KR20130098386A - 물질의 점탄성 계수의 측정 방법 및 물질의 점탄성 계수의 측정 장치 - Google Patents

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Abstract

흡착 물질의 점탄성의 정보를, 점탄성을 표시할 때 일반적으로 사용되고 있는 계수(G', G”)로 표시하는 것을 가능하게 하고, 또한, 점탄성 계수를 리얼타임으로 산출하는 것이 가능한 물질의 점탄성 계수의 측정 방법 및 물질의 점탄성 계수의 장치를 제공한다.
용액중에서 압전소자 표면이나 압전소자상에 고정화된 막에 물질이 흡착되어 막이 형성되는 계(系)에 있어서, 압전소자의 N배파 중, 적어도 2개를 사용하고, 각 N배파에 있어서, 공진 주파수(FS), 공진 주파수의 컨덕턴스 값의 반의 컨덕턴스 값을 가지는 반값 주파수 F1, F2(F2>F1) 중 적어도 2개를 이용하여, 질량 부하항, 점탄성항, 점탄성항 및 점탄성항을 산출하고, 막의 점탄성 계수(G')(저장탄성률) 및 G”(손실탄성률)를 산출한다.

Description

물질의 점탄성 계수의 측정 방법 및 물질의 점탄성 계수의 측정 장치{METHOD OF MEASURING VISCOELASTICITY COEFFICIENTS OF MATERIAL AND DEVICE FOR MEASURING VISCOELASTICITY COEFFICIENTS OF MATERIAL}
본 발명은, 화학·물리·생화학·약학·재료 등 분야에서, 용액중에서의 물질의 흡착량 측정이나 물성 평가에 이용되는 센서를 사용한 물질의 점탄성 계수의 측정 방법 및 물질의 점탄성 계수의 측정 장치에 관한 것이다.
QCM의 흡착에 의한 주파수 변화와 질량 부하의 관계는 이하의 식 14에서 나타내는 Sauerbrey의 식이 이용된다.
[식 14]
Figure pct00001
그런데, 용액중에 있어서의 측정이 주로 되는 화학, 생화학이나 약학 등의 분야의 측정의 경우, 대기중과는 달리 용액을 흡착물질내에 포함하기 때문에, 흡착물질은 점탄성의 성질을 가지는 막으로 되는 것이 알려져 있다. 이때문에, 종래의 QCM에 있어서 측정한 공진 주파수(FS)의 주파수 변화는, 흡착에 의한 질량 부하와 용액의 점성 부하 그리고 흡착 물질 자체의 점탄성 효과를 포함한 값을 나타내고, 이 3개 요소의 분리는 되어 있지 않았다.
그래서, 본 출원인은, 특허 문헌 1에 기재된 발명에 의해, 상기의 FS의 주파수 변화량에 포함되는 3개의 요소를 분리하고, 그것을 주파수 변화량으로서 각각 산출하는 것이 가능한 것을 찾아냈다.
그렇지만, 분리한 질량 부하에 의한 주파수 변화로부터 상기 Sauerbrey의 식을 사용하여 질량을 환산할 수 있어도, 분리한 점탄성 요소로부터 흡착 물질의 점탄성 계수를 산출할 수 없었다.
상세하게는, 특허 문헌 1에 기재된 발명에 의해, 상기의 FS의 주파수 변화량에 포함되는 3개의 요소를 분리하고, 그것을 주파수 변화량으로서 각각 산출하는 것이 가능한 것을 알아냈지만, 질량 부하항(負荷項), 점성 부하항 및 점탄성항(粘彈性項)을 서로 분리하는 것은, 모든 측정에 있어서 가능하지 않고, 점성 변화가없는 경우에서도 점성 변화항이 제로가 아니라 계산되는 경우가 있었다. 또, 분리된 각 항은 주파수의 값이며, 점탄성 계수를 산출할 수 없었다.
특허 문헌 1 : 일본 공개특허공보 2007－10519호
그래서, 본 발명은, 흡착 물질의 점탄성의 정보를, 점탄성을 표시할 때에 일반적으로 사용되고 있는 계수(G', G”)로 표시하는 것을 가능하게 하고, 또한, 점탄성 계수를 리얼타임으로 산출하는 것이 가능한 물질의 점탄성 계수의 측정 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또, 얻어진 점탄성 계수로부터, 흡착 물질의 점탄성의 손실 계수, 강성률 및 점성률을 산출하는 것도 목적으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1의 해결 수단은, 용액에 양측 또는 한쪽이 잠겨지는 압전소자를 이용한 센서에 의해, 상기 용액중에서 상기 압전소자 표면, 혹은, 상기 압전소자상에 고정화된 막에 물질이 흡착되어 막이 형성되는 계(系)에 있어서, 상기 압전소자의 N 배파(倍波)(N=1,3,5…(N=2 n+1)) 중, 적어도 2개를 사용하고, 각 N배파에 있어서, 공진 주파수(FS), 공진 주파수의 컨덕턴스 값의 반의 컨덕턴스 값을 가지는 반값 주파수 F1, F2(F2>F1) 중 적어도 2개를 이용하고, 하기의 식 1~식 3으로 표시되는 질량 부하항, 점탄성항(1), 점탄성항(2) 및 점탄성항(3)을 산출하고,
[식 1]
Figure pct00002

