- 2025-04-25 14:15:49微納米力
- 微納米力是指在微納米尺度下物體間相互作用的力學現象與力的大小。這一領域涉及微納米尺度材料的力學性質、微納結構間的接觸力學、以及微納器件在力作用下的性能表現等。微納米力在納米技術、材料科學、生物醫學工程等領域具有廣泛應用，如納米傳感器的靈敏度提升、微納機器人的精確操控等，對推動科技進步和產業發展具有重要意義。
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微納米力問答
- 2023-06-14 13:08:58基于納米微滴的試劑注入到油包水液滴中
- FluoSurf (2%, w/w) in HFE 7500 含氟表面活性劑 Zhu B, Du Z, Dai Y, Kitguchi T, Behrens S, Seelig B. Nanodroplet-based reagent delivery into water-in-fluorinated-oil droplets. ChemRxiv. Cambridge: Cambridge Open Engage; 2023; 體外區隔化是一種生成油包水微滴的技術，用于建立基因型(DNA信息)-表型(生物分子功能)連鎖，這是許多生物學應用所需要的。近年來，由于氟化油具有較好的生物相容性，在微滴制造中得到了越來越廣泛的應用。然而，需要在含氟水的油微滴中添加試劑來進行多步反應是困難的。芯片上的微滴操作通常用于此目的，但它可能遇到一些技術問題，即低通量或將試劑遞送到不同的微滴中有時間延遲。因此，我們評估了采用基于納米液滴的方法使用銅離子和中等大小的肽(2 kDa)分子來解決這些問題的可行性。
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- 2024-12-27 13:45:02石英晶體微天平教程
- 石英晶體微天平教程：探索精確質量測量的應用與原理 石英晶體微天平（Quartz Crystal Microbalance, QCM）作為一種高度敏感的質量傳感器，廣泛應用于物理、化學、生物學等多個領域，尤其在納米技術、材料科學以及環境監測中具有重要地位。本文將深入探討石英晶體微天平的工作原理、使用方法以及它在各個科研領域中的應用，幫助讀者更好地理解這一儀器的功能與技術優勢。 石英晶體微天平的工作原理 石英晶體微天平的核心原理基于壓電效應。其工作方式是通過在石英晶體表面涂覆電極，當施加電壓時，石英晶體發生微小的機械振動。根據壓電效應，這種振動頻率與晶體表面吸附的物質質量密切相關。當樣品在晶體表面發生沉積時，質量增加會導致晶體的振動頻率發生微小變化。通過測量頻率的變化，QCM可以精確地檢測到沉積物的質量變化，從而實現超高靈敏度的質量檢測。 石英晶體微天平的主要構成 QCM的基本構成包括石英晶體、電極以及振蕩器等組成部分。石英晶體通常采用AT切或SC切的方式切割，以確保其具有穩定的振動頻率。電極被安置在晶體的兩面，用于施加電場和接收電信號。通過這些組件的協同作用，QCM能夠在高精度范圍內測量微小質量的變化。 石英晶體微天平的應用領域 生物傳感器 石英晶體微天平在生物學領域的應用尤為廣泛。利用其高靈敏度，QCM可以用于檢測抗原與抗體的結合反應、DNA分子檢測、細胞黏附等生物分子交互作用的研究。其無需標簽、非侵入性的特點，使得QCM成為生物傳感器領域中不可或缺的工具。 納米材料研究 在納米技術領域，QCM可以用于研究薄膜的生長過程、分子層的沉積速率以及納米材料的表面性質等。由于其極高的質量分辨率，QCM能夠對納米級別的質量變化進行實時監測，幫助研究人員精確控制和優化納米材料的制備過程。 化學反應監測 在化學領域，QCM常用于研究表面化學反應，尤其是與催化劑反應的過程。通過監測反應過程中質量的變化，研究人員能夠獲得關于反應機制的重要信息，并且能夠在催化劑的開發和優化中提供數據支持。 環境監測 QCM也可用于環境監測，特別是在氣體傳感器方面。