什么是QCM-D?

石英晶体微天平耗散监测，或简称QCM-D，是一种表面敏感，无标签的测量技术质量的变化在表面具有纳米级分辨率，以及粘弹性性质表面粘附层。时间分辨信息通常用于分析分子-表面相互作用，如吸附、解吸和结合，以及层结构。

感知质量和粘弹性特性

QCM-D是一个扩展版本药物，石英晶体微量天平。的基本QCM-D工作原理是QCM也一样——一个压电传感器通过施加交变电压激发产生共振，其共振频率为f，是时间的函数。传感器的共振频率取决于其质量(厚度)。频率变化，Δf，将揭示耦合到传感器表面的质量变化，并可用于检测和分析分子与表面的相互作用，如分子吸附和解吸，分别表现为质量摄取和质量损失，如图1所示。

图1。质量吸收和质量损失的示意图，分子吸附到，和解吸，QCM-D传感器表面。

除了测量Δf， QCM-D也测量能量损失耗散,ΔD，即所研究的系统。的D-value反映了表面粘附层的力学性能，可以与Δ结合使用f，用于定量质量，厚度和粘弹性propertieS的软层，这是不可能的，看Δf单独的反应。Δ的合并信息f和ΔDQCM-D所提供的特性使其特别适合于分析和表征常为粘弹性的水合体系。

测量耦合溶剂并监测结构变化

QCM:让我们感受一下水分的质量，即包括传感器表面分子和耦合溶剂的质量。这一特性使得QCM-D成为分析分子层结构和检测分子层结构变化(例如膨胀和坍塌)的绝佳工具。在层内发生结构变化的情况下，在整个重排过程中分子质量是相同的，但相关溶剂的质量会发生变化。例如，如果a高水化聚合物层发生坍塌， QCM-D将检测到层从高度水化状态过渡到坍塌状态时的质量损失。检测到的质量损失反映了与水合状态相比，在坍塌状态下耦合的溶剂量更小。QCM-D数据还将揭示从软层到更硬层的过渡，如图2所示。

图2。QCM-D测量的结构变化示意图。绿色插图(上)显示了高度水化层的崩塌。最初，分子从表面延伸并与大量溶剂结合。然后分子坍塌，释放耦合溶剂，并在表面形成薄而坚硬的层。图中绿色曲线表示厚度的变化。蓝色插图(底部)显示的是相反的情况。最初在表面有一层薄而坚硬的层，然后膨胀成厚而柔软的层。图中蓝色曲线表示厚度变化。