[식 2]
Figure pct00003
[식 3]
Figure pct00004
상기 막의 점탄성 계수G’(저장탄성률) 및 G”(손실탄성률)을 하기 식 4 및 관계식G”=C*G’에 의해 산출하는 것을 특징으로 한다.
[식 4]
Figure pct00005
(식 중에서, ΔFS=Δ(F1-F2)/2, G：복소(複素)탄성률(MPa), G’：저장탄성률(동적 탄성률)(MPa), G”：손실탄성률(동적 손실)(MPa), ω:각주파수(角周波數), ρ2：용액의 밀도(g/㎤), η2：용액의 점도(Pa·s), h1：형성된 상기 막의 두께(㎚), ρ1：형성된 상기 막의 밀도(g/㎤), f0：기본 주파수(㎐), zq：수정의 전단 모드 음향 임피던스(gm/sec/㎠)로 한다)
또, 본 발명의 제 2의 해결 수단은, 제 1의 해결 수단에 있어서, 상기 점탄성 계수(G')를 사용하고, 흡착되는 물질의 점탄성의 손실 계수(tanσ), 흡착 물질의 강성률(μ) 및 흡착되는 물질의 점성률(η)을 산출하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 제 3의 해결 수단은, 제 1의 해결 수단에 있어서, 상기 흡착 물질의 점탄성 계수, 손실 계수, 강성률 또는 점성률의 산출은, 상기 주파수 변화량의 측정과 함께 행하는 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 제 4의 해결 수단은, 제 1의 해결 수단에 있어서, 상기 압전소자는, 수정(水晶)진동자, APM(ACOUSTIC PLATE MODE SENSOR), FPW(FLEXURAL PLATE-WAVE SENSOR) 또는 SAW(SOURFACE ACOUSTIC-WAVE SENSOR)인 것을 특징으로 한다.
또, 본 발명의 측정 장치는, 용액에 양측 또는 한쪽이 잠겨지는 압전소자를 이용한 센서를, 상기 용액중에서 상기 압전소자 표면, 혹은, 상기 압전소자상에 고정화된 막에 물질이 흡착되어 막이 형성되는 계에 있어서의 상기 물질의 점탄성 계수를 측정하는 장치로서,
상기 압전소자의 공진 주파수(FS), 공진 주파수의 컨덕턴스 값의 반의 컨덕턴스 값을 가지는 반값 주파수 F1, F2(F2>F1) 중 적어도 2개를 측정하는 측정 수단과,
상기 측정 수단에 의해 측정된 값을 이용하고, 하기의 식 1~식 3으로 표시되는 질량 부하항, 점탄성항(1), 점탄성항(2) 및 점탄성항(3)을 산출하고,
[식 1]
Figure pct00006
[식 2]
Figure pct00007
[식 3]
Figure pct00008
또한, 상기 막의 점탄성 계수G’(저장탄성률) 및 G”(손실탄성률)을 하기 식 4 및 관계식G”=C*G’에 의해 산출하는 산출수단을 구비한 것을 특징으로 한다.
[식 4]
Figure pct00009
(식 중에서, ΔFS=Δ(F1-F2)/2, G：복소탄성률(MPa), G’：저장탄성률(동적 탄성률)(MPa), G”：손실탄성률(동적 손실)(MPa), ω:각주파수, ρ2：용액의 밀도(g/㎤), η2：용액의 점도(Pa·s), h1：형성된 상기 막의 두께(㎚), ρ1：형성된 상기 막의 밀도(g/㎤), f0：기본 주파수(㎐), zq：수정의 전단 모드 음향 임피던스(gm/sec/㎠)로 한다)