石英晶體微天平能夠檢測空氣中污染物的微小濃度變化，幫助環保部門及時掌握環境質量變化情況，尤其適用于檢測有害氣體和氣味的監控。 石英晶體微天平的使用方法與技巧 使用石英晶體微天平時，首先需要選擇適當的晶體類型及頻率范圍。根據實驗的要求，可以選擇不同尺寸和不同頻率的石英晶體。要確保實驗環境的溫度、濕度等因素對頻率變化的影響小，以提高測試結果的準確性。每次實驗前，應對石英晶體進行清潔處理，去除表面的污染物，以確保測量數據的可靠性。 在實際操作中，用戶需要通過外部儀器對晶體的振動頻率進行監控。當晶體表面吸附的物質增加時，頻率會發生變化，記錄頻率變化量即可獲得沉積物的質量變化。需要注意的是，頻率變化的線性范圍和靈敏度受到多種因素的影響，實驗設計時需要充分考慮這些因素。 總結 石英晶體微天平作為一種高精度的質量測量工具，其在各個科研領域中的應用前景廣闊。通過深入理解QCM的工作原理和使用技巧，科研人員能夠更好地運用這一工具進行高精度質量檢測與分析。無論是在納米技術、材料科學，還是在生物醫學和環境監測領域，石英晶體微天平都具有極大的應用潛力和科學價值。掌握QCM的使用方法，并根據不同的應用需求進行優化設計，是提高實驗精度和效率的關鍵。
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- 2024-12-26 09:30:13石英晶體微天平原理
- 石英晶體微天平原理 石英晶體微天平（QCM，Quartz Crystal Microbalance）是一種高精度的質量測量儀器，廣泛應用于物理學、化學、材料科學以及生物傳感等領域。其原理基于石英晶體的壓電效應，通過測量晶體振蕩頻率的變化來間接推算質量的變化。石英晶體微天平因其高靈敏度、非破壞性和實時檢測等特點，已成為分析薄膜沉積、分子吸附、氣體檢測以及生物分子相互作用研究等領域的重要工具。本文將深入探討石英晶體微天平的工作原理、應用以及相關的研究進展。 石英晶體微天平的工作原理 石英晶體微天平的核心原理是利用石英晶體的壓電特性。當電壓施加到石英晶體上時，晶體會發生機械變形，反之，當晶體受到機械力時，便會產生電壓。在微天平的應用中，石英晶體通常被切割成特定形狀，并以一定的頻率進行振蕩。當晶體表面附著上物質時，物質的質量增加導致晶體的振蕩頻率發生變化。 QCM的操作通常涉及將石英晶體置于電場中，并通過恒定電壓激發其振蕩。根據聲波傳播原理，石英晶體振蕩的頻率與其表面附著的質量呈線性關系。當外界物質（如氣體、液體或生物分子）沉積在晶體表面時，晶體的共振頻率會發生微小變化。通過精確測量這些頻率變化，可以推算出附著物質的質量變化。 頻率變化與質量的關系 石英晶體微天平的精度非常高，通常可以檢測到極微小的質量變化。根據瑞基—赫茲（Rudolf Hertz）方程，頻率變化與質量變化之間的關系可以通過以下公式表示： [ \Delta f = -\frac{C \Delta m}{f_0^2} ] 其中，(\Delta f)是頻率變化，(\Delta m)是附著物質的質量變化，(f_0)是石英晶體的共振頻率，C是一個常數，取決于晶體的幾何形狀和振動模式。由此可見，晶體的共振頻率變化與附著的物質質量成正比，這使得QCM成為一種高效且靈敏的質量測量工具。 石英晶體微天平的應用 石英晶體微天平的應用領域極為廣泛。在材料科學中，QCM被用于研究薄膜的沉積過程和厚度測量。在生物傳感器領域，QCM能夠實時監測分子間的相互作用，如抗原—抗體反應、DNA雜交等。QCM還被廣泛應用于氣體傳感器、化學反應監測以及環境檢測等領域。 在生物傳感領域，QCM具有無標記、高靈敏度和高選擇性等優點，能夠對極低濃度的生物分子進行實時檢測。通過觀察頻率的變化，可以定量分析分子間的結合與解離過程，為生物分子互動研究提供了強大的工具。例如，在癌癥標志物檢測、病原菌識別以及藥物篩選等方面，QCM都展示了其獨特的優勢。 研究進展與挑戰 盡管石英晶體微天平在多個領域展現出優異的性能，但仍面臨一些挑戰。例如，QCM對溫度、濕度等環境因素敏感，這可能會影響測量結果的準確性。近年來，研究者們提出了許多改進方案，如通過表面修飾、優化測量方法等手段來提高其抗干擾能力。新型材料和新型傳感器的開發也是QCM研究的熱點之一。未來，隨著技術的不斷進步，石英晶體微天平在更廣泛的領域中將發揮更重要的作用。 結語 石英晶體微天平作為一種先進的質量檢測工具，憑借其高靈敏度和實時監測能力，在各個科研領域發揮著重要作用。通過不斷的技術創新和應用拓展，QCM的測量精度和適應性將得到進一步提升，推動其在生物傳感、環境監測等領域的應用前景。
