| 题 目：石英晶体微天平的非质量传感器应用 报告人：马宏伟（中国科学院“百人计划”研究员） 单 位：中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所 时 间：2010年5月18日（星期二）上午10:00 地 点：化学楼三楼报告厅 教 育： 美国杜克大学（Duke University）, 生物医学工程系，博士，2005 导师: Dr. Ashutosh Chilkoti 复旦大学, 化学系，学士，1999 任职和兼职： 2008年10月－至今，中科院苏州纳米技术与纳米仿生研究所，研究员 2007年1月－2010年12月, 中国科学院力学所“国家微重力实验室”，客座研究员 2005年10月－2008年10月, 北京大学工学院生物医学工程系，研究员 摘要： 石英晶体微天平（quartz crystal microbalance, QCM）是一类基于压电效应的声学传感器，常用的是TSW(thickness shear wave)工作方式。由于界面的质量变化可以通过频率的变化反映出来，QCM主要被作为质量传感器使用。20世纪50年代末期和80年代中期的理论工作分别实现了QCM在真空条件下质量增加和液态环境中粘度变化的定量解释，从而使QCM在真空镀膜和液体粘度测量等领域得到了广泛的应用。然而，开发QCM作为生物传感器的工作一直不顺利：在测量生物信号分子方面，包括抗原－抗体结合，DNA的互补杂交，适配体和蛋白质的识别等方面，表面等离子共振仪（SPR）等光学传感器更为流行。文献认为这是因为QCM在液态环境中的非理想行为导致了对QCM数据的定量解释困难，比如粘弹性的变化也会引起的频率变化，从而影响了QCM的推广。 我们较早的应用QCM对表面引发聚合反应（surface initiated polymerization, SIP）进行了系统的研究，实现了对SIP的实时监测和定量动力学描述，同时也实现了对高分子刷的粘弹性测定。在这一过程中，我们发现SIP为定量理解液态下的QCM数据提供了独特的机会。因为，SIP允许我们可控的制备各种不同的高分子膜：包括纳米级别的厚度变化、不同的密度和不同的亲疏水性等。最近，我们初步实现了对液态下QCM行为的定量解释，实现了QCM作为生物传感器的应用。 更进一步，我们拓展了QCM作为质量传感器之外的应用。比如，在我们提出的“固化水”模型的基础上实现了QCM作为分子尺技术的应用。本报告将介绍其他新近开发的QCM的非质量传感器应用实例。 欢迎大家参加！ 高分子科学与工程系 |