非均相液體沉降自動監(jiān)測設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及醫(yī)藥化工領(lǐng)域，具體地涉及一種非均相液體沉降監(jiān)測設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002] 沉降是指在流體中的微粒在重力作用下，向下沉積的運動，一般指在液體中的固 體微粒的沉降。沉降的速度和微粒的粒徑、微粒的密度、流體的密度和黏度、溫度、流體的 運動狀態(tài)等因素有關(guān)，在不同領(lǐng)域中，針對不同應(yīng)用，可通過添加表面活性劑、助懸劑、穩(wěn)定 劑、絮凝劑、凝聚劑、反絮凝劑，來調(diào)節(jié)非均相體系的沉降特征。沉降動力學(xué)過程的測定，在 藥劑、化工、食品等領(lǐng)域中有著重要意義。
[0003] 在藥劑學(xué)領(lǐng)域中，溶膠劑、乳劑、混懸劑等非均相制劑作為常規(guī)劑型在臨床上應(yīng)用 廣泛，以不相容液體、固體藥物微粒為分散物質(zhì)，以氣態(tài)、液態(tài)連續(xù)相為分散介質(zhì)而構(gòu)成的 非均相體系。非均相制劑體系的沉降是影響其物理穩(wěn)定性和臨床療效的主要因素，也是衡 量制劑產(chǎn)品質(zhì)量的重要標準，因此國家藥典規(guī)定混懸劑在質(zhì)量檢查中需檢查沉降體積比， 是衡量產(chǎn)品是否合格的重要標準之一，沉降過多、過快，將失去將藥品制成混懸劑的意義， 所以沉降體積比一定要達標，才能保證其產(chǎn)品質(zhì)量。同時制劑加工過程中廣泛存在著對非 均相體系的處理操作，如：分散、過濾、離心、凈制等，研究其沉降動力學(xué)特征，在非均相制劑 處方設(shè)計、醫(yī)藥加工過程中有著重要意義。
[0004] 針對混懸制劑，根據(jù)2010版中國藥典，其測定方法：用具塞量筒盛供試品50mL，密 塞，用力振搖1分鐘，記下混懸物的開始高度H。，靜置3小時，記下混懸物的最終高度H，按 下式計算：
[0005]
[0006] 以沉降容積比為縱坐標，沉降時間為橫坐標作圖，可得沉降曲線，根據(jù)沉降曲線的 形狀可以判斷混懸劑處方設(shè)計的優(yōu)劣。沉降曲線比較平和緩慢降低可認為處方設(shè)計優(yōu)良。
[0007] 在化工材料領(lǐng)域中，隨著高分子材料的廣泛使用，特別是在建筑、交通及電子電器 等方面的大量使用，火災(zāi)的危險性和危害性大大增加了。采用添加氫氧化鎂阻燃劑的聚合 材料，可改善傳統(tǒng)含鹵阻燃劑材料由于熱分解和燃燒產(chǎn)生大量煙霧和有毒、腐蝕性鹵化氫 氣體的缺點，為克服氫氧化鎂分散性、相容性差的缺點，改善使用性能，必須對其進行表面 改性處理消除表面極性，改變氫氧化鎂的表面性質(zhì)，以解決相容性和分散性差的問題。用表 面改性劑對氫氧化鎂進行濕法表面處理，通過沉降速度測試改性前后的氫氧化鎂粉體并對 其進行表征，從而確定改性劑種類、改性劑用量、改性溫度和改性時間等表面改性的工藝條 件。
[0008] 在食品加工領(lǐng)域中，食品加工領(lǐng)域的成品及中間體大部分以非均相混懸體系的形 式存在，如酸性乳飲料按其加工工藝過程可以分為發(fā)酵型和配置型兩大類。這種營養(yǎng)性的 蛋白質(zhì)飲料很難不能保持均勻的穩(wěn)定性狀態(tài)，易分層和沉淀，如何保證飲料中蛋白質(zhì)的穩(wěn) 定性是許多食品廠家急需解決的問題之一。因此要使乳酸飲料在保質(zhì)期內(nèi)不產(chǎn)生分層或沉 淀，提高穩(wěn)定性，即要盡可能地降低顆粒的沉降速度，使其無限趨近于零。
