CN105181579B - 一种测定黏附力的仪器及其应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种仪器，所述的仪器包括上嵌板(10)、下嵌板(11)、容器(6)、定滑轮(8)、连接带、滴流装置、控制器(3)、挡板(7)、压力传感器(9)。本发明还提供了上述的仪器在测定黏附力中的应用以及一种测定黏附力的方法。本发明提供了一种标准化的测定黏附力的仪器，自动化操作，反应迅速，且能够精确控制实验温度，非常适合用于测定黏附力，不仅避免了人为操作所产生的误差，而且还使得不同的测试数据之间具有可比性，测定方法简便，结果准确，非常有利于产业上的应用。

Description

一种测定黏附力的仪器及其应用

技术领域

本发明涉及一种测定黏附力的仪器及其应用，尤其涉及一种测定温度敏感型原位凝胶的黏附力的仪器及其应用。

背景技术

原位凝胶(in situ ge1)，又称在位凝胶，可分为温度敏感型、pH敏感型、离子敏感型、光敏感型等，其中以温度敏感型原位凝胶的研究最为成熟，被广泛应用于药剂学领域，例如：作为药物载体等。

当温度敏感型凝胶用于阴道、眼睛、鼻腔、口腔等腔道或黏膜时，生物黏附力是一项重要的指标，只有具有适当大小的黏附力，并在给药部位保持一定的黏附时间，药物才能达到预期的释放效果。因此，测定生物黏附力是十分必要的。

目前，本领域通常采用简易的自制装置测定生物黏附力：将模型黏膜分别牢固粘贴于上、下两块平板上，固定其中一块平板，再将制备的凝胶置两块黏膜中间，压紧，拉另一块平板，直到凝胶与黏膜完全分离，此时的剥离力即为黏附力(见：王丽娟，朱照静.泊洛沙姆407温度敏感型原位凝胶的研究进展.中国药学杂志，2009年2月，第44卷，第4期.)。

然而，现有的自制装置存在以下诸多缺陷：

(1)、自制装置之间的差异性较大，不同自制装置测定的黏附力结果一般不具有可比性；

(2)、全手动操作，误差较大，特别是注入液体的过程中，不仅不易控制液体的均匀流入，而且也不易准确判断停止加入液体的时间点；

(3)、容器为敞口，当上下板分离时由于容器失重容易导致液体洒出，从而导致黏附力的测定结果不准确；

(4)、无法实现温度控制，在待测样品对温度敏感时，难以进行准确的测定黏附力；

(5)、不容易将生物黏膜固定在上下板上，在测定过程中黏膜有可能从上下板脱落，不利于黏附力的测定，费时费力。

因此，为了克服现有技术存在的上述缺陷，需要发明一种测定黏附力的新仪器。

发明内容

本发明的目的在于提供一种测定黏附力的仪器。

本发明提供了一种仪器，所述的仪器包括上嵌板(10)、下嵌板(11)、容器(6)、定滑轮(8)、连接带、滴流装置、控制器(3)、挡板(7)、压力传感器(9)，所述上嵌板(10)置于下嵌板(11)上，所述连接带绕过定滑轮(8)，一端连接在上嵌板(10)前端，另一端连接在容器(6)上，所述容器(6)上部开口，所述滴流装置由定容水箱(2)、控制阀(4)、液体输送管(5)构成，所述定容水箱(2)侧壁设有刻度，所述定容水箱(2)底部位置高于容器(6)顶部位置，所述液体输送管(5)一端连接定容水箱(2)底部，另一端置于容器(6)开口上方，所述液体输送管(5)上设有控制阀(4)，所述控制阀(4)与控制器(3)电连接，所述下嵌板(11)固定，所述定滑轮(8)与下嵌板(11)有间隔，所述压力传感器(9)固定在挡板(7)的端部，所述压力传感器(9)位于上嵌板(10)与定滑轮(8)之间，所述压力传感器(9)与控制器(3)电连接，所述连接带穿过压力传感器(9)的通孔，所述挡板(7)能够使上嵌板(10)触碰压力传感器(9)后停止滑动。

进一步的，所述的仪器还包括恒温箱(1)，所述上嵌板(10)、下嵌板(11)、压力传感器(9)置于恒温箱(1)内，所述恒温箱(1)侧壁设有与连接带相适配的通孔，所述恒温箱(1)一个侧面设置有门。

进一步的，所述的仪器还包括恒温箱(1)、固定板(12)，所述上嵌板(10)、下嵌板(11)、容器(6)、定滑轮(8)、定容水箱(2)、控制阀(4)、液体输送管(5)、控制器(3)、压力传感器(9)、固定板(12)置于恒温箱(1)内，所述固定板(12)水平固定于一侧箱壁的中间位置，所述下嵌板(11)与固定板(12)可拆卸连接，所述恒温箱(1)一个侧面设置有门。

