【正文】 另一個。前兩者主要采用隔離震動源的辦法減小震動，后者主要 采用緩沖減震技術(shù)來解決。整個結(jié)構(gòu)中，以單片機控制單元為核心，可以控制溫度設(shè)定、頻率計數(shù)等。 3． 增加檢測位，易于構(gòu)成檢測陣列。 壓塊：采用鋁合金材料，外面設(shè)計有一固定栓，與基座的固定槽卡位后，在螺母旋壓下，該壓塊只能在垂直于晶振方向移動，而不會對 O 形密封圈及晶振產(chǎn)生水平扭力矩，從而保證晶振只受到垂直的正壓力；內(nèi)壁為拋光圓角弧形設(shè)計，保證液體表面水平和均一；底部設(shè)計一個 O 形密封墊圈卡位，壓塊 密封圈 晶振 密封圈 基座結(jié)構(gòu)共同保證晶振“對位對線”良好。 1． 檢測池結(jié)構(gòu)圖 為保證石英晶振單面觸液，且每個組裝好的傳感器在尺寸、晶振表面正應(yīng)力大小及角度、電磁屏蔽性、晶振品質(zhì)因子 Q 值損耗、晶振頻溫曲線等等關(guān)系到傳感器諧振能力的每個因素都具有同質(zhì)性，我們設(shè)計構(gòu)建了一個螺旋式的檢測池結(jié)構(gòu)，該檢測池由基座、 O 形密封圈、壓塊、螺母等組成。要求電極銀膜厚度均一、附著力強，這對石英晶片電極制作提出了較高的要求。 2/1112/3 ???????????qqff ??? ?? (2— 11) 其中式 (2— 11)中 1? 和 1? 分別是液體的絕對密度和粘度。交變激勵電壓施加于石英晶體兩側(cè)的電極時，石英晶體會產(chǎn)生機械振蕩。由剪切波在粘性介質(zhì)中的流體力學(xué)理論，對以剪切波在牛頓型液體中傳播的 AT 切壓電石英晶體，諧振晶體單位面積上受到液體的機械聲阻抗負(fù)載 mZ 可表述為： 2/1))(1( ??? smmm fjjXRZ ???? (2— 3) 設(shè)晶體諧振區(qū)僅限于其金屬電極部分并令電極面積為 A，則液體施加于晶體兩面電極上的總聲阻抗為 2/1))(1(22 ??? sma fjAjXaRaAZZ ????? (2— 4) 因 此液體中壓電石英晶體的分布參數(shù)等效于電路如圖 23 所示。只有解決了這兩個問題，才能使晶體振蕩（應(yīng)用）體系拓寬，也才能準(zhǔn)確的根據(jù)晶體振蕩頻率變化來獲取質(zhì)量傳感的信息。當(dāng)晶體浸入液體后，由于液體阻尼的影響，振蕩器輸出電壓幅值下降。銀膜晶振已經(jīng)有成熟生產(chǎn)線工藝的生產(chǎn)，而且頻率穩(wěn)定，成本較低。晶體的厚度一般在 ~ 之間，晶體表面的激勵電極為銀（或金）膜電極，厚度 1? m 左右。同時石英晶體與單晶硅一樣，具有優(yōu)良的機械物理性質(zhì)。 石英晶體的壓電特性與其分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)。這種將電能轉(zhuǎn)變成機械能的現(xiàn)象 ，稱為“逆壓電效應(yīng)”。 3． 與微電子集成電子線路便于集成 。 硅材料儲量豐富，成本低，硅晶體生長容易，并存在超純無雜的材質(zhì)，不純度在十億分之一的量級；因而本身的內(nèi)耗小， 因數(shù)高達(dá) 610 數(shù)量級（實際值往往比其最高值小幾倍）。 在課題的研究過程中，主要的研究內(nèi)容為： 1． 凝血因子檢測系統(tǒng)的原理 。貼壁細(xì)胞顧名思義就是在培養(yǎng)器皿的壁上生長，細(xì)胞的分裂生長過程對應(yīng)于器壁的質(zhì)量增加過程，故可以利用壓電傳感器的質(zhì)量特性對細(xì)胞生長過程進(jìn)行監(jiān)測。結(jié)果表明，當(dāng)有一個連續(xù)的互補堿基存在時，也可以進(jìn)行雜交，但隨著互補堿基的數(shù)量下降雜交也變得越來越不穩(wěn)定。在壓電晶體表面直接固定蛋白質(zhì)易導(dǎo)致蛋白質(zhì)的失活，因此一般需要對晶體表面先進(jìn)行修飾，然后再在修飾層上固定抗體或抗原。近年來在生物分析方面也取得長足進(jìn)展，以下僅從免疫、基因及細(xì)胞等方面作些介紹。專門用于檢測質(zhì)量負(fù)載的 PQC 傳感器稱為石英晶體微天平 （ Quartz Crystal Microbalance,簡稱QCM）。 5． 成本低與便推廣：樣品用量小，響應(yīng)快，并且由于敏感材料是固定化的 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 可以反復(fù)使用多次，傳感器本身成本低，價格低廉，便于推廣應(yīng)用。在 20 世紀(jì) 80 年代壓電石英晶體在液相穩(wěn)定振蕩獲得成功后， 壓電石英諧振測量技術(shù)才開始廣泛應(yīng)用于生物傳感器領(lǐng)域。 Detection xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 III 目錄 摘要 …… ....................................................................................................................... I Abstract ........................................................................................................................ II 第 1 章 緒論 ................................................................................................................ 1 課題背景 ........................................................................................................... 1 壓電傳感器的發(fā)展史 ....................................................................................... 2 壓電生物傳感器的研究進(jìn)展 ........................................................................... 3 論文研究內(nèi)容 ................................................................................................... 4 第 2 章 壓電生物傳感器與凝血因子檢測系統(tǒng) ........................................................ 6 硅材料 ............................................................................................................... 