्पूल में ऊष्मा प्रवाह डेटा और माइक्रोबियल वृद्धि के बीच संबंध को गलत समझा गया है। हालांकि, 2013 में एक व्यापक स्पष्टीकरण प्रकाशित किया गया था, जिसमें (ए) आई. एम. सी. ऊष्मा प्रवाह डेटा और सूक्ष्मजीव विकास के बीच संबंध का विवरण, (बी) गणितीय मॉडल का चयन जो सूक्ष्मजीव विकास का वर्णन करता है और (सी) आई. एम. सी. डेटा से सूक्ष्मजीव विकास मानकों का निर्धारण इन मॉडलों (ब्रैसेंट एट अल) का उपयोग करके किया गया था। 2013)। औषधि-गतिकी जीवाणु विकास का पता लगाने और उसकी मात्रा निर्धारित करने की आई. एम. सी. की क्षमता के तार्किक विस्तार में, जीवाणु संवर्धन में एंटीबायोटिक दवाओं की ज्ञात सांद्रता को जोड़ा जा सकता है, और आई. एम. सी. का उपयोग व्यवहार्यता और विकास पर उनके प्रभावों की मात्रा निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है। बंद एम्पूल आई. एम. सी. आसानी से बुनियादी औषधीय जानकारी प्राप्त कर सकता है-जैसे। किसी दिए गए जीव के विकास को रोकने के लिए आवश्यक एंटीबायोटिक की न्यूनतम अवरोधक सांद्रता (एम. आई. सी.)। इसके अलावा यह एक साथ गतिशील विकास मापदंड प्रदान कर सकता है-अंतराल समय और अधिकतम विकास दर (चित्र देखें। 2, हॉवेल और अन्य। 2011, ब्राइसेंट एट अल। 2013), जो कार्रवाई के तंत्र का आकलन करता है। जीवाणुरोधी क्रिया (जीवाणुरोधी देखें) एंटीबायोटिक एकाग्रता बढ़ाने के कार्य के रूप में एक बढ़े हुए अंतराल समय द्वारा इंगित की जाती है, जबकि बैक्टीरियोस्टैटिक क्रिया (बैक्टीरियोस्टैटिक एजेंट देखें) एकाग्रता के साथ विकास दर में कमी द्वारा इंगित की जाती है। एंटीबायोटिक मूल्यांकन के लिए आई. एम. सी. दृष्टिकोण कई प्रकार के बैक्टीरिया और एंटीबायोटिक दवाओं (वॉन आह एट अल) के लिए प्रदर्शित किया गया है। 2009)। बंद एम्पूल आई. एम. सी. स्टैफिलोकोकस ऑरियस (वॉन आह एट अल) जैसे बैक्टीरिया के सामान्य और प्रतिरोधी उपभेदों के बीच भी तेजी से अंतर कर सकता है। 2008, बालदोनी और अन्य। 2009)। आई. एम. सी. का उपयोग दंत प्रत्यारोपण सामग्री (एस्टासोव-फ्राउनहोफर एट अल) से जुड़े मुंह के बैक्टीरिया की व्यवहार्यता पर कीटाणुनाशकों के प्रभावों का आकलन करने के लिए भी किया गया है। 2011)। एक संबंधित पहले के अध्ययन में, आई. एम. सी. का उपयोग कांच (हौसर-गेर्सपैच एट अल) में दंत बैक्टीरिया के आसंजन की गर्मी को मापने के लिए किया गया था। 2008)। कुछ घंटों के भीतर संवर्धन में ट्यूमर कोशिकाओं पर एंटीट्यूमर दवाओं के प्रभावों को निर्धारित करने के लिए आई. एम. सी. के समान सफल उपयोग का प्रदर्शन किया गया है (स्कोन और वाड्सो 1988)। बंद-एम्पूल दृष्टिकोण के बजाय, एक आई. एम. सी. सेटअप का उपयोग किया गया था जो हिलाये गए नमूनों में दवा के इंजेक्शन की अनुमति देता था। 