RU2232384C2 - Способ исследования многокомпонентной жидкости - Google Patents

Способ исследования многокомпонентной жидкости Download PDF

Info

Publication number
RU2232384C2
RU2232384C2 RU2001101946/28A RU2001101946A RU2232384C2 RU 2232384 C2 RU2232384 C2 RU 2232384C2 RU 2001101946/28 A RU2001101946/28 A RU 2001101946/28A RU 2001101946 A RU2001101946 A RU 2001101946A RU 2232384 C2 RU2232384 C2 RU 2232384C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drop
mechanical impedance
liquid
dynamics
resonator
Prior art date
Application number
RU2001101946/28A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2001101946A (ru
Inventor
Т.А. Яхно (RU)
Т.А. Яхно
В.Г. Яхно (RU)
В.Г. Яхно
И.И. Шмелев (RU)
И.И. Шмелев
А.Г. Санин (RU)
А.Г. Санин
Е.В. Кротов (RU)
Е.В. Кротов
Original Assignee
Яхно Татьяна Анатольевна
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Яхно Татьяна Анатольевна filed Critical Яхно Татьяна Анатольевна
Priority to RU2001101946/28A priority Critical patent/RU2232384C2/ru
Priority to PCT/RU2002/000016 priority patent/WO2002059595A2/ru
Priority to US10/466,845 priority patent/US6874357B2/en
Publication of RU2001101946A publication Critical patent/RU2001101946A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2232384C2 publication Critical patent/RU2232384C2/ru

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/44—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor
    • G01N29/4409—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison
    • G01N29/4436—Processing the detected response signal, e.g. electronic circuits specially adapted therefor by comparison with a reference signal
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00—Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/02—Analysing fluids
    • G01N29/022—Fluid sensors based on microsensors, e.g. quartz crystal-microbalance [QCM], surface acoustic wave [SAW] devices, tuning forks, cantilevers, flexural plate wave [FPW] devices
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/16—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by measuring damping effect upon oscillatory body
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N35/00—Automatic analysis not limited to methods or materials provided for in any single one of groups G01N1/00 - G01N33/00; Handling materials therefor
    • G01N35/10—Devices for transferring samples or any liquids to, in, or from, the analysis apparatus, e.g. suction devices, injection devices
    • G01N2035/1027—General features of the devices
    • G01N2035/1034—Transferring microquantities of liquid
    • G01N2035/1046—Levitated, suspended drops
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/014—Resonance or resonant frequency
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/015—Attenuation, scattering
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/01—Indexing codes associated with the measuring variable
    • G01N2291/018—Impedance
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/022—Liquids
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/024—Mixtures
    • G01N2291/02466—Biological material, e.g. blood
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0251—Solidification, icing, curing composites, polymerisation
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/02—Indexing codes associated with the analysed material
    • G01N2291/025—Change of phase or condition
    • G01N2291/0258—Structural degradation, e.g. fatigue of composites, ageing of oils
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0422—Shear waves, transverse waves, horizontally polarised waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0423—Surface waves, e.g. Rayleigh waves, Love waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/042—Wave modes
    • G01N2291/0427—Flexural waves, plate waves, e.g. Lamb waves, tuning fork, cantilever
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/04—Wave modes and trajectories
    • G01N2291/048—Transmission, i.e. analysed material between transmitter and receiver
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N2291/00—Indexing codes associated with group G01N29/00
    • G01N2291/10—Number of transducers
    • G01N2291/101—Number of transducers one transducer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)