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- 2021-07-02 11:14:03微流控/微流體納米顆粒與納米脂質體顆粒制備套裝
- ●GX合成納米顆粒/納米脂質體 高通量、單分散性和重復性●簡單可用的微流控系統 開箱即用、設置實驗裝置，然后開始實驗●生物醫學應用 合成用于藥物輸送的PLGA納米顆粒●套裝的多用途性 通過更換微流控芯片可實現不同的實驗項目如單乳液滴產生、納米脂質體、細胞培養等微流體納米顆粒合成套裝包括用于合成具有良好單分散性，高通量和可重現性的納米顆粒的所有微流體組件包含高精密壓力控制器和芯片。該套裝可用于合成單分散直徑小于200 μm的PLGA納米顆粒。通過更換不同規格的微流控芯片，同時保持微流控設備不變，您還可以合成單分散直徑更小如10 nm的納米顆粒。基于快速準確的OB1流量控制器和鞘液流微流控芯片，與傳統的實驗宏觀實驗相比，該套裝解決方案縮短了納米顆粒的合成時間和減少了試劑消耗。微流體納米粒子合成標準的微流控納米顆粒合成套裝包含兩通道壓力控制器OB1 MK3+，壓力通道泵送利用微流體動力流聚焦來實現納米顆粒合成過程中所需的兩種化學溶液。該鞘流納米顆粒合成允許受控的納米沉淀。流體反應的穩定性和動力學直接取決于微流體通道中的每種流體流速。通過多個低流量傳感器MFS或BFS，可以測量和調節管路中的液體流量。OB1 MK3+流量控制器是鞘流聚焦的ZJ解決方案，因為它是完全無脈沖的，而對于標準的廣泛使用的注射泵卻具有很大的脈沖流動。微流控納米沉淀技術可以實現良好的通量、單分散性以及可調的粒徑，并且通常可以更好地控制納米顆粒的合成。有關更多信息，請閱讀我們對微流體中納米顆粒合成的評論（https://www.elveflow.com/microfluidic-reviews/general-microfluidics/microfluidic-nanoparticle-synthesis-short-review/），或PLGA納米沉淀的評論（https://www.elveflow.com/microfluidic-reviews/general-microfluidics/microfluidics-for-plga-nanoparticle-synthesis-a-review/）。多功能套裝可確保不同組件之間的具有良好的兼容性，允許即插即用的方法，由單個定制化軟件控制，并可用于其他不同的實驗。該微流控納米顆粒合成套裝既適合初學者，也適合專家用戶。微流控納米顆粒合成套裝包含：1、OB1 MK3+流量控制器2、2個MFS流量傳感器3、2個儲液池4、1個微流控芯片5、所需配件：PTFE導管、過濾器、接頭連接器等6、ESI操作軟件為什么使用微流體產生納米顆粒？由于可精細調節微流體的流動性，使用微流體技術合成納米顆粒是降低納米顆粒直徑分散性的好方法。非常快的動力學對于例如合成聚合物納米顆粒的結晶和沉淀過程也是非常重要的。此外，微流體技術是減少納米顆粒合成所需的潛在有價值樣品的一種方法。總而言之，就時間、產率和分散性而言，使用微流體技術合成納米顆粒比宏觀的傳統實驗合成更加有效。由于微流控芯片已經小型化，因此，可以在更復雜的實驗平臺中實施納米粒子合成組分，以執行復雜且多功能的集成過程。PLGA納米粒子：（A）在PEG修飾的PLGA納米粒子中化學偶聯或化學ZL劑的簡單封裝。（B）PLGA納米粒子的TEM圖。