可控闭泡式表面张力测定仪制造技术

一种可控闭泡式表面张力测定仪，它由置于水槽中的气泡室、加热棒、温度传感器、潜水泵和水槽外部的与气泡室相连的压力调节装置、检测气泡室压力的带数字显示的压力传感器、控制加热棒加热的温度控制器、光源和显微镜组成。它的小泡气液表面完全被待测样品所包围，避免了气泡液膜的扩散和稀释，因而能迅速而准确地测量表面张力，特别适用于测量低表面张力。本仪器为肺表面活性剂药品质量控制、肺表面活性物质的研究和了解物质的物理特性提供了切实可行的手段。（*该技术在2004年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及一种测定液体表面张力的仪器，更具体地说，它是一种可控闭泡式表面张力测定仪。众所周知，测定表面张力是了解物质物理特性的基本手段，更是了解肺表面活性物质表面特性的重要手段，目前测定表面张力的方法主要有表面天平法和泡式表面张力法。表面天平法操作复杂，受待测表面温度、湿度影响大，难以测量低表面张力。泡式表面张力法虽然操作简单省时，需用标本量小，小泡伸缩模拟肺泡的呼吸，比较实用，但由于气泡与盛样品的毛细管(反应室)间存在通路，待测样品可能沿着毛细管内壁蔓延以及气泡与工作液体接触会造成气泡表面待测样品的稀释和损失，使单分子层的稳定性较差，样品在气泡表面分布均匀的时间较慢，影响测试精度。本技术的目的是提供一种能克服现有技术上述缺陷的新型的可控闭泡式表面张力测定仪，它能避免待测样品的一切可能的扩散和稀释，保持单分子层有较好的稳定性，能测量出低的甚至趋近于零的表面张力。根据J.DMalcolm和C.D.Elliott在TheCanadianJournalofChemicalEngineeringVol.58P151～1531980发表的“Interfacialtensionfromheightanddiameterofsingleprofiledroporcaptivebubble”中披露的已得到公认的研究结果，在液体中形成的对称气泡，当其曲率半径比膜厚足够大时，表面张力r可用下式表示r＝△p.g［H／G(H／D)］2式中△p－气泡内外物质的密度差g－重力加速度G(H／D)＝C1＋C2(H／D)＋C3(H／D)2＋C4(H／D)3＋C5(H／D)4C1～C5－常数，当D／H＝1.14～10.23范围内时C1＝1.865190 C2＝2.807066C3＝－9.430927 C4＝8.669726C5＝－3.660622H－气泡高度D－气泡直径由上式可见，只要测出气泡高度H和直径D，无须测量压力即可测算出溶液的表面张力。本技术的目的是这样实现的在参阅大量有关文献的基础上，率先将J.D.Malcolm和C.D.Elliott的上述研究成果付诸实施，将复杂的表面张力测量简化为测量气泡的高度和直径。实施测量时，用1％琼脂糖巧妙地设置了一个并不与气泡直接接触的支撑面，使整个气泡为待测溶液所包围，并将极易得到的5ml注射器和20ml注射器，加上特殊设计的密封环，分别用作封闭式气泡室和压力调节装置，保证在加压过程中不漏气，彻底避免了待测样品可能的扩散和吸释，从而可以高灵敏度、高精确度地测量表面张力。下面将参照附图和最佳实施例对本技术进行详细地说明。附图说明图1是可控闭泡式表面张力测定仪总体结构示意图图2是表示各部件相互配置关系的示意性平面图3是密闭式气泡室的剖视图；图4是卡座结构图；图5是压力调整装置的剖视图。由图1可见，气泡室1用卡座2固定在水槽8的顶盖3上，顶盖3盖到水槽上时，它即处于水槽中，气泡室上部有凝结在顶面的凝胶状琼脂糖4，下部为待测溶液7，气泡6在琼脂糖4与待测溶液7的交界面处，并被待测溶液膜所包围。用压力调节装置16可以连续地加压和减压使气泡压缩和扩张，从而改变气泡的体积和表面积，所加压力可用市售的带数字显示的压力传感器15(如MOTOROLA公司的MPX200－GP型压力传感器)监测。封闭式气泡室1通过硬导管12与压力调节装置16和带数字显示的压力传感器15相连通。用市售的可调光源19(如北京电子设备厂生产的6V／30W卤素灯调压照明器)调整待测样品亮度。用市售的可作三维调节的显微镜5(如北京电子光学仪器厂生产的XTL－1型带万向轮的显微镜)测量气泡6的直径D和高度H，从而可求出表面张力。