亚洲AV色无码乱码在线观看|?愛妃?av中文字幕无码|最新国产91精品第二页|精品免费国产a级奶水

石英晶體微天平（QuartzCrystalMicrobalance－QCM）的發(fā)展始于上世紀(jì)60年代初期,它是一種非常靈敏的質(zhì)量檢測儀器,其測量精度可達(dá)納克級,比靈敏度在微克級的電子微天平高100倍,理論上可以測到的質(zhì)量變化相當(dāng)于單分子層或原子層的幾分之一。石英晶體微天平利用了石英晶體諧振器的壓電特性,將石英晶振電極表面質(zhì)量變化轉(zhuǎn)化為石英晶體振蕩電路輸出電信號的頻率變化,進(jìn)而通過計(jì)算機(jī)等其他輔助設(shè)備獲得高精度的數(shù)據(jù)。石英晶體微天平最基本的原理是利用了石英晶體的壓電效應(yīng)：石英晶體內(nèi)部每個(gè)晶格在不受外力作用時(shí)呈正六邊形,若在晶片的兩側(cè)施加機(jī)械壓力,會(huì)使晶格的電荷中心發(fā)生偏移而極化,則在晶片相應(yīng)的方向上將產(chǎn)生電場；反之,若在石英晶體的兩個(gè)電極上加一電場,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械變形,這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)。如果在晶片的兩極上加交變電壓,晶片就會(huì)產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng),同時(shí)晶片的機(jī)械振動(dòng)又會(huì)產(chǎn)生交變電場。在一般情況下,晶片機(jī)械振動(dòng)的振幅和交變電場的振幅非常微小,但當(dāng)外加交變電壓的頻率為某一特定值時(shí),振幅明顯加大,這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。它其實(shí)與LC回路的諧振現(xiàn)象十分相似：當(dāng)晶體不振動(dòng)時(shí),可把它看成一個(gè)平板電容器稱為靜電電容C,一般約幾個(gè)PF到幾十PF；當(dāng)晶體振蕩時(shí),機(jī)械振動(dòng)的慣性可用電感L來等效,一般L的值為幾十mH到幾百mH。由此就構(gòu)成了石英晶體微天平的振蕩器,電路的振蕩頻率等于石英晶體振蕩片的諧振頻率,再通過主機(jī)將測的得諧振頻率轉(zhuǎn)化為電信號輸出。由于晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關(guān),而且可以做得精確,因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。

1959年Sauerbrey在假定外加持量均勻剛性地附著于QCM的金電極表面的條件下,得出了QCM的諧振頻率變化與外加質(zhì)量成正比的結(jié)論。對于剛性沉積物,晶體振蕩頻率變化△F正比于工作電極上沉積物的質(zhì)量改變△M。通過這一關(guān)系式可得到QCM電極表面的質(zhì)量變化。

QCM主要由石英晶體傳感器、信號檢測和數(shù)據(jù)處理等部分組成。石英晶體傳感器的基本構(gòu)成大致是：從一塊石英晶體上沿著與石英晶體主光軸成35°15'切割(AT—CUT)得到石英晶體振蕩片,在它的兩個(gè)對應(yīng)面上涂敷銀層作為電極,石英晶體夾在兩片電極中間形成三明治結(jié)構(gòu)。在每個(gè)電極上各焊一根引線接到管腳上,再加上封裝外殼就構(gòu)成了石英晶體諧振器,其產(chǎn)品一般用金屬外殼封裝,也有用玻璃殼、陶瓷或塑料封裝的。

石英晶體微天平的其他組成結(jié)構(gòu)在不同型號和規(guī)格的儀器中也不盡相同,可根據(jù)測量需要選用或聯(lián)用。一般附屬結(jié)構(gòu)還包括振蕩線路、頻率計(jì)數(shù)器、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)等；電化學(xué)石英晶體微天平在此基礎(chǔ)上還包括恒電位儀、電化學(xué)池、輔助電極、參比電極等；另外經(jīng)常加裝一些輔助輸出設(shè)備,例如顯示器、打印機(jī)等。