Scale bar: 100 nm [1][1] Banerjee D, Harfouche R, Sengupta S. Nanotechnology-mediated targeting of tumor angiogenesis. Vasc Cell. 2011 Jan 31, 3(1), 3應用微流體鞘液連續流動納米沉淀原理已經顯示，微流體技術對于合成具有可調形狀和尺寸的有機和無機納米粒子特別有用[1]。您可以使用微流控納米顆粒合成套裝實現“自下而上”的納米顆粒合成方法，該方法通常包括三個階段：由聚合單體組成的納米顆粒成核，通過更多單體的聚集而使核生長并ZZ達到平衡[2-3]。與傳統的宏觀實驗合成相比，微流體合成納米顆粒具有更好的產率和更好的可調節性[4]。以PLGA納米沉淀為例，PLGA單體溶解在有機溶劑中，并芯片的中間通道。與表面活性劑混合的水溶液注入到芯片的鞘流通道中，以聚焦PLGA流體流。通過擴散形成濃度梯度和PLGA納米顆粒沉淀，因為PLGA分子不溶于水[5]。還已經使用微流控技術合成了其他納米顆粒，例如用于表面等離子共振（SPR）的金屬納米顆粒[6]和 聚二乙炔納米顆粒[7]。1. Ma, J., et al., Controllable synthesis of functional nanoparticles by microfluidic platforms for biomedical applications – a review. Lab Chip, 2017. 17(2): p. 209-226.2. Karnik, R., et al., Microfluidic platform for controlled synthesis of polymeric nanoparticles. Nano Lett, 2008. 8(9): p. 2906-12.3. Lababidi, N., Sigal, V., Koenneke, A., Schwarzkopf, K., Manz, A., & Schneider, M. (2019). Microfluidics as tool to prepare size-tunable PLGA nanoparticles with high curcumin encapsulation for efficient mucus penetration. Beilstein Journal of Nanotechnology, 10, 2280–2293.4. Visaveliya, N. and J.M. K?hler, Single-step microfluidic synthesis of various nonspherical polymer nanoparticles via in situ assembling: dominating role of polyelectrolytes molecules. ACS Appl Mater Interfaces, 2014. 6(14): p. 11254-64.5. Donno, R., Gennari, A., Lallana, E., De La Rosa, J. M. R., D’Arcy, R., Treacher, K., Hill, K., Ashford, M., & Tirelli, N. (2017). Nanomanufacturing through microfluidic- assisted nanoprecipitation: Advanced analytics and structure-activity relationships. International Journal of Pharmaceutics, 534(1–2), 97–107.6. Boken, J., D. Kumar, and S. Dalela, Synthesis of Nanoparticles for Plasmonics Applications: A Microfluidic Approach. Synthesis and Reactivity in Inorganic, Metal- Organic, and Nano-Metal Chemistry, 2015. 