3 Dispositivi elettronici di misura………………………….…..……….51 2 – I quarzi…………………………………………………………..…..22 1 – I QCM (Quartz Crystal Microbalances)…………………...……….3 Introduzione…………………………………………………...………….1 Indice

(1)

Indice

Introduzione………...………….1

1 – I QCM (Quartz Crystal Microbalances)………...……….3

1.1 Introduzione………..3

1.2 Analisi quantitativa dell’espressione dei geni………..4

1.3 Tecniche per l’analisi dell’espressione dei geni………...5

1.3.1 Tecniche analitiche………..5

1.3.2 Biosensori: un nuovo strumento di analisi………12

1.3.2.1 Classificazione sulla base del meccanismo di bioriconoscimento…….14

1.3.2.2 Classificazione sulla base dei meccanismi di trasduzione del segnale..16

1.3.3 Biosensori di affinità basati sugli acidi nucleici………17

1.4 Le bilance microgravimetriche……….…………..19

Bibliografia capitolo 1………..21

2 – I quarzi………..…..22

2.1 Introduzione………22

2.2 L’effetto piezoelettrico………...22

2.3 Il quarzo come risuonatore elettromeccanico……….25

2.4 Propagazione dell’onda acustica nel quarzo………...26

2.5 L’equazione di Sauerbrey………...28

2.6 Circuito equivalente del quarzo nel vuoto………..32

2.7 Modi di oscillazione del cristallo e armoniche superiori……….…………6

2.8 I quarzi nei liquidi……….………37

2.8.1 Effetti fisici all’interfaccia……….38

2.8.2 Andamento dell’impedenza del quarzo nel vuoto……….41

2.8.3 Quarzi Nuova Mistral………49

Bibliografia capitolo 2………..50

3 Dispositivi elettronici di misura……….…..……….51

3.1 Metodi di misura per sistemi QCM………51

3.1.1 Eccitazione mediante impulso………...51

3.1.2 Analizzatore di rete e di impedenza……….………..52

3.1.3 Circuiti oscillatori ……….52

3.2 Metodi di misura di impedenza……….………. 53

3.3 Caratterizzazione dei quarzi ………..58

3.3.1 Vantaggi dell’analizzatore di impedenza………..58

3.3.2 Vantaggi dell’analizzatore di rete……….59

3.4 L’analizzatore di impedenza HP4294A……….59

3.5 Circuiti oscillatori………...63

3.5.1 Circuiti realizzati………65

3.5.2 Osservazioni sul funzionamento………70

3.5.3 Requisiti dei circuiti oscillatori per applicazioni QCM in in liquido….70 3.5.4 Circuito oscillatore realizzato con l’amplificatore operazionale transconduttanza (OTA)………..71

(2)

4 – Sistema integrato………76

4.1 Circuito idraulico………76 4.1.1 Pompa peristaltica……….………..77 4.1.2 Elettrovalvola……….78 4.2 Cella di flusso……….79 4.2.1 Cella commerciale……….79 4.2.2 Cella prototipo……….…………...………...81 4.3 Frigotermostato………...83 4.4 Sistema elettronico………..83 4.4.1 Frequenzimetro………..83

4.5 PC e software di automatizzazione della misura………84

5 Misure……….90

5.1 caratterizzazione impedenziometrica dei quarzi……….…………...90

5.2 Misure di risposta del sensore a fronte di variazioni delle proprietà reologiche del liquido………...100

5.3 Misure di stabilità……….104

5.4 Misura con l’analizzatore di impedenza HP4294A………..106