仪器与模块

QSense仪器的质量灵敏度是多少？

对于QSense Pro和Analyzer/Explorer，当测量速度为每五秒一个数据点时，在液体中的最大质量灵敏度约为0.5 ng/cm2。当QSense Pro 和 Analyzer/Explorer在四个芯片和三个谐频下运行时，例如测量一个单分子层（频率变化，10赫兹），所有数据都在一秒钟内采集的灵敏度约为2 ng/cm2。

QSense仪器的频率范围是多少？

对于QSense Pro 和Analyzer/Explorer，频率范围为1-70 MHz。一个较大的频率范围对于能够使用多个频率并进行耗散采样的独特功能非常重要。

同时测量多个频率有什么优点？

对粘弹特性的模拟和对不服从Sauerbrey关系的薄膜厚度的计算需要同时对多个谐频进行测量。QSense Analyzer系统从每个芯片上可以得到14个参数（七个频率值和七个耗散值），这为特定的薄膜性能提供了一个适定模型。此外，不同的谐频给出了吸附层的均匀性信息：由于芯片表面的探测范围随着谐频数的增加而减小，非正常的频率行为表明薄膜性能的垂直变化。芯片表面的检测范围随着频率的增加而减小的事实也被模拟软件用来计算不完全耦合到芯片振动的薄膜的精确厚度。对于高含水率的柔性薄膜（例如由大蛋白分子构成的薄膜），如果不进行几个频率的测量，就无法获得准确的厚度信息。使用更高谐频的另一个优点是降低信噪比，当需要额外的高灵敏度时非常有用。

芯片上方介质的准确检测范围是多少？

检测范围取决于芯片上方液体/薄膜的振荡运动的穿透深度，从纳米到微米不等，与所研究薄膜的粘弹性和谐频数相关。在纯水中，基频的探测范围约为250纳米。对于一个非常刚性的薄膜例如金属，仍然可以在水中获得相同的探测范围。这意味着测试前在表面上涂覆薄膜，测量原理不会受到影响。相比于光学方法，QCM-D的检测范围更具有优势。例如考虑几百纳米厚的聚电解质多层膜，这些都很容易由QCM-D进行检测。 如需了解详细信息，请查阅这里。

涂层/吸附膜的最大厚度是多少？

芯片涂层的最大厚度取决于涂层的粘弹性，可能从几百纳米到几微米不等。吸附层越刚性，薄膜可以越厚。请随时联系Q-Sense，以寻求新的表面。

QSense Pro所需的最小样品体积是多少？

模块中每个芯片上方的体积是15µL，每个样品端口的最低体积（包括进口和出口管路）是50µl。

测量室和模块的整体体积是多少？

芯片上方的体积是40µL。模块内部的总体积（不包括管路）为150µL，这包括从入口到芯片的温度循环回路体积。温度循环可确保进入芯片的液体具有合适的温度。

什么是时间分辨率？

最大速率可达每秒200个数据点，为快速反应提供了高分辨率的实时测量。

我可以使用什么液体？

可以使用许多不同的流体，包括水、无机盐溶液、醇类和有机介质（甚至己烷和甲苯）。除了测量室的钛合金外壁，Analyzer, Explorer 和 Initiator中与液体接触的管路和O圈均可以方便地进行改变（被称为高强度管路包）以进行不同类型的测量。QSense Pro中，流体也会接触到泵和取样探头的材料。有关化学相容性的细节，请查阅您的专用仪器操作手册或联系技术支持。

为什么改变缓冲液时基线会漂移？

在液体中测试QCM-D芯片的共振频率和耗散因子会受到液体的密度和粘度的影响。如果从一个缓冲液切换到另一个缓冲液，并且缓冲液具有不同的粘度和/或密度，则f和D的基线将发生漂移。这些基线的漂移通常被称为本体漂移，因为它们与液体的本体性质相关。 例如，当测量蛋白质吸附时，可以首先获得溶解蛋白质的缓冲液的基线，从而最大限度地减少蛋白质的本体漂移。例如，稀释的蛋白质浓度不会显著改变本体液体的粘度和密度。 如果出现显著的本体漂移，在分析数据时您需要考虑到这一点。在使用QTools时，如果您知道本体液体的粘度和密度的变化，可以对本体漂移进行补偿。如果您不知道被测液体的密度和粘度，您可以在只有本体漂移的时候进行一个QCM-D测试，使用QTools分析并计算从一个液体到另一个液体的粘度或密度变化。