45(8): p. 1211-1223.7. Baek, S., et al., Nanoscale diameter control of sensory polydiacetylene nanoparticles on microfluidic chip for enhanced fluorescence signal. Sensors and Actuators B: Chemical, 2016. 230: p. 623-629.配置您的微流體納米顆粒和納米脂質體產生套裝微流控納米顆粒/納米脂質體合成套裝是高度可定制的，可以采用不同的微流控芯片合成不同規格的納米顆粒或納米脂質體。例如，微流控芯片合成后的流體通道更長或有更大的反應空間。鞘液流芯片的材質有PMMA或COP兩種材料，這兩種材料都是光學透明的，并且與大多數的納米顆粒合成協議相兼容。此外，如果需要用到負壓的流體控制，您可以在現有的套裝設備里面升級您的流量控制器OB1，將其升級到OB1 DUAL正壓和負壓功能，同時您還可以選擇不同規格的儲液池如從1.5 mL Eppendorf管到100 mL玻璃瓶。當然，您還可以選擇科式流量傳感器BFS來代替MFS，以進一步改善流量控制。微流控人字形玻璃混合芯片人字型混合器玻璃芯片是一種可用于通過人字形通道進行ZJ混合液體的有用工具。采用1/4-28UNF螺紋端口和對應的接頭，可允許您在一秒鐘內將該芯片連接到您的實驗裝置！該通用型玻璃芯片通過減少擴散所需的長度并增加溶質在流體之間傳輸的可能性，從而提供了一種快速混合兩種流體的方法。這種人字形芯片使用方便、經濟可靠，可應用于您的所有實驗：● 高強度光學透明玻璃● 標準顯微鏡載玻片尺寸（25×75 mm）● 標準1/4-28UNF螺紋端口● 易于處理● 只需使用1/4-28UNF接頭配件（可用于外徑1/16英寸的導管）將芯片連接到您的裝置即可。工作原理與應用人字形混合器通過誘導混沌流的形成，在低雷諾數條件下顯示加速混合。人字形混合器芯片微通道底部具有不對稱的人字形凹槽的特定圖案，該凹槽能夠產生螺旋流和用于混合兩種液體的混亂攪拌。流經微通道的流體的混合具有很多的應用，例如化學反應中所用試劑溶液的均質化。最近，這種人字形混合器芯片已經在脂質體（封閉的磷脂囊泡）的產生中取得了重要的進步。Cheung等人（Int J Pharma 2019）確實首次報道了使用人字形混合器芯片產生穩定且均勻的（100 nm）聚乙二醇化脂質體。他們研究了不同配方（水溶液、初始脂質濃度、脂質成分和組分）和工藝參數的影響。與其他微流控設備相比，該混合器芯片顯示出更高的通量，更快的混合和更小的洗脫。人字形玻璃混合芯片的規格參數寬度和長度：25 ×75 mm通道深度：0.08 mm通道寬度：0.1到0.5 mm體積：3.3 μL混合體積：0.47 μL混合長度：28.7 mm材質：玻璃連接器：1/4-28接頭在混合部分，有6個混合元件（人字形）形成一個塊（半個循環）和30個塊，因此，總共有15個完整循環。該混合芯片在1到3bar的壓力進行了測試，但也進行了少量的10bar壓力測試。● 人字形的兩個臂是通道尺寸（200 μm）的1/3到2/3● 人字形之間的距離是50 μm● 每個混合元件的寬度是50 μm，高度是30 μm參考論文Calvin C.L.Cheung, Wafa T.Al-Jamal. Sterically stabilized liposomes production using staggered herringbone micromixer: Effect of lipid composition and PEG-lipid content. International Journal of Pharmaceutics, Volume 566, 20 July 2019, Pages 687-696. PDF版下載 here您可以根據具體的實驗項目單獨定制納米顆粒或納米脂質體合成芯片，其他設備無需變動，可持續使用。