进一步的，所述上嵌板(10)和下嵌板(11)结构相同，由嵌片(101)、板块(102)、簧片(103)构成，所述嵌片(101)有两片，分别由簧片(103)连接在板块(102)两端。

进一步的，所述上嵌板(10)为金属材质，所述下嵌板(11)为塑料材质。

进一步的，所述定容水箱(2)由刻度管(21)、储水箱(22)构成，所述刻度管(21)置于储水箱(22)顶部与储水箱(22)连通，所述刻度管(21)管径小于容器(6)直径。

本发明还提供了上述的仪器在测定黏附力中的应用。

本发明还提供了一种测定黏附力的方法，所述的方法采用上述的仪器测定黏附力，包括以下步骤：

a、取两块黏膜，分别固定于仪器的上嵌板(10)和下嵌板(11)，将凝胶溶液均匀涂布在上述两块黏膜的表面，凝胶溶液涂布的黏膜面积为S；

b、采用滴流装置向上嵌板(10)施加作用力，直至上嵌板(10)和下嵌板(11)分离，注入容器(6)的水的重量为M；

c、按照下述公式计算黏附力：

F＝M×g×10^-2/S

式中，F为黏附力，单位为dyne/cm²，其中1dyne＝10^-5N；M的单位为克；g＝9.8N/Kg；S的单位为cm²。

进一步的，步骤a中，所述的黏膜选自结肠黏膜或鼻腔黏膜。

进一步的，步骤a中，所述的凝胶溶液为泊洛沙姆407水溶液。

本发明提供了一种标准化的测定黏附力的仪器，自动化操作，反应迅速，且能够精确控制实验温度，非常适合用于测定黏附力，不仅避免了人为操作所产生的误差，而且还使得不同的测试数据之间具有可比性，测定方法简便，结果准确，非常有利于产业上的应用。

显然，根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，还可以做出其它多种形式的修改、替换或变更。

以下通过实施例形式的具体实施方式，对本发明的上述内容再作进一步的详细说明。但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于以下的实例。凡基于本发明上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

附图说明

图1为本发明仪器的结构示意图；

图2为下嵌板的结构示意图；

图3为下嵌板固定黏膜时的结构示意图；

图4为定容水箱的结构示意图；

图5为压力传感器的结构示意图；

1-恒温箱、2-定容水箱、3-控制器、4-控制阀、5-液体输送管、6-容器、7-挡板、8-定滑轮、9-压力传感器、10-上嵌板、11-下嵌板、12-固定板、21-刻度管、22-储水箱、101-嵌片、102-板块、103-簧片。

具体实施方式

本发明具体实施方式中使用的原料、设备均为已知产品，通过购买市售产品获得。

实施例1、本发明测定黏附力的仪器

为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图，对本发明作进一步详细说明。

本发明测定黏附力的仪器，如图1所示，在恒温箱1内部的左上方固定有定容水箱2，定容水箱2底部为储水箱22，顶部为刻度管21(如图4所示)，液体输送管5从储水箱22底部接出，经过控制阀4，一直延伸到顶部开口的容器6的上方，液体输送管5的管口对准容器6口但与容器6不接触，容器6置于恒温箱1内部中间靠下的位置，其下部还有空间。下嵌板11由嵌片101、板块102和簧片103构成，板块102的底面两端分别用簧片103与嵌片101底面一端连接(如图2所示)，自然状态下簧片103使嵌片101紧贴板块102，使整个下嵌板11成一个平板的形态(如图2所示)，用力将嵌片101按下时，簧片103产生弹性形变，使嵌片101围绕簧片103向外侧翻转，使整个下嵌板11呈现出如图3所示形态，将待测黏膜样品铺在板块102上，再放开嵌片101，使待测样品两端夹于嵌片101和板块102的缝中固定。上嵌板10与下嵌板11结构相同，上下底面相反，上嵌板10由表面光滑、较轻质、具有良好耐腐蚀性且生物刺激性差的金属制成，下嵌板11由轻质、耐腐蚀、生物刺激性差且表面光滑的塑料制成。在恒温箱内右侧中间位置设置有固定板12，下嵌板11与固定板12为可拆卸连接，上嵌板10直接放置在下嵌板11上。固定板12的边缘位置设置有定滑轮8，定滑轮8与上嵌板10之间还设置有压力传感器9，压力传感器9的中央位置有通孔(如图5所示)，挡板7固定在恒温箱上，压力传感器9固定在挡板7的下端部，挡板7的下端部与上嵌板10在水平方向对齐，连接带一端与上嵌板10的端部连接，另一端穿过压力传感器9中央的通孔再绕过定滑轮8最后与容器6连接。