QSense Pro的温度范围是多少？

工作温度（给定正常室温）为4-70 °C，温度稳定性为±0.02 K。

QSense Analyzer/Exporer的温度范围是多少？

仪器在20°C的正常室温时，测量室可以在15 °C 到65 °C之间进行稳定的温度控制。Q-Sense高温样品台可以在4 °C 到 150 °C之间进行温度控制。25°C时，实际温度的稳定性为±0.02 K。

QSense仪器的温度读数的准确性如何？

QSense仪器测得的温度（QSoft图中的Tactual）可保证在真实温度的0.5°C内。这意味着25°C的温度读数实际可能是24.50°C和25.50°C之间的任何值。与此同时，由于温度传感器位于测量室基座中，所以可能存在温度梯度。请注意，此信息与我们仪器的温度稳定性（即0.02 K）无关。

Pro有八个芯片和四个泵，这些泵可以单独控制吗？

可以，四个泵是单独控制的，这意味着您可以运行四个完全不同的实验，采用不同的流量、不同的时间和在不同时点或同时切换样品等。

Pro的清洗程序是否针对不同的应用？

不同的样品如蛋白质、酸、碱性溶液、生物溶液等有不同的清洗程序。注意，这是清洗仪器而不是芯片。因为芯片是相同的，所以芯片的清洗建议与以前一样。

Pro中，样品的脱气是在线还是离线进行？

样品脱气必须在离线状态下进行，没有在线脱气处理。

Pro中，样品的混合机理是如何工作的？

取自不同试管的样品A和B被一个一个地分送进样品入口（杯子）。在那里，它们被吸入混合，并通过进样针进行分配。 在Pro中，数据是在实验脚本运行时还是在实验结束后进行保存的？              QSoftOmega将使用默认的数据文件名或在实验开始前向您询问文件名（这取决于您如何设置您的偏好）。实验数据将每隔十分钟保存文件。在实验完成时，所有数据将保存到这个文件中。因此，万一停电，您将只损失不超过10分钟的实验数据。

正的f值和负的D值，怎么可能呢？

通常，f曲线随吸附而下降，随解吸而上升。与此相反，D曲线随吸附而上升，随解吸而下降。曲线走向相反的一些原因是： 1、测量时芯片不干净，在测量过程中有部分被解吸。 2、测量结束时芯片上方的液体与测量开始时芯片上方的液体相比具有较低的粘度和/或密度。 3、芯片移位（D300比Explorer, Analyzer, Initiator or Pro更有可能出现）。如果安装不是最佳时，如有人倾斜仪器，芯片由于外力作用发生移位。在这种情况下，一个解决方案是在开始数据采集之前，轻轻地敲击测量室或流动模块。

什么时候使用Sauerbrey关系计算在石英芯片上吸附的质量是正确的？

Sauerbrey关系描述了频率的变化与吸附在芯片表面的薄膜质量变化之间的线性关系。只要耗散相对较低，它就可以对质量/厚度进行很好的估计。通常当耗散值超过每10赫兹1·10-6，薄膜过于柔软而无法作为一个完全耦合的振荡器，即离表面较远的部分无法与芯片的振荡耦合。这意味着通常从频率变化中直接计算质量的Sauerbrey关系将低估质量。然而，通过测量在多个谐频上的耗散和频率，即使在这种情况下也可以得到正确的厚度估计值。可以使用Q-Sense的软件QTools中的粘弹性模型计算粘弹性质和结构特性。

如果仪器无法启动，可能会是什么问题？

1、检查电源线是否连接。 2、检查仪器背板的额定电压是否正确设置为实验室的当地电压条件。如果没有，拔掉仪器，打开塑料盖，转动滚筒，在窗口显示正确的电压。检查保险丝是否熔断。

