In den Bereichen Materialwissenschaft, Biosensorik und Umweltüberwachung ist die präzise Messung kleiner Massenveränderungen der Schlüssel zur Analyse der Schnittstellenreaktionen und der Wechselwirkungen von Substanzen.Quarzkristall Spurwäge(QCM) mit der Fähigkeit zur Qualitätsprüfung auf Nanoskala ist ein präzises Werkzeug für die Untersuchung mikroskopischer Prozesse und wird weit verbreitet in wissenschaftlichen Forschungs- und Prüfszenarien verwendet, die Spuren von Substanzveränderungen erfassen müssen. ​

In der Materialoberflächenforschung ist die Quarzkristallspürewage eine "Echtzeit-Observatorium" für das Verhalten der Schnittstelle. Bei der Filmwachstumsüberwachung wird das Substratmaterial auf der Quarzkristalloberfläche abgelegt und QCM überwacht die Veränderungen der Kristallresonanzfrequenz (Empfindlichkeit bis zu 1ng / cm²), erfasst die Wachstumsrate und die Dicke des Films in Echtzeit, zum Beispiel bei der Herstellung von Nanometallfilms, kann die Dicke auf einem Niveau von 1nm präzise gesteuert werden, um die Elektrodenvorbereitung von Halbleitergeräten zu unterstützen. Bei der Untersuchung des Wasserabsorptionsverhaltens von Polymerbeschichtungen kann QCM die durch Feuchtigkeitsabsorption verursachte Massenverhöhung der Beschichtung erfassen, die Diffusionsrate von Wassermolekülen und die Penetrationseigenschaften der Beschichtung durch Frequenzveränderungskurven analysieren und die Grundlage für die Rezepturoptimierung von wasserdichten Beschichtungen liefern. Die in-situ-Überwachungskapazität verhindert Fehler bei der Übertragung der Probe und ermöglicht eine zeitliche Auflösung der experimentellen Daten auf Millisekundenebene. ​

Im Bereich der Biosensorik ist das Gerät ein „präzises Messgerät“ molekularer Wechselwirkungen. In der Antigen-Antikörper-Reaktionsstudie wird der Antikörper an der Oberfläche des Quarzkristalls fixiert, und wenn die Antigenlösung durchfließt, berechnet QCM die Masse des gebundenen Antigens durch Frequenzveränderungen, um die Affinität und die Reaktionsdynamik beider zu quantitativ zu analysieren, und die Detektionskonzentrationen können auf pg / ml liegen. In einem Drogenscreening-Experiment wird QCM verwendet, um den Bindungsprozess von Drogenmolekülen und Zielproteinen zu überwachen, ohne dass ein Fluoreszenzmarker erforderlich ist, um wichtige Parameter wie die Bindungskonstante zu erhalten, und die Screening-Effizienz ist mehr als das Dreifache der herkömmlichen Methoden verbessert. Durch die Modifizierung spezifischer Rezeptoren können Viruspartikel in einer Probe schnell identifiziert werden und eine Reaktionszeit von weniger als 10 Minuten bietet neue Möglichkeiten für die schnelle Diagnose von Infektionskrankheiten. ​

Bei der Umweltüberwachung werden Quarzkristallspürenwagen zur Detektion von Spuren von Schadstoffen verwendet. In der Überwachung von flüchtigen organischen Stoffen (VOCs) in der Luft modifiziert QCM die Oberfläche bestimmter Adsorptionsmaterialien, berechnet die VOC-Konzentration durch Massenveränderungen vor und nach der Adsorption und erkennt die untere Grenze bis zu ppb (10-9), kann Formaldehyd, Benzen und andere gefährliche Gase identifiziert werden. Bei der Wasserqualitätsprüfung kann QCM die spezifische Adsorption von Schwermetallionen (wie Quecksilber, Blei) mit funktionalisiertem Dünnfilm selektive Prüfung in komplexen Wasserkörpern mit einer relativen Standardabweichung von weniger als 5% erreichen, um die Genauigkeitsanforderungen der Umweltüberwachung zu erfüllen. Das miniaturisierte Design kann in tragbare Überwachungsgeräte integriert werden, um Echtzeit-Analysen vor Ort zu ermöglichen und zeitnahe Daten zur Nachverfolgung von Verschmutzungen bereitzustellen. ​