石英晶体微天平在高分子科学中的应用

固/液界面上高分子的行为直接影响着界面的物理和化学性质.对于高分子在界面的动态行为,由于缺乏有效的手段,检测一直十分困难.最近,一种频率-耗散联用型石英晶体微天平(QCM-D)问世,它能够同时检测固/液界面上有关高分子质量和结构的变化,因而可应用于界面高分子研究的多个方面.本文介绍石英晶体微天平的基本原理,并综述作者实验室最近几年利用QCM-D开展的若干工作,包括固/液界面上高分子链的构象变化,固/液界面上高分子的吸附,高分子降解动力学和聚电解质的"层层组装"等方面.     

石英晶体微天平在高分子研究中的应用

石英晶体微天平(QCM)作为一种强有力的表征工具已被广泛应用于高分子研究之中.本文中,作者介绍了QCM的发展简史、基本原理以及实验样品制备方法.在此基础上,介绍了如何基于带有耗散测量功能的石英晶体微天平(QCM-D)及相关联用技术研究界面接枝高分子构象行为、高分子的离子效应以及高分子海洋防污材料,展示了QCM-D技术在...     

电化学石英晶体微天平的应用

电化学石英晶体微天平（EQCM）即石英晶体微天平（QCM）与电化学检测相结合的测试技术。电化学石英晶体微天平以其简单、快速,可以在纳克级水平上对活性物质在石英晶振片上发生的沉积、吸附或溶解等过程进行动态检测等优势而成为表界面反应研究的有效手段之一。由于EQCM测试技术为原位测试方法,可以实现在线实时监测,利用其高精度和高灵敏度可以进一步对表界面上发生反应的过程及深层次的机理进行分析。本文就EQCM在电化学、生物医学及油田化学等领域以及研究机理及动力学等方面的应用进行了总结阐述,提出了EQCM的研究新方向以及发展中面临的问题。     

石英晶体微天平技术在苯胺乳液聚合动力学研究中的应用

采用石英晶体微天平(QCM)技术, 探讨了在有无磁场条件下, 用过硫酸铵(APS)作为引发剂时苯胺的乳液聚合动力学行为. 研究结果表明, 苯胺的乳液聚合反应速率对苯胺(An)是一级反应; 对APS和十二烷基苯磺酸(DBSA)均为0.5级反应. 磁场环境中苯胺的聚合速率比在无磁环境中的要快. 在有无磁场条件下, 反应的表观活化能分别为40.4和41.6 kJ/mol. 结果表明, QCM技术可以作为研究An聚合动力学的一种有效方法.     

电化学石英晶体微天平及其应用

本文介绍了ＥＱＣＭ的原理及其应用，探讨了ＥＱＣＭ在生物大分子，纳米技术方面的应用，详细介绍了ＥＱＣＭ在气味检测，金属电沉积、药物分析等方面研究的优点和ＥＱＣＭ的发展前景。     

石英晶体微天平在手性识别中的应用

石英晶体微天平(QCM)是一类重要的质量型检测器,因具有灵敏度高、分析速度快、检测成本低等优点而具有极好的应用前景,现已广泛应用于环境监测、药物分析、食品质量控制等诸多领域。手性工程的崛起对简单、快速、在线的手性检测技术提出了挑战,QCM手性传感器就是其中一个重要的发展分支。该文简要介绍了QCM的典型实验装置和基本传感原理,详细综述了近年来QCM在手性识别领域的研究进展,包括以环糊精衍生物、分子印迹聚合物、氨基酸衍生物等为手性主体的QCM在手性识别中的应用,并对其今后的发展进行了展望。     

