压电传感器在环境监测中的应用

简要介绍了压电石英晶体微天平（ＱＣＭ）及表现声波（ＳＡＷ）压电传感器的基本原理，从ＱＣＭ化学传感器毒气检测、ＱＣＭ化学传感器液相检测、ＳＡＷ化学传感器分析、压电生物传感器物质分析、压电生物传感器液相分析、压电传感器陈列、非质量效应压电传感器等方面介绍了近年来压电传感器在环境监测领域的研究进展，并展望了压电传感顺在环境监测中的应用前景。     

压电生物传感器

虽然压电效应在上一世纪业已发现,但是压电石英晶体在化学传感器中的应用却是1995年Sauerbrey导出了频率-质量关系式之后才实现的.1964年King报道了第一个压电石英晶体检测器.至今,压电石英传感器已广泛用于气体、液体试样分析.我国姚守拙等人在压电石英晶体的分析应用领域率先进行了大量的研究工作.根据Sauerbrey方程,结合生物体中某些高选择反应,通过对石英晶体表面进行修饰,使其能选择性地与被检测物质作用,便可制成压电生物敏感元件(或压电生物传感器).1972年Shons首次用抗原涂膜压电晶体来检测溶液中的抗体,由于当时技术的限制及人们对该类传感器认识不足,未能得到较好地发展,直到本世纪80年代中期才为人们所重视.目前国外对此新领域的研究非常活跃,但国内尚未见压电生物传感器方面的研究报道.现对     

压电石英晶体生物传感器技术要点及展望

简介了生物传感器的分类,重点介绍了压电石英晶体生物传感器的基本原理、基本构成、检测流程、振荡电路、检测池的设计、固定化技术等内容,分析了压电石英晶体生物传感器的特点及研究中存在的不足,并对今后的研究方向提出一些看法与展望.     

压电石英晶体生物传感器应用研究进展

压电石英晶体生物传感器是利用压电石英晶体振荡频率对晶体表面质量负载和表面性状如密度、粘度、电导、介电常数等的高度敏感性与生物识别分子的高度特异性相结合发展起来的一种新型传感器。它具有灵敏度高、特异性好 ;操作简单 ,不需任何标记 ;检测速度快 ,成本低廉 ;能实时检测等特点。近年来 ,压电石英晶体生物传感器在医学实验诊断、军事监控、环境监测、食品卫生检验、工业生产实时监测等野外流动作业和在线检测等领域得到广泛应用。     

石英晶体微天平研究进展与展望

本文综述了石英晶体微天平的基本原理和传感理论及其在化学、材料科学、生物学和医学方面的应用,探讨了其存在的问题和发展趋势。     

液相QCM生物传感器电路系统设计

设计的石英晶体微天平（ QCM）仪器主要用于微量物质在液体中的生物化学反应的测量,根据液相QCM生物传感器的需要完成了电路系统部分的设计,选用Microchip的单片机为液相QCM生物传感器的电路系统的核心,主要包括电源部分、信号激励与接收部分、温控部分,实现了石英晶体的激励和频率的检测、温度的采集与控制等功能。上位机检测结果显示：实际温度控制精度误差为0.2℃,能顺利检测到最佳谐振频率,表明该系统能够较好地达到预期的要求。     

压电蛋白传感芯片制备技术的研究

在石英晶体微天平上用戊二醛交联法固定HBsAb,构建乙肝表面抗原(HBsAg)压电蛋白传感芯片,运用抽检、测试、数据统计分析、正交试验设计和质量检验等方法对芯片制作中的清洗、固定、封阻、检测等步骤进行质量控制,压电蛋白传感芯片稳定性、合格率均有显著提高。对压电蛋白传感芯片制备工艺进行质量控制,是提高芯片技术性能的关键。     

压电石英晶体传感器在单链及乙肝病毒检测中的应用

建立压电石英晶体传感器检测乙肝血液样品的方法。在石英晶体表面固定单链DNA,构建压电晶体DNA生物传感器,然后,分别与乙肝病毒的特异性片段和处理过的乙肝血液样品进行杂交反应。DNA传感器能较好地诊断出血清中的HBV病毒基因。压电石英晶体传感器操作方便、省时,且具有较好的准确度,在临床诊断中有很好的前景。     

高频单面无极石英晶体监测二氧化硅的刻蚀

研发一种能监测二氧化硅刻蚀的高频单面无极石英晶体微天平(H-S-ES-QCM)传感装置,该检测装置是基于单片机控制DDS数字发生器产生正弦波信号对无极石英晶体进行扫描激励,通过相敏检波对其谐振频率信号采集的一种分析系统.H-S-ES-QCM可实现对二氧化硅刻蚀实时监测,其使用工作频率在100 MHz的压电石英晶体作为传...     