[0009] 現(xiàn)有沉降動力學(xué)過程測定方法基本停留在人工半定量觀察、趨勢對比，缺乏定量 的動力學(xué)分析，實際應(yīng)用中不同體系沉降周期時間跨度大，讀數(shù)取樣間隔各不相同，當待測 樣本過多時，人力、時間等資源成本高，且人工讀數(shù)誤差較大直接影響結(jié)果的準確性。無法 滿足制劑研發(fā)過程中少量/微量樣品、多批次平行對照、精確定量、長時間周期的測定需 求。 【實用新型內(nèi)容】
[0010] 本實用新型的目的在于提供一種非均相液體沉降自動監(jiān)測方法及裝置，以解決現(xiàn) 有技術(shù)中的沉降動力學(xué)檢測方法無法自動化、長周期、精確檢測的問題。
[0011] 本實用新型提供了一種非均相液體的沉降自動監(jiān)測設(shè)備，所述設(shè)備包括：
[0012] 樣品承載裝置，所述樣品承載裝置用于安放盛裝待測樣品的容器，其中所述待測 樣品為可發(fā)生沉降的非均相液體；
[0013]圖像采集裝置，所述圖像采集裝置被設(shè)置為用于采集所述樣品的圖像信息；
[0014] 控制裝置，所述控制裝置被設(shè)置為用于控制所述圖像采集裝置的工作；和
[0015] 任選的數(shù)據(jù)處理裝置，所述數(shù)據(jù)處理裝置被設(shè)置為用于識別所述圖像信息中的液 面分界線，和/或進一步識別出液面界線隨時間的變化。
[0016] 在另一優(yōu)選例中，所述圖像采集裝置被設(shè)置為在不同時間點采集樣品的圖像獲得 包含多楨圖像的樣品圖像信息。
[0017] 在另一優(yōu)選例中，所述樣品的圖像信息選自下組：樣品的反射光強度或熒光強度。
[0018] 在另一優(yōu)選例中，所述樣品承載裝置可以安放一個或多個（如2、3、4、5、6、7、8、9、 10個）盛裝待測樣品的容器。
[0019] 在另一優(yōu)選例中，所述數(shù)據(jù)處理裝置包括數(shù)據(jù)處理模塊和結(jié)果導(dǎo)出模塊，所述數(shù) 據(jù)處理模塊用于處理采集到的圖像信息，并儲存亮度值、位置信息和時間信息；所述結(jié)果導(dǎo) 出模塊用于導(dǎo)出沉降動力學(xué)方程并繪制沉降曲線。
[0020] 在另一優(yōu)選例中，所述非均相液體的沉降自動監(jiān)測設(shè)備還包括箱體和發(fā)光裝置， 所述樣品承載裝置、所述圖像采集裝置和所述發(fā)光裝置置于所述箱體內(nèi)，所述發(fā)光裝置為 所述圖像采集裝置提供光源；優(yōu)選地，所述發(fā)光裝置的發(fā)光強度為可調(diào)節(jié)的。
[0021] 在另一優(yōu)選例中，所述光源選自下組中的一種或多種：LED顯微光源、LED線陣光 源、LED面光源、無影燈、冷光源燈泡（氙燈）、激光二極管和氣體激光器。
[0022] 在另一優(yōu)選例中，所述設(shè)備還包括溫度調(diào)節(jié)裝置，所述溫度調(diào)節(jié)裝置被設(shè)置為用 于調(diào)節(jié)樣品的溫度。
[0023] 在另一優(yōu)選例中，所述控制裝置還用于控制所述溫度調(diào)節(jié)裝置和/或發(fā)光裝置。
[0024] 在另一優(yōu)選例中，所述"控制"包括設(shè)定和/或改變所述圖像采集裝置的圖像采集 頻率、圖像采集數(shù)量；和/或
[0025] 設(shè)定和/或改變所述溫度調(diào)節(jié)裝置的目標溫度；和/或 [0026]設(shè)定和/或改變所述發(fā)光裝置的光強度和/或光照時間。
[0027]在另一優(yōu)選例中，所述樣品承載裝置包括液體容器和固定所述液體容器的支架。
[0028] 在另一優(yōu)選例中，所述支架上設(shè)有與所述液體容器對應(yīng)的孔，所述液體容器通過 所述孔安放在所述支架上，所述支架上設(shè)有縱向的窗口，當裝有待測樣品的所述液體容器 安放在所述支架上時，所述圖像采集裝置透過所述窗口采集所述樣品的圖像信息。在另一 優(yōu)選例中，所述的容器為透明或半透明的。所述孔具有容置所述液體容器的空間，當裝有待 測樣品的所述液體容器安放在所述支架上時，至少所述液體容器的裝有待測樣品的部分 位于所述孔內(nèi)，在所述孔上開設(shè)的窗口允許從外部觀察到待測樣品的狀態(tài)。
