QCM-D的应用

QCM-DApplication耗散型石英微天平分析仪北京正通远恒科技有限公司[e-mail]常规QCM多采用Sauerbrey模型，所以只能测量刚性薄膜，多用于电化学测量，不能用于软膜质量测量，否则会远远低估实际的质量。QCM-D除了Sauerbrey模型，还增加了Voigt等几种模型用Voigt模型，可测各种膜的质量，厚度，密度，流变（粘度与弹性模量），耗散，物质构象变化。这些功能极大地扩展了QCM的应用范围国内现有客户及其应用(CHINA)1.北京大学环境学院--------------Biofilm,bacterial,cell,proteins2.北京大学化学与分子工程学院--------------Biosensor,proteins3.北京大学工学院生物医学工程系--------------Biosensor,proteins4.南京大学物理系--------------Lipid,proteins5.南京大学化工系--------------Lipid,proteins6.南京大学高分子医学院--------------Lipid,proteins7.复旦大学高分子系--------------Polymers,proteins8.浙江大学高分子系--------------Polymers,biomaterials,polyelectrolyte9.西南交通大学材料科学与工程学院----------DNA,proteins,biomaterial10.中科大苏州研究院环境技术实验室----------Polymers,proteins11.中科大化学物理系-Polymers12.西安交通大学理学院-----------DNA,Biomaterials,protein13.中科院上海应用物理所-----------Biomaterials,protein14.中科院长春应化所--------------Polymers,biomaterials,polyelectrolyte15.中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所----Polymers,proteins,biomaterials16.苏州大学--------------Polymers,proteins,biomaterials17.华南理工大学生物材料研究所--------------Polymers,biomaterials18.香港大学--------------DNA,proteins,biosensors19.台湾大学--------------Surfactant,SAM20.台湾基因研究中心--------------DNA,proteins,cellExamplesofCustomers(NorthAmerica)StanfordUniversity(3units)------------------Lipids,Polymers,NanotubesYaleUniversity-----------------------------------Polyelectrolyemultilayers,proteinadsorptionUCBerkeley--------------------------------------Hydrogels,proteinadsorptionHarvardUniversity------------------------------Proteinadsorption,Proteinconformation,SAMSandiaNationalLab----------------------------BiosensordevelopmentCarnegieMellonUniversity(2units)-------Protein-proteininteraction,polymersRutgersUniversity(2units)-------------------Protein-biomaterialinteractionNIST,PolymerDivision------------------------Polymerhydration/swelling,photoresists3M--------------------------------------------------Polymers,biointerfaceresearchMedtronic-----------------------------------------MedicaldevicesBostonScientific--------------------------------Medicaldevices,stentsColgate/Palmolive-------------------------------Surfactants,enzymeactivityProcter&Gamble2units---------------------Surfactants,polymersAmgen---------------------------------------------ProteintherapeuticsJohnson&Johnson,Vistakon---------------Contactlenses,hydrogels,proteinadsorptionExamplesofCustomers(Europe,Asia)UniversityofAarhus,Denmark4units----Biophysics,biomaterialsChalmers,AppliedPhysics,Sweden-----Biosensors,BiomaterialsETH,SurfaceScience,Switzerland-------Functionalizedsurfaces,proteinsCavendishLab,Cambridge-----------------Biomaterials,colloidsTokyoDentalCollege,Japan---------------Dentalimplants,biocompatibilityYKI,Stockholm,Sweden--------------------Surfacechemistry,polyelectrolytesIMRESingapore--------------------------------DNA,proteins,biosensors(2units)IBNSingapore-----------------------------------BiomaterialsMaxPlanckInstitute,Mainz,Germany---Biomaterials(2units)Carmeda,Sweden-----------------------------Biomaterialcoating,heparinSony,Germany---------------------------------BiointerfacesAgfa,Belgium------------------------------------PolymerinterfacesICI,UK--------------------------------------------Biomaterials,polymerfilms,proteinsSmith&Nephew,UK--------------------------Biomaterials,proteinadsorptionUnilever,UK2units----------------------------Surfactants,hydrogelsWhatcanQCM-Dcharacterise?QCM-D应用领域Surfaceadsorption/desorption表面吸附与解吸•Biomolecules生物分子(protein,vitamin,antibody,DNA,...)•Polymers/polyelectrolytes聚合物/聚合物电解质•Cells细胞Surfacereaction表面反应•Conformationchange(protein,DNA,polymer,cells)构象变化•Crosslinking(protein,polymer,...)交联•Hydration(polymer)水合H2OBulkcharacterization本体表征•Viscoelasticpropertiesoffluids(proteinsolutions,...)液体的粘弹性Commonapplicationareas常见应用领域表面活性剂/液体蛋白质聚合物--------++++++-----++++++生物材料QuartzTantalum细胞/细菌生物芯片•1.生物材料/细胞、蛋白等在材料表面的吸附与生长•2.生物相容性•3.磷脂单层、双层、囊泡在材料表面的形成，材料表面的钝化与功能化，生物膜在表面的早期形成•4.生物芯片/抗体与抗原/生物分子相互作用•5.蛋白质、聚合物构象变化/溶胀检测•6.多层聚合物电解质交替吸附•7.药物包覆材料在人体环境中降解•8.酶降解材料/洗涤剂、表面活性剂、酶除污渍•9.噬菌体展示具体应用示例生物材料细胞、蛋白在材料表面的吸附与生长TiO2CrystalInsitu,QCM-D植体表面优化模拟石英晶体传感器，表面TiO2处理HipimplantBone应用示例：界面生物材料TiO2ImplantBone金属/金属氧化物涂层，促进细胞吸附（Ti,Taetc）M.Fosset.al.AarhusUniversity,Denmark表面功能化处理Osteoblasts(造骨细胞)表面功能化，促进细胞吸附（DNA,RGDpeptide）11Poroussol-gelTiO2coating模拟人体温度下骨骼在二氧化钛表面的生长•Calciumphosphate磷酸钙growthfromaSBFsolutions–bioactivematerial•ImportantinordertointegrateimplantswithboneBeginningAfter2weeks25oC:120–460min37oC:42-140minProteinadsorptiononHydroxyapatite蛋白质在羟基磷灰石表面的吸附•Sixdifferentproteins:HSA人血清白蛋白,Catalase过氧化氢酶,IgG免疫球蛋白,Hemoglobin血红素,Lysozyme溶解酵素andCytochromec细胞色素c´Q-Sense-uniqueΔD/Δfplots•酸性蛋白(HASandCatalase）是单分子层吸附，内部结构没有改变，可从ΔD/Δf直线的斜率基本不变看出来。•而中性、碱性蛋白（IgG,Hemoglobin,LysozymeandCytochrome）则会出现两种不同的吸附区，反映了不同的吸附行为。不同的区域=不同的刚性，常常由于水含量/结构特点的不同而发生。他们的构象会随吸附量发生变化。KeyEngineeringMaterials,Vols361-363(2008)pp1119-1122.CrystalTearfluidProteinresistanceoptimizationCrystalEx.Situ,QCM-DProteinresistantsurfaces隐形眼镜表面的抗蛋白性能EyeContactlensContactlensEyeTearfluidContactlenspolymerContactlensContactlensmaterialB.Milthorpeet.