QCM-D 測定装置について
QCM は、水晶の薄片に電圧を印加すると一定の周波数で振動する
ことを利用した非常にシンプルな原理の相互作用解析装置です。
Biolin Scientific社はこのQCMの基本技術に独自の改良開発を加え、
通常の周波数変動(f)の追跡に加え、独自の散逸係数(D)の追跡機能を
加えた「QCM-D」測定装置を約20年前に開発し、業界のデファクト
スタンダードとなったQCM測定法のリーディングソリューションを
提供しております。
ことを利用した非常にシンプルな原理の相互作用解析装置です。
Biolin Scientific社はこのQCMの基本技術に独自の改良開発を加え、
通常の周波数変動(f)の追跡に加え、独自の散逸係数(D)の追跡機能を
加えた「QCM-D」測定装置を約20年前に開発し、業界のデファクト
スタンダードとなったQCM測定法のリーディングソリューションを
提供しております。
一般的なQCM 法ではセンサーを共振させたときに得られる周波数を連続的に観測することで周波数変化の係数(Δf, f はfrequency の意) のみを計測しています。
これに対しBiolin Scientific 社のQCM-D 法では、上記のΔf に加えて、センサーを共振させた後、瞬間的に共振を途中で止めることで、振動が段々と衰え、散って、消えていく様子（Dissipation＝消散係数と呼称、散逸ともいう）も観測しており、これをΔf に対しΔD と呼んでいます。
これに対しBiolin Scientific 社のQCM-D 法では、上記のΔf に加えて、センサーを共振させた後、瞬間的に共振を途中で止めることで、振動が段々と衰え、散って、消えていく様子（Dissipation＝消散係数と呼称、散逸ともいう）も観測しており、これをΔf に対しΔD と呼んでいます。
QCM-D 法においてはΔf とΔD の両方を同時且つ連続的に観測しており、Δf からだけでは測定できない粘弾性やソフト膜の膜厚といった測定をΔD を変換することで実施することが可能になります。粘弾性や膜厚が得られることで、センサー表面上の形成物質についての構造的な変化（硬いor 柔らかい）や物理的な表面吸着量（厚み=nm) といったより具体的且つ詳細な物質情報の見積もりが可能です。
QCM-D はDissipation の測定機能があることで、より多様な分野へ応用することが可能になります。
ここでは特に主な活用シーンとして以下３つの分野における事例をご紹介します
ここでは特に主な活用シーンとして以下３つの分野における事例をご紹介します
case
1
1
お悩み
洗浄剤のウェハ表面との相互作用を検証したいが瞬間的な反応故あまりに速すぎて捉えられない。
QCM-Dを使えば
Biolin Scientific 社製QCM-D システムの測定時間分解能は最速で5ms/dpt です。
数秒で終わってしまう反応も十分に追跡が可能です。
(※dpt=datapoint。最速設定時わずか0.005 秒毎に測定を実施可能です!)
数秒で終わってしまう反応も十分に追跡が可能です。
(※dpt=datapoint。最速設定時わずか0.005 秒毎に測定を実施可能です!)
case
2
2
お悩み
生体適合性材料を新規に開発したり、既存品を改変して独自開発したいが、狙い通り生体内で機能するのかどうかについて研究現場ですぐ検証する術がない。
QCM-Dを使えば
Biolin Scientific 社製QCM-D は模擬センサーを使い、生体に類似した表面を再現できます。
作成した材料を供給し、センサー表面上の微小空間で起きる反応を捉えることにより、
材料の生体適合性をその場で簡易的に模擬し検証可能です。
作成した材料を供給し、センサー表面上の微小空間で起きる反応を捉えることにより、
材料の生体適合性をその場で簡易的に模擬し検証可能です。
case
3
3
お悩み
サニタリー製品用の抗菌表面や、プレフィルドシリンジ等の医用器具コーティング用に抗タンパク質付着表面を新規に開発したり、既存品を材料配合の組み合わせを改変するなどして独自開発したいが、狙い通り抗菌・抗付着性効果が得られるのかどうかについて、材料研究現場ではその場ですぐ検証する術がない。
QCM-Dを使えば
Biolin Scientific 社製QCM-D は様々な疎水性表面を持つ模擬センサーを用いて、抗菌・抗付着性を付与した表面を模擬的にセンサー上に再現できます。生体試料を送液供給し、センサー表面への吸着量を最小化する材料 vs 試料分子の組み合わせ解を発見することにより、抗菌・抗付着性能をその場で簡易的に見積もることが可能です。
( 例： センサー上に作成したPVDF表面にバクテリア溶液が到達したがΔf 、ΔDは到達前と比較しほとんど変化せず＝試料内の生体分子は付着せず→PVDFの持つ抗付着性効果を確認した）
( 例： センサー上に作成したPVDF表面にバクテリア溶液が到達したがΔf 、ΔDは到達前と比較しほとんど変化せず＝試料内の生体分子は付着せず→PVDFの持つ抗付着性効果を確認した）
上記以外にも「洗剤、化粧品、乳化剤他の開発」や「水処理・再生」、「医薬開発（創薬・製薬）」、「ナノセルロース」、「電池材料開発」といった、様々な分野でQCM-D は広く応用されています。
導入事例
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