Dans les domaines de la science des matériaux, de la détection biologique, de la surveillance de l'environnement, etc., la mesure précise de minuscules changements de masse est la clé de l'interaction des réactions interfaciales analytiques avec la matière,Microbalance en cristal de quartz(QCM) avec la capacité de détection de masse à l'échelle nanométrique, est devenu un outil de précision pour l'étude des processus microscopiques, largement utilisé dans les scénarios de recherche scientifique et de détection qui nécessitent de capturer les changements de matière à l'état de traces.

Dans l'étude de la surface des matériaux, la Microbalance en cristal de quartz est un « Observatoire en temps réel» du comportement de l'interface. Dans la surveillance de la croissance du film mince, le matériau de base est déposé à la surface du cristal de quartz, QCM fournit un support de données pour la préparation d'électrodes de dispositifs semi - conducteurs en surveillant les variations de la fréquence de résonance du cristal (sensibilité jusqu'à 1 ng / cm²), en enregistrant en temps réel la vitesse de croissance du film mince par rapport à l'épaisseur, par exemple lors de la préparation d'un film mince nanométallique, qui peut être contrôlée avec précision au niveau de 1 nm. Lors de l'étude du comportement d'absorption d'eau des revêtements polymères, QCM peut capturer l'augmentation de la masse du revêtement en raison de l'absorption d'humidité, en analysant la vitesse de diffusion des molécules d'eau par la courbe de variation de fréquence avec les propriétés de pénétration du revêtement, fournissant une base pour l'optimisation de La formulation du revêtement imperméable à l'eau. Sa capacité de surveillance in situ permet d'éviter les erreurs lors du transfert d'échantillons, permettant une résolution temporelle des données expérimentales de l'ordre de la milliseconde.

Dans le domaine de la détection biologique, ce dispositif est un « compteur de précision» des interactions moléculaires. Dans l'étude de la réaction antigène - anticorps, l'anticorps est fixé à la surface d'un cristal de quartz et, lorsque la solution antigénique circule, le QCM calcule la masse de l'antigène lié par un changement de fréquence, ce qui permet une analyse quantitative de l'affinité des deux avec la cinétique de la réaction, les concentrations détectées pouvant être aussi faibles que pg / ML. Dans les expériences de dépistage de médicaments, l'utilisation de QCM pour surveiller le processus de liaison de la molécule de médicament à la protéine cible, sans Marquage fluorescent pour obtenir des paramètres clés tels que la constante de liaison, l'efficacité du dépistage est plus de 3 fois supérieure à celle des méthodes traditionnelles. En détection virale, les particules virales d'un échantillon peuvent être rapidement identifiées en modifiant un récepteur spécifique avec un temps de réponse inférieur à 10 minutes, offrant de nouveaux protocoles pour un diagnostic rapide des maladies infectieuses.

Dans la surveillance de l'environnement, les microbalances en cristal de quartz sont utilisées pour la détection de contaminants traces. Dans la surveillance des composés organiques volatils (COV) dans l'air, QCM modifie la surface de matériaux adsorbants spécifiques, calcule la concentration de COV par le changement de masse avant et après adsorption, la limite inférieure de détection peut atteindre l'ordre de ppb (10⁻⁹), peut identifier les gaz nocifs tels que le formaldéhyde, le benzène et d'autres. Dans la détection de la qualité de l'eau, pour les ions de métaux lourds (tels que le mercure, le plomb), en utilisant l'adsorption spécifique des films minces fonctionnalisés, QCM peut réaliser une détection sélective dans les masses d'eau complexes, avec un écart - type relatif inférieur à 5%, pour répondre aux exigences de précision de la surveillance environnementale. Sa conception miniaturisée peut être intégrée dans des dispositifs de surveillance portables, permettant une analyse en temps réel sur site, fournissant des données opportunes pour la traçabilité de la pollution.