测试要在规定温度下进行，用市售的带温度传感器10的温度控制器9(如日本OMRON公司的E5LD－2型带温度传感器的温度控制器)控制加热棒17(如广东镇东电子厂生产的HZ50－8OW型加热棒)加热调节水槽内的水温。加热棒17借助上档环18和下托环13固定在水槽中，并与温度控制器9相连。上档环18的内径略大于加热棒外径，下托环13的内径小于加热棒的外径，它们可用金属、塑料等不与水起反应的材料制作，可用任何方法借助水槽壁固定在水槽中规定位置处。温度控制器9的温度传感器10借助于托架11托承在水槽8中，托架11为其上有一小于传感器10外径的小孔的圆板，可用金属、塑料等不与水起反应的材料制作，可用任何方法借助于水槽壁或底固定在水槽中予定位置处。在水槽8的后侧内壁上固定有市售的潜水泵20(如广东南海县沙头微型水泵厂生产的QYF永磁封闭式微型潜水泵)用来搅拌以保持水槽内水温均匀。图2是表示各部件相互配置关系的示意性平面图，它示出水槽的形状和各部件在水槽中的位置，水槽是一个容积至少为300cm3的容器，前后两面为透明玻璃材料，其它面为可耐100℃水温的材料，水槽也可根据需要做成其它形状，水槽有一适当厚度的用塑料、金属等制成的盖，盖上有与各部件位置相应的孔，各部件在水槽中的位置，只要便于测试也可有其它排列。封闭式气泡室1的结构如图3所示，它是用一支5ml注射器改造而成。21为针筒，22为针栓，用螺栓23和螺母25将密封垫圈26紧贴针栓22压封在针筒顶端，保证针筒密封，为避免夹碎针筒，在螺栓23和针筒21的顶沿之间加有橡胶垫圈24。固定气泡室1用的卡座2的结构如图4所示。27为固定座，可通过粘接或其它方法固定到水槽8的顶盖3的相应的孔上，将图3所示的已装配密封好的气泡室1插入固定座27，用螺钉28将螺管29固定在固定座27上。螺帽30之外螺纹与螺管29螺纹配合，螺帽30之内螺纹与顶杆31螺纹配合，顶杆下旋顶住针栓使之固定不动。32为设置在螺管29上的可由其看到内部气泡室的长槽。压力调节装置16的结构如图5所示，它是用一支20ml的注射器改造而成。33为针筒，34为针栓，螺栓35与固定螺管36螺纹连接，使针筒33与固定螺管36的一端连成一体。螺母37与推进杆38螺纹连接，使针栓34与推进杆38连成一体。固定螺管36的另一端与针栓推进螺母40之间焊接固定。针栓推进螺栓39与针栓推进螺母40之间螺纹连接，将39旋至顶到38的台阶面A，再继续旋转可通过推进杆38推动针栓前进，针栓后退螺母42与推进杆38之间螺纹连接，旋转42顶到支撑垫圈41后，再继续旋转，即可将推进杆38向后拉，从而使针栓34后退。针栓34前进或后退使气道加压或减压，其出口与硬导管连接，并通过三通管14与压力传感器15相通。使用本技术可控闭泡式表面张力测定仪时，在测量之前应先配制1％的琼脂糖溶液，加热使之全部溶解后，滴入气泡室中，冷凝后形成一个防漏，使气泡室壁不与气泡的气液表面相接触的支撑面4，然后注入1－2ml待测样品7，再用微量注射器注入一个3μl气泡6，使气泡位于支撑面的中央，最后将气泡室与测控压力的气道连接起来。利用压力调节装置16使气泡连续压缩和扩张两次后，再在将气泡压缩到最小时，用读数显微镜7测量被控闭气泡6的直径D和高度H，利用上述公式算出最小表面张力，然后再将气泡扩张到最大时，同样用读数显微镜测量被控闭气泡的直径D和高度H，也用上述公式算出最大表面张力，用这种方法可以测量出不同压缩情况下的表面张力。曾用本仪器在37℃下对蒸本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可控闭泡式表面张力测定仪，其特征在于它由水槽（８）、固定在水槽（８）的顶盖（３）上的气泡室（１）、加热棒（１７）、温度传感器（１０）、潜水泵（２０）、压力调节装置（１６）、检测气泡室压力的带数字显示的压力传感器（１５）、控制加热泵加热温度的温度控制器（９）、光源（１９）和显微镜（５）组成，气泡室（１）位于水槽中，通过硬导管（１２）和三通管（１４）与压力调节装置（１６）和压力传感器（１５）相连，加热棒（１７）借助上档环（１８）和下托环（１３）固定在水槽中并与温度控制器（９）相连，温度控制器（９）的温度传感器（１０）用托架（１１）托承在水槽中，潜水泵（２０）置于水槽中。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：董声焕，邓渊，
申请(专利权)人：首都儿科研究所，
类型：实用新型
国别省市：11[中国|北京]