石英晶體微天平是一種基于石英晶體的壓電效應對其電極表面質量變化進行測量的儀器。主要由石英晶體傳感器、信號收集、信號檢測和數據處理等部分組成。石英晶體傳感器則是其核心的構件，其基本構造是：從一塊石英晶體上沿著與石英晶體主光軸成35°15'切割得到石英晶體振蕩片。在它的兩個對應面上涂敷金層作為電極，石英晶體夾在兩片電極中間形成三明治結構。根據需要，還可以在金屬電極上有選擇地鍍膜來進一步拓寬其應用。例如，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成分或監(jiān)測化學反應的進行情況；不同金屬及金屬氧/氮化物鍍膜，以及合金鍍層可用來進行金屬腐蝕性能和人工關節(jié)的排異反應研究。而表面修飾生物材料如多肽，生物素等可以讓QCM作為基因傳感器在生物領域的有著廣闊應用。
石英晶體微天平其能夠測量微小質量的變化，其廣泛應用在生物醫(yī)學、蛋白質、氣體等的吸附檢測。本電路設計以單片機為核心，利用石英晶振片的特性，振蕩器的起振、穩(wěn)定振蕩原理，以及自動增益控制等方法，構造穩(wěn)定的振蕩電路，實現對石英晶片頻率變化的直接測量，進而推斷出相應的質量變化。使用LCD顯示模塊，實時顯示頻率、質量等的測量值，并擴展RS232接口，實現與上位機之間的通信。
基于耗散因子檢測技術的界面跟蹤探測系統(tǒng)進行分子與界面相互作用的研究，工作時，先將芯片放置于流動池中，將流動池固定于樣品平臺上，樣品平臺與電子單元和電腦主機連接，樣品通過蠕動泵流經流動池中的芯片上方；通過軟件設置，電子單元對芯片兩面施加一個電壓隨后斷開，芯片發(fā)生振動、產生電信號并傳輸回電子單元，振動的頻率和振幅記錄在軟件系統(tǒng)里；當樣品流經芯片上方，有物質吸附在芯片上或者將芯片上的物質沖走時，都會改變芯片的振動狀態(tài)并被記錄下來；芯片振動狀態(tài)與芯片上方物質的改變量，包括質量，厚度，密度和柔軟程度有關，所以軟件通過數學分析的方法可以獲取芯片上方物質的這些變量。測定吸附層質量，并同步提供粘彈性等結構信息。石英晶體微天平可測定多種不同類型表面的分子相互作用和分子吸附行為，同時可檢測分子的結構變化以及吸附與解析的動態(tài)過程。
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