无法找到共振峰，可能是什么原因呢？

1、如果谐振位于设置中指定的搜索范围之外，则需要对驱动芯片的设置进行调整。运行QSoft 401，取消选中的‘Find resonances’窗口中的‘Automatically optimize all resonances’，在‘Individual resonance settings’中扩大频率范围，直到出现共振峰。如果运行的是QSoft 301，增加‘Settings’ › ‘Sensor’  › ‘Search range (± kHz)’的值。 2、芯片的谐振可能衰减过多。如果芯片上的介质过于粘稠或密度过高，则衰减可能过高。吸附在芯片上的薄膜或是芯片缺陷也会引起严重的衰减。在这种情况下，频率扫描图中的共振峰很小，甚至很难与背景噪声区分开来。 解决方案包括： 确认芯片安装正确和/或未损坏；检查另一个干净芯片，或调整‘Individual resonance settings’ (QSoft 401)和 ‘Settings’ › ‘Acquisition’ (QSoft 301)，看是否可以找到频率。缩小‘Frequency range’(QSoft 401)可使共振峰更为明显。

我在寻找f和D时发现大的共振峰周围有小杂峰，这是否会干扰我的测量？

在开始测量之前，在共振峰附近进行搜索，在真实谐频模式（主要见于空气）附近会出现较小的共振峰。这些不必要的尖峰是芯片设计中的小偏差（电极和石英尺寸、接口之间的平行度等）的结果，通常不会影响测量，因为它们比感兴趣的信号弱得多。唯一需要注意的一个情况是当不希望的模式与真正的峰值显示同样高度，因为仪器很难确定跟踪哪一个共振峰。如果是这样的话，芯片表面的损伤可能非常严重，肉眼可见。不需要的模式比真正的共振模式要不稳定得多，因此如果仪器跟踪错误的峰值，从漂移和噪声中可以明显地显现出来。

基频共振远比其他共振不稳定，为什么？

基频不稳定是很平常的。原因可能是多方面的，但最重要的可能是边缘效应比谐频更为明显，因为它是到达芯片边缘最远端的频率。由于它几乎检测的是整个芯片表面，因此基频共振还可能受到O圈的干扰。

我得到的f和D值有非常规律的波动。为什么？

如果在Analyzer/Explorer上运行QSoft 401，任何谐频的频率和耗散都出现对称、周期性噪声，最有可能是由外部源引起的。 当f和D都表现出周期性行为时，扰动可能不是由温度波动引起的，因为温度对D的影响比频率小得多。 如果f和D的波动发生在运行仪器自带的蠕动泵时，尝试关闭泵。泵在运行时不通过管路传送压力是非常重要的。带有许多旋转滚轴的泵比一个只有少量滚轴的泵提供更稳定的信号。 Qsense提供的蠕动泵在打开或关闭时不会引起任何波动或干扰。但是，如果连接到Analyzer或Explorer流动模块的特氟隆软管的内径（ID）太小，则流动系统中的压力太低而无法稳定流动，可能会出现脉动现象。建议使用ID至少为0.75毫米的管路。

当液体冲洗时，信号不会回到基线或变得不稳定，可能是什么原因呢？

1、芯片上可能有气泡形成。如果气泡被困在芯片附近，冲洗后的测量信号通常不会回到原来的基线。气泡使信号不稳定。解决办法：避免气泡形成，使用脱气的液体。不要引入温度低于测量室工作温度的液体，因为加热过程中溶解的气体会被释放。 2、样品液中的污染物会引起不稳定。检查样品的质量。 3、芯片可能正在经历“压力冲击”。 如果流体受力后流经测量室，芯片一侧的压力增加会引起芯片机械受压，从而出现不可再现的f和D跳跃。解决方案：尝试使用较低的泵流速。 4、芯片可能正在经历“温度冲击”。 芯片热冲击即迅速改变芯片的温度，会出现不可再现的f和D跳跃。解决方案：确保样品溶液的温度与设定的温度保持大致相同。另外，要记住，样品与设定温度之间的温差越大，为了使样品温度在到达芯片之前达到平衡，需要使用较慢的流速。