Abstract

Изобретение относится к области оценки качества жидких продуктов. Способ исследования многокомпонентной жидкости заключается в том, что предопределенный объем исследуемой жидкости в виде капли при заданных условиях окружающей среды располагают на жесткой подложке, выполненной с возможностью возбуждения в упомянутой капле колебаний сдвига, возбуждают в упомянутой капле исследуемой жидкости колебания сдвига в ультразвуковом диапазоне частот и определяют механический импеданс капли исследуемой жидкости. Упомянутую каплю сушат, а механический импеданс определяют в процессе высыхания капли и регистрируют полученную в процессе высыхания капли динамику упомянутого механического импеданса, которую используют в качестве информативного параметра, после чего полученную динамику механического импеданса сравнивают с динамикой механического импеданса ранее исследованного эталонного образца. При этом упомянутая жесткая подложка может быть использована как резонатор, а механический импеданс определяют по напряжению разбаланса мостовой схемы, в состав которой входит данный резонатор. Данное изобретение позволило разработать способ исследования многокомпонентной жидкости, обеспечивающий быстрое и эффективное исследование жидкости и позволяющий оценить процесс структурообразования в многокомпонентных жидкостях. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относится к физической химии и может быть использовано для скрининговой оценки качества жидких продуктов, в частности многокомпонентных жидких продуктов, например, для анализа соответствия стандартам различных технических жидкостей, фармацевтических препаратов, пищевых продуктов, биологических жидкостей в фармацевтической, пищевой, химической промышленности, а также в медицинской диагностике.
По патенту РФ №2137126 известен способ исследования биологических жидкостей, основанный на исследовании жидкости, предварительно разбавленной равным объемом водно-спиртовой смеси, на ИК-спектроанализаторе. Основным недостатком способа является нарушение нативной структуры биологической жидкости, в которой заложена существенная информация о ее строении.
Описан феномен дегидратационной самоорганизации биологических жидкостей (Шабалин В.Н., Шатохина С.Н./ Аутогенные ритмы и самоорганизация биологических жидкостей. // БЭБМ, 1996, т. 122, №10, с. 364-371), заключающийся в том, что в процессе высыхания капли многокомпонентной биологической жидкости происходит характерное перераспределение ее компонентов, в результате которого высохшая пленка имеет четкое зональное строение и определенную надмолекулярную структуру, характер которой отражает особенность ее жидкокристаллического строения, обусловленного химическим составом.
На этом принципе основан, например, способ оценки состояния гомеостаза организма, известный по патенту РФ №2007716. Сущность способа заключается в морфологическом исследовании высохшей капли биологической жидкости в поляризованном свете и оценке сформировавшихся нормальных и патологических структур.
На том же принципе основан способ оценки состояния гомеостаза организма по патенту РФ №2127430. По этому способу жидкую биологическую среду, например плазму или сыворотку крови, урину, слезу и т.п., после воздействия на нее внешних или внутренних факторов высушивают и после испарения воды просматривают полученную кристаллограмму в неполяризованном свете. При наличии агрегированных структурных элементов по образованию сложных морфологических форм судят о развитии патологического процесса и оценивают гомеостаз как нарушенный, а при их структурировании, ориентации и исчезновению крупных сложных агрегатов судят об улучшении физического состояния и оценивают гомеостаз как компенсированный.
Недостатком этого способа, так же как и описываемого выше способа по патенту РФ №2007716, является необходимость длительной сушки образцов (от 24 до 48 ч) и, как следствие, большая длительность исследований, а также необходимость в специально обученном персонале для правильной диагностики морфоструктур.
По патенту США №4741200 известен способ, по которому тонкую пьезоэлектрическую пластину, являющуюся первым резонатором, опускают в исследуемую жидкость. Пьезоэлектрическая пластина выполнена с возможностью удержания тонкого слоя исследуемой жидкости на предопределенной площади своей поверхности и с возможностью возбуждения в этой пластине колебаний сдвига. Колебания сдвига, возбуждаемые в пьезоэлектрической пластине, вызывают аналогичные колебания в удерживаемом слое исследуемой жидкости. Это приводит к сдвигу частоты резонанса первого резонатора за счет вносимого электрического импеданса, который в свою очередь определяется механическим импедансом удерживаемого на поверхности пьезоэлектрической пластины слоя исследуемой жидкости. Первый резонатор включен в одно из плеч мостовой схемы, в другое плечо которой включен второй, опорный, резонатор. По напряжению разбаланса мостовой схемы определяют сдвиг частоты резонанса первого резонатора относительно частоты резонанса опорного резонатора. Затем по указанному сдвигу частоты определяют механический импеданс упомянутого удерживаемого слоя исследуемой жидкости, по которому определяют вязкость и плотность исследуемой жидкости.
