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QCM-D/
分子間相互作用解析システム特長

QCM-D 分子間相互作用解析システム

「質量変化」と「構造変化」を定量算出できる唯一のシステム
あらゆる材料と分子のナノレベルの反応を解明

QCM-D 分子間相互作用解析システム Omega Auto

「質量変化」だけでなく、「粘弾性」と「膜厚」の同時定量算出

他社従来QCM装置では解読できない、「構造変化」を定量化

 QCM-Dはセンサー表面層の「質量変化」 だけではなく、「粘性(kg/ms)」、「弾性(Pa)」、「膜厚(m)」を定量算出できる世界で唯一のシステムです。 他社従来QCM装置では解読できない「構造変化」を定量化し、解析できます。

QCM-Dは「質量変化」と「構造変化」で、基材へのサンプル吸着/積層を解読

QCM-Dは「質量変化」と「構造変化」で、基材へのサンプル吸着/積層を解読

【従来型QCM装置】
 Δf値(質量変化)の挙動のみでは、何が起こっているか読み取れません。 質量変化だけでは質量増加が2段階になっていることは読み取れますが、吸着したサンプルにどのようなことが起こっているか解読することはできません。解明するには別手法での検討が必要です。

QCM-Dは吸着物がソフトな場合でも、正確な吸着量を算出

QCM-Dは吸着物がソフトな場合でも、正確な吸着量を算出<

【従来型QCM装置】
 Sauerbrey式を使用すると、QCMで算出した吸着量には誤差が含まれ正しい膜厚は算出できません。 実線はQCMより得られたf値をSauerbrey式によって算出した吸着量です。点線はQCM-Dで測定したf値とD値から、粘弾性解析をして得られた吸着量です。

QCM-Dは吸着物がソフトな場合でも、正確な吸着量を算出<
 他社従来型QCM装置で計測された周波数変化量(Δf:Hz)はSauerbreyの式により、質量変化量(Δm:ng/cm2)に換算されてきました。しかし、吸着分子層に粘弾性がある場合はSauerbreyの式が適用できない状況があります。
 QCMで測定する溶液中の高分子材料や生体試料のほとんどは、粘弾性の高い試料と言えます。 正確な質量解析には、QCM-D装置での解析が必須です。

世界で唯一のDファクター

QCM-D【Dファクター(Dissipation:消散)】でできることとは?

 Dファクターはサンプルの粘弾性と膜厚の大小を示すものであり、QCMで正しい結果値を出すために補正値として使われています。
 他社QCM装置では解明できない、「立体構造変化」がわかります。(立体構造変化とは「膜厚変化」と「粘弾性変化」のことです。)

世界で唯一のDファクター

世界で唯一のDファクター

7種類の高周波発振により、複数データから正確な質量を取得

多チャンネル測定を可能にしたオーバートーン技術

7種類の高周波発振により、複数データから正確な質量を取得

【従来型QCM装置】
従来型QCM装置の単一周波数による質量算出では、サンプルの周波数依存による影響が分かりません。

顕微鏡、エリプソメーター等との相関データが多数報告

顕微鏡観察による検証

 ステンレスセンサー上へのバイオフィルムの吸着挙動を顕微鏡観察と同時にQCM-D計測で解析できます。細胞が生きた環境下で特定基盤表面への接着挙動の解析ができます。

顕微鏡観察による検証

バイオフィルムの形成を蛍光顕微鏡と合わせて測定

バイオフィルムの形成を蛍光顕微鏡と合わせて測定

 バイオフィルム(Leuconostoc mesenteroides リュコノストック属、乳酸菌の一種)がステンレスセンサー上に接着(質量増加)、菌体が成長し増殖(粘弾性の増加)する過程をQCM-D測定と同時に顕微鏡観察で解析ができます。

原子間力顕微鏡(AFM)による検証

原子間力顕微鏡(AFM)による検証

 特定のベシクルはSiO2表面に吸着すると、二重膜状に自己展開する性質を持っています。 球体のベシクルとして、吸着後に球体を破綻しながら脂質二重膜に展開します。QCM-Dでは球体吸着、破綻しながら二重膜化する過程をリアルタイムにモニタリングし、その質量変化と膜厚変化を求めることが、液中AFM測定値とも相関があることが報告されています。

エリプソメーターによる検証

膜厚測定において標準化されているエリプソメーターとQCM-Dでその場で、同一サンプルで、同時観察ができます。
● QCM-D       質量・粘弾性測定<水分+分子>
● エリプソメトリー  膜厚・膜厚変化測定<光学的測定:分子のみ>
⇒Wet Mass(Q)とDry Mass(E)のデータ取得が同時にできる
⇒分子が持つ水の量(水和量)が算出できる (Wet Mass)-(Dry Mass) = (Water)世界で唯一のテクニック!

エリプソメーターによる検証

同一センサーをQCM-D(Wet Mass 粘弾性)とエリプソメトリー(Dry Mass 光学的膜厚)で測定

同一センサーをQCM-Dとエリプソメトリーで測定&解析

ムラサキ貝の接着タンパク質の架橋反応

 膜厚測定で信頼性が高いエリプソメーターの結果とQCM-D法で算出された膜厚値はほぼ一致します。

ムラサキ貝の接着タンパク質の架橋反応

定量フロー測定によりサンプル溶液の完全交換

センサー上の溶液を入替え可能なフローモジュール

センサー上の溶液を入替え可能なフローモジュール

 現在のQCM-Dシステムは、サンプル溶液をポンプで定量フローさせながら測定することを基本としています。フローさせることでセンサー上の測定溶液を完全に入れ替えることが可能になります。

フローモジュール
洗剤の効果をデジタル定量評価

高耐性流路を採用し、有機溶媒系の測定にも対応

有機溶媒を使用した測定が可能

 薬剤に高耐性の送液チューブやOringを用いることができます。様々な有機溶媒中での反応を測定することができます。有機溶媒にしか溶けない化合物の結合反応をQCM-D装置は測定できます。エタノール、トルエンDMSO(Dimethylsulfoxide), DMF(Dimethylformamide) などを使用することができます。 ※他社製品では有機溶媒でセンサー部材が溶けるとの報告もあります。

高耐性流路を採用し、有機溶媒系の測定にも対応
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