종래는 흡착에 의한 질량 부하와 흡착 물질의 점탄성의 요소를 포함한 공진 주파수(FS)만 측정할 수밖에 없기 때문에, 점탄성의 정보를 정확하게 얻을 수 없었다. 또, 특허 문헌 1에 제안된 발명에 의해 질량, 점성, 점탄성의 요소를 각각 분리하여 구하는 것이 가능했지만, 주파수 변화량으로서 표시할 수밖에 없었다.
그러나, 본 발명에 의하면, 얻어진 각 요소의 주파수 변화량으로부터, 점탄성을 나타내는 파라미터로서 일반적인 G', G”값을 산출하는 방법을 가능하게 했다. 또, 이것에 의해, 주파수 변화량을 측정중에 리얼타임으로 점탄성 계수(G', G”)를 구하는 것이 가능하게 되며, 주파수 이외의 물리적 정보(손실 계수, 탄성률, 점성률)도 순간적으로 취득할 수 있기 때문에, 흡착 물질보다 정확한 물성 평가가 가능하게 되었다.
도 1은, 본 발명의 실시형태의 장치 구성의 설명도이다.
도 2는, 본 발명의 일실시예의 측정 결과를 나타내는 그래프이다.
도 3은, 상기 실시예의 측정 결과에 기초하여 산출한 값의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 4는, 상기 실시예에 있어서의 점탄성률 및 점성률의 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는, 본 발명의 일실시형태의 N배파 등의 측정 주파수의 설명도이다.
도 6은, 본 발명의 다른 실시예에 있어서 사용하기 위한 주파수 변화값을 나타내는 그래프이다.
도 7은, 도 6의 주파수 변화값을 사용하고 본 발명의 측정 방법을 사용한 해석을 행한 결과를 나타내는 그래프이다.
도 8은, 도 6의 주파수 변화값을 사용하고 본 발명의 측정 방법을 사용한 해석을 행한 결과를 나타내는 그래프이다.
본 발명의 측정 원리에 대하여 이하에 설명한다.
Martin 등의 전송 이론(V.E.Granstaff,S.J..Martin,J.Appl.Phys. 1994,75,1319)에 의해 점탄성막이 용액중에서 수정진동자에 흡착한 경우의 임피던스(Z)의 변화는, 이하의 (1)식으로 표시된다.
[식 5]
Figure pct00010
(1)식으로부터, 공진 주파수(FS)의 변화는, (2)식으로 표시되고, 반값 주파수의 반 (F1-F2)/2(=FW)의 변화량은 (3)식으로 표시된다.
[식 6]
Figure pct00011
[식 7]
Figure pct00012
또 (2) 및 (3)으로부터, (4)식에서 나타내는 바와 같이 주파수(F2)의 변화량을 구할 수 있다.
[식 8]
Figure pct00013
한편, 본 명세서중에서, G：복소탄성률(MPa), G'：저장탄성률(동적 탄성률)(MPa), G”：손실탄성률(동적 손실)(MPa), ω:각주파수, ρ2：용액의 밀도(g/㎤), η2：용액의 점도(Pa·s), h1 ：형성된 상기 막의 두께(㎚), ρ1：형성된 상기 막의 밀도(g/㎤), η1：형성된 상기 막의 점성률(Pa·s), f0：기본 주파수(㎐), zq：수정의 전단 모드 음향 임피던스(gm/sec/㎠)로 한다.
