石英晶体微天平——QCM.ppt

石英晶体微天平——QCMQCM的应用范围1.基本原理石英晶体quartzcrystal石英晶体的压电效应石英晶体的压电效应石英晶体的压电效应压电效应的方向性石英晶体电极谐振器与振荡器频率变化与质量变化QCM在液相测量中的应用应用于检测流动细胞QCM结构及特性QCM结构及特性QCM结构及特性QCM结构及特性QCM结构及特性QCM结构及特性QCM结构及特性QCM结构及特性石英晶体微天平之应用应用应用于电化学金电极上单分子层氧的吸附机理研究—循环伏安法从CV图可以看出,向正电位方向扫描时,金电极在0.9～1.1V处出现一个氧化峰,标志着氧化态金的形成,一般认为是形成了二价的AuO返扫时,在0.5V出现一个还原峰,标志着氧化态金被还原从相应的频率-电位图来看,当电位从0扫向0.8V时,频率下降表示电极上质量增加相应的CV图上这一电位段却非常平坦,基本上看不出电流响应,没有氧化峰出现,通过分析这段的质量增加可归因于溶液中阴离子的吸附金电极上单分子层氧的吸附机理研究应用于电化学溶剂中离子在聚合物膜中的传输应用于电化学不同溶剂体系中氢氧化物电沉积的EQCM研究应用之分析化学领域QCM应用于气相检测甲醛的检测如图是两个样品对16mg/m3甲醛的响应曲线.从图中可以看出样品1对16mg/m3甲醛有响应,样品2对16mg/m3甲醛几乎没什么响应.

我们分析是样品2中用到的原始MWCNTs在空气中放置了一段时间,由于原始MWCNTs本身含有少量的杂质及缺陷,可能吸附了空气中的水、杂质等,从而对16mg/m3甲醛气体几乎没有响应.
图是样品1对16mg/m3甲醛和9.64mg/m3水蒸汽的响应曲线.响应幅度都不大,但很稳定.

样品1是未经修饰的MWCNTs涂覆的QCM,未经修饰MWCNTs的表面不含OH官能团,缺少吸附的活性点

需要进一步对MWCNTs进行掺杂、改性来增加其对被测物质的响应;涂膜技术也需改进.

大气飘尘
用静电吸附的方法把空气中的尘埃采集到石英谐振器表面进行称重。采样速率1L/min，在41s内测出大气飘尘的浓度范围100μg/m3，误差士5%该方法还被用来监测地下核爆炸所产生的烟云中的灰尘浓度和粒度。还可以测量像机器启动、气溶胶罐打开或吸烟者进人清洁房间所引起的瞬间效应。
纯水和液体化学试剂中杂质总量的测定
用微量注射器加2mL水到电极中心，蒸干后测频率变化，7HZ相当于10-4%的杂质含量，此法也可以用于氨水、双氧水、硫酸、盐酸、硝酸、乙酸等试荆中不挥发物含量的测定。如果每次加样0.5mL，加到50ml后进行测量，可以测出1x10-4%含量范围内的杂质总量分析溶液中金属离子的浓度
把石英谐振器与极谱仪联用，用石英谐振器作为阴极.将溶液中的金属离子电镀到石英谐振器的电极上，然后进行测通。
大气腐蚀研究
用蒸镀或电镀的方法，将被研究的金属处理到石英谐振器的电极上，可以对大气腐蚀进行复位、实时监测。尤其是将石英晶体微天平和红外光谱联用，是研究金属大气腐蚀的强有力的手段。小结病理学蛋白质检测Ag-Ab免疫结合蛋白质检测QCM-D技术的核心是石英晶体传感器。在电极两端加入一个交流电压，在石英晶体传感器的共振频率处引发一个小的剪切振动，当交流电压关闭后，振动呈指数衰减，这个衰减被记录下来，得到共振频率(f)和耗散因子(D)两个参数。每秒钟获得多个频率和耗散因子数据，可用于反应动力学的计算。CLINICALThefirstone:1992Plomer肠球菌
发展：白色念珠菌、大肠杆菌、沙门氏菌、霍乱弧菌
原理：细菌抗原——目标细菌抗体间接测定病毒DNA/RNA基因突变常规：
血浆凝固反应为基础，观测反映体系中黏度、光密度的变化判定反应的终点
检测凝血因子活性快速、准确、低成本
10MHz镀银石英晶体
实时变化——判断起点和终点受体—配体
肿瘤细胞黏附QCM现状与展望QCM：在线跟踪，检测微观过程的变化，获取丰富的在线信息，其他方法无可比拟。
与其他技术结合成为微观过程与作用机理研究，微量、痕量物质的检测等方面十分有效的手段，获得广泛应用，并从简单的浓度测定深入到动力学过程机理的研究。今后的发展方向集中在以下几个方面:
1．对粘弹性层的理论处理
2．采用其他表面技术，如表面红外光谱，对晶体表面的界面特性进行深入研究。
3．微量物质的检测与作用的研究。如以生物组织作为分子识别元件，研究诸如微量元素作用等。