压电化学与生物传感

在国家自然科学基金的资助下,我们在压电化学与生物传感领域中进行了深入探讨,在理论研究和传感器开发上取得了关键性突破。1、针对学术界普遍认为压电晶体只能用于气相或真空条件下的状况,开拓出压电液相振荡化学传感新领域,是80年代国际上首先在此领域实现突破,使压电晶体在液相介质中稳定振荡并成功地用于化学测定的极少数研究集体之一。开展了系统研究。(1)找出了在液相实现振荡的关键条件与改善振频性能的有效途径。(2)提出了完整的压电晶体液相振荡性能定量关系式,并从高频振荡电路与晶振理论给出了证明。(3)解决了国外学者关于电路参数对频率性能有相反影响与金属自发沉积等难题,使压电传感器能顺利地用于液相微量组分的测定。(4)创立了10个系列全新微量与痕量分析和生物传感方法。     

石英晶体微天平传感的酶联免疫分析法测定免疫球蛋白IgM

结合酶联免疫分析技术与石英晶体微天平检测技术,发展了一种基于石英晶体微天平传感的免疫传感器用于测定血液中免疫球蛋白IgM的量.羊抗人IgM抗血清通过氨基硅烷化共键固定在石英晶体表面上,采用竞争吸附免疫分析法,以辣根过氧化物酶(HRP)标记的IgM作标记物,N-四甲联苯胺(TMB)和H2O2作酶的底物.结合在石英晶体微天平上的酶标记物催化TMB氧化形成沉淀,使石英晶体微天平的振荡频率发生改变,据此测定标记物HRP-IgM和IgM的量.实验优化了分析条件下,对IgM的检测范围为0.03μg/mL to 7μg/mL,它具有仪器简单、操作方便、灵敏度高等优点.     

水中无机砷的电分析化学研究进展

本文简要综述了水中无机砷电分析化学研究的新进展,包括阳极溶出伏安法、阴极溶出伏安法、电化学石英晶体微天平以及电化学生物传感等内容,引用文献60篇。     

压电生物传感器检测新进展

近年来,随着压电生物传感器在各方面的广泛应用,关于提高它的性能、优化其检测方法的研究也越来越多。压电生物传感器的信号转换器———石英晶体,其各方面性质得到了更深入的开发和应用,并且其他的高科技手段,比如纳米技术、生物物质的化学修饰等方法也被应用于压电生物传感器的临床检测当中,从而更加显示了生物传感器这一新领域的广阔前景。     

基于高频相移PQ-Sensor血凝传感仪的研究

快速、定量和准确的凝血检测在一系列疾病防控中尤为重要,先进的血凝检测仪器对促进血凝检测技术的发展有着重要意义.本文开发了一种基于粘度传感的高频相移PQ-Sensor血凝传感仪,该仪器利用固定频率及被动激励相位测量的原理,采用基频100 MHz镀铝压电石英晶体研制而成,用于监测人体凝血功能.血液凝固过程中,由于纤维蛋白原...     

DNA生物传感器的进展

DNA生物传感器是分子生物学与微电子学、电化学、光学等相结合的产物 ,它将在生命科学与信息科学之间架起一道桥梁 ,成为DNA信息分析检测最重要的技术之一。简要介绍了电化学DNA生物传感器、压电石英晶体DNA生物传感器、光学DNA生物传感器的结构原理     

硅酸镧镓压电传感器监测离子液体膜的粘度

以硅酸镧镓晶体为压电材料,研制的微天平传感器不仅对质量变化高度敏感,也可用于液体粘度传感,并能在高粘性介质中使用.随传感器所接触的液体粘度增加,它的谐振频率下降,而动态电阻增加.基于粘度响应模式,该传感器应用于实时检测溴代1-甲基-3-正己基咪唑膜吸附乙醇过程中的粘度及乙醇吸附量的动态变化,为研究离子液体粘度及其吸附性能提供了一种新的测量方法.     

本期摘要

石英晶体微天平在蛋白吸附领域的研究进展;毛细管电泳-电致化学发光法检测儿茶素;基于π网络零相位法石英晶体激励电平相关性的研究;基于π网络零相位法的石英晶体负载谐振频率测量技术研究;基于Maxwell软件的齿轮测速传感器的磁路分析     

基于纳米晶PZT／石英的压电生物质量传感器研究

制作了一种新型的基于纳米晶PZT／石英的压电生物质量传感器。采用了溶胶-凝胶法在石英晶体表面制备了纳米晶PZT薄膜,形成PZrr／石英结构的敏感单元。研究了纳米晶PZT在石英基体上的微观结构、表面形貌;探讨了纳米晶PZT／石英作为敏感单元在细胞检测中的作用。实验结果表明：PZT薄膜的晶粒大小为20-30nm,沿〈101）晶向择优生长,并且,薄膜表面平整,结构致密。纳米晶PZT／石英结构的敏感单元使生物细胞传感器的灵敏度得到了提高。     

基于薄膜体声波谐振器的免疫球蛋白传感器制备

研制了一种基于薄膜体声波谐振器（ FBAR）的生物免疫球蛋白传感器,该FBAR采用AlN作为压电层,3对Ti/W金属层作为布拉格声学反射层,工作频率为2.047 GHz,回波损耗为－32 dB。利用自组装膜法修饰顶部金电极敏感区域。测试了免疫球蛋白G抗体和抗原的特异性结合前后传感器的指标变化。结果得到传感器的Q值和灵敏度分别达到846,3.38 kHz·cm2/ng,远高于广泛使用的石英晶体微天平（ QCM）,具有广阔的应用前景。     

QCM振荡频率检测平台的建立及其稳定性探讨

压电石英晶体振荡器谐振频率的稳定性是构建晶体微天平检测平台的前提,环境温度是导致稳定的石英晶体振荡器的频率漂移的主要因素。本文通过理论分析,选用合适晶片、采用差频技术构建特殊的振荡电路,消除了检验检测平台由于环境温度引起的频率漂移,从而提高了微天平的稳定性,使传感器的性能得到明显提高。