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Gamry电化学系列讲座是Gamry木虫讲堂的重温与延续!讲座涉及电化学原理、测试技术、各领域应用等多个方面,由Gamry技术支持团队的电化学专家倾力打造!欢迎各位老师、同学与我们交流,大家相互学习,共同提高。
- 石英晶体微天平QCM技术应用于病毒检测
病毒由蛋白质外壳,外壳所包住的核酸(DNA或RNA)、脂类及其它微量组分构成。近年来,一些研究者发现,当某些受体与病毒的DNA或表面蛋白在石英晶片表面选择性结合时,结合过程的微小质量变化将引起晶片共振频率变化,而QCM仪器具有高度灵敏的特性,可以监测到这样的频率变化,进而对病毒进行选择性识别或定量分析。
常用的受体涉及合成抗体、天然抗体、DNA、核酸适体、生物大分子(如蛋白质)等,Tai用分子印迹聚合物(合成抗体)作为受体,检测了登革热病毒(DENV),检测限达到1-10μg/L,与传统ELISA方法测得的结果具有很好的关联性,而且一个样品的分析时间只需20-30分钟;Yu et al.使用天然抗体作为受体,检测埃博拉病毒(EBOV),实时监测结合的过程共持续12分钟,几种不同EBOV包膜糖蛋白的检测限达到14或56nM,Z低可测质量11ng,与传统的ELISA方法得到的结果相当,测试过程非常快速,不像ELISA或表面等离子共振SPR方法需要几个小时。Adeel Afzal在其论文中对采用不同受体,使用QCM技术检测多种病毒做了很好的总结和分析。
随着纳米材料研究的发展,基于其优异的性能,各种纳米材料如金属纳米粒子、碳纳米管、量子点等被广泛用于病毒检测。2018年,Mohamed将金纳米粒子结合QCM技术应用于登革热病毒(DENV)和埃博拉病毒(EBOV)的检测,纳米粒子材料放大了响应信号,DENV检测限达到1.6fM,而EBOV检测限达到了20fM。
QCM技术无需标记,是一种快速、成本低、可靠、灵敏和专属性强的方法,非常适合临床诊断、临床即时检验(POC)或病毒的早期检测,它克服了传统方法交叉反应、假阳性等问题;另外,基于质量变化的QCM技术特别适合一些没有荧光活性或电传导性,很难用光学方法或电化学方法进行检测的病毒。鉴于其多方面的优势,这项技术不仅被用于病毒识别,还被用于微生物检测,如致病菌、酵母、HX细胞、疾病生物标志物等。
参考论文:
1)Gravimetric Viral Diagnostics: QCM Based Biosensors for Early Detection of Viruses. Chemosensors 2017, 5, 7, doi:10.3390
2)Applications of gold nanoparticles in virus detection. Theranostics 2018, Vol. 8, Issue 7: 1985-2017, doi: 10.7150
关于石英晶体微天平QCM
当不断变化的电压施加在石英晶片上,晶片会发生震荡,其共振频率将随表面质量的变化而改变。石英晶体微天平高度灵敏,可以监测ng/cm2的表面质量变化。蛋白质分子吸附与结合、传感器表面修饰、生物膜增长、聚合物膜增长、离子嵌入与脱出、材料腐蚀等质量变化的界面过程,都可以通过QCM技术来测量。
Gamry公司提供多种石英晶体微天平QCM产品,从较为基础的eQCM 10M,到可以测量耗散,获得多个倍频下信息的耗散型QCM-I系列产品。除了可以测量微小的ng/cm2质量变化;对于耗散型QCM-I,还可以进一步监测能量耗散,了解吸附、成膜等过程中厚度、质量的变化,实时追踪反应过程中的分子排列、结构变化,以及分析膜的粘弹性......
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Z近一期的Gamry电化学讲座:Tracking Electrochemically Active Biofilms Using an EQCM(电化学石英晶体微天平追踪电化学活性生物膜的形成),于4月16日在线举办,由Gamry仪器公司Jerome Babauta博士主讲。Jerome博士在华盛顿州立大学(Washington State University)获得博士学位,主要研究方向是生物膜工程及应用电化学技术研究活性生物膜。本次讲座将与您分享石英晶体微天平的测试原理、构成,并以硫还原地杆菌生物膜为例,结合QCM和循环伏安等电化学技术表征膜在不同阶段的生长情况,分析其电子转移过程。
其它讲座信息,我们将继续在“Gamry电化学”公众号上分享,欢迎关注!如需咨询更多信息,请联系wzhang@gamry.com或jqiu@gamry.com。
Gamry提供系列石英晶体微天平产品,感兴趣可以登录我们的网站查看(cn.gamry.com)。
关于美国Gamry电化学培训:
美国Gamry电化学致力于为用户提供优质的技术服务,其技术支持团队由yi流的电化学专家与腐蚀科学家组成,可以深入讨论产品应用,协助进行数据分析,以及提供Gamry仪器的使用建议等等。Gamry举办的培训在美国有着悠久的历史,2019年6月已经举办了第23届腐蚀培训(美国·宾州州立大学),11月举办了第31届电化学阻抗培训(美国·费城)。
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- 如何提高示波器电流探头的灵敏度
示波器电流探头的应用十分广泛,其基本原理是流经导线的电流会在周围产生磁场,电流探头把磁场转化成相应的电压信号,通过和示波器配合,观察对应的电流波形。广泛应用于开关电源、马达驱动器、电子整流计、LED照明、新能源等领域。
对于很多会使用示波器的工程师来说,电流探头如何使用对他们来说是十分简单的,那么如何电流探头的灵敏度呢?今天普科科技(PRBTEK)就简单给大家分享一下:
市面上的电流探头有很多种。其中之一是钳形交流/直流式,可用于钳制载流导体,以测量交流或DC电流。
使用这种类型的电流探头有两种有用的技术:
1.消除磁性(去磁/消磁)和DC偏置
为了可靠地测量低电平电流,您需要对磁芯消磁以消除剩磁。就像消除CRT显示器的冗余磁场可以提高画质一样,你可以通过对电流探头消磁或消磁来消除任何剩磁。如果探头铁芯被磁化,会产生与剩磁成正比的偏置电压,从而引起测量误差。
每当您打开/关闭探头的电源开关或向其输入过大电流时,消除探头芯的磁性非常重要。要对探头消磁,请断开探头与所有导线的连接,确保探头已锁定,然后按下探头消磁按钮。此外,探头上的调零控制按钮可用于校正探头的过大电压偏移或温度漂移。
2.提高探头灵敏度
电流探头可以测量流经探头钳夹的电流产生的磁场。它产生与输入电流成比例的电压输出。如果您正在测量DC信号或小振幅的低频交流信号,可以通过在探头周围缠绕多圈被测导体来提高测量灵敏度。此时,信号强度将根据缠绕在探头上的被测导体的匝数而增加。例如,一根导线绕在探头上5次,示波器显示的读数为25mA,实际电流为25mA除以5,即5mA。可以将电流探头的灵敏度提高5倍。
使用钳形电流探头和示波器可以非常容易地测量电流,而不会损坏电路。但是,当你在测量结果中引入示波器的宽带噪声时,示波器的垂直噪声可能会阻碍你的低电平电流测量。通过应用本文所述的一种或多种测量技术,您可以消除示波器的随机噪声和电流探头的冗余磁偏置或DC偏置,从而显著提高测量精度。
以上就是PRBTEK为大家介绍的如何提高示波器电流探头的灵敏度,如需了解示波器电流探头更多相关知识,欢迎访问普科科技官网。
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