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。     

“固化水层”模型拓展石英晶体微天平的应用

石英晶体微天平(QCM)在液态环境下的应用一直由于数据分析复杂而受到限制。最近,我们提出了"固化水层"模型(SLL)以简化QCM数据分析过程。本文进一步提供了SLL模型的有关数据。根据SLL模型,1 Hz QCM频率信号对应于0.18 nm SLL层厚度的变化,而大多数商业的QCM均可以达到该精度。因此,根据SLL模型设计的检测方案将具有很高的灵敏度。QCM作为生物传感器的应用也得以拓展,可以相信SLL模型将大大增强QCM的分析能力。     

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...     

石英晶体微天平生物传感体系构建及其分析应用研究进展

石英晶体微天平(Quartz Crystal Microbalance,QCM)技术是免标记和实时在线表征及研究分子间相互作用的重要工具。近年来在分子生物学、疾病诊断、药物分析、环境监测等研究领域引起广泛关注。本文评述了2011年以来QCM生物传感体系构建及其在分析应用中的研究进展,并对QCM技术在生物传感领域的未来研究动向进行了展望。     

基于糖和苯硼酸动态共价键的高效蛋白质表面修饰方法

糖和蛋白质的相互作用参与了很多重要的生命过程.研究糖和蛋白质的相互作用有多种手段,石英晶体微天平(QCM)是其中重要的一种.研究中常需要将蛋白质通过共价键连接在天平芯片的表面.但是,用于检测糖分子的蛋白质多为植物凝集素,它们的分子量大,表面可修饰位点少,通过共价键修饰在芯片表面的效率偏低.本文提出一种基于糖和苯硼酸之间动态共价键的新修饰方法,能够大幅度提高蛋白质在芯片表面的修饰效率.     

多肽型QCM生物传感器的构建及应用

石英晶体微天平(QCM)是一种极其灵敏的表面质量传感器~([1]),正义肽-反义肽之间的特异性相互作用~([2]),为发展新型QCM免疫传感器提供了新的思路.     

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.     

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。     

LBL自组装技术及自组装生物功能膜结构

主要介绍近几年发展的用于生物大分子自组装功能膜的三种逐层（LBL）自组装技术与制备方法,酰胺化反应自组装技术、生物分子的特异识别自组装技术、分子沉积自组装技术;同时总结了自组装功能膜的结构、特性的表征方法,主要有AFM、TEM、循环伏安法、石英晶体微天平（QCM）技术、UV/VIS、XPS方法等。     

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.     

基于石英晶体微天平的信号放大技术在肿瘤标志物检测中的应用

石英晶体微天平(quartz crystal microbalance, QCM)是一种质量敏感型传感器,近年来被广泛应用于多个领域的分析检测.为了进一步提高检测灵敏度,开发了多种QCM信号放大方法.本文综合介绍了各种QCM信号放大方法,主要聚焦于肿瘤标志物检测中的应用,涉及对核酸序列、蛋白以及肿瘤细胞的检测. QCM的信号放大方法主要是基于质量放大的原理,主要放大技术包括:生物分子偶联、纳米颗粒偶联、生物催化产生不溶物沉淀、金属还原沉积、DNA复制/杂交、晶体原位生长.质量放大子的设计和使用大大增强了QCM的检测能力,提高了其检测灵敏度,拓宽了QCM的应用范围.     

石英晶体微天平中耗散与阻抗分析法的统一

石英晶体微天平仪（quartz crystal microbalance,QCM）就是通过检测物质在石英晶片表面上吸附前后石英晶片共振性能的变化以得到吸附物质的量和一些物理性能。石英晶体微天平仪具有非常高的灵敏度,可以测到纳米级的薄膜厚度变化和纳克级的痕量物质质量的变化,广泛应用于科学研究各个领域中,特别是薄膜质量、厚度的测量,生物、化学传感器以及微量物质在表面的吸附过程研究。     

尖晶石型LiMn2O4薄膜电极的制备及电化学性质研究──电化学石英晶体微天平(EQCM)技术研究

石英晶体微天平(QCM)作为纳克级的质量传感器,可通过测定石英晶体振动频率的变化来测定石英晶体表面微小的质量变化.近年来,电化学石英晶体微天平(EQCM)技术已广泛应用于电化学研究领域[1].在锂嵌入型电极充放电过程中,锂离子在嵌基材料中嵌入脱出会引起电极质量的微小变化,因而利用EQCM技术研究Li+的嵌入脱出过程有其独到之处.     

