CN206096047U

CN206096047U - 一种透氧量测试装置

Info

Publication number: CN206096047U
Application number: CN201620559283.8U
Authority: CN
Inventors: 任力; 刘卅; 杨军忠; 王家鸣; 王迎军
Original assignee: Guangzhou Pudaolianxin Biotechnology Co Ltd
Current assignee: Guangzhou Pudaolianxin Biotechnology Co Ltd
Priority date: 2016-06-12
Filing date: 2016-06-12
Publication date: 2017-04-12
Anticipated expiration: 2026-06-12

Abstract

本实用新型公开了一种透氧量测试装置，包括两套样品夹具、氧气进气装置、载气进气装置和检测装置；样品夹具由氧气腔和载气腔组成；氧气腔通过氧气腔进气管道与氧气进气装置连接，氧气腔还设有氧气腔出气管道；载气腔通过载气腔进气管道与载气进气装置连接，并通过载气腔出气管道与检测装置连接；检测装置包括定量进样装置和气相色谱仪。本实用新型的装置可用于角膜修复材料的透氧量测试，装置使用周期长，操作成本低，系统误差小，测试精度高。

Description

一种透氧量测试装置

技术领域

本实用新型涉及一种透氧量测试装置。

背景技术

透氧性是角膜修复材料的重要性能指标，若角膜修复材料的透氧率达不到要求，就会造成角膜长时间处于缺氧状态，致使角膜内皮细胞数量不断减少，最终对角膜造成很大损坏，因此，透氧性检测是角膜修复材料表征的重要环节。

常见的角膜修复材料透氧量的检测方法包括以下两种：1）对于软性接触镜和人工角膜一般使用极谱法，把试样附于电极上，氧通过试样并分离出来后，在电极的两极上发生电化学反应，通过检测产生的电流并计算可获得透氧量；2）对于硬性接触镜一般使用库伦法，把接触镜置于样品夹具中，一侧通以氧气，另一侧通以载气，氧气渗透通过接触镜后被载气带走，利用库伦传感器检测氧气的浓度。

然而，以上两种测试方法均存在明显的缺陷：极谱法只能测定软性接触镜和人工角膜的透氧系数，应用极其有限；库伦法虽然既可用于硬性接触镜的透氧系数的测定，也可用于软性接触镜的透氧系数的测定，但库伦法中的库伦传感器价格高，而且它是消耗型器材，检修保养频繁，使用周期短，操作成本高。

本实用新型公开了一种透氧量测试装置，对软性接触镜、硬性接触镜、人工角膜及其他角膜修复材料的透氧量均能进行测定，系统误差小，测试精度高，操作成本低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种透氧量测试装置。

本实用新型所采取的技术方案是：

一种透氧量测试装置，包括两套样品夹具、氧气进气装置、载气进气装置和检测装置；所述样品夹具由氧气腔和载气腔组成；所述氧气腔通过氧气腔进气管道与氧气进气装置连接，氧气腔还设有氧气腔出气管道；所述载气腔通过载气腔进气管道与载气进气装置连接，并通过载气腔出气管道与检测装置连接；所述检测装置包括定量进样装置和气相色谱仪。

进一步的，所述氧气进气装置包括依次连接的氧气瓶、氧气管道、氧气流量调节阀、氧气管道和氧气流量计。

进一步的，所述氧气腔进气管道分为两个支路，分别与两个样品夹具的氧气腔连接，且两个支路上分别设有氧气进气控制阀。

进一步的，所述载气进气装置包括依次连接的载气瓶、载气管道、载气流量调节阀、载气管道和载气流量计。

进一步的，所述载气腔进气管道分为两个支路，分别与两个样品夹具的载气腔连接，且两个支路上分别设有载气进气控制阀。

进一步的，所述氧气腔与载气腔的腔壁对接处用螺钉连接。

进一步的，所述氧气腔的腔壁、载气腔的腔壁和样品对接处设有密封圈或涂覆真空硅胶。

进一步的，所述氧气腔通过氧气腔出气管道与外界相通。

进一步的，所述定量进样装置包括相连接的六通阀和定量环，六通阀与气相色谱仪的进样口连接。

本实用新型的有益效果是：

1）一个装置即可以实现软性接触镜、硬性接触镜、人工角膜及其他角膜修复材料的透氧量测试；

2）气相色谱仪价格远低于库伦传感器，且检修保养频率较库伦传感器低，使用周期远高于库伦传感器，显著降低了操作成本；

3）两套夹具及通路并联使用可以提高进样气体的总量，降低了系统误差，改善了测试精度，且分别加装双夹具氧气进气控制阀和双夹具载气控制阀，有利于单/双通路切换，既可实现双通路测试，也可以根据实际情况实现单通路测试，并可对系统稳定性和数据精度进行比对。