本发明仪器的使用方法：

(1)在恒温箱1中，设置温度为热敏凝胶试验温度，使其预热直到温度恒定。

(2)打开恒温箱1给定容水箱2加入足量水，记录此时刻度管22上刻度显示，获得数据A。在控制器3上设定液体运输管5水的流速。

(3)将处理好的两份待测黏膜样品(如肠黏膜、鼻粘膜等)固定于下嵌片11和上嵌片10外侧，之后将下嵌片11下端固定于固定板12上。

(4)在一面黏膜样品上均匀涂抹适量热敏凝胶，将另一面黏膜样品轻轻压于热敏凝胶上。

(5)将穿过压力感应装置9通孔的连接带一端连接在上嵌板10前端。另一端通过定滑轮8与容器6相连，微调容器6重心，使其平衡。

(6)关闭恒温箱1的门，使箱内温度再次达到恒定，同时使凝胶在设定温度下产生相应的粘附性。

(7)一段时间后，将控制器3由off设置为on，触发控制阀4，使液体传输管5中液体开始从定容水箱2流向容器6。

(8)容器6中液体不断增加，直到拉动上嵌板10，使其从下嵌板11上移开，之后触碰到位于上嵌板10左端的压力传感器9触动控制阀4。

(9)当压力传感器9被触碰时，控制阀4会控制液体传输管5的关闭，同时反映到控制器3上，使其由on变为off。

(10)当液体传输管5关闭时，打开恒温箱1，记录此时的定容水箱2上显示刻度，获得数据B。

(11)由定容水箱2消耗水的重量转换得到黏附力，具体通过公式F＝(A-B)×g×10^-2/S计算得到。

本发明的有益效果为：

1、标准化的检测仪器，使不同样品的测试数据之间具有可比性；

2、测试过程为自动化操作，反应迅速，避免了人为操作所产生的误差；

3、利用精密的刻度管来读取液体质量，不仅读数更加精确，而且避免了液体洒出容器导致容器量取的误差；

4、增加了恒温箱，能够精确控制实验温度，能够满足温敏样品的准确测试；

5、巧妙的嵌板结构，能够快速固定生物黏膜，适用于生物黏附力的检测。

实施例2、生物黏附力的测定

取自制直肠用原位热敏凝胶样品，采用本发明仪器测定其生物黏附力，设定测定温度为37.5℃。取大鼠结肠黏膜，均匀分为两块，将其分别固定(使肠道黏膜层向外)在本发明上嵌板10和下嵌板11上。测定凝胶溶液黏附力时，取0.5mL含0.1％(m/v)羟丙甲基纤维素的20％(m/v)泊洛沙姆407水溶液均匀涂布在上下两块肠黏膜的表面，预热5min后，向定容水箱2中加满水，使其液面与刻度管21的0值线齐平，打开控制器3，定容水箱2中水通过液体传输管5流入容器6，通过连接带逐步向上嵌板10施加牵引力，直至其与下嵌板11分离并脱落撞击压力感应装置9触动控制阀4，控制液体传输管5的关闭，同时使控制器3由on变为off。记录此时的定容水箱2刻度管21上的刻度值，获取注入水的质量M。按公式(1)计算生物黏附力F。

F＝M×g×10^-2/S (1)

式中F为生物黏附力，单位为dyne/cm²，其中1dyne＝10^-5N；M为注入容器6的水的重量，单位为g；g的单位9.8N/Kg，S为凝胶溶液涂布的肠黏膜面积，单位为cm²。测定结果见表1。

表1、生物黏附力测定方法的考察结果(n＝3)

结果表明，采用本发明仪器测定原位热敏凝胶溶液的直肠生物黏附力，重复性好，结果准确，测定方法简便，具有良好的可操作性。

实施例3、生物黏附力的测定

取自制直肠用原位热敏凝胶样品，采用本发明装置测定其生物黏附力，设定测定温度为37.5℃。取家猪鼻腔黏膜，均匀分为两块，将其分别固定(使黏膜层向外)在本发明上嵌板10和下嵌板11上。测定凝胶溶液黏附力时，取1mL含0.1％HPMC的20％P407凝胶溶液均匀涂布在上下两块肠黏膜的表面，预热5min后，向定容水箱2中加满水，使其液面与刻度管21的0值线齐平，打开控制器3，定容水箱2中水通过液体传输管5流入容器6，通过连接带逐步向上嵌板10施加牵引力，直至其与下嵌板11分离并脱落撞击压力感应装置9触动控制阀4，控制液体传输管5的关闭，同时控制器3由on变为off。记录此时的定容水箱2刻度管21上的刻度值，获取注入水的质量M。按公式(1)计算生物黏附力F，测定结果见表2。