По патенту США №5798452 известен способ исследования жидкости, по которому тонкую пьезоэлектрическую пластину, выполненную с возможностью удержания тонкого слоя жидкости на предопределенной площади своей поверхности и с возможностью возбуждения колебаний сдвига в жидкости, соприкасающейся с пластиной, опускают в исследуемую жидкость. Упомянутая пьезоэлектрическая пластина является резонатором, который входит в состав генератора ультразвуковых частот. Колебания сдвига, возбуждаемые в удерживаемом слое исследуемой жидкости, приводят к сдвигу частоты генератора ультразвуковой частоты за счет вносимого электрического импеданса, который в свою очередь определяется механическим импедансом удерживаемого на поверхности пьезоэлектрической пластины слоя исследуемой жидкости. Измеряя сдвиг частоты упомянутого генератора ультразвуковых частот, определяют механический импеданс упомянутого удерживаемого слоя исследуемой жидкости, по которому определяют вязкость и плотность исследуемой жидкости.
Ближайшим аналогом разработанного способа является способ, реализуемый устройством для измерения вязкоупругих характеристик биологических объектов, описание которого приведено в описании к а.с. SU 1057011 А. По этому способу предопределенный объем исследуемой жидкости в виде капли при заданных условиях окружающей среды располагают на жесткой пьезоэлектрической подложке, выполненной с возможностью возбуждения в упомянутой капле колебаний сдвига, и возбуждают в упомянутой капле исследуемой жидкости колебания сдвига в ультразвуковом диапазоне частот. Колебания сдвига, возбуждаемые в капле исследуемой жидкости, приводят к сдвигу частоты резонатора, которым является пьезоэлектрическая подложка, за счет вносимого электрического импеданса, который в свою очередь определяется механическим импедансом капли исследуемой жидкости. Измеряя сдвиг частоты резонатора, определяют механический импеданс капли исследуемой жидкости, по которому определяют вязкоупругие характеристики исследуемой жидкости.
Этот способ, так же как способы исследования жидкости по патенту США №№4741200, 5798452, позволяет определять в заданный конкретный момент времени механический импеданс исследуемой жидкости, соприкасающейся с поверхностью пьезоэлектрической пластины, а по нему - вязкость и плотность исследуемой жидкости, которые связаны с механическим импедансом известной зависимостью. Однако, как показали исследования, для многокомпонентной жидкости более информативными являются динамические характеристики, в частности динамика того или иного параметра жидкости, чувствительного к состоянию жидкокристаллической структуры многокомпонентной жидкости, определение которой известными способами не предусмотрено.
Таким образом, задачей, на решение которой направлено настоящее изобретение, является разработка способа исследования многокомпонентной жидкости, обеспечивающего быстрое и эффективное исследование жидкости и позволяющего оценить процесс структурообразования в многокомпонентных жидкостях.
Сущность разработанного способа исследования многокомпонентной жидкости заключается в том, что так же, как и в способе, который является ближайшим аналогом, предопределенный объем исследуемой жидкости в виде капли при заданных условиях окружающей среды располагают на жесткой подложке, выполненной с возможностью возбуждения в упомянутой капле колебаний сдвига, возбуждают в упомянутой капле исследуемой жидкости колебания сдвига в ультразвуковом диапазоне частот и определяют механический импеданс капли исследуемой жидкости.
Новым в разработанном способе является то, что упомянутую каплю исследуемой жидкости сушат. При этом упомянутый механический импеданс определяют в процессе высыхания капли и регистрируют полученную в процессе высыхания капли динамику упомянутого механического импеданса, которую используют в качестве информативного параметра. Полученную динамику механического импеданса сравнивают с динамикой механического импеданса ранее исследованного эталонного образца.
В частном случае упомянутая жесткая подложка является резонатором.
В другом частном случае упомянутый механический импеданс определяют по напряжению разбаланса мостовой схемы, в состав которой входит упомянутый резонатор.
Сущность изобретения можно пояснить следующим образом.
