石英晶體微天平QSense Explorer
**********儀器簡介**********
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交流電壓,在傳感器的共振頻率處引發(fā)一個小的剪切振動,當(dāng)交流電壓關(guān)閉后,振動呈指數(shù)衰減,這個衰減被記錄下來,得到共振頻率(f)和耗散因子(D)兩個參數(shù)。
對于薄層硬質(zhì)薄膜,可以使用Sauerbrey關(guān)系和公式,根據(jù)傳感器振動計算吸附層的質(zhì)量。當(dāng)沉積的薄膜松散和粘性時,能量通過薄膜上的摩擦被消耗,傳感器的振動發(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。通過使用多個頻率和耗散因子數(shù)據(jù),使用粘彈性模型而非Sauerbrey關(guān)系,我們可以計算得到質(zhì)量(mass)、厚度(thickness)、粘度(viscosity)和彈性(elasticity)。
越來越多發(fā)表的科學(xué)文獻(xiàn)證明了QCM-D系統(tǒng)的技術(shù)可靠性。該技術(shù)的核心是石英晶體在負(fù)載電壓下以一個特定頻率振蕩。當(dāng)晶體上的質(zhì)量改變時,振蕩的共振頻率也會隨之變化。通過這種方法,可以在納克級靈敏度上測定質(zhì)量變化。這種獨(dú)特的QSense 設(shè)計可以同時測量耗散因子,從而提供薄膜的結(jié)構(gòu)和粘彈性信息。它可以提供諸如吸附膜的分子結(jié)構(gòu)、厚度、水含量的信息。此外還可以檢測反應(yīng)前、進(jìn)行中和結(jié)束后的表面吸附層的變化。耗散因子是指當(dāng)電路斷開后震蕩的晶體頻率降低到0的時間快慢。任何可在芯片上形成薄膜的物質(zhì)都可以進(jìn)行免標(biāo)記測試,這些物質(zhì)包括聚合物、金屬和化學(xué)改性表面。實時測試系統(tǒng)每秒可提供高達(dá)200個數(shù)據(jù)點(diǎn)。
**********產(chǎn)品優(yōu)勢**********
● 追蹤表/界面變化
憑借著納克級的靈敏度,石英晶體微天平QSense Explorer可以精確測量吸附層的質(zhì)量變化,結(jié)構(gòu)和粘彈性質(zhì)。它可以區(qū)分兩個相似吸附層,或者觀測相轉(zhuǎn)變或吸附層的結(jié)構(gòu)變化。不僅如此,兩種類型相似層的吸附,吸附層相轉(zhuǎn)變或者結(jié)構(gòu)變化,都可以通過QCM-D檢測出來。
● 實時分析
每秒記錄高達(dá)200個數(shù)據(jù)點(diǎn),QSense 系統(tǒng)可以讓您實時、完整地跟蹤分子的相互作用。
● 自由的表面選擇
金屬,聚合物,化學(xué)改性表面,只要是能在芯片表面上鋪展成薄膜的材料,都可以成為我們的定制芯片涂層。
● 整體解決方案
QSense 提供易于上手的整體解決方案。 QSense Explorer系統(tǒng)包括儀器、軟件、電腦和安裝教程。QSense 也提供技術(shù)培訓(xùn)和應(yīng)用支持。
● 單通道傳感器系統(tǒng)
緊湊、易用、免標(biāo)記的單通道傳感器設(shè)計保證您進(jìn)行可靠穩(wěn)定的QCM-D測試,同時具有極佳的可重復(fù)性。
● 可選模塊
可提供如電化學(xué)和窗口模塊等附件模塊。
**********儀器原理**********
石英晶體微天平QSense Explorer是一種檢測吸附在表面上的分子反應(yīng)機(jī)制的實時分析儀器。當(dāng)分子層在傳感器表面質(zhì)量發(fā)生變化或者結(jié)構(gòu)發(fā)生改變時, E1可以測量分子層的變化。在材料、蛋白質(zhì)和表面活性劑等領(lǐng)域的研究中,QSense Explorer設(shè)備起到了關(guān)鍵作用。