石英晶体微天平的新进展

石英晶体微天平（quartz crystal microbalance,QCM）是一种对界面变化敏感的仪器,它已经在物理、化学、生物学、药物学、临床医学、环境科学等学科的界面问题研究中得到了一定的应用.然而,QCM在液相下的应用和推广一直受限于QCM数据定量解释的困难.为此,科研工作者发展了多种高级的QCM,比如带阻抗分析功能的QCM（impedance QCM,i-QCM）或带能量耗散监测功能的QCM（QCM with dissipation,QCM-D）,同时还发展了许多相应的理论模型.但是,对于多数生物、化学工作者来说,这些理论过于复杂.这极大地限制了QCM的推广和潜力发挥.本文以我们小组在QCM方面的研究工作为线索,对已报道的分析方法、模型和方程按5类应用条件进行了整理,给出了明确的界定标准：它们是：1,固-气界面;2,牛顿流体;3,固-液界面的薄膜;4,固-液界面厚膜;5,固-液界面超厚膜.对于每一类情况,我们将用通俗易懂的语言描述如何对QCM数据进行简化却又保证研究精度需要的定量分析.对于液态环境下的QCM数据的分析,我们着重介绍了＂固化水层＂模型,该模型允许QCM在一定的条件下成为一把＂分子尺＂,工作范围从几个纳米到数百纳米.该分子尺在多个创新界面问题研究中得到很好的应用.最后,我们从理论上分析了QCM作为生物传感器的先天缺陷--因基于面均质量检测的原理,QCM技术对溶液中蛋白的检测下限仅在1μg mL-1数量级.进一步,我们探索了QCM的发展方向和潜在应用领域,希望籍此能进一步推广QCM在各个学科界面问题中的研究应用.     

石英晶体微天平传感器及其在生物检测中应用的研究进展

石英晶体微天平(Quartz crystal microbalance,QCM)是一种具有灵敏度高、免标记、可实时在线检测等优点的重要分析工具。在生物检测领域,QCM与多种信号放大方法相结合,广泛应用于对生物分子的高灵敏检测。新型耗散型QCM(QCM-D)通过对薄膜厚度、粘弹性等的研究,主要用于考察生物分子的吸附分离、构型变化等微观过程。本文主要阐述了QCM及QCM-D生物传感器的构建及其在DNA、蛋白质、细胞和微生物检测中的研究进展。     

石英晶体微天平的纳米微球质量放大技术及短序列DNA测定

提出了一种新型质量放大系统用于提高石英晶体微天平检测的灵敏度.将DNA嵌入剂放线菌素D作为导向分子修饰在磁性微球上,通过石英晶体微天平技术识别测定短序列DNA,使最低检测限从6.2×10^-8mol/L下降到2.0×10^-12mol/L.     

石英晶体微天平在聚合物薄膜研究中的应用与展望

石英晶体微天平仪(QCM)具有高度的灵敏性,能够对石英晶片表面微痕量物质的变化产生响应,在分析科学研究中广泛应用.本文阐述了QCM的基本工作原理和应用基础方程,并在此基础上综述了近年来QCM在聚合物薄膜研究中的应用及研究进展,包括QCM对聚合物薄膜的厚度和力学性能的测量、QCM研究聚合物分子链在石英晶片表面的吸附过程和链构象变化、表面引发生长聚合物刷的动力学过程、基于功能聚合物薄膜和QCM的生物与化学传感器等,同时对QCM在聚合物薄膜研究领域的进一步深入应用进行了展望.     

电化学石英晶体微天平的近期应用进展

本文对近几年来电化学石英晶体微天平（EQCM）在吸附，膜的形成，腐蚀和电沉积等方面的应用进行了概述，并对其应用现状和前景进行了分析。     

基于分子印迹技术的丙溴磷压电石英晶体微天平研制

介绍了一种用于检测丙溴磷农药的分子印迹压电生物传感器的构建方法。采用沉淀聚合法合成了农药丙溴磷的分子印迹聚合物,将其固定于石英晶体微天平电极表面构建传感器;采用环境扫描电镜以及原子力显微镜对聚合物形貌、传感器电极表面形貌特征进行分析,并利用传感器对丙溴磷农药进行检测分析,其质量浓度在10~1000 ng/mL范围内,传感器频率改变与丙溴磷浓度之间的响应呈线性关系,线性方程为y=0.139ρ+2.26(r=0.9984)。结果表明,构建的分子印迹压电生物传感器能够对农药进行初步检测,具有较高的灵敏性和较好的特异识别能力。     