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- 2024-12-27 13:45:02石英晶體微天平的作用
- 石英晶體微天平的作用 石英晶體微天平（Quartz Crystal Microbalance，簡稱QCM）作為一種精密的傳感器，在科學研究和工業應用中具有重要作用。它利用石英晶體的壓電特性，通過測量晶體振動頻率的變化來探測物質的質量變化。石英晶體微天平的高靈敏度使其能夠精確地測量微小質量變化，這使得它在化學、物理、生物醫學及環境監測等領域中都得到了廣泛應用。本文將詳細探討石英晶體微天平的作用、原理以及應用領域，幫助讀者全面了解這一技術的實際價值和應用潛力。 石英晶體微天平的工作原理 石英晶體微天平的核心原理基于壓電效應。當施加一個交流電信號時，石英晶體會發生振動，振動頻率與晶體的質量成正比。石英晶體微天平利用這一特性，通過監測振動頻率的變化，來實現對質量變化的檢測。具體來說，當晶體表面吸附物質時，晶體的質量發生增加，導致振動頻率下降；反之，若有物質脫附，則振動頻率上升。因此，精確測量振動頻率的變化，可以推算出附著物的質量變化，甚至可以定量分析其成分。 石英晶體微天平的主要作用 高靈敏度質量檢測 石英晶體微天平顯著的優勢在于其極高的靈敏度，能夠檢測到納克級的質量變化。這使得它在檢測非常微小的物質質量時尤為有效。例如，QCM可以用于氣體傳感、薄膜沉積的質量監控以及微小化學反應過程中的質量變化監測。 實時監測物質吸附與反應 石英晶體微天平可以實時監測表面物質的吸附、脫附過程。通過分析頻率變化，科研人員能夠動態觀察到分子吸附、化學反應以及生物分子間的相互作用等過程。這一特點使得QCM廣泛應用于生物傳感、藥物研發、材料表面改性等領域。 無標記生物傳感 在生物醫學領域，石英晶體微天平被廣泛應用于無標記生物傳感。與傳統的免疫分析技術不同，QCM可以通過測量生物分子與靶分子之間的相互作用來實現檢測，而無需使用熒光標記或放射性同位素。這一特性使其在疾病檢測、藥物篩選及臨床診斷中具有獨特的優勢。 薄膜監測與材料研究 石英晶體微天平在薄膜材料研究中也有重要應用。在薄膜沉積過程中，通過實時監測振動頻率的變化，研究人員可以準確掌握薄膜生長的速率、厚度以及結構特性。這使得QCM成為材料科學中不可或缺的分析工具，尤其是在高性能涂層、傳感器材料等領域的開發中。 石英晶體微天平的應用領域 環境監測 石英晶體微天平可以應用于空氣質量監測，尤其是在檢測空氣中的揮發性有機化合物（VOCs）以及其他污染物質的濃度時，QCM憑借其高度的靈敏度和實時響應能力，成為了一種有效的傳感工具。 生物醫學應用 在生物醫學領域，石英晶體微天平可用于檢測生物分子相互作用、細胞表面附著等過程。它能夠實時監控生物分子與靶標之間的親和力變化，并且無需額外標記，具有極高的檢測精度，廣泛應用于藥物研發、病毒檢測、免疫分析等。 材料科學與納米技術 QCM在納米技術領域的應用也日益增多。在材料科學中，石英晶體微天平能夠幫助研究人員深入了解薄膜沉積過程中的微小變化，并為納米材料的設計與制造提供重要數據支持。 化學反應監測 石英晶體微天平被廣泛用于化學反應監測，通過對反應過程中的質量變化進行精確測量，幫助研究人員分析反應速率、反應機理等關鍵數據，特別是在催化劑研究和化學反應動力學的研究中表現突出。 結語 石英晶體微天平憑借其高靈敏度、實時性以及廣泛的應用領域，已經成為現代科研和工業中不可或缺的分析工具。無論是在基礎科學研究、藥物開發，還是在環境監測、納米技術等應用中，QCM都發揮著極為重要的作用。隨著技術的不斷發展，石英晶體微天平在更多創新領域的應用前景值得期待，其在提升科學研究效率和推動技術創新方面的潛力無疑將繼續得到廣泛關注與重視。
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