Il microbilanciamento del cristallo di quarzo è utile per rilevare piccole concentrazioni di un altro composto e può essere applicato a domande riguardanti la meccanica della materia tenera e dei sistemi di biomateriali. Il vantaggio principale è che il microbilanciamento del cristallo di quarzo è in grado di ottenere informazioni altamente accurate per campioni di piccole dimensioni. Quando si estraggono informazioni sulla proprietà meccanica, è necessario lavorare con pellicole di spessore appropriato.
I ricercatori devono fare attenzione ad applicare la modellazione corretta per un film durante l'analisi. La tecnica è adatta per lo studio di una vasta gamma di sistemi di materiali e per comprendere come le proprietà meccaniche dei materiali polimerici rispondono all'ambiente. Dopo aver accendeto tutte le attrezzature necessarie, rimuovere il modulo di flusso dalla piattaforma della camera e svitare le grandi viti per aprire il modulo.
Asciugare l'O-ring sul modulo di flusso con un flusso di gas azoto e verificare che l'O-ring sia piatto. Montare il sensore sull'O-ring posizionando il sensore con il lato superficiale attivo verso il basso e un elettrodo a forma di ancoraggio orientato verso il marcatore nel modulo di flusso. Trova le frequenze di risonanza iniziali del sensore.
Posizionare i tubi della pompa di ingresso nel PBS 1X. Avviare il flusso della pompa esterna a 25 microlitri al minuto e ispezionare visivamente i tubi per assicurarsi che il fluido fluisci attraverso il tubo. Lasciare che il flusso del fluido equilibra correttamente per almeno 15 minuti.
Nel software, premere avvia la misurazione per avviare la misurazione e iniziare l'acquisizione dei dati. Monitorare i valori di frequenza e dissipazione per almeno cinque minuti per garantire una linea di base stabile. Arrestare la pompa e spostare il tubo di ingresso nella soluzione tampone di acetato di collagene e riprendere il flusso del fluido.
Si noti l'ora di questo evento per un'analisi successiva. Lasciare che i nuovi valori di frequenza e dissipazione equilibrano per otto-12 ore a un valore stabile, quindi arrestare la pompa, spostare il tubo di ingresso alla soluzione PBS 1X e riprendere il flusso del fluido. Si noti l'ora di questo evento per un'analisi successiva.
Ancora una volta, consentire ai nuovi valori di frequenza e dissipazione di equilibrare per 30 minuti a un valore stabile. Terminare l'acquisizione dei dati della misurazione, quindi salvare i dati. In primo luogo, posizionare un sensore di cristallo di quarzo nudo in un portacampioni collegato all'analizzatore di rete vettoriale e al computer.
Accendere l'analizzatore per applicare una tensione oscillante al sensore e raccogliere uno spettro di conduttanza di riferimento per il sensore nell'aria, quindi immergere il supporto del campione in un bicchiere da 100 millilitri senza labbra riempito con acqua distillata e raccogliere uno spettro di conduttanza di riferimento per il sensore nudo in acqua. Inserire un piccolo wafer di silicio in una soluzione di bromuro di potassio molare 0,5 con un angolo per creare uno scivolo per il sensore di quarzo durante la fase di ricottura per evitare che il film esca dal sensore. Prepararsi ad aggiungere la PEC alla superficie del sensore.
Se il complesso PEC è in due fasi, redigere con cura circa 0,5 millilitri della fase ricca di polimeri nella pipetta. Mantenendo la pressione sul bulbo di pipetta per non consentire alla fase povera di polimeri di entrare nella pipetta, estraggono la pipetta dalla soluzione. Pulire l'esterno della pipetta utilizzando una salvietta chem.
Aggiungere abbastanza soluzione per quanto riguarda la caduta sulla superficie del sensore di quarzo per coprire completamente la superficie. Assicurarsi che non vi siano bolle visibili nella soluzione sulla superficie del sensore. Spin rivestire il campione PEC e immergere immediatamente il sensore nella soluzione di bromuro di potassio molare 0,5 per prevenire la cristallizzazione del sale sul film.
Lasciare ricottura al film per almeno 12 ore. Trasferire il sensore su un becher riempito con acqua distillata per rimuovere il bromuro di potassio in eccesso dal film e dal retro del sensore. Lasciare il sensore nella soluzione per 30-60 minuti.
Prendere una misurazione del film applicato sulla superficie del sensore in aria a cui si fa riferimento al sensore nudo nell'aria. Consentire ai dati del film di equilibrare. Successivamente, inserire il solfato di calcio essiccato in un becher senza labbra da 100 millilitri e misurare lo spessore del film completamente asciutto.
Rimuovere il solfato di calcio dal becher e sciacquare il becher con acqua distillata. Riempire il becher senza labbra da 100 millilitri con 30 millilitri di acqua distillata. Inserire una barra di agitazione per assicurarsi che l'acqua circole intorno al film.
Con riferimento al sensore nudo in acqua, misurare il film in acqua per circa 30-45 minuti o fino a quando i dati della pellicola non sono equilibrati. Preparare una soluzione da 15 millilitri di tre bromuro di potassio molare misurando 5,35 grammi di bromuro di potassio in un cilindro graduato e riempire a 15 millilitri con acqua distillata. Gira fino a quando non si scioglie.
Affronta il film lontano da dove viene aggiunta la soluzione di bromuro di potassio all'acqua in modo che il film non si dissolva. Aggiungere la soluzione di bromuro di potassio al becher con acqua distillata in incrementi molari 0.1. Assicurarsi che il sistema sia equilibrato prima di aggiungere un'altra aggiunta della soluzione di bromuro di potassio.
Dopo che tutti i dati sono stati acquisiti, rimuovere il film dal supporto e posizionare in un becher di acqua distillata. Lasciare il sale lasciare il film per 30-60 minuti e asciugare ad aria il film. In questo studio, l'introduzione della soluzione di collagene ha causato l'assorbimento delle proteine, che è stato osservato come una costante diminuzione della frequenza e un aumento della dissipazione nel tempo fino a quando la densità degli altipiani di collagene aderenti a una linea di base stabile.
I cambiamenti di frequenza sono correlati con la massa del film e la dissipazione è correlata con la dissipazione di energia dal film. È necessario un modello teorico per ottenere quantitativamente le proprietà viscoelastiche. L'analisi viscoelastica del collagene utilizzando un modello di legge di potenza mostra rispettivamente la massa aerea, il modulo di taglio complesso e l'angolo di fase viscoelastico.
Le prime 10 ore indicano la fase principale di adsorbimento del collagene sulla superficie del sensore con il periodo compreso tra 10 e 20 ore che mostra la fase di equilibrazione prima del lavaggio tampone eseguito a 20 ore. Ecco la trama dell'angolo di fase viscoelastico e del modulo di taglio complesso sulla gamma generale di campioni misurati utilizzando il QCM. La linea verde indica la relazione lineare tra le due proprietà.
Questo grafico mostra come una PEC può dimostrare una vasta gamma di proprietà meccaniche basate sul rapporto tra polimero, acqua e sale nel sistema. La preparazione del campione influisce direttamente sui risultati di un esperimento QCM. La comprensione dei dati che si desidera apprendere da un campione informa quanto dovrebbe essere spesso il campione.
Il QCM è molto utile per rilevare processi ambientali e biologici. Può anche sondare il comportamento reologico nel regime ad alta frequenza per caratterizzare la viscoelasticità dei materiali.
