QCM Flow Cell Kit
수정의 공진주파수(resonant frequency)는
물질이 전극 표면에 닿을 때 변하며, 이러한 수정의 독특한
현상을 이용하여 극미량 분석을 할 수
있습니다.
원리
1880년 Jacques Curie와 Pierre Curie는
uartz, rochelle salt
(NaKC4H4O6-4H2O), toumaline 같은
여러 crystal의 표면에 기계적인 압력을 주었을 때 crystal의 양표면 사이에 전압이 걸리고, 그 크기는
가해준 압력에
비례하는 것을 발견하였습니다. 이를 압전효과(piezoelectric effect)라고 합니다.
그들은 또, crystal의 양표면
사이에 전압을 가해주었을 때, 기계적인 압력이 걸리며, 이는 crystal의
변형을 야기시키는데, 이러한 변형은
탄성적(elastic)이며 같은 크기의 전압을 반대방향으로 걸어주었을
때는 크기는 같고 방향이 반대인 변형을 야기시킨다는 것을
발견하였습니다. 따라서, crystal에 전압을
alternating하게 걸어주었을 때 crystal은 표면에 평행한 방향으로
진동운동(vibrational motion)을 하게
되며, 이를 역압전효과(converse piezoelectric effect)라고
합니다. 이런 진동운동은 transverse wave를
생성시키는데, 이 wave의 주파수가 crystal이 갖는 고유한 공진
주파수(resonant frequency)가 되며,
이는 현재 이용되고 있는 QCM(Quartz Crystal Microbalance)
시스템의 기본 원리가 됩니다.
Lord Rayleigh는 quartz crystal의
진동운동에 변화를 주면 transverse wave의 주파수가 변화되는
것을 발견하였고, 이러한 현상은 Sauerbrey에 의해 체계화
되었습니다. 전극이 coating된 quartz crystal
표면에 외부 물질이 deposition될 때, 기체상태에서의 공진 주파수
변화량(F)는 Sauerbrey 방정식에 의해
다음과 같습니다.
F = 2.3 x 10-6 F2M/A
F: 공진
주파수
M: crystal 표면에 deposition된 질량
A: quartz crystal 전극표면의
넓이
Quartz crystal의 전극표면 위에 외부 물질이
붙으면 quartz crystal의 표면밀도(areal density)가 증가
하게 되며, 이는 transverse wave의 공진 주기를
증가시킵니다. 이는 공진 주파수의 감소를 의미하고,
외부 물질량과 고인 주파수의 감소량간에는 비례관계가 성립한다는 Sauerbrey
방정식을 이용하여 반응
전과 반응 후의 주파수 변화량을 측정함으로써 측정 대상물질의 농도를 측정할 수 있습니다. QCM을
이용하여
0.1~1ng/cm2의 질량 변화를 측정할 수 있습니다.
응용
* Chemical reaction monitor
* Biomedical sensor
* Metal
deposition monitor
* Environmental monitoring application
Crystal Quartz
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10MHz 수정의 두께는 0.16mm이며, 진동수를
증가시키기 위해서는 수정막을 더 얇게 하여야 합니다. 또한, 높은 분해능(resolution)을 얻을 수 있어야 하며 취급 또한 용이하여야
합니다. 폐사에서는 표면이 polishing 처리된 것과 unpolishing 처리된 형태의 quartz를
공급하고 있습니다. Polished quartz는 점착성 티타늄 층에 100Å 두께의 금이 도포되어 있습니다. 티타늄 층이 실험에 유해
요소가 될 수 있을 경우에는 unpolished quartz를 사용할 것을 권합니다. 그러나, unpolished quartz의 경우, 점착성
막이 없기 때문에 unpolished quartz상에 도포된 gold layer가 더 쉽게 벅셔질 수 있음을
밝혀둡니다. |
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QCM Mode
고체 표면에서의 항원-항체 반응과 같은 실험에 응용.
위 사진은 구형모델입니다
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EQCM Mode
전기화학 실험에 응용
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위 사진은 구형모델입니다
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Schematic of EQCM Measurement System
Result of Frequency Change by Serial
Monitoring
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solution: PBS with 2mM Dithiodipropionic
acid, a: stationary state
Flow rate:
b:85, c:110, d:140, e:160,
f:190ul/min
Base line is stable enough as
figure in right shows. |
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Line
figure shows result of change in frequency with time by
adding;
avidin(2mg/ml), ethanol amine(5mM), BSA in PBS(1%),
Biotin-Allo A lectin(0.05mg/ml, in 1% BSA), galactose-carrying
polymer (1mg/ml, 1% BSA),
PBS |
관련제품
1. CHI
EQCM(Time resolved electrochemical Quarz Crystal Microbalance)
system
기본구성의 셀은 상기사진과 같은 flow cell이
아닙니다.
Differences
Between 400A Series Models
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Functions |
400A |
410A |
420A |
430A |
440A |
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Cyclic Voltammetry (CV) |
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Linear Sweep Voltammetry (LSV) & |
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Staircase Voltammetry (SCV) #,& |
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Tafel Plot (TAFEL) |
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Chronoamperometry (CA) |
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Chronocoulometry (CC) |
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Differential Pulse Voltammetry (DPV) #,& |
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Normal Pulse Voltammetry (NPV) #,& |
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Differential Normal Pulse Voltammetry (DPNV)#,& |
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Square Wave Voltammetry (SWV) & |
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AC
Voltammetry (ACV) #,&,$ |
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