石英晶体微天平（QCM）及其在电化学研究中的应用

本文文献综述近年来发展起来的石英晶体微天平(QCM)技术的理论、实验方法和它在电化学研究中应用的概况。     

石英晶体微天平的测量仪的研究及应用

研制了一种利用计算机控制测量和数据采集压电石英晶体智能测量仪。硬件通过利用复杂可编程逻辑器件（CPLD）实现频率计数和串行通信功能;软件采用图形化编程语言LabVIEW实现数据采集、实时显示、处理、分析以及保存。利用该测量仪进行了内毒索浓度检测的初步应用。结果表明,该系统可以准确测定0．1ng／L-10μg／L的内毒索浓度。系统具有集成度高、稳定性好和智能化程度高等优点。它为浓度测定和物质反应动力学的研究提供了实时分析的测试手段。     

耗散型石英晶体微天平在生物医用高分子材料中的应用

石英晶体微天平(QCM)是一种基于石英晶体压电效应的分析检测技术,可实时在线提供石英晶体表面吸附层质量、厚度、粘弹性等信息,由此获得表面分子相互作用关系。 耗散型石英晶体微天平(QCM-D)因其独特的对粘弹性的解析,使其在高分子材料中的应用迅速发展,尤其是生物医用高分子材料领域,已用来评价生物医用高分子材料的表界面相互作用,力学和生物相容性等。 本文简单介绍了耗散型石英晶体微天平的基本原理及理论模型,重点综述了近几年QCM-D在高分子链构象、蛋白质吸附、生物大分子相互作用、药物释放以及水凝胶中的应用,并且展望了QCM-D的未来发展趋势。     

环介导扩增与石英晶体微天平快速检测核酸

建立环介导恒温扩增(LAMP)-石英晶体微天平(QCM)原位快速检测核酸的方法。将环介导恒温核酸扩增(LAMP)技术与石英晶体微天平(QCM)技术相结合,采用巯基化试剂分子组装方法,将LAMP反应体系中的4个引物之一固定于QCM电极上,在安装所述电极的QCM检测池中配置LAMP反应体系并进行环介导恒温核酸扩增,用QCM仪器在线原位检测频率变化,判断LAMP反应是否发生,进而判断体系中是否存在目标核酸特异基因。该方法检测核酸特异性强、灵敏度高,并且操作简便,有望发展成为快速筛查检测核酸的有效手段。     

电化学石英晶体微天平应用研究和背景扣除

基于用循环伏安法研究非理想可逆体系时,电极本身的氧化峰电量与还原峰电量存在一比值。据此建立了一种用于电化学石英晶体微天平应用研究的背景扣除新方法。用这种方法研究了腺嘌呤、腺苷、腺苷一磷酸在金电极上的电化学氧化行为。结果表明:3种活性分子均能在1.2V左右氧化,对应的氧化电流大小顺序为:腺嘌呤>腺苷>腺苷一磷酸,氧化过程的电子转移数为6。     

新型宽频自适应石英晶体微天平测量方法

针对目前石英晶体微天平(Quartz crystal microbalance,QCM)仪器所存在的对晶体切割工艺要求过高,测量参数不够全面等问题,在正交解调法的基础上,提出了一种在较宽频率范围内具有自适应功能,测量频率分辨率高,并且可同时连续获取谐振频率和耗散因子D的测试方法。实验表明:室温下,频率测量自适应范围在1~9 MHz且频率分辨率小于1 Hz;随着工作电极聚丙烯酸(Poly acrylic acid,PAA)膜厚度的均匀叠加,测得范围内各晶体频率偏移呈线性变化;随着不同溶剂挥发,D因子测量结果在时间轴上连续有效。与传统方法相比,本方法具有耗材成本低,获取参数丰富等优点。     

基于适配体和纳米金的石英晶体微天平传感器检测汞

利用石英晶体微天平(QCM)的高度灵敏性、适配体的特异性捕捉能力和纳米金的信号放大作用,构建了一种QCM生物传感器实现了对Hg~(2+)的检测。将Hg~(2+)适配体自组装于镀金的晶振片表面,作为捕获探针。将Hg~(2+)适配体修饰在纳米金表面,作为链接探针。当Hg~(2+)存在时,捕获探针与链接探针之间形成"T-Hg~(2+)-T"的三明治,使得晶振片上质量增加,从而引起其频率变化。在优化条件下,Hg~(2+)浓度在5~50 nmol/L范围内呈现出良好线性关系,检出限为2 nmol/L(n=10),pb~(2+),As~(3+)等重金属离子无明显干扰。