实验中出现过多的噪音，可能是什么原因呢？

1、检查芯片是否正确安装，箭头形电极朝向芯片支架上的标记（左侧）。请参见操作手册中的‘Mounting the Sensor Crystal’章节。如果芯片安装方向错误，电极的接地不良，电流泄漏可能干扰测量。 2、如果芯片表面有划痕或损坏，可能会产生不必要的干扰共振峰，这些共振峰与频率扫描窗口中真正的共振峰相邻。如果这些不需要的模式与真实的振幅相同，仪器可能会跳过并跟随它们。如果出现一个假的共振或非纯共振峰，就会产生高噪声。 3、芯片涂覆了非均匀涂层或表面粗糙度较高涂层时也会产生非纯共振峰，从而产生更高的噪声。 4、检查气泡，或是在空气测量时，检查芯片或流动模块/测量室中的残留液体。

为什么表面暴露在光（UV）里频率会漂移？

在紫外线照射下很难避免温度的影响。尽管石英本身在紫外光谱中是透明的，但芯片电极一般会受到影响。电极吸收的所有光都被转化为热能。因此，在许多情况下将导致电极中产生应力（通常是加热时材料膨胀），并将其传递到底部的石英。共振频率因此发生改变。耗散因子通常不受这些应力的影响。然而，如果在水中打开紫外光，您会看到由于水被加热而产生的耗散变化，这会改变水的粘度和密度。

在打开流动模块/测量室后，我发现芯片区域外有液体，可能是什么原因呢？

芯片背面（带“锚”的面）上的液体会引起很多QCM-D测量问题。如果芯片背面存在任何液滴，缓慢的湿度稳定过程将影响f和D基线，并破坏任何试图进行定量测量的企图。如何预防： 1、检查芯片的边缘是否有裂纹或缺口，这种损坏可能会降低O圈的密封能力。 2、检查芯片是否定位在O圈中心。 3、对于Analyzer/Explorer，检查管路连接是否紧密。黑螺母外面是否有液体。将聚四氟乙烯软管以90°切断以确保正确的密封非常重要，建议使用液体处理包中的管路切割器。

椭偏模块的入射角是多少？

椭偏模块的入射角为65°，与反射角相同。

椭偏模块需要什么设置？

请注意，椭偏仪模块只能在QSense Explorer样品平台上使用，因为模块的两端都需要光学入口，而Analyzer样品平台的设计无法实现。QSense不推荐任何特定的椭偏仪，但我们知道有两个供应商可以兼容我们的椭偏仪模块并特别设计了适合Explorer的测试台：Woollam和 Accurion。

电化学模块的最高工作温度是多少？

受到参比电极的限制，电化学模块最多能承受40°C。

哪些外部因素可能会影响共振频率和耗散改变？

除了表面相互作用，石英可能会受到其他因素的影响： 1、温度变化/应力 2、压力变化/安装应力 3、压力波

QCM-D可以测量的最高粘度是多少？

我们测量了一个密度为1204 kg/m3的液体的粘度上限为47 cP。响应也会受到密度的影响。另外测量到的最大ΔD衰减值为 ~ 2500e-6。高耗散会阻碍芯片的振荡。

窗口模块可以与什么样的显微镜目镜一起使用？

必须满足两个基本要求： 1、显微镜台必须有足够的空间来容纳测量室。 2、物镜焦距必须足够长才能到达芯片表面。 我们的窗口模块有一个厚度为1 mm的玻璃薄片，玻璃和芯片表面之间的距离也是1 mm，即到芯片表面的总距离为2mm。