В разработанном способе реализовано определение механического импеданса капли исследуемой жидкости, имеющей предопределенный объем, в конкретной реализации, 5 мкл, в заданные моменты времени в процессе высыхания этой капли. Исследуемая капля расположена на поверхности кварцевого резонатора ультразвуковых частот, выполненного с возможностью возбуждения в упомянутой капле колебаний сдвига. Полученную динамику механического импеданса капли используют в качестве информативного параметра. Выбранный информативный параметр весьма чувствителен к наличию и образованию структур в жидкости, в частности, многокомпонентной. Поэтому сравнение полученной динамики механического импеданса с динамикой механического импеданса ранее исследованного эталонного образца жидкости позволяет оценить процесс структурообразования в исследуемой жидкости и судить, таким образом, о качестве жидких продуктов, в частности пищевых, оценить эффективность лечения различными медицинскими препаратами в случае, когда исследуемой жидкостью является биологическая жидкость и т.д. Определение механического импеданса реализовано по напряжению разбаланса мостовой схемы, в состав которой входит упомянутый пьезоэлектрический резонатор. Это позволяет обеспечить высокую точность измерений. Изобретение может быть реализовано с помощью стандартных средств и не требует для своей реализации дорогостоящего оборудования и высококвалифицированного персонала.
Фиг.1 иллюстрирует чувствительный элемент разработанного устройства для исследования многокомпонентной жидкости.
На фиг.2 приведена структурная схема устройства, реализующего разработанный способ исследования многокомпонентной жидкости.
Фиг.3 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли солевого раствора при высыхании капли.
Фиг.4 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли пива при высыхании капли пива до и после разбавления пива водопроводной водой.
Фиг.5 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли виноградного вина при высыхании капли вина до и после разбавления вина водой и этиловым спиртом.
Фиг.6 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли урины здорового человека при высыхании капли урины до и после добавления альбумина в разных концентрациях.
Фиг.7 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли слюны здорового человека и больного вирусным гепатитом, полученные при высыхании соответствующих капель.
Фиг.8 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли сыворотки крови больного ожоговой болезнью при высыхании капли сыворотки крови больного до и после экстракорпоральной очистки способом гепаринкриопреципитации.
Чувствительный элемент разработанного устройства по фиг.1 содержит жесткую подложку 2, выполненную с возможностью возбуждения колебаний сдвига в соприкасающейся с ней капле 1. В конкретной реализации подложка 2 является резонатором 3 и представляет собой тонкую кварцевую пластину 4, длина которой много больше ее ширины и высоты. На широкие верхнюю и нижнюю поверхности кварцевой пластины 4 нанесены электроды 5. В конкретной реализации кварцевая пластина 4 включает часть 6, верхняя и нижняя поверхности которой свободны от электродов 5, при этом капля 1 размещена на части 6. К электродам 5 подсоединены проводники 7.
Устройство по фиг.2 содержит резонатор 3, включенный с помощью проводников 7 в одно из плеч 8 мостовой схемы 9. В другое плечо 10 мостовой схемы 9 включен компенсирующий конденсатор 11. Емкость компенсирующего конденсатора 11 равна емкости, образованной электродами 5 резонатора 3. К одной из диагоналей 13 мостовой схемы 9, которая в частном случае может быть выполнена симметричной, подключен задающий генератор 12. К другой диагонали 15 мостовой схемы 9 подключен измеритель 14 напряжения разбаланса мостовой схемы 9, который включает последовательно соединенные усилитель 16, амплитудный детектор 17, интегратор 18 и аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 19.
Способ исследования многокомпонентной жидкости с помощью устройства, структурная схема которого приведена на фиг.2, и с помощью чувствительного элемента, изображенного на фиг.1, реализуется следующим образом.
Каплю 1 (фиг.1) исследуемой жидкости предопределенного объема, например, в объеме 5 мкл, при заданных условиях окружающей среды, т. е. при заданных температуре, давлении и влажности, располагают на жесткой подложке 2.
Возбуждают в упомянутом объеме исследуемой жидкости колебания сдвига в ультразвуковом диапазоне частот с помощью задающего генератора 12 и резонатора 3. Для этого задающий генератор 12 формирует синусоидальное напряжение ультразвуковой частоты. Это напряжение создает соответствующее электрическое поле между электродами 5 резонатора 3, в результате чего в кварцевой пластине 4, выполняющей функцию жесткой подложки 2, возникают колебания сжатия-растяжения в направлении, перпендикулярном направлению возбуждающего электрического поля. Эти колебания вызывают колебания сдвига в капле 1, расположенной на подложке 2.