또, 여기서 막의 점탄성의 모델로서 자주 사용되는 Voight 모델을 G', G”에 적용한다.
탄성 요소의 용수철(G)과 데시포트(dashpot)(η)를 병렬로 접속한 모델은, 이하의 식으로 표시된다.
G = G' + jG" =μ+jωη
여기서, ωη=Cμ로 두면(C：정수, μ:강성률(MPa)), (2) 식은, 이하와 같이 변형할 수 있다.
[식 9]
Figure pct00014
그리고, N배파의 경우는 이하의 식으로 된다.
[식 10]
Figure pct00015
2개의 주파수의 각각의 ΔFw의 값을 제산함으로써, 정수(C)를 포함하는 식으로 된다.
[식 11]
Figure pct00016
상기의 식은, 기본파(N=1)와 3배파(N=3)의 주파수 변화량(FW)을 사용한 경우의 식이다.
측정에 의하여 얻어진 주파수 변화량(FW3)을 (FW1)에 의해 제산함으로써 얻어지는 값을 A로 하고, 그 값 A를 상기 식의 좌변에 대입함으로써, 이하의 정수(C)를 산출할 수 있다.
[식 12]
산출한 값(C)과, 측정한 기본파의 주파수 변화량(ΔF2,ΔFW,ΔFS)값으로부터, 이하의 식 1~식 3에서 나타내는 각 항의 주파수 변화를 구한다. 이때, 용액의 점성 부하는 생기지 않는 측정을 조건으로 한다.
점성 부하의 변화가 생기는 것은, 버퍼 용액과 샘플 용액의 점도가 크게 다른 경우이며, 예를 들면, 농도가 높은 글리세롤 용액을 포함하는 샘플을 버퍼 용액에 더하여 측정하는 경우로, 대부분의 경우는 샘플 용액과 버퍼 용액의 점도는 거의 같고, 점성 변화를 일으키지 않는다고 해도 좋다.
[식 1]
Figure pct00018
[식 2]
Figure pct00019
[식 3]
Figure pct00020
우선, ΔFW가 점탄성항(2)만으로 성립하고 있기 때문에,
점탄성항(2)=ΔFW
로 된다.
다음에, 점탄성항(1)은 다음 식으로 구할 수 있다. 정수(C)는 G"/G'로 표시할 수 있으므로, C=G"/G'를 대입하여, 점탄성항(2)과 곱셈하면 점탄성항(1)을 산출할 수 있다.
점탄성항(1)=-(1+C)*점탄성항(2)
질량 부하항은, ΔF2의 식에 상기에서 얻어진 점탄성항(1)의 값을 대입함으로써 얻어진다.
질량 부하항=ΔF2－점탄성항(1)
마지막에 점탄성항(3)은, ΔFS의 식에 상기에서 얻어진 질량 부하항의 값을 대입함으로써 얻어진다.
점탄성항(3)=ΔFS－질량 부하항
이상의 원리에 의해, 각각의 항이 주파수 변화량으로서 분리할 수 있는 것을 알 수 있다.
또한, 상기에서 얻어진 질량 부하항과 점탄성항(2)의 주파수 변화량을 사용하고, 점탄성 계수(G', G”)를 하기식으로부터 산출한다. 한편, 식 중에서, ω:각주파수, ρ2：용액의 밀도(g/㎤), η2：용액의 점도(Pa·s), ρ1：막의 밀도(g/㎤)로 한다.
[식 4]
Figure pct00021
G”=C*G'