QCM-D技術(shù)的核心是石英晶體傳感器,它由石英晶體夾在兩片電極中間形成三明治結(jié)構(gòu)。在電極兩端加入一個(gè)交流電壓,在傳感器的共振頻率處引發(fā)一個(gè)小的剪切振動(dòng),當(dāng)交流電壓關(guān)閉后,振動(dòng)呈指數(shù)衰減,這個(gè)衰減被記錄下來,得到共振頻率(f)和耗散因子(D)兩個(gè)參數(shù)。

對于薄層硬質(zhì)薄膜,可以使用Sauerbrey關(guān)系和公式,根據(jù)傳感器振動(dòng)計(jì)算吸附層的質(zhì)量。當(dāng)沉積的薄膜松散和粘性時(shí),能量通過薄膜上的摩擦被消耗,傳感器的振動(dòng)發(fā)生衰減,耗散因子提供了傳感器上吸附的薄膜的結(jié)構(gòu)信息。通過使用多個(gè)頻率和耗散因子數(shù)據(jù),使用粘彈性模型而非Sauerbrey關(guān)系,可以計(jì)算得到質(zhì)量、厚度、粘度和彈性。

傳感器和樣品處理系統(tǒng)的技術(shù)參數(shù)如下：

1、傳感器晶體：5MHz,直徑14mm,拋光,金電極。

2、傳感器數(shù)量：4個(gè),也可使用1、2或3個(gè)。

3、傳感器上方體積：40ul,采用5MHz晶體,Q-Sense流動(dòng)模塊。

4、最小樣品體積：200ul。

5、工作溫度：15-65°C(可選項(xiàng):4-150°C),由軟件控制；控溫精度為：0.02°C。

6、流動(dòng)速率：0-1ml/min。

7、清潔處理：所有與液體接觸元件均可拆卸,并可在超聲波浴中清洗。

QCMsystem

QCM（QuartzCrystalMicrobalance）作為微質(zhì)量傳感器具有結(jié)構(gòu)簡單、成本低、振動(dòng)Q值大、靈敏度高、測量精度可以達(dá)到納克量級的優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于化學(xué)、物理、生物、醫(yī)學(xué)和表面科學(xué)等領(lǐng)域中,用以進(jìn)行氣體、液體的成分分析以及微質(zhì)量的測量、薄膜厚度的檢測等。根據(jù)需要,還可以在金屬電極上有選擇地鍍膜,進(jìn)一步拓寬其應(yīng)用。例如,若在電極表面加一層具有選擇性的吸附膜,可用來探測氣體的化學(xué)成分或監(jiān)測化學(xué)反應(yīng)的進(jìn)行情況。隨著生物科學(xué)的蓬勃發(fā)展,QCM作為基因傳感器在生物領(lǐng)域的應(yīng)用有著廣闊前景。

QCM具有在線跟蹤檢測微觀過程的變化,獲取豐富的在線信息的優(yōu)點(diǎn),是其他方法無法比擬的。這項(xiàng)技術(shù)以其簡便、快捷、靈敏度高、在線跟蹤等優(yōu)勢,必將與其他技術(shù)結(jié)合成為微觀過程與作用機(jī)理研究,微量、痕量物質(zhì)的檢測等方面十分有效的手段,獲得廣泛應(yīng)用,并從簡單的濃度測定深入到動(dòng)力學(xué)過程機(jī)理的研究。今后的發(fā)展方向集中在以下幾個(gè)方面：

1、對粘彈性層的理論處理

2、采用其他表面技術(shù),如表面紅外光譜,對晶體表面的界面特性進(jìn)行深入研究。

3、微量物質(zhì)的檢測與作用的研究。如以生物組織作為分子識別元件,研究諸如微量元素作用等。