F＝M×g×10^-2/S (1)

式中F为生物黏附力，单位为dyne/cm²，其中1dyne＝10^-5N；M为注入容器6的水的重量，单位为g；g的单位9.8N/Kg，S为凝胶溶液涂布的肠黏膜面积,单位为cm²。

表2、生物黏附力测定方法的考察结果(n＝3)

结果表明，采用本发明仪器测定原位热敏凝胶溶液的鼻腔生物黏附力重复性好，结果准确，测定方法简便，具有良好的可操作性。

综上所述，本发明提供了一种标准化的测定黏附力的仪器，自动化操作，反应迅速，且能够精确控制实验温度，非常适合用于测定黏附力，不仅避免了人为操作所产生的误差，而且还使得不同的测试数据之间具有可比性，测定方法简便，结果准确，非常有利于产业上的应用。

Claims (9)

1.一种仪器，其特征在于：所述的仪器包括上嵌板(10)、下嵌板(11)、容器(6)、定滑轮(8)、连接带、滴流装置、控制器(3)、挡板(7)、压力传感器(9)，所述上嵌板(10)置于下嵌板(11)上，所述连接带绕过定滑轮(8)，一端连接在上嵌板(10)前端，另一端连接在容器(6)上，所述容器(6)上部开口，所述滴流装置由定容水箱(2)、控制阀(4)、液体输送管(5)构成，所述定容水箱(2)侧壁设有刻度，所述定容水箱(2)底部位置高于容器(6)顶部位置，所述液体输送管(5)一端连接定容水箱(2)底部，另一端置于容器(6)开口上方，所述液体输送管(5)上设有控制阀(4)，所述控制阀(4)与控制器(3)电连接，所述下嵌板(11)固定，所述定滑轮(8)与下嵌板(11)有间隔，所述压力传感器(9)固定在挡板(7)的端部，所述压力传感器(9)位于上嵌板(10)与定滑轮(8)之间，所述压力传感器(9)与控制器(3)电连接，所述连接带穿过压力传感器(9)的通孔，所述挡板(7)能够使上嵌板(10)触碰压力传感器(9)后停止滑动；

所述上嵌板(10)和下嵌板(11)结构相同，由嵌片(101)、板块(102)、簧片(103)构成，所述嵌片(101)有两片，分别由簧片(103)连接在板块(102)两端。

2.根据权利要求1所述的仪器，其特征在于：所述的仪器还包括恒温箱(1)，所述上嵌板(10)、下嵌板(11)、压力传感器(9)置于恒温箱(1)内，所述恒温箱(1)侧壁设有与连接带相适配的通孔，所述恒温箱(1)一个侧面设置有门。

3.根据权利要求1所述的仪器，其特征在于：所述的仪器还包括恒温箱(1)、固定板(12)，所述上嵌板(10)、下嵌板(11)、容器(6)、定滑轮(8)、定容水箱(2)、控制阀(4)、液体输送管(5)、控制器(3)、压力传感器(9)、固定板(12)置于恒温箱(1)内，所述固定板(12)水平固定于一侧箱壁的中间位置，所述下嵌板(11)与固定板(12)可拆卸连接，所述恒温箱(1)一个侧面设置有门。

4.根据权利要求1～3任意一项所述的仪器，其特征在于：所述上嵌板(10)为金属材质，所述下嵌板(11)为塑料材质。

5.根据权利要求1～3任意一项所述的仪器，其特征在于：所述定容水箱(2)由刻度管(21)、储水箱(22)构成，所述刻度管(21)置于储水箱(22)顶部与储水箱(22)连通，所述刻度管(21)管径小于容器(6)直径。

6.权利要求1～5任意一项所述的仪器在测定黏附力中的应用。

7.一种测定黏附力的方法，其特征在于：所述的方法采用权利要求1～5任意一项所述的仪器测定黏附力，包括以下步骤：

a、取两块黏膜，分别固定于仪器的上嵌板(10)和下嵌板(11)，将凝胶溶液均匀涂布在上述两块黏膜的表面，凝胶溶液涂布的黏膜面积为S；

b、采用滴流装置向上嵌板(10)施加作用力，直至上嵌板(10)和下嵌板(11)分离，注入容器(6)的水的重量为M；

c、按照下述公式计算黏附力：

F＝M×g×10^-2/S

式中，F为黏附力，单位为dyne/cm²，其中1dyne＝10^-5N；M的单位为克；g＝9.8N/Kg；S的单位为cm²。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤a中，所述的黏膜选自结肠黏膜或鼻腔黏膜。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：步骤a中，所述的凝胶溶液为泊洛沙姆407水溶液。