谐振调幅压电石英晶体分子键裂型传感仪的研制

基于谐振调幅激励压电石英晶体开发了一种分子键裂型传感仪。该传感系统通过数字信号发生器DDS 9854产生频率可调的正弦波,激励9.98 MHz的压电石英晶体,经信号放大滤波后得到谐振频率。通过数控技术调节激励电压实现谐振调幅,以增大石英晶振表面的剪切动量。当调幅到一定程度会导致分子间键断裂,通过调幅电压值测定分子键的强度,可在数分钟内得到晶体表面的结合质量和结合强度的信息。使用了谐振调幅压电石英晶体分子键裂型传感仪检测了不同粒径的氨基纳米磁珠与金电极之间的相互作用,由频率信号得到磁珠在金电极上的结合量。通过不同谐振调幅电压激励石英晶体以甩脱电极表面的磁珠,由激励电压得到不同粒径的氨基纳米磁珠与金电极间的键裂力为2±0.5 nN。本仪器的研制为传感分子间的相互作用提供了一种新技术,可快速检测鉴别键的强度。

新型石英晶体微天平分子键裂免疫传感器的研制

基于谐振调幅电压激励石英晶体微天平设计了一种分子键裂型生物传感系统。该传感系统通过Arduino控制数字信号发生器DDS 9854产生正弦波以激励9.98 MHz压电石英晶体。采用了自主振荡电路法和被动激励振荡法,在低振幅(2 V)下以谐振电路法测定晶体谐振频率,通过高速继电器切换到被动调幅激励电路中,经数控放大器调节不同激励电压实现谐振调幅,增大石英晶体表面的剪切动量,从而实现分子键裂。随着调幅电压的升高,晶体表面物质的动量增加,导致分子键断裂,通过谐振电路频率和调幅电压值在数分钟内可得到晶体表面物质结合强度的信息。将传感系统应用于A型金黄色葡萄球菌细胞壁蛋白(蛋白质A)和免疫球蛋白IgG体系,在调幅电压激励下会抑制二者的结合。同时,在不同激励电压下可区分蛋白质A与IgG的结合强度。

Selective excitation of resonances in gammadion metamaterials for terahertz wave manipulation

A gammadion terahertz(THz) metamaterial embedded with a pair of splits is experimentally investigated. By introducing the pair of splits at different arms, the transmitted amplitude at the resonance frequency can be manipulated from 61% to 24%. Broadband static resonance tunability from 1.11 to 1.51 THz is also demonstrated via varying the relative split positions at certain arms. The amplitude change and static resonance tunability are attributed to the introduced split pairs, which enable selective excitation of different resonance modes in the gammadion metamaterials. This work promises a new approach to design THz functional devices.