附图说明

图1为本实用新型的透氧量测试装置的结构示意图。

图2为测定弧面样品的样品夹具的结构示意图。

图3为测定平面样品的样品夹具的结构示意图。

附图标示说明：1、氧气管道；2、左夹具氧气进气控制阀；3、右夹具氧气进气控制阀；4、氧气流量调节阀；5、氧气管道；6、氧气流量计；7、氧气腔进气管道；8、氧气腔出气管道；8A、左夹具氧气腔出气管道；8B、右夹具氧气腔出气管道；9、载气管道；10、左夹具载气进气控制阀；11、右夹具载气进气控制阀；12、载气流量调节阀；13、载气管道；14、载气流量计；15、载气腔进气管道；16、载气腔出气管道；17、定量进样装置；18、检测装置管道；19、气相色谱仪； 20A、左样品夹具；20B、右样品夹具；21、氧气腔；22、样品；23、密封圈；24、载气腔。

具体实施方式

下面结合具体实施例和附图对本实用新型作进一步的解释和说明。

采用本实用新型的装置进行透氧量测试，包括以下步骤：

1)往气相色谱仪中进体积V₁的氧气，从谱图中得到峰面积S₁；

2)待测样品的两侧分别通氧气和载气，氧气透过样品暴露于氧气流的区域渗透到载气一侧，将体积V₂的氧气与载气的混合气体送入气相色谱仪，检测混合气体中的氧气量，从谱图中得到峰面积S₂；

3)样品的透氧系数D_k可通过以下公式计算：

D_k=（V₁×S₂×t×Q）/（S₁×A×p×V₂），

其中，D_k为透氧系数，单位为mL·cm·cm^-2·s^-1·Pa^-1；V₁为纯氧气标样的体积，单位为mL；S₁是纯氧气标样的气相色谱图峰面积；t为样品暴露于氧气流中的区域的调和平均厚度，单位为cm；Q为载气的流量，单位为mL·s^-1；A为样品暴露于氧气流的区域的面积，单位为cm²；p为样品两侧氧气压力差，单位为Pa，其值等于大气压；V₂为载气与氧气的混合气体的体积，单位为mL；S₂是送入气相色谱仪的混合气体中的氧气的峰面积。

优选的，所述载气为氮气、氢气、氦气中的一种。

由图1～3可知：本实用新型的透氧量测试装置，包括两套样品夹具（左样品夹具20A和右样品夹具20B）、氧气进气装置、载气进气装置和检测装置；所述样品夹具由氧气腔21和载气腔24组成；所述氧气腔21通过氧气腔进气管道7与氧气进气装置连接，氧气腔21还设有氧气腔出气管道8；所述载气腔24通过载气腔进气管道15与载气进气装置连接，并通过载气腔出气管道16与检测装置连接；所述检测装置包括通过检测装置管道18连接的定量进样装置17和气相色谱仪19。

优选的，所述氧气进气装置包括依次连接的氧气瓶、氧气管道1、氧气流量调节阀4、氧气管道5和氧气流量计6。

优选的，所述氧气腔进气管道7分为两个支路，分别与两个样品夹具（左样品夹具20A和右样品夹具20B）的氧气腔21连接，且两个支路上分别设有氧气进气控制阀（左夹具氧气进气控制阀2和右夹具氧气进气控制阀3）。

优选的，所述载气进气装置包括依次连接的载气瓶、载气管道9、载气流量调节阀12、载气管道13和载气流量计14。

优选的，所述载气腔进气管道15分为两个支路，分别与两个样品夹具（左样品夹具20A和右样品夹具20B）的载气腔24连接，且两个支路上分别设有载气进气控制阀（左夹具载气进气控制阀10和右夹具载气进气控制阀11）。

优选的，所述氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处用螺钉连接。

优选的，所述氧气腔21的腔壁、载气腔24的腔壁和样品22对接处设有密封圈23或涂覆真空硅胶。

优选的，所述氧气腔21通过氧气腔出气管道8与外界相通。

优选的，所述定量进样装置17包括相连接的六通阀和定量环，六通阀与气相色谱仪19的进样口连接。

优选的，所述六通阀在装样位置时，载气腔出气管道16流出的混合气通过六通阀进入定量环，定量环充满后，多余混合气从六通阀的放空孔排出；六通阀转动至进样位置时，定量环断开与载气腔出气管道16的连接，而与载气的气相流路接通，载气冲洗定量环，推动定量环中的混合气进入气相色谱仪进行分析。