[0029] 在另一優(yōu)選例中，所述液體容器的材料選自：亞克力、石英玻璃、普通玻璃、酚醛樹 脂和硅膠，優(yōu)選石英玻璃。
[0030] 在另一優(yōu)選例中，所述液體容器為平底試管。
[0031] 在另一優(yōu)選例中，所述圖像采集裝置包括圖像采集器和導(dǎo)軌，所述圖像采集器可 移動的設(shè)置于所述導(dǎo)軌上。
[0032] 在另一優(yōu)選例中，所述圖像采集器選自下組中的一種或多種：線陣(XD、面陣(XD、 工業(yè)CCD/CM0S、高分辨率CCD/CM0S和熒光探測器。
[0033] 在另一優(yōu)選例中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置包括溫度傳感器、加熱器和散熱器。
[0034] 在另一優(yōu)選例中，所述溫度調(diào)節(jié)裝置采用水浴、金屬浴或氣浴控制所述樣品溫度。 在另一優(yōu)選例中，所述支架為金屬支架（優(yōu)選為銅、銅合金、鋁或鋁合金支架），所述溫度調(diào) 節(jié)裝置通過所述金屬支架控制所述待測樣本的溫度。
[0035] 在另一優(yōu)選例中，所述加熱器位于所述支架的下方。
[0036] 在另一優(yōu)選例中，在所述箱體上設(shè)有通風(fēng)口。
[0037] 在另一優(yōu)選例中，所述箱體為暗箱。
[0038] 在另一優(yōu)選例中，所述裝置還包括背景板。
[0039] 本實用新型的監(jiān)測非均相液體沉降的設(shè)備，其使用的監(jiān)測非均相液體沉降的方法 包括步驟：
[0040] (a)提供非均相液體樣品并采集所述樣品的圖像信息
[0041] 使用圖像采集裝置在不同時間點采集樣品的圖像獲得包含多楨圖像的樣品圖像 信息；
[0042] (b)處理圖像信息
[0043] (bl)對步驟（a)采集的各楨圖像灰度化后提取每楨圖像目標區(qū)域的均勻度特征 信息（優(yōu)選地，所述均勻度特征信息為亮度值），繪制特征曲線；
[0044] (b2)將各楨圖像的特征曲線按照圖像采集時間合并后形成包含時間信息的三維 沉降動力學(xué)曲面模型。通過分析該該三維沉降動力學(xué)曲面模型，即可以得到非均相液體樣 品的沉降動力學(xué)信息，包括沉降動力學(xué)曲線和沉降動力學(xué)方程。
[0045] 在另一優(yōu)選例中，所述方法還包括步驟：
[0046] (b3)對步驟（b2)中獲得的三維沉降動力學(xué)曲面模型進行處理
[0047] 保留三維沉降動力學(xué)曲面模型上沉降界面處區(qū)域，去除其它區(qū)域，經(jīng)擬合建模獲 得所述樣品的沉降動力學(xué)曲線及沉降動力學(xué)方程。
[0048] 在另一優(yōu)選例中，所述步驟（b3)中，所述沉降界面處區(qū)域的確定方法為：所述 特征曲線出現(xiàn)突變的位置為液面分界處區(qū)域；優(yōu)選地，在曲線突變處，所述曲線的斜率在 20°~90°范圍內(nèi)變化處為液面分界處曲線。
[0049] 在另一優(yōu)選例中，所述步驟（a)中，在特定時間間隔下對所述樣品進行圖像采集 獲得包含多楨樣品圖像的樣品圖像信息。所述特定時間間隔可以為〇.Is-lh，S卩，可以每 隔〇.Is進行一次圖像采集，也可以每隔lh進行一次圖像采集，具體的間隔時間視樣品而 定。
[0050] 在另一優(yōu)選例中，所述步驟（bl)中，所述特征曲線為反映液面至液體底部亮度強 度變化的曲線。
[0051 ] 在另一優(yōu)選例中，所述沉降動力學(xué)曲線為反應(yīng)沉降體積比隨時間變化的曲線。
[0052] 在另一優(yōu)選例中，所述方法還