测量电阻和能量耗散有什么区别？

为了完整地描述一个吸附在QCM芯片上的薄膜的粘弹性能，必须测量所有来源的能量损失或振荡衰减。QCM-D的能量耗散D测量是最直接的方式，但阻抗测量也可以得到薄膜粘弹特性的完整信息。电阻R只是阻抗的一部分，因此不能直接与薄膜的粘弹性特性相关联。为了获得完整的信息，电容测量也是必要的。有可能出现电阻没有改变但电容发生变化的情况，反之亦然，导致粘弹性性质的改变被遗漏或至少成比例地出错。只测量电阻的另一个后果是不能定量，而且R的测量值之间的相对比较价值有限。

Analyzer的温度是在哪里测量的？

温度是在流动模块下方的测量平台接触块的中心处即时测量的。模块和平台接触紧密，可以进行良好的热传导。因此，只要所有的曲线（温度，f和D）达到稳定，您就知道温度已经在芯片表面上的设定温度处达到平衡。

在E4／E1上进行升温的最大速率是多少？

如果有足够的时间来调整温度控制，QSoft 401温度程序中的典型最大速率为0.5 K /分钟。这取决于使用了多少个流量模块以及您的工作温度。升温过快会出现较大的温度上下超调，所以由用户来确定这是否重要。

什么是在E4／E1流动模块的雷诺数？

具有切面顶板（穿过芯片表面的面）的流动模块的几何形状非常复杂。因此，使用雷诺数进行估计。假定内部体积是0.7×12 mm的矩形'管'，在100 µL/min时的雷诺数为0.2，在800 µL/min时为2。一般来说，雷诺数低于2300与层流相关，这意味着通过E系列流动模块的流体是层流。

E4仪器的功率消耗是什么？

当使用240 V/50 Hz时，测得的功率消耗在105 VA和123 VA之间。当温度达到设定值时，消耗量有所下降。

E4／E1流动模块的内部尺寸是多少？

O圈的内径为11.1 mm；芯片和模块顶板之间的中心距离为0.6 mm；热交换管路的横截面为0.8×1 mm；顶板上液体进入芯片的孔的直径为1 mm，管道的直径是0.75 mm。

与仪器（E4／E1）之间无法连接，可能会是什么问题？

1、检查USB电缆是否插入PC机和仪器中。 2。在‘QSense E-Series Device’中找到硬件，检查是否已经安装在您的计算机上。如果没有，打开C盘中Program Files/QSense/QSoft 401下的安装文件，按照说明操作（参见子章节“安装软件”）。软件应在仪器首次启动前安装。

什么是驱动振幅/电压？

QSoftPro和QSoft401中的驱动振幅指的是芯片上的驱动电压的幅度。 您可以在‘Individual resonance settings’ 对它进行设置。如果不勾选‘Automatically optimize all resonances’，就会出现设置选项卡。这个值与电子单元的输出电压成正比。然而，芯片上的实际电压取决于负载（衰减），因为从传输线到芯片之间存在电容损失。因此，无法给出在Qsoft中的设定值和在芯片上的电压之间的确切关系。在空气中芯片上的典型值约为50 mV，在水中的典型值为1 V。

可以校准E4仪器的温度吗？

可以。实验开始前，进入Qsoft的‘Tools’菜单，然后选择‘Show Pre-Acquisition Form’，选择所需的‘Set Temp’，并允许‘Tact’稳定至少2分钟。 然后，在‘Tools’下选择‘Calibrate Set vs Actual Temp’，单击‘Apply’。 ‘Set temp’线应该调整到‘Actual temp’。正常情况下，在25°C进行校正，但也可以在15°C至50°C之间的任意温度进行。

谐频丢失导致报错消息‘Warning: bad fitting of the decay curve’，为什么会这样？

1、芯片的环境变化过快，不能有效地跟踪频率和耗散的变化。解决方案：提高数据采集速度。通过改变‘Find resonances’窗口中的‘Resonance optimization’设置来获得最佳速度，将指针移向‘High speed’。 2、芯片在数据采集过程中负荷得越来越多，衰减变得越来越高，芯片在某一点无法再进一步加载。解决方案：在某些情况下，芯片仍然可以通过优化采集设置来产生共振。检查改变‘Individual resonance settings’下的‘Drive amplitude’的效果。