优选的，所述氧气管道I1、氧气管道II5、氧气腔进气管道7、氧气腔出气管道8A、氧气腔出气管道8B、载气管道I9、载气管道II13、载气腔进气管道15、载气腔出气管道16和检测装置管道18均为气管。

氧气流量由氧气流量调节阀4控制并由氧气流量计6读出。载气流量由载气流量调节阀12控制并由载气流量计14读出。部分氧气会在样品两侧氧气浓度差的作用下渗透通过样品22进入载气腔24，余下氧气则通过氧气腔出气管道8排空。载气通过载气管道I9、载气流量调节阀12、载气管道II13、载气流量计14、载气腔进气管道15进入载气腔24，载气携带渗透通过样品的氧气成为样气，定量进样装置将体积V₂的载气和氧气的混合气体送入气相色谱仪19，由气相色谱仪19检测混合气体中的氧气量。

实施例1：

测试样品：固定形状的弧面干态壳聚糖膜；

氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处为弧面：

载气为氮气；

分别采用左夹具和右夹具测试，并与库伦法测试结果进行对比，测试结果如表1所示。

实施例2：

测试样品：96.7%脱乙酰度的干态壳聚糖弧面膜；

氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处为弧面；

载气为氮气；

采用左夹具和右夹具同时投用的双通道模式测试，并与库伦法测试结果进行对比，测试结果如表1所示。

实施例3：

测试样品为96.7%脱乙酰度的湿态壳聚糖弧面膜；

氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处为弧面；

载气为氮气；

实施例4：

测试样品：96.7%脱乙酰度的干态壳聚糖平面膜；

氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处为平面；

载气为氮气；

实施例5：

测试样品：96.7%脱乙酰度的湿态壳聚糖平面膜；

氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处为平面；

载气为氮气；

实施例6：

测试样品：45%胶原含量的胶原/96.7%脱乙酰度的干态壳聚糖弧面样品；

氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处为弧面；

载气为氮气；

实施例7：

测试样品：45%胶原含量的胶原/96.7%脱乙酰度的湿态壳聚糖弧面样品；

氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处为弧面；

载气为氮气；

实施例8：

测试样品：45%胶原含量的胶原/96.7%脱乙酰度的壳聚糖平面样品，并分别添加了相当于胶原1/12、2/12的交联剂1-乙基-（3-二甲基氨丙基）碳酰二亚胺盐酸盐（EDC）；

氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处为湿态平面样品；

载气为氮气；

采用左夹具和右夹具同时投用的双通道模式测试，左右夹具样品的交联度不同，左夹具所加载样品的交联剂添加比例为1/12，右夹具所加载样品的交联剂添加比例为2/12，并与库伦法测试结果进行对比，测试结果如表1所示。

测试例：

实施例1～8的测试结果如表1所示：

表1 实施1～8的透氧系数D_k测试结果

上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种透氧量测试装置，其特征在于：包括两套样品夹具、氧气进气装置、载气进气装置和检测装置；所述样品夹具由氧气腔和载气腔组成；所述氧气腔通过氧气腔进气管道与氧气进气装置连接，氧气腔还设有氧气腔出气管道；所述载气腔通过载气腔进气管道与载气进气装置连接，并通过载气腔出气管道与检测装置连接；所述检测装置包括定量进样装置和气相色谱仪；所述氧气进气装置包括依次连接的氧气瓶、氧气管道、氧气流量调节阀、氧气管道和氧气流量计；所述氧气腔进气管道分为两个支路，分别与两个样品夹具的氧气腔连接，且两个支路上分别设有氧气进气控制阀；所述载气进气装置包括依次连接的载气瓶、载气管道、载气流量调节阀、载气管道和载气流量计；所述载气腔进气管道分为两个支路，分别与两个样品夹具的载气腔连接，且两个支路上分别设有载气进气控制阀。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述氧气腔与载气腔的腔壁对接处用螺钉连接。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述氧气腔的腔壁、载气腔的腔壁和样品对接处设有密封圈或涂覆真空硅胶。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述氧气腔通过氧气腔出气管道与外界相通。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于：所述定量进样装置包括相连接的六通阀和定量环，六通阀与气相色谱仪的进样口连接。