또, 이 정수(C)는 점탄성체의 손실분을 나타내는 손실 계수 tanσ=(G”/G')에도 해당된다. 이 손실 계수가 0의 경우는 이상(理想) 고체를 표시하고, ∞를 나타내면 이상(理想) 액체를 표시하고, 점탄성체의 경연(硬軟)을 표시하는 파라미터의 하나로 된다.
또한 얻어진 점탄성 계수에는 Voight 모델(G) = G' + jG" =μ+jωη을 적응하고 있기 때문에, 흡착 물질의 강성률(μ)(MPa), 점성률(η)(Pa·s)을 G', G”값으로부터 산출하는 것도 가능하다.
한편, 상기의 측정 방법으로 사용되는 FS, F1, F2의 주파수 측정은, 발진 회로에 의한 방법이나 임피던스 애널라이저나 네트워크 애널라이저 등 외부 기기로부터의 주파수 소인(掃引)에 의하여 얻어지는 방법 등, 공진 주파수(FS), 공진 주파수의 컨덕턴스 값의 반의 컨덕턴스 값을 가지는 반값 주파수 F1, F2(F2>F1)이라면, 그 측정 방법을 제한하는 것은 아니다.
본 발명의 장치는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 압전소자를 구비한 셀(1)을, 측정 수단인 네트워크 애널라이저(2)를 사이에 두고, 네트워크 애널라이저(2)의 제어를 행하는 제어수단(3), 네트워크 애널라이저(2)로 측정된 주파수의 주파수 성분을 연산하기 위한 제 1의 연산부(6) 및 제 1의 연산부(6)에서 얻어진 결과를 이용하여 막 두께 및 점탄성의 연산을 행하는 제 2의 연산부(7), 각 연산부에서 얻어진 주파수, 점탄성 등의 값을 교호(交互) 내지는 동시에 표시하기 위한 표시수단(8)으로부터 구성된다. 한편, 제어수단(3), 연산부(6, 7) 및 표시부(8)는, 통상의 퍼스널컴퓨터와 모니터에 의해 구성할 수 있다.
또, 도시한 예에서는, 셀(1)의 온도 조정을 행하기 위해서, 펠티에 소자 등의 온도 제어수단(4)을 셀(1)의 하면에 구비하고, 온도 제어수단(4)을 조정하기 위한 온도 조정수단(5)을, 마찬가지로 제어수단(3)에 의해 제어하는 구성으로 하고 있다.
또, 상기 설명한 것에서는, 기본파와 3배파를 사용했지만, 도 5에 나타내는 바와 같은, 기본파를 포함하는 오버톤(overtone)의 주파수 중 적어도 2개의 주파수라면, 본 발명을 사용할 수 있다.
또, 본 발명에 있어서 사용되는 압전소자는, 상기 대상으로 되는 주파수를 측정할 수 있는 것이면 제한은 없고, 수정진동자, APM(ACOUSTIC PLATE MODE SENSOR), FPW(FLEXURAL PLATE-WAVE SENSOR) 또는 SAW(SOURFACE ACOUSTIC-WAVE SENSOR)도 사용할 수 있다.
실시예
상기 도 1을 참조하여 설명한 장치를 사용하고, 본 발명에 의해 27㎒의 기본파와 3배파를 사용하여, 하기 표 1에 나타내는 생체 분자막 등의 점탄성 계수를 구한 결과를 표에 나타낸다.
한편, 실험에 이용된 각 샘플에 대해서는 이하와 같다.
1) 50㎚비즈(라텍스비즈로 측정시 종(終) 농도는 10㎍/㎖)
2) Neutravidin(구상 단백질로 측정시 종 농도는 10㎍/㎖)
