分析QCM-D和椭偏仪联用的数据时需要考虑的因素

QCM-D和椭偏术是两种灵敏的实时表面检测技术，可以联用产生协同效应。然而，为了尽可能获取更好的组合输出数据，还需要考虑这两种技术的异同。那么，在设置组合实验和随后分析获得的数据时，应该考虑哪些方面呢?

优化QCM-D和椭偏术联用输出数据的分析

我们的最终目标是得到单独采用这两种技术都不能获取的研究体系的相关信息。因此，要充分利用组合输出数据，就必须认识到各自方法生成的信息是什么，以及如何充分利用这些信息。

了解QCM-D和光谱椭偏术（SE）的信息输出

要认识到这种技术联用会产生什么样的协同效应，最好是先了解每个技术的单独输出信息，以及如何将这些输出信息组合起来产生单独使用各自技术无法实现的新的信息输出。

QCM-D和光谱椭偏术（SE）都是灵敏的实时表面测量技术，可以检测表面质量的变化， QCM-D检测有关“湿质量”的信息，椭圆偏振法检测的是“干质量”信息。 因此，通过技术联用，不仅有可能可以获得在固液界面处薄层形成和改变过程中的质量、厚度、力学和光学性质等信息，而且还可以实时监测薄层的组织和结构。结合湿质量和干质量，可以推断出薄膜的孔隙率、构象和溶胀状态等信息。

分析从提取独立测量的SE和QCM-D厚度和质量开始; d^SE, d^QCM-D, m^SE 和m^QCM-D。 然后可以估计膜层中的溶剂化程度。

我们得到的体积分数为：

S⁰_v = d^SE / d^QCM-D                                (1)

和质量分数参数为：

S⁰_m = m^SE / m^QCM-D                       (2)

优化QCM-D和椭偏仪组合测量所得数据的质量

一旦我们了解了每个方法各自优质数据输出的方法和要求，那我们就可以从组合数据分析的角度来规划和执行实验，以优化数据的质量。

• 两种技术都对污染很敏感。 因此，仪器和传感器的表面清洁度至关重要。

• 这两种方法，尤其是QCM-D测量来说，温度稳定性非常重要。 应注意激活仪器温度控制并避免环境温度的大幅波动。

• 从SE的角度来看，SE数据的建模需要SE参考测量，这些测量提供有关基底、环境介质、吸附物等光学性质的信息以及测量各阶段实验设置引起的其他影响的信息，如图1所示， 因此必须获取以下的光谱：

1.   裸基底

2.  裸基底+窗口（空气环境）

3.  裸基底+窗口（液体环境）（即背景环境）

4.  裸基底+窗口（液体环境），以及处于研究中的分子

• 另一个需要注意的方面是关于时间的度量校准。吸附分子量参数是作为时间的函数计算得到，因此由椭偏术和QCM-D方法获得的厚度或质量参数需要与时间密切相关。

• 为了便于对各自数据集的分析以及数据的校准，最好获取至少5 - 10分钟的基线。

图1. 安装有传感器和SE值测量采集器的椭圆偏振测量模块的横截面示意图。

结束语

QCM-D和椭偏术是两种互补技术，结合使用可以产生协同效应，比单独使用这两种技术更能深入地了解正在研究的系统。了解各自技术的输出信息，可以获得吸附分数等附加参数信息。为了优化数据分析，结合两种技术的需求准备联合实验是非常重要的。