石英晶體微天平是一種非常靈敏的質量傳感器，能夠簡便實時的測量過程中的質量變化，檢測限達納克級。石英晶體又稱為水晶，化學式SiO2，熔點為1750°C，密度為2.65g/cm3,是重要的壓電材料。它是一種非常靈敏的質量檢測儀器，其測量精度可達納克級，比靈敏度在微克級的電子微天平高100 倍，理論上可以測到的質量變化相當于單分子層或原子層的幾分之一。石英晶體微天平利用了石英晶體諧振器的壓電特性，將石英晶振電極表面質量變化轉化為石英晶體振蕩電路輸出電信號的頻率變化，進而通過計算機等其他輔助設備獲得高精度的數據。

　　石英晶體微天平基本的原理是利用了石英晶體的壓電效應：

　　石英晶體內部每個晶格在不受外力作用時呈正六邊形，若在晶片的兩側施加機械壓力，會使晶格的電荷中心發(fā)生偏移而極化，則在晶片相應的方向上將產生電場；反之，若在石英晶體的兩個電極上加一電場，晶片就會產生機械變形，這種物理現(xiàn)象稱為壓電效應。如果在晶片的兩極上加交變電壓，晶片就會產生機械振動，同時晶片的機械振動又會產生交變電場。在一般情況下，晶片機械振動的振幅和交變電場的振幅非常微小，但當外加交變電壓的頻率為某一特定值時，振幅明顯加大，這種現(xiàn)象稱為壓電諧振。它其實與LC 回路的諧振現(xiàn)象十分相似：當晶體不振動時，可把它看成一個平板電容器稱為靜電電容C，一般約幾個PF 到幾十PF；當晶體振蕩時，機械振動的慣性可用電感L 來等效，一般L 的值為幾十mH 到幾百mH。由此就構成了石英晶體微天平的振蕩器，電路的振蕩頻率等于石英晶體振蕩片的諧振頻率，再通過主機將測的得諧振頻率轉化為電信號輸出。由于晶片本身的諧振頻率基本上只與晶片的切割方式、幾何形狀、尺寸有關，而且可以做得，因此利用石英諧振器組成的振蕩電路可獲得很高的頻率穩(wěn)定度。

　　石英晶體微天平的特點：

　?。?）實時性

　　能夠對生物大分子的反應動力過程進行監(jiān)測，每秒可以收集數個數據點進行直觀的觀測，除了分子吸附，還可以提供結構信息。

　　（2）性

　　一般完成一個基本的測試用時在15分鐘以內。

　?。?）簡便性

　　生物分子無需標記，石英晶體微天平簡單，成本低，電極芯片可以重復使用，表面可以鍍上一個同質層，（少于5um）,包括金屬，聚合物，化學改性材料等。