Con la QCM-D si riesce a rilevare in tempo reale, e con una sensibilità nell’ordine del nanogrammo, i cambiamenti in termini di massa e proprietà viscoelastiche che avvengono sulla superficie di un sensore in quarzo sfruttando l’effetto piezoelettrico; applicando in modo discontinuo (metodo ring-down) un voltaggio alternato al sensore è possibile misurare i cambiamenti nella frequenza di risonanza (Δf) e nel processo di dissipazione dell’energia (ΔD) e derivarne le informazioni sopramenzionate. 

Fig.1. La figura mostra schematicamente il principio di funzionamento di uno strumento QSense®. I rapidi periodi di eccitazione permettono la misura della frequenza di oscillazione (f) e del tempo di decadimento (inversamente proporzionale a D) e la creazione di un grafico delle variazioni di questi due fattori (Δf e ΔD) nel tempo. Nello schema mostrato si può seguire un evento di adsorbimento di un materiale viscoelastico sulla superficie del sensore. Questo evento si manifesta come una diminuzione di ‘f’ ed un aumento di ‘D’ che proseguono nel tempo fino a completo adsorbimento. Essendo la misura stata effettuata contemporaneamente su 7 armoniche, sarà possibile effettuare un modeling viscoelastico per estrarne parametri di caratterizzazione del materiale adsorbito.

La linea QSense® si compone di strumenti manuali (QSense® Explorer e QSense® Analyzer), automatizzati (QSense® Omni) ed completi di sistemi liquid handling automatico per situazioni di medium-high throughput (QSense® Pro). La maggior parte di questi sistemi è compatibile con i moduli addizionali QSense, che permettono di accoppiare le misure QCM-D con altre tecniche (e.g. Microscopia, Elettrochimica, Ellipsometria etc.). Inoltre, l’ampia gamma di sensori disponibili permette di simulare moltissime superfici diverse, garantendo un setup sperimentale estremamente aderente alla realtà.

QSense® Omni

QSense® Omni è l’ultimo arrivato per la linea di strumenti QCM-D di Biolin, per la quale rappresenta la quarta generazione, che introduce un alto livello di automazione degli step sperimentali, portando con sé un miglioramento in termini di sensibilità e semplicità d’uso. Il suo design modulare permette l’upgrade on-field, con l’aggiunta di fino a 4 canali, programmabili e termostatabili in maniera indipendente. Il nuovo design delle fluidiche minimizza i fenomeni di diffusione e contaminazione, garantendo un controllo perfetto della concentrazione delle soluzioni a livello del sensore lungo l’arco di tutto l’esperimento. Omni è compatibile con tutti moduli addizionali QSense®, tramite l’accessorio Orbit.

QSense® Explorer

QSense® Explorer appartiene alla terza generazione di QCM-D Biolin, della quale rappresenta lo strumento più versatile e modulare. Pur se dotato di un solo canale, il sistema è compatibile con tutti i moduli addizionali QSense®, e permette configurazioni con un range esteso di temperature (4-150°C) e per il lavoro a pressioni superiori ai 90bar (QSense® High Pressure).

QSense® Analyzer

QSense® Analyzer è la configurazione che permette di velocizzare il workflow senza compromessi in termini di qualità del dato, consentendo di ottenere risultati più velocemente con un approccio medium-throughput. Alla versatilità di Explorer si unisce la presenza di 4 canali termostatati, che permettono l’analisi di diversi substrati e/o campioni in parallelo.

QSense® Pro

QSense® Pro è la soluzione premium per analisi QCM-D su larga scala o con medium/high-throughput.
Si tratta di un sistema ad 8 canali, con liquid handling completamente automatizzato, dotato di quattro pompe a siringa per un controllo di flusso accurato su sequenze sperimentali indipendenti.
Il sistema QSense® Pro assicura elevata riproducibilità dei risultati e la possibilità di un utilizzo walk-away.