2013 तक, आई. एम. सी. का उपयोग सूक्ष्मजीव अध्ययनों की तुलना में स्तनधारी कोशिका इन विट्रो फार्माकोडायनामिक अध्ययनों में कम व्यापक रूप से किया गया है। बहुकोशिकीय जीव जीवित बहुकोशिकीय जीवों के चयापचय अध्ययन करने के लिए आई. एम. सी. का उपयोग करना संभव है-यदि वे आई. एम. सी. एम्पूल में रखे जाने के लिए पर्याप्त छोटे हैं (लैम्प्रेक्ट और बेकर 1988)। वेंटिलेटिंग आंदोलनों के दौरान कीट प्यूपा चयापचय के बारे में आई. एम. सी. अध्ययन किए गए हैं (हराक एट अल। 1996) और प्यूपा के विकास पर रासायनिक एजेंटों के प्रभाव (कुसिक एट अल। 1995)। आई. एम. सी. नेमाटोड कृमि चयापचय (ब्रेकमैन एट अल) पर उम्र बढ़ने के प्रभावों का आकलन करने में भी प्रभावी साबित हुआ है। 2002)। आई. एम. सी. उष्णकटिबंधीय परजीवी कीड़ों (मानेक एट अल) पर फार्मास्यूटिकल्स के प्रभावों के इन विट्रो आकलन के लिए भी अत्यधिक उपयोगी साबित हुआ है। 2011-1, मानेक और अन्य। 2011-2, किरचोफर और अन्य। 2011)। इन अध्ययनों की एक दिलचस्प विशेषता कृमियों वाले सीलबंद एम्पूल में फार्मास्यूटिकल्स को पेश करने के लिए एक साधारण मैनुअल इंजेक्शन प्रणाली का उपयोग है। इसके अलावा, आई. एम. सी. न केवल दवाओं के कारण समय के साथ सामान्य चयापचय में गिरावट का दस्तावेजीकरण करता है, बल्कि कृमि मोटर गतिविधि की समग्र आवृत्ति और समय के साथ आयाम में इसकी गिरावट का भी दस्तावेजीकरण करता है जो गर्मी प्रवाह डेटा में उतार-चढ़ाव में परिलक्षित होता है। अपनी बहुमुखी प्रतिभा के कारण, आई. एम. सी. पादप और पर्यावरण जीव विज्ञान के क्षेत्र में एक प्रभावी उपकरण हो सकता है। एक प्रारंभिक अध्ययन में (हैनसेन एट अल। 1989), लार्च ट्री क्लोन ऊतक नमूनों की चयापचय दर को मापा गया था। दर दीर्घकालिक वृक्ष वृद्धि दर की भविष्यवाणी थी, एक दिए गए वृक्ष के नमूनों के लिए सुसंगत थी और विभिन्न पेड़ों से क्लोन के दीर्घकालिक विकास में ज्ञात भिन्नताओं के साथ सहसंबद्ध पाई गई थी। बैक्टीरियल ऑक्सेलोट्रॉफिक चयापचय पर्यावरण में आम है, विशेष रूप से मिट्टी में। ऑक्सेलोट्रॉफिक बैक्टीरिया एकमात्र कार्बन और ऊर्जा स्रोत के रूप में ऑक्सालेट का उपयोग करने में सक्षम हैं। बंद-एम्पूल आई. एम. सी. का उपयोग ऑक्सेलोट्रॉफिक मिट्टी के बैक्टीरिया के चयापचय का अध्ययन करने के लिए किया गया था, जो एकमात्र कार्बन स्रोत के रूप में पोटेशियम ऑक्सलेट युक्त एक अनुकूलित माध्यम और एक मॉडल मिट्टी (ब्रेवो एट अल) दोनों के संपर्क में था। 2011)। एक अनुकूलित माध्यम का उपयोग करते हुए, मिट्टी के बैक्टीरिया के छह अलग-अलग उपभेदों के विकास की आसानी से निगरानी की गई और एक अवधि के दिनों में पुनः उत्पादन योग्य मात्रा और अंतर किया गया। मॉडल मिट्टी में जीवाणु चयापचय गर्मी प्रवाह का आई. एम. सी. माप अधिक कठिन था, लेकिन अवधारणा का एक प्रमाण प्रदर्शित किया गया था। मूनमिल्क गुफाओं में पाया जाने वाला एक सफेद, मलाईदार पदार्थ है। यह चूना पत्थर से एक गैर-कठोर, महीन क्रिस्टलीय अवक्षेप है और मुख्य रूप से कैल्शियम और/या मैग्नीशियम कार्बोनेट से बना है। इसके निर्माण में रोगाणु शामिल हो सकते हैं। मूनमिल्क संरचना और संरचना के मानक स्थिर रासायनिक और सूक्ष्म परख से मूनमिल्क में सूक्ष्मजीव गतिविधियों का अनुमान लगाना मुश्किल है। इस समस्या को हल करने के लिए बंद एम्पूल आई. एम. सी. का उपयोग किया गया है (ब्रैसेंट, बिंडशेडलर आदि। 