Определяют механический импеданс упомянутого объема исследуемой жидкости с помощью мостовой схемы 9 и измерителя 14 следующим образом. Сдвиговые колебания в капле 1 вызывают изменение электрической проводимости резонатора 3 за счет вносимого электрического импеданса, который в свою очередь определяется механическим импедансом капли 1 исследуемой жидкости. Изменение электрической проводимости резонатора 3 вызывает соответствующее изменение напряжения разбаланса мостовой схемы 9. Конкретные параметры мостовой схемы 9 и рабочая частота резонатора 3 определяются типом используемого кварца и выбраны так, что напряжение разбаланса пропорционально механическому импедансу капли 1 исследуемой жидкости, в частности амплитуда напряжения разбаланса обратно пропорциональна модулю механического импеданса капли 1 исследуемой жидкости. Напряжение разбаланса поступает на измеритель 14, где усиливается усилителем 16, детектируется амплитудным детектором 17, интегрируется интегратором 18 и через аналогово-цифровой преобразователь (АЦП) 19 поступает в компьютер (на чертеже не показан).
Затем каплю 1 сушат и определяют механический импеданс капли 1 исследуемой жидкости в заданные моменты времени в процессе высыхания капли в соответствии с описанной выше процедурой. При этом регистрируют динамику механического импеданса капли 1 исследуемой жидкости в процессе высыхания капли 1, которую используют в качестве информативного параметра. После этого полученную динамику механического импеданса исследуемой жидкости сравнивают с динамикой механического импеданса ранее исследованного эталонного образца.
На фиг.3-8 в качестве примеров показана динамика модуля механического импеданса капель различных исследованных жидкостей, где значения модуля механического импеданса приведены к значениям вязкости η этих жидкостей (в условных единицах).
Фиг.3 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли исследуемого солевого раствора, имеющей объем 5 мкл, в процессе высыхания капли: кривая 21 иллюстрирует соответствующую зависимость для 0,9%-ного раствора NaCl (физиологический раствор); кривая 22 - зависимость, полученную для капли, взятой из раствора А непосредственно после растворения в упомянутом физиологическом растворе некоторого количества кристаллической соли NaCl; кривая 23 - зависимость, полученную для капли, взятой из того же раствора А спустя сутки после растворения кристаллической соли NaCl. Сравнение зависимостей 21-23 позволяет выявить двухфазность жидкокристаллической структуры раствора сразу после растворения в нем кристаллической соли и установление новой единой структуры через сутки.
Фиг.4 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли, имеющей объем 5 мкл, в процессе высыхания капли исследуемого пива "Толстяк-забористое" до и после разбавления пива водопроводной водой: кривая 24 иллюстрирует соответствующую зависимость для натурального продукта, не разбавленного водой; кривые 25-28 иллюстрируют соответствующие зависимости для пива, разбавленного водой в соотношении соответственно 4:1, 3:1,2:1 и 1:1. Кривые 24-28 демонстрируют существенные отличия динамики модуля механического импеданса капли для разбавленного водой и неразбавленного продукта, а также различие динамики при разной степени разбавления.
Фиг.5 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли, имеющей объем 5 мкл, в процессе высыхания капли натурального сухого красного виноградного вина "Коллекция мастеров" до и после разбавления вина водопроводной водой: кривая 29 иллюстрирует соответствующую зависимость для натурального продукта, не разбавленного водой; кривые 30, 31 иллюстрируют соответствующие зависимости для указанного вина, разбавленного в соотношении 4:1 соответственно водой и этиловым спиртом непосредственно после разбавления. Кривые 29-31 демонстрируют существенные отличия полученных зависимостей для разбавленного водой и этиловым спиртом и неразбавленного продукта.
Кривые 32-34 на фиг.6 иллюстрируют динамику модуля механического импеданса капли, имеющей объем 5 мкл, в процессе высыхания капли исследуемой урины до (кривая 32) и после (кривые 33, 34) добавления сухого альбумина в разных концентрациях, при этом кривая 34 соответствует удвоенной, по сравнению с кривой 33, концентрации альбумина. Видна различная динамика испарения капель исследуемой урины.
Фиг.7 иллюстрирует динамику модуля механического импеданса капли, имеющей объем 5 мкл, в процессе высыхания капли слюны здорового человека (кривая 36) и человека, больного вирусным гепатитом В (кривая 35). Видно, что динамика, представленная кривыми 35, 36, существенно разнится.
Кривые 37, 38 на фиг.8 иллюстрируют динамику модуля механического импеданса капли, имеющей объем 5 мкл, в процессе высыхания капли сыворотки крови больного ожоговой болезнью до (кривая 37) и после (кривая 38) экстракорпоральной очистки способом гепаринкриопреципитации. Кривые 37, 38 свидетельствуют об изменении состава сыворотки крови в процессе лечения.

