[發明專利]一種復合正弦信號實時諧振頻率檢測蛋白質類物質質量的方法

有效

• 申請號: 200910216341.1
• 申請日: 2009-11-25
• 公開（公告）號: CN101709991A
• 公開（公告）日: 2010-05-19
• 發明（設計）人: 永遠
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01G3/16
• 分類號: G01G3/16;G01N5/02
• 代理公司: 成都博通專利事務所 51208
• 代理人: 陳樹明

技術領域

本發明涉及一種石英晶體微天平檢測質量的方法。

背景技術

石英晶體微天平(Quartz?Crystal?Microbalance，QCM)利用石英晶體振蕩器的 電極表面質量在一定范圍內的微小變化，能引起石英壓電晶片振蕩頻率的改變， 通過對頻率改變的測量，以檢測出引起頻率變化的微小質量。其測量精度可達 納克(ng)級。

QCM在醫學中，可用于檢測抗原、抗體、血細胞、蛋白質類病原微生物、 核酸等蛋白質類物質的檢測。現有的作法主要是振蕩器法和頻譜分析法，其中 頻譜分析法是：先將石英晶體電極表面固定待測物的親和物，然后在可溶解待 測物的溶液中，采用石英晶體電極固有諧振頻率附近范圍內的多個頻率的單一 正弦信號進行多次的循環掃描，捕捉到QCM諧振頻率；然后在溶液中加入待測 物，待測物與電極表面的親和物發生免疫反應等特異性反應，形成復合物沉積 在石英晶體振蕩器的電極表面，使石英晶體電極的質量增加，引起石英晶體諧 振頻率下降，再采用相同頻率范圍內的正弦信號進行循環掃描方式，捕捉到QCM 新的諧振頻率，從而通過諧振頻率的變化，計算出附著在電極表面的待測物的 質量。

現有的檢測方法的不足之處是：

在親和物和待測物的結合過程中，也會在石英晶體電極表面吸附一些雜質 或干擾物，影響檢測結果。對此，雖可通過增大QCM諧振頻率處的振蕩幅度， 來促使吸附雜質與親和物之間的分子鍵斷裂，盡可能地使吸附雜質飛離電極表 面，而保留待測物和親和物沉積在電極表面，從而提高檢測的特異性。但由于 石英晶體的特性，QCM的諧振頻率將隨著正弦信號振幅的增大，會發生不同程 度的漂移，有可能漂移出其預設的固定頻率掃描范圍，從而將不能有效地驅使 QCM在諧振點發生由正弦信號振幅產生的可控機械能量，不能促使電極表面雜 質與親和物分子間鍵的斷裂。另一方面，由于隨著吸附物飛離QCM表面，同樣 也會使QCM的諧振頻率發生明顯的變化，而超出其預設的固定頻率掃描范圍， 從而使得諧振頻率的捕捉變得極其困難。

發明內容

本發明的目的就是提供一種復合正弦信號實時諧振頻率檢測蛋白質類物質 質量的方法，該方法測試快速，檢測結果精度高、準確、可靠，適用范圍廣。

本發明實現其發明目的，所采用的技術方案是：一種復合正弦信號實時諧 振頻率檢測蛋白質類物質質量的方法，其具體作法是：

A、固定待測物

將蛋白質類待測物的親和物通過表面修飾的方法固定在石英晶體微天平電 極上，再將石英晶體微天平電極置于待測物的溶液中，待測物和親和物形成特 異性復合物，沉積在石英晶體振蕩器的電極表面；

B、初始諧振頻率的測定

向石英晶體微天平輸入其固有諧振頻率點及其附近800-1000Hz范圍內 10-20個正弦信號組成的一組復合正弦信號，所述的正弦信號的電壓峰峰值為 0.015-0.025V；從石英晶體微天平輸出的復合信號，初步測出石英晶體微天平 的初始諧振頻率；

再向石英晶體微天平輸入以上初步測出的石英晶體微天平的初始諧振頻率 點及其附近200-300Hz范圍內10-20個正弦信號組成的電壓峰峰值為 0.015-0.025V的一組復合正弦信號，從石英晶體微天平輸出的復合信號，初步 測出石英晶體微天平的初始諧振頻率；第二次測出石英晶體微天平的初始諧振 頻率；

然后向石英晶體微天平輸入以上第二次測出的石英晶體微天平的初始諧振 頻率點及其附近50-100Hz范圍內10-20個正弦信號組成的電壓峰峰值為 0.015-0.025V的一組復合正弦信號，從石英晶體微天平輸出的復合信號，即測 出石英晶體微天平的初始諧振頻率；

本發明在測定初始諧振頻率時，依次采用800-1000Hz、200-300Hz、50-100 Hz的逐步縮小的頻率區間范圍的復合正弦信號，可以迅速、有效地捕捉到沉積 有待測物的石英晶體微天平的初始諧振頻率值。

C、變幅測定實時諧振頻率

若最近兩次測出的石英晶體諧振頻率的差值大于1Hz，則將正弦信號的電壓 峰峰值增加5％-10％，向石英晶體微天平輸入最近測出的諧振頻率點及其附近范 圍內的10-20個正弦信號組成的一組復合正弦信號，復合正弦信號的頻率范圍 為最近兩次測出的石英晶體諧振頻率的差值的10-50倍；從石英晶體微天平輸 出的復合信號中，測出石英晶體微天平當前時刻的諧振頻率；