從快速儀器入門使用,到高質(zhì)量數(shù)據(jù)分析,QSense Explorer提供了一套完整的解決方案。儀器為單通道測試模塊,并且該系統(tǒng)提供可選的窗口模塊,可以進(jìn)行芯片表面即時光學(xué)觀測。Explorer系統(tǒng)的緊湊設(shè)計同樣可以對芯片上的反應(yīng)進(jìn)行光譜研究,如光催化反應(yīng)(紫外修復(fù))和即時顯微研究(細(xì)胞在表面吸附)。我們的產(chǎn)品提供包括硬件、軟件、和讓您可以快速開始研究所需的介紹、培訓(xùn)以及實驗結(jié)果解析。
QSense Explorer設(shè)備基于極其靈敏和快捷的技術(shù),帶耗散因子檢測的石英晶體微天平(QCM-D)。該設(shè)備的核心是傳感器在加載電壓的作用下以特定頻率下振蕩。當(dāng)傳感器上的質(zhì)量發(fā)生變化時,其振蕩頻率會隨之變化(1)。斷開電路會導(dǎo)致振蕩衰減。衰減速率或者耗散因子與傳感器上的分子層粘彈性有關(guān)(2)。通過測定頻率和耗散,QCM-D可以分析吸附在傳感器表面的分子層狀態(tài),包括質(zhì)量、厚度和結(jié)構(gòu)性質(zhì)(粘彈性)。
**********使用方法**********
**********技術(shù)參數(shù)**********
傳感器數(shù)量:1個
傳感器上方體積:~40 μL
zui小樣品體積:~300 μL
工作溫度:15-65 °C,由軟件控制,精確度±0.02 °C,可提供高溫模塊,量程4~150°C
常規(guī)流速:0-1 mL/min
清洗:所有與液體接觸元件均可拆卸,并可在超聲波浴中清洗
傳感器晶體:5 MHz,直徑14 mm,拋光,AT切割,金電極
頻率范圍
1-70 MHz (對于5 MHz晶片,從7個頻率到13個泛頻,zui高至65 MHz)
zui大時間分辨率,1個頻率
zui高達(dá)每秒200個數(shù)據(jù)點(diǎn)
液相中常規(guī)質(zhì)量精度與zui大質(zhì)量精度:~ 1.8 ng/cm2(18 pg/mm),~ 0.5 ng/cm2(5 pg/mm)
液相中常規(guī)耗散因子精度與zui大耗散因子精度:~0.1*10-6,~0.04*10-6
液相典型峰間噪音(RMS):~ 0.16 Hz (0.04 Hz)
**********具體應(yīng)用領(lǐng)域如下**********
● 生物材料表面分析
● 生物傳感器的研究
● 蛋白質(zhì)的相互作用
● 膜表面的吸附/解析
● 生物膜表面DNA的雜交
● 酶的降解
● 聚電解質(zhì)單/多層膜的研究
● 細(xì)胞在不同表面的吸附
● 靶向藥物的研究
● 催化、腐蝕等研究
● 高分子溶漲、結(jié)構(gòu)改變、等特性的研究
● 高分子材料的生物相容性等
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開放式耗散型石英晶體微天平分析儀
儀器為開放式,便于用戶進(jìn)行集成,各種改造。
北京伯英科技有限公司Boinst銷售的開放式耗散型石英晶體微天平分析儀設(shè)計的理念是每個實驗室都能用得起,價格非常便宜,常規(guī)QCM(3.8萬人民幣)與耗散型QCM(QCM-D)(9.8萬人民幣),儀器都為開放式設(shè)計。
用戶可選透明(不兼容有機(jī)溶劑)\不透明(兼容有機(jī)溶劑)測量池、敞口式測量池、電化學(xué)測量池EQCM等模塊。