Claims (3)

1. Способ исследования многокомпонентной жидкости, по которому предопределенный объем исследуемой жидкости в виде капли при заданных условиях окружающей среды располагают на жесткой подложке, выполненной с возможностью возбуждения в упомянутой капле колебаний сдвига, возбуждают в упомянутой капле исследуемой жидкости колебания сдвига в ультразвуковом диапазоне частот и определяют механический импеданс капли исследуемой жидкости, отличающийся тем, что упомянутую каплю сушат, а упомянутый механический импеданс определяют в процессе высыхания капли и регистрируют полученную в процессе высыхания капли динамику упомянутого механического импеданса, которую используют в качестве информативного параметра, после чего полученную динамику механического импеданса сравнивают с динамикой механического импеданса ранее исследованного эталонного образца.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутая жесткая подложка является резонатором.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что упомянутый механический импеданс определяют по напряжению разбаланса мостовой схемы, в состав которой входит упомянутый резонатор.
RU2001101946/28A 2001-01-23 2001-01-23 Способ исследования многокомпонентной жидкости RU2232384C2 (ru)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101946/28A RU2232384C2 (ru) 2001-01-23 2001-01-23 Способ исследования многокомпонентной жидкости
PCT/RU2002/000016 WO2002059595A2 (fr) 2001-01-23 2002-01-22 Procede d'examen d'un liquide et dispositif correspondant
US10/466,845 US6874357B2 (en) 2001-01-23 2002-08-01 Method for studying liquid and device for carrying out said method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2001101946/28A RU2232384C2 (ru) 2001-01-23 2001-01-23 Способ исследования многокомпонентной жидкости

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2001101946A RU2001101946A (ru) 2003-03-20
RU2232384C2 true RU2232384C2 (ru) 2004-07-10

Family

ID=20245087

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2001101946/28A RU2232384C2 (ru) 2001-01-23 2001-01-23 Способ исследования многокомпонентной жидкости

Country Status (3)

Country Link
US (1) US6874357B2 (ru)
RU (1) RU2232384C2 (ru)
WO (1) WO2002059595A2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473076C2 (ru) * 2011-07-12 2013-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ" Способ контроля свойств жидких сред
RU2529634C1 (ru) * 2013-07-26 2014-09-27 Владимир Александрович Чуприн Способ измерения продольного и сдвигового импендансов жидкостей
RU2627197C1 (ru) * 2016-07-01 2017-08-03 Игорь Геннадиевич Лапшин Устройство по экспресс оценке качества нефтехимических жидкостей и способ его реализации
RU2672774C1 (ru) * 2017-07-17 2018-11-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" Способ измерения акустического импеданса среды и устройство для его осуществления

