吸附和解吸-如何用QCM-D测量

吸附和解吸过程随处可见。它们在诸如表面科学、生物材料细胞和分子生物学，以及药物开发和生产，分子和纳米颗粒在不同情况下与各种表面相互作用。

吸附可以定义为分子从液相或气相粘附到表面上。解吸是一种相反的现象，即被吸附的分子从表面被去除。QCM-D该技术本质上是对小质量的平衡，可以通过检测分子从被研究表面吸收或释放后的质量变化，实时监测分子的吸附和解吸过程。

固体表面吸附和解吸过程的表征

根据研究的应用和目标，它可能与理解、表征或优化吸附或解吸事件有关。无论是哪种方式，它都将与监测添加到或离开表面的材料数量有关，也可能与调查该过程发生的速率有关。每当材料被添加到或从表面上移除，都有一个相应的质量变化，由QCM-D实时检测。

例如:评价蛋白质在玻璃和塑料上的吸附

举个例子，让我们看看蛋白质在两个不同表面上的吸附，一个是玻璃表面，一个是塑料表面。如图1所示，我们遵循以下步骤。

1. 我们同时进行两个测量，一个在玻璃上，一个在塑料上。测量从背景溶液中的各个表面开始。在这一点上，表面是裸露的，这意味着零质量(图1A)。
2. 接下来，我们引入蛋白质溶液，让它流过表面。QCM-D仪器捕获两个参数，频率和耗散．频移代表质量变化的反转，即负频移表示质量吸收，正频移表示质量损失。当蛋白质到达表面时，会有大量的吸收这两个玻璃和塑料表面。然而，我们注意到，玻璃表面的吸附速度略快于塑料表面(图1B)。
3. 30分钟后，冲洗掉松散的蛋白质。这里我们看到玻璃和塑料表面的质量损失(图1C)。
4. 实验结束时，我们得出结论，玻璃表面的最终吸附量大于塑料表面的最终吸附量(图1D)。

图1所示。(上)用QCM-D测量蛋白质在塑料(PVDF)和玻璃(硼硅酸盐)上的吸附。(下)蛋白质吸附过程示意图。

评价不同条件下的吸附与解吸

监测质量作为时间的函数，评估表面相互作用过程是直接的。也可以通过改变例如浓度、温度、pH值和离子强度来比较不同条件下的行为。

除了这里展示的例子外，其他类型的吸附和解吸事件可以通过测量质量吸收和质量损失来表征，例如，表面活性剂的表面相互作用，聚合物而且纳米粒子．

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