压电生物传感器的基本原理
1880年雅克•居里和皮埃尔•居里兄弟首先发现了石英等一些晶体的压电现象,后来1959年Sauerbrey 推导出气相中有关晶体表面所载质量与谐振频移的Sauerbrey方程:
v F = KF2 v M PA
v F:晶体吸附外来物质后振动频率的变化(Hz)
K:常数
A:被吸附物所覆盖的面积
F:压电晶体的基本频率(MHz)
v M:被吸附物质的质量
从方程可知,石英晶片在气相中振荡时,v F与v M 呈简单的线性关系。如果设法让晶体选择性地吸附外源性生物活性物质,便能制成压电生物传感器。后经研究发现:在液相中,石英晶体不仅对质量敏感,而且会受到温度、气压、液体密度、粘度、介电常数等多因素影响,但其中质量负载和粘性耦合是导致压电石英晶体频率变化的两个主要作用机理。因此根据检测原理的不同,压电生物传感器分为质量响应型和非质量响应型,它们在免疫学、微生物学、基因检测、血液流变、药理研究以及环境等科学领域具有重要运用价值和开发前景。
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