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7857761B2 (en) * 2003-04-16 2010-12-28 Drexel University Acoustic blood analyzer for assessing blood properties
US7350403B2 (en) * 2003-07-21 2008-04-01 Aria Analyties, Inc. Method and apparatus for determination of food quality and authenticity
US7350402B2 (en) * 2003-07-21 2008-04-01 Aria Analytics, Inc. Method and apparatus for determination of medical diagnostics utilizing biological fluids
US20060024746A1 (en) * 2004-07-14 2006-02-02 Artann Laboratories, Inc. Methods and devices for optical monitoring and rapid analysis of drying droplets
EP1952141A2 (de) * 2005-06-10 2008-08-06 Alf Jahn Verfahren zur bildhaften darstellung von physiologischen geschmacksempfindungen, des buketts, der farbe, insbesondere zur beschreibung von weinen
US7523640B2 (en) * 2005-08-01 2009-04-28 Baker Hughes Incorporated Acoustic fluid analyzer
US8794062B2 (en) * 2005-08-01 2014-08-05 Baker Hughes Incorporated Early kick detection in an oil and gas well
US7614302B2 (en) 2005-08-01 2009-11-10 Baker Hughes Incorporated Acoustic fluid analysis method
US9109433B2 (en) 2005-08-01 2015-08-18 Baker Hughes Incorporated Early kick detection in an oil and gas well
EP1850125A1 (en) * 2006-04-26 2007-10-31 TF Instruments, Inc. Cell for measuring acoustical properties of a fluid sample
DE102008060446A1 (de) * 2008-12-04 2010-06-10 Krones Ag Verfahren zum Ermitteln der Filtrierbarkeit von Bier
US8424370B2 (en) * 2009-01-16 2013-04-23 Matrix Sensors, Inc. Liquid analysis using capacitative micromachined ultrasound transducers
US9366133B2 (en) 2012-02-21 2016-06-14 Baker Hughes Incorporated Acoustic standoff and mud velocity using a stepped transmitter
US9354162B2 (en) 2013-12-27 2016-05-31 Paul Anthony Martino, Sr. Method using laser ellipsometry for determining the quality of liquid product containing polyphenols
RU2688580C1 (ru) * 2018-02-06 2019-05-21 Игорь Геннадиевич Лапшин Способ определения низкотемпературных свойств смесей углеводородов и нефтепродуктов
CN112945754B (zh) * 2021-02-05 2023-03-14 青岛理工大学 一种测试膨胀土干湿循环作用下剪切强度的系统及方法
CN116542115B (zh) * 2023-07-06 2023-10-20 湖南安泰康成生物科技有限公司 生物体目标区域电场强度模的确定方法、装置及电子设备

Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU399318A1 (ru) * 1970-09-07 1973-10-03 УСТРОЙСТВО дл ИЗМЕРЕНИЯ СКОРОСТИ ЗАТЕКАНИЯ ПРИПОЯ В ЗАЗОРЫ ПАЯЕМЫХ МЕТАЛЛОВ
US4129031A (en) * 1977-09-16 1978-12-12 General Electric Company Immersible liquid densitometer
US4320659A (en) * 1978-02-27 1982-03-23 Panametrics, Inc. Ultrasonic system for measuring fluid impedance or liquid level
US5187980A (en) * 1990-05-31 1993-02-23 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method and apparatus for acoustic plate mode liquid-solid phase transition detection
US5118464A (en) * 1991-03-15 1992-06-02 General Electric Company Method of ultrasonic inspection of materials through opaque barriers
RU2061218C1 (ru) * 1992-07-22 1996-05-27 Всероссийский научно-исследовательский институт природных газов и газовых технологий Устройство для определения свойств текучих сред
US5836200A (en) * 1993-08-09 1998-11-17 Uhp Corp. Cell for measuring acoustical properties of fluid samples under high pressure
US5741961A (en) * 1993-08-18 1998-04-21 Sandia Corporation Quartz resonator fluid density and viscosity monitor
AU7992894A (en) * 1993-10-29 1995-05-22 Uhp Corporation Method and system for measuring fluid parameters by ultrasonic methods
US5533402A (en) * 1994-05-11 1996-07-09 Artann Corporation Method and apparatus for measuring acoustic parameters in liquids using cylindrical ultrasonic standing waves
US5460046A (en) * 1994-05-25 1995-10-24 Tdw Delaware, Inc. Method and apparatus for ultrasonic pipeline inspection
RU2127430C1 (ru) * 1995-09-27 1999-03-10 Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики Способ оценки состояния гомеостаза организма
US6047602A (en) * 1996-10-29 2000-04-11 Panametrics, Inc. Ultrasonic buffer/waveguide

