Studio di interazioni superficiali a livello microscopico con la tecnica QCM-D (Quartz Crystal Microbalance with Dissipation)
Per studiare cosa succede su una superficie a livello microscopico, si può ricorrere alla tecnica QCM-D (Quartz Crystal Microbalance with Dissipation), che misura in tempo reale quanta massa si deposita su una superficie e quanto lo strato che si forma è “rigido” o “morbido”.
La tecnica si basa sul monitoraggio delle vibrazioni di un sensore, ricoperto con uno specifico coating, la cui frequenza varia quando qualcosa (proteine, cellule, polimeri, ecc.) si attacca alla superficie. Allo stesso tempo si misura anche la dissipazione, cioè quanta energia della vibrazione viene “persa” durante il fenomeno studiato. Una variazione di frequenza (Δf) determina la quantità di materiale adsorbito, mentre una variazione della dissipazione (ΔD) è riconducibile alle proprietà meccaniche del film (viscoelasticità).
È una tecnica analitica estremamente potente in quanto i fenomeni sono studiati in tempo reale, senza distruzione del campione, e da informazioni essenziali su massa, spessore e proprietà strutturali del film che si crea dall’interazione campione-superficie.
Tra i fenomeni in cui la QCM-D trova largo impiego troviamo:
- adsorbimento di proteine su superfici
- interazioni biomolecolari (es. antigene-anticorpo)
- formazione di biofilm
- coating e film sottili
- comportamento di materiali morbidi (gel, polimeri)
- cambiamenti strutturali e degradazioni
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