2011)। बर्फ पिघलने या वर्षा के कारण मूनमिल्क के संपर्क में लाए जाने वाले विभिन्न कार्बन स्रोतों के अनुकरण मिश्रणों को जोड़ने के बाद मूनमिल्क पर कीमोहेटेरोट्रॉफिक माइक्रोबियल समुदायों की विकास दर निर्धारित करना संभव था। चयापचय गतिविधि अधिक थी और कुछ मिट्टी में पाई जाने वाली गतिविधि से तुलनीय थी। हैरिस एट अल। (2012), विभिन्न उर्वरक निवेश व्यवस्थाओं का अध्ययन करते हुए पाया गया कि, जब प्रति इकाई मिट्टी माइक्रोबियल बायोमास के रूप में गर्मी उत्पादन के रूप में व्यक्त किया जाता है, तो जैविक उर्वरक व्यवस्थाओं के तहत माइक्रोबियल समुदायों ने अकार्बनिक व्यवस्थाओं के तहत कम अपशिष्ट गर्मी का उत्पादन किया। खाद्य विज्ञान आई. एम. सी. के खाद्य विज्ञान और प्रौद्योगिकी में विविध उपयोग देखे गए हैं। एक अवलोकन (वाड्सो और गैलिन्डो 2009) सब्जी काटने के घाव के श्वसन, ब्लैंचिंग से कोशिका की मृत्यु, दूध किण्वन, सूक्ष्म जीवविज्ञानी खराब होने की रोकथाम, तापीय उपचार और शेल्फ जीवन का आकलन करने में सफल अनुप्रयोगों पर चर्चा करता है। एक और प्रकाशन (गैलिन्डो एट अल। 2005) न्यूनतम प्रसंस्कृत फलों और सब्जियों के भंडारण के दौरान गुणवत्ता परिवर्तनों की निगरानी और भविष्यवाणी के लिए आई. एम. सी. के सफल उपयोग की समीक्षा करता है। आई. एम. सी. दूध में कामुक अम्ल (अनास्तासी आदि) के लिए एंजाइमेटिक परीक्षण पूरा करने में भी प्रभावी साबित हुआ है। 2000) और फलों, वाइन और अन्य पेय पदार्थों में मैलिक एसिड और कॉस्मेटिक उत्पादों (एंटोनेली एट अल। 2008)। आई. एम. सी. का उपयोग ताजे कटे हुए आलू (रोकुली एट अल) पर एंटी-ब्राउनिंग एजेंटों की प्रभावकारिता का आकलन करने के लिए भी किया गया है। 2007)। आई. एम. सी. इस बात का आकलन करने में भी प्रभावी साबित हुआ है कि कम ऊर्जा वाले स्पंदित विद्युत क्षेत्र (पी. ई. एफ.) जौ के बीजों के अंकुरण की गर्मी को किस हद तक प्रभावित करते हैं-जो माल्टेड पेय पदार्थों (डायमेक एट अल) के उत्पादन में उनके उपयोग के संबंध में महत्वपूर्ण है। 2012)। कैलोरीमेट्री रासायनिक ऊष्मागतिकी विभेदक स्कैनिंग कैलोरीमेट्री समताप अनुमापन कैलोरीमेट्री दर समीकरण सॉर्प्शन कैलोरीमेट्री तापीय विश्लेषण थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव ग्रंथ सूची ग्लासस्टोन एस, लेडलर केजे, आयरिंग एच (1941) दर प्रक्रियाओं का सिद्धांतः रासायनिक प्रतिक्रियाओं, चिपचिपाहट, प्रसार और विद्युत रासायनिक घटनाओं की गतिविज्ञान। मैकग्रा-हिल (न्यूयॉर्क)। 611पी। जॉनसन एफएच, आयरिंग 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