3) ssDNA 30mer(1본쇄(本鎖) DNA로 길이 30mer, 측정시 종 농도는 1㎍/㎖)
4) ssDNA 60mer(1본쇄 DNA로 길이 60mer, 측정시 종 농도는 1㎍/㎖)
4) ssDNA 90mer(1본쇄 DNA로 길이 90mer, 측정시 종 농도는 1㎍/㎖)
5) dsDNA 90mer(2본쇄 DNA로 길이 90mer, 측정시 종 농도는 1㎍/㎖)
[표 1]
Figure pct00022
다음에, 구체적으로, ssDNA90mer의 기본파(N1), 3배파(N3)의 측정 데이터를 도 2~도 4에 나타낸다.
도 2는, 상기 2 종류의 다른 주파수의 각각의 ΔF2, ΔFW의 측정 데이터를 나타내는 그래프이며, 이 측정 데이터로부터 리얼타임으로 DNA막의 점탄성 계수(G', G”)를 산출한 것을 도 3의 그래프에 나타낸다.
도 3에서 얻어진 점탄성 계수로부터, 마찬가지로, 리얼타임으로 DNA막의 탄성률과 점성률을 구한 결과를, 도 4의 그래프에 나타낸다.
상기의 결과로부터, 본 실시예의 방법에 의하여, 주파수 변화량으로부터 점탄성 계수(G', G”)를 구하는 것이 가능하게 되며, 측정시에 리얼타임으로, 측정 대상물의 손실 계수, 탄성률이나 점성률의 측정이 가능하다는 것을 알 수 있다.
다음에, 본 발명의 측정 방법을 사용한 다른 실시예에 대하여 설명한다.
도 6은 측정하여 얻어진 주파수 변화값을 나타내고, 도 7 및 도 8은 그 주파수 변화값을 사용하여 본 발명의 측정 방법을 사용한 해석을 행한 결과를 나타낸다.
각 도면에 있어서, a~c는, 이하와 같다.
a. 용액중에서 금 전극상에 NeutrAvidin(단백질)를 수식(修飾)하고, 안정화 시키는 영역.
b.60mer 비오틴화 DNA를 인젝션했을 때의 변화 영역.
c.상기 비오틴화 DNA의 상보쇄(相補鎖)인 60merDNA를 인젝션하고, 하이브리다이제이션이 일어났을 때의 변화 영역.
도 6~도 8에서, 종래의 QCM의 측정법에서는, 도 1의 b의 영역 또는 c의 영역에서, ΔFS나 ΔF2가 변화하고 있기 때문에, 흡착 현상이 일어나는 것은 알지만, 흡착한 막의 점탄성을 수치화할 수 없었으나, 본 발명의 방법에 의하면, 용액중에서 전극상에 형성된 막의 점탄성 계수나 질량이나 막 두께 등의 물성치를 산출하는 것이 가능해졌다.
도 7의 b로부터 c에서 발생하는 ΔG' 값의 점탄성 변화는, 1본쇄 DNA가 상보쇄와 하이브리다이제이션을 일으킴으로써, DNA 막의 경도가 증가된 것을 나타낸다. 손실 계수로 불리는 tanσ는, 완전 고체에서는 제로, 완전 용액에서는 ∞의 값을 나타내지만, 그 tanσ가 감소하고 있는 것으로부터도, 막의 경도가 증가하고 있는 것을 알 수 있다.
또, 도 8에서는, 1본쇄 DNA의 흡착, 상보쇄의 흡착이, 질량 증가로 계측되어 있는 것을 알 수 있다.
1. 셀
2. 측정 수단(네트워크 애널라이저)
3. 제어 수단
4. 온도 제어 수단
5. 온조 조정 수단
6. 제 1의 연산부
7. 제 2의 연산부
8. 표시부

