石英晶体微平衡测量中的蛋白质吸附和聚合物力学的样品制备

石英晶体微平衡可用于感应另一种化合物的小浓度，可用于软物质和生物材料系统力学的问题。主要优点是石英晶体微平衡能够获得小样本尺寸的高精度信息。提取机械性能信息时，需要使用适当厚度的薄膜。

研究人员在分析过程中必须小心地对胶片应用正确的建模。该技术非常适合研究各种材料系统，并了解聚合物材料的机械特性如何与环境响应。打开所有必要的设备后，从腔室平台上拆量模块，并拧下大拇指螺钉以打开模块。

用氮气流干燥流模块上的 O 环，并检查 O 环是否平放。通过将传感器与活动表面侧向下放置，并将锚形电极朝向流量模块中的标记，将传感器安装在 O 形环上。查找传感器的初始谐振频率。

将进气泵管放在 1X PBS 中。以每分钟 25 微升的速度启动外部泵流量，目视检查油管，确保液体流过管。让流体流动正确平衡至少 15 分钟。

在软件中，按开始测量开始测量并开始数据采集。监控频率和耗散值至少五分钟，以确保基线稳定。停止泵，将进气管移动到醋酸胶原蛋白缓冲液中，并恢复流体流动。

请注意此事件的时间，供以后分析。让新的频率和耗散值平衡 8 到 12 小时以稳定值，然后停止泵，将进气管移回 1X PBS 溶液，并恢复流体流动。请注意此事件的时间，供以后分析。

同样，允许新的频率和耗散值平衡 30 分钟以稳定值。结束测量的数据采集，然后保存数据。首先，将裸石英晶体传感器定位在连接到矢量网络分析仪和计算机的样品架中。

打开分析仪，向传感器施加振荡电压，收集空气中传感器的参考电导谱，然后将样品架淹没在装满蒸馏水的无唇 100 毫升烧杯中，并收集水中裸传感器的参考电导谱。将小硅片插入 0.5 摩尔溴化钾溶液中，在退火步骤期间为石英传感器创建幻灯片，以防止薄膜从传感器脱落。准备将 PEC 添加到传感器表面。

如果PEC复合物分两个阶段，请小心地将约0.5毫升的聚合物富相放入移液器中。保持移液器灯泡的压力，不允许聚合物差相进入移液器，将移液器从溶液中抽出。使用化学擦拭擦拭移液器的外端。

将足够的溶液滴到石英传感器表面，以完全覆盖表面。确保传感器表面的溶液中没有可见的气泡。旋转涂覆 PEC 样品，并立即将传感器淹没在 0.5 摩尔溴化钾溶液中，以防止薄膜上盐结晶。

让薄膜退火至少 12 小时。将传感器转移到装满蒸馏水的烧杯上，以去除薄膜和传感器背面多余的溴化钾。将传感器留在溶液中 30 至 60 分钟。

测量应用于空气中的传感器表面的薄膜，参考空气中的裸传感器。允许胶片数据平衡。接下来，将干燥的硫酸钙插入100毫升无唇烧杯中，测量完全干燥的薄膜厚度。

从烧杯中去除硫酸钙，然后用蒸馏水冲洗烧杯。用 30 毫升蒸馏水填充 100 毫升无唇烧杯。插入搅拌棒，以确保水在薄膜周围循环。

参照水中的裸传感器，在水中测量薄膜约 30 至 45 分钟，或直到平衡薄膜数据。将 5.35 克溴化钾测量到分级油缸中，将 15 毫升的溴化钾溶液放入分级油缸中，并填充到 15 毫升的蒸馏水中，以 15 毫升的溶液。旋转直到溶解。

将薄膜面对远离溴化钾溶液添加到水中的地方，使薄膜不溶解。将溴化钾溶液加入烧杯中，用蒸馏水以0.1摩尔为增量。在添加另一种溴化钾溶液之前，请确保系统平衡。

获得所有数据后，从支架上取下薄膜，放在蒸馏水的烧杯中。让盐离开薄膜 30 到 60 分钟，然后风干薄膜。在这项研究中，胶原蛋白溶液的引入导致蛋白质吸收开始，观察到频率稳步下降，耗散量随着时间的推移增加，直到粘附胶原蛋白高原的密度在稳定的基线。

频率变化与薄膜的质量相关，耗散与薄膜的能量消耗相关。需要一个理论模型来定量地获得粘弹性特性。利用功率法模型对胶原蛋白进行粘弹性分析，分别显示了航空质量、复杂剪切模数和粘弹性相角。

前 10 小时表示胶原蛋白对传感器表面的主要吸附阶段，周期为 10 至 20 小时，显示缓冲洗涤前 20 小时的平衡阶段。以下是使用 QCM 测量的样品一般范围中的粘弹性相位角和复杂剪切模数图。绿线表示两个属性之间的线性关系。

此图显示了 PEC 如何根据系统中聚合物、水和盐的比例来演示广泛的机械性能。样品制备直接影响QCM实验的结果。了解您希望从样本中学习哪些数据，可以了解样本的厚。

QCM 在感应环境和生物过程方面非常有用。它还可以探讨高频系统中的流变行为，以描述材料的粘弹性。