Boinst的開放式耗散型石英晶體微天平分析儀特點(diǎn):為開放式、可帶WIFI,USB數(shù)據(jù)線即插即用,兼容不同尺寸與頻率石英晶片,獨(dú)立或多臺串聯(lián)使用,應(yīng)沒有價格比這低的進(jìn)口耗散型QCM, 儀器設(shè)計之初用于航空航天,因而體積與重量也找不出再小再輕的(43g)。
兩種使用模式:標(biāo)準(zhǔn)模式與開放模式。開放式可用線纜連接,把電路板可集成到其他電子器件上(如航空航天),便于用于集成以及進(jìn)行各種改造。
用戶可以使用自己的測量池:如下圖所示,開放式石英晶體微天平分析儀主機(jī)使用標(biāo)準(zhǔn)USB線采集數(shù)據(jù),可用于采集用戶自制測量池數(shù)據(jù),只需把標(biāo)準(zhǔn)USB線剪開,把綠色線與白色線(數(shù)據(jù)正線與負(fù)線)分別連接到用戶池正負(fù)即可。
開放式耗散型石英晶體微天平分析儀技術(shù)參數(shù):
長寬高與重量 | 66 x 50 x 26 mm,43g | 默認(rèn)石英晶體材質(zhì) | 10 MHz,兼容5~25 MHz |
耗散靈敏度 | 10-4 | 常規(guī)靈敏度 | 4.42 x 10 -9 g Hz-1 cm-2 |
常規(guī)工作溫度 | -40°C to 85° C | 軟件 | Java |
數(shù)據(jù)采集頻率 | zui大10個數(shù)據(jù)/s | 操作平臺 | Windows, MAC, Linux |
連接方式 | USB | 內(nèi)置溫度傳感器 | 10K Thermistor |
設(shè)備材質(zhì) | Polyamide | 輸入電壓 | 5 VDC(電腦USB電源) |
測試窗口材質(zhì) | PMMA | 電源 | 58 mA (290 mW) @ 10 MHz |
O-ring 材質(zhì) | Silicone | 設(shè)備生產(chǎn)方式 | 3D打印工藝 |
石英晶體微天平分析儀是非常靈敏的質(zhì)量傳感器,可在液體與氣體中使用。我們Boinst的OpenQCM通過USB線纜與電腦連接即可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的采集與分析,簡單易用。
通過石英晶體微天平分析儀QCM,您可以獲得基本的頻率變化、質(zhì)量、厚度等參數(shù),耗散型QCM還可以測量耗散因子、界面流變、構(gòu)象變化等。耗散因子可以知道石英晶片表面樣品的剛性與柔性,可用于計算表面粘度與彈性模量(界面流變)。
QCM儀器常用研究方向:分子相互作用等、生物傳感器、生物材料、膜層層組裝,表面反應(yīng),聚合物薄膜組裝,納米顆粒,生物相容性等。
我們Boinst的開放式石英晶體微天平分析儀OpenQCM僅43g,體積如鼠標(biāo)大小,系統(tǒng)非常靈活,可用于多種條件下的鍍膜在線檢測,分子層的吸附與解吸附,分子相互作用,分子自組裝,薄膜水合作用,同時還可用于分子構(gòu)象變化檢測(比如在表面由于化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致的變化),航空航天QCM用于外太空塵;蛟友醺g等研究。
石英晶體微天平分析儀儀器還可以用于可調(diào)諧的氣體傳感器,用于監(jiān)測氣溶膠在大氣環(huán)境中的沉積。
開放式耗散型石英晶體微天平分析儀在液體中的應(yīng)用展示了巨大的潛力。QCM可用于功能化表面測量綁定事件,比如抗體-抗原綁定,蛋白間反應(yīng)。儀器在生命科學(xué)域是非常強(qiáng)大的工具,可以檢測DAN雜化與藥物化合物,以上僅僅是部分應(yīng)用,更多的應(yīng)用取決于你想在實驗室做什么研究。