6 壓電石英晶體傳感器的基本原理 ................................................................... 6 壓電石英晶體 ............................................................................................ 6 切型及金屬電極的選擇 ............................................................................ 8 Sauerbery 方程 ............................................................................................ 8 振蕩電路 .................................................................................................... 9 液相壓電傳感理論 .................................................................................... 9 凝血因子檢測系統(tǒng) ......................................................................................... 12 凝血因子檢測方法 .................................................................................. 12 石英振子的加工制備 .............................................................................. 13 壓電傳感器檢測池的設(shè)計 ...................................................................... 14 檢測儀的設(shè)計 .......................................................................................... 15 本章小結(jié) ......................................................................................................... 16 第 3 章 壓電石英傳感器頻率測量技術(shù)的實現(xiàn) ...................................................... 17 頻率的測量 ..................................................................................................... 17 等精度頻率的測量技術(shù) .......................................................................... 17 等精度頻率測量的基本原理 .................................................................. 17 等精度測頻的測量誤差 .......................................................................... 19 石英 晶體傳感器凝血因子 頻率檢測 .......................................................... 19 壓電石英晶體傳感器等精度頻率測量的硬件實現(xiàn) .............................. 19 壓電石英晶體傳感器等精度測頻的軟件實現(xiàn) ....................................... 25 本章小結(jié) ......................................................................................................... 26 第 4 章 壓電傳感器頻率動態(tài)響應(yīng)模型的建立 ...................................................... 27 凝血反應(yīng)體系粘度密度變化規(guī)律 ................................................................. 27 壓電石英晶體傳感器頻率變化與性質(zhì)的關(guān)系 ............................................. 28 粘度密度乘積變化與△ F 的關(guān)系 .................................................................. 28 粘度密度乘積變化與△ F 的關(guān)系 .................................................................. 28 xx 大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV 本章小結(jié) ......................................................................................................... 30 結(jié)論 ............................................................................................................................ 31 致謝 ............................................................................................................................ 32 參考文獻(xiàn) .................................................................................................................... 33 附錄 A ...........................................................................................................