基于有序生物膜的电容型层胶粘蛋白新型免疫传感器

免疫传感器以其高度特异性抗原抗体结合反应的特点 ,可直接、快速而灵敏地测定抗原或抗体分子而被广泛应用于临床医学以及环境污染物检测等领域 [1] .目前 ,检测抗原抗体结合的无标志方法主要有石英晶体微天平 [2 ] 、表面等离子共振 [3 ] 、界面电容 [4 ] 及原子力显微镜 [5]     

不同种类敏感膜修饰的QCM气体传感器研究现状

石英晶体微天平(quartz crystal microbalance,QCM)是一种对质量变化敏感的器件,具有灵敏度高、成本低廉、操作简单、可实时在线检测等优点,在气体传感领域受到了广泛关注。敏感材料是石英晶体微天平气体传感器的关键组成部分,本文综述了不同敏感材料包括有机聚合物、超分子化合物、离子液体和分子液体以及近年来备受关注的纳米材料修饰的QCM对特定气体传感检测的研究现状,详细介绍了纳米材料为敏感膜的QCM气体传感器对不同气体传感检测的研究现状及相关敏感机理。最后,在国内外研究现状的基础上,展望了敏感材料的发展前景。QCM作为一种成本低廉、操作方便、测量精度高的气体传感检测器件,将会有更加广阔的应用前景。     

电化学石英晶体微天平研究普鲁士蓝修饰电极

石英晶体徽天平(Quartz Crystal Microbalance,简称QCM)是一种非常灵敏的质量传感器,其检测能力可达ng级。QCM在化学中的早期应用是检测大气中的徽量成分,目前仍较活跃。由于石英压电晶体浸入溶液后在晶体/溶液界面存在较大的能量损失而不能够稳定振荡,致使QCM的应用较长时间局限于气相。八十年代初石英压电晶体在液相中的振荡终获成功,开辟了QCM应用的一个全新领域。液相中振荡成功后,QCM很快应用于电化学研究。目前已发展成为一种全新的电化学传感器——电化学石英晶体微天平(EQCM),并已用于金属电沉积、电化学腐蚀、电分析等方面的研究。     

基于金纳米粒子的QCM实时检测DNA错配的研究

利用石英晶体微天平（QCM）技术,用双硫醇分子作为连接剂,将金纳米粒子固定于金电极表面,以人类p53基因片断为DNA探针,研究了其在QCM金电极表面的固定、杂交和错配,重点探讨了金纳米粒子修饰的DNA错配碱基个数和错配位点对杂交的影响。在实验条件下,金纳米粒子在QCM金电极表面的修饰使其灵敏度得到了明显提高;而且,错配碱基个数和错配碱基位点的差异都对杂交产生了不同程度的影响。     

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。     

基于Nafion膜修饰的血吸虫抗体压电免疫传感器研究

将Nafion膜包埋血吸虫抗原固定在石英晶体微天平表面上,构制了用于测定血清中血吸虫抗体的压电免疫传感器.这种生物敏感膜由涂敷在石英晶片表面上的一滴Nafion+血吸虫抗原磷酸盐缓冲液干燥而成,它的构制和再生过程具有良好的重现性.用扫描电镜观察了这种生物敏感膜的形貌,并对传感器的构制参数、测量条件进行了优化,优化的传感器对血吸虫抗体的检测范围为0.2～6.0 mg/L.本传感器具有仪器简单、操作方便、灵敏度高、重现性好等优点,可判断血吸虫感染情况.