Claims (5)

  1. 용액에 양측 또는 한쪽이 잠겨지는 압전소자를 이용한 센서에 의해, 상기 용액중에서 상기 압전소자 표면, 혹은, 상기 압전소자상에 고정화된 막에 물질이 흡착되어 막이 형성되는 계(系)에 있어서,
    상기 압전소자의 N배파(倍波)(N=1,3,5…(N=2n+1)) 중, 적어도 2개를 사용하고, 각 N배파에 있어서, 공진 주파수(FS), 공진 주파수의 컨덕턴스 값의 반의 컨덕턴스 값을 가지는 반값 주파수 F1, F2(F2>F1) 중 적어도 2개를 이용하여, 하기의 식 1~식 3으로 표시되는 질량 부하항, 점탄성항(1), 점탄성항(2) 및 점탄성항(3)을 산출하고,
    [식 1]
    Figure pct00023

    [식 2]
    Figure pct00024

    [식 3]
    Figure pct00025

    상기 막의 점탄성 계수(G')(저장탄성률) 및 G”(손실탄성률)를 하기 식 4 및 관계식 G”=C*G'에 의해 산출하는 것을 특징으로 하는 물질의 점탄성 계수의 측정 방법.
    [식 4]
    Figure pct00026

    (식 중에서, ΔFS=Δ(F1-F2))/2, G：복소탄성률(MPa), G'：저장탄성률(동적 탄성률)(MPa), G”：손실탄성률(동적 손실)(MPa), ω:각주파수(角周波數), ρ2：용액의 밀도(g/㎤), η2：용액의 점도(Pa·s), h1：형성된 상기 막의 두께(㎚), ρ1：형성된 상기 막의 밀도(g/㎤), f0：기본 주파수(㎐), zq：수정(水晶)의 전단 모드 음향 임피던스(gm/sec/㎠)로 한다.)
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 점탄성 계수(G')를 사용하여, 흡착되는 물질의 점탄성의 손실 계수(tanσ), 흡착 물질의 강성률(μ) 및 흡착되는 물질의 점성률(η)을 산출하는 것을 특징으로 하는 물질의 점탄성 계수의 측정 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 흡착 물질의 점탄성 계수, 손실 계수, 강성률 또는 점성률의 산출은, 상기 주파수 변화량의 측정과 함께 행하는 것을 특징으로 하는 물질의 점탄성 계수의 측정 방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 압전소자는, 수정진동자, APM(ACOUSTIC PLATE MODE SENSOR), FPW(FLEXURAL PLATE-WAVE SENSOR) 또는 SAW(SOURFACE ACOUSTIC-WAVE SENSOR)인 것을 특징으로 하는 물질의 점탄성 계수의 측정 방법.
  5. 용액에 양측 또는 한쪽이 잠겨지는 압전소자를 이용한 센서를, 상기 용액중에서 상기 압전소자 표면, 혹은, 상기 압전소자상에 고정화된 막에 물질이 흡착되어 막이 형성되는 계에 있어서의 상기 물질의 점탄성 계수를 측정하는 장치로서,
    상기 압전소자의 공진 주파수(FS), 공진 주파수의 컨덕턴스 값의 반의 컨덕턴스 값을 가지는 반값 주파수 F1, F2(F2>F1) 중 적어도 2개를 측정하는 측정 수단과,
    상기 측정 수단에 의해 측정된 값을 이용하여, 하기의 식 1~식 3으로 표시되는 질량 부하항, 점탄성항(1), 점탄성항(2) 및 점탄성항(3)을 산출하고,
    [식 1]
    Figure pct00027

    [식 2]
    Figure pct00028

    [식 3]
    Figure pct00029

    또한, 상기 막의 점탄성 계수(G')(저장탄성률) 및 G”(손실탄성률)를 하기 식 4 및 관계식 G”=C*G'에 의해 산출하는 연산 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 물질의 점탄성 계수의 측정 장치.
    [식 4]
    Figure pct00030

    (식 중에서, ΔFS=Δ(F1-F2))/2, G：복소탄성률(MPa), G'：저장탄성률(동적 탄성률)(MPa), G”：손실탄성률(동적 손실)(MPa), ω:각주파수, ρ2：용액의 밀도(g/㎤), η2：용액의 점도(Pa·s), h1：형성된 상기 막의 두께(㎚), ρ1：형성된 상기 막의 밀도(g/㎤), f0：기본 주파수(㎐), zq：수정의 전단 모드 음향 임피던스(gm/sec/㎠)로 한다.)
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