En los campos de la ciencia de los materiales, la biosensoría y el monitoreo ambiental, la medición precisa de pequeños cambios de masa es la clave para analizar la interacción entre las reacciones de la interfaz y la materia.Microequilibrio de cristal de cuarzo(qcm) con su capacidad de detección de calidad a nivel nanométrico, se ha convertido en una herramienta de precisión para el estudio de procesos microscópicos, ampliamente utilizada en escenarios de investigación científica y detección que requieren la captura de cambios en sustancias trazas.

En el estudio de la superficie del material, la microequilibrio de cristal de cuarzo es un "observatorio en tiempo real" del comportamiento de la interfaz. En el monitoreo del crecimiento de la película, el material de base se deposita en la superficie del cristal de cuarzo, y el qcm registra la tasa de crecimiento y el espesor de la película en tiempo real monitoreando los cambios en la frecuencia de resonancia del cristal (la sensibilidad puede alcanzar 1 ng / CM cuadrado), como la preparación de películas nanometálicas, que pueden controlar con precisión el espesor hasta el nivel de 1 nm, proporcionando soporte de datos para la preparación de electrodos en dispositivos semiconductores. Al estudiar el comportamiento de absorción de agua de los recubrimientos de polímeros, qcm puede capturar el aumento de la masa de los recubrimientos debido a la absorción de humedad, y analizar la velocidad de difusión de las moléculas de agua y las propiedades de penetración de los recubrimientos a través de la curva de cambio de frecuencia, proporcionando una base para la optimización de la fórmula de los recubrimientos impermeables. Su capacidad de monitoreo in situ puede evitar errores durante la transferencia de muestras y hacer que la resolución temporal de los datos experimentales alcance el nivel de milisegundos.

En el campo de la biosensoría, el dispositivo es un "medidor de precisión" de interacción molecular. En el estudio de la reacción antígeno - anticuerpo, los anticuerpos se fijan en la superficie del cristal de cuarzo, y cuando fluye la solución antigénica, el qcm calcula la masa antigénica unida a través de cambios de frecuencia, analizando así cuantitativamente la afinidad y la dinámica de reacción de ambos, y la concentración de detección puede ser tan baja como el nivel pg / ML. En el experimento de selección de medicamentos, qcm se utiliza para monitorear el proceso de Unión de moléculas de medicamentos a proteínas diana, y se pueden obtener parámetros clave como la constante de unión sin etiquetado fluorescente, y la eficiencia de selección es más de tres veces mayor que la de los métodos tradicionales. En la detección de virus, al modificar receptores específicos, se pueden identificar rápidamente partículas virales en la muestra, con un tiempo de respuesta inferior a 10 minutos, proporcionando un nuevo esquema para el diagnóstico rápido de enfermedades infecciosas.

En el monitoreo ambiental, el microequilibrio de cristal de cuarzo se utiliza para la detección de trazas de contaminantes. En el monitoreo de compuestos orgánicos volátiles (cov) en el aire, qcm modifica la superficie de materiales adsorbentes específicos, calcula la concentración de COV a través de cambios de masa antes y después de la adsorción, y el límite inferior de detección puede alcanzar el nivel ppb (10), que puede identificar gases nocivos como formaldehído y benceno. En la detección de la calidad del agua, para iones de metales pesados (como mercurio y plomo), utilizando la adsorción específica de películas funcionales, qcm puede lograr una detección selectiva en cuerpos de agua complejos, con una desviación estándar relativa inferior al 5%, cumpliendo con los requisitos de precisión del monitoreo ambiental. Su diseño miniaturizado se puede integrar en equipos portátiles de monitoreo para realizar análisis en tiempo real in situ y proporcionar datos oportunos para la trazabilidad de la contaminación.