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2473076C2 (ru) * 2011-07-12 2013-01-20 Общество с ограниченной ответственностью "Центр ультразвуковых технологий АлтГТУ" Способ контроля свойств жидких сред
RU2529634C1 (ru) * 2013-07-26 2014-09-27 Владимир Александрович Чуприн Способ измерения продольного и сдвигового импендансов жидкостей
RU2627197C1 (ru) * 2016-07-01 2017-08-03 Игорь Геннадиевич Лапшин Устройство по экспресс оценке качества нефтехимических жидкостей и способ его реализации
RU2672774C1 (ru) * 2017-07-17 2018-11-19 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" Способ измерения акустического импеданса среды и устройство для его осуществления

Also Published As

Publication number Publication date
WO2002059595A2 (fr) 2002-08-01
US6874357B2 (en) 2005-04-05
WO2002059595A3 (fr) 2002-10-03
US20040216515A1 (en) 2004-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2232384C2 (ru) Способ исследования многокомпонентной жидкости
Chen et al. Micro-electromechanical film bulk acoustic sensor for plasma and whole blood coagulation monitoring
Waterman et al. Rheological properties of human saliva
Abugo et al. Fluorescence properties of rhodamine 800 in whole blood and plasma
US5211054A (en) Method and system for analyzing a gelation reaction by utilizing a piezoelectric resonator
US5197017A (en) Potentiophotometric fibrinogen determination
CN106788317A (zh) 压电薄膜谐振器、其制作方法及进行凝血时间检测的方法
Chunta et al. Sensing array based on molecularly imprinted polymers for simultaneous assessment of lipoproteins
US20200256882A1 (en) Fluid property measurement devices and methods
Karabayevich PROCESS OF DEHYDRATION OF LIQUIDS WITH DIFFERENT COMPONENTS
US7166474B2 (en) Method for the ESR-spectroscopic detection of changes in the transport properties of albumin in an albumin-containing samples, ESR-spectrometer for carrying out said method, and use of the method for diagnostic purposes and for controlling albumin-containing preparations
US7350403B2 (en) Method and apparatus for determination of food quality and authenticity
EP0304283A2 (en) Apparatus for measuring a characteristic of a liquid
Ke et al. Method for Locating the Vapor− Liquid Critical Point of Multicomponent Fluid Mixtures Using a Shear Mode Piezoelectric Sensor
US7077565B2 (en) Method for measuring temperature of substances from measurement of absorption coefficients
US7350402B2 (en) Method and apparatus for determination of medical diagnostics utilizing biological fluids
Podczasy et al. Evaluation of whole-blood lumiaggregation
JP2819167B2 (ja) 赤血球沈降速度測定方法及び装置
Travagli et al. Comparison of blood viscosity using a torsional oscillation viscometer and a rheometer
JPH03257346A (ja) 反応計測装置
Ramkumar et al. Silicon ultrasonic horn actuated microprobes based self-calibrating viscosity sensor
JPH049744A (ja) 水晶振動子セル
GB2445163A (en) Disposable test strips and associated method for measuring viscosity and density changes in a biological fluid
JPH02226044A (ja) 検体セル
Hirsch et al. Point-of-care testing.

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20130124