【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及液體粘度測量，尤其是一種超微量液體粘度的測量系統及方法。
技術介紹
1、隨著生物制劑開發領域的迅速發展，對微量液體樣本粘度的測量提出了更高的要求。現有的粘度測量方法主要有壓力測量法、電滲測量法、熒光測量法。
2、其中，壓力測量法采用vroc粘度流變集成技術，雖然測量精確、穩定，但因其結構復雜、操作要求嚴格，限制了在樣本量極少、組分復雜且珍貴的生物制劑早期開發中的應用。
3、電滲測量法，電滲是電動現象之一，是指在電場作用下液體相對于和它接觸的固定固體相作相對運動的現象。一般，在電場作用下，溶液會向一定的方向移動，如專利cn108872016a基于電滲原理的液體動態粘度測量平臺，利用電滲原理，結合紅外加熱技術，測量出液體粘度隨溫度的變化特性。
4、而熒光測量法，如cn116973273a一種聚合物涂層摩擦接觸區微粘度檢測方法，使用分子轉子型熒光探針對不同潤滑劑混合前后聚合物涂層進行染色，并對接觸區微粘度進行定量測試，并以此作為依據從微粘度角度對潤滑劑混合瞬間界面響應機理進行揭示，建立微粘度與摩擦系數突變之間的關系。
5、但是，上述粘度測量方法在測量過程中，至少需要15μl的樣本量，導致在很多情況下不夠經濟，限制了在樣本量極少、組分復雜且珍貴的生物制劑早期開發中的應用。
技術實現思路
1、針對現有技術的不足，本專利技術提供一種超微量液體粘度的測量系統及方法，本專利技術能夠顯著降低生物制劑開發早期所需的樣本量，提高粘度測量的效率
2、本專利技術的技術方案為：一種超微量液體粘度的測量方法，包括以下步驟：
3、s1)、使用樣品轉運工具將少量液體樣品精準沉積于載玻片上；
4、s2)、根據液體樣品的鋪展過程計算液體的脫濕速度；
5、s3)、計算接觸角θ為0時的液體表面張力γ；
6、s4)、根據微液滴形成的干涉條紋計算流體接觸角θ；
7、s5)、根據液體脫濕速度、液體接觸角、以及液體表面張力計算液體粘度η：
8、
9、式中，vd表示液體脫濕速度，θ為液體接觸角，γ代表液體表面張力；∝表示正比關系。
10、作為優選的，步驟s1)中，將表面溫度控制器連接至蓋玻片載架上，并通過表面溫度控制器控制蓋玻片載架的表面溫度穩定在25-30℃，使用樣品轉運工具將少量的液體樣品精準沉積于載玻片上。
11、作為優選的，步驟s2)中，通過高速相機錄制1μl液體樣本在載玻片上的鋪展過程；并從視頻中提取一定時間t內液體半徑r的變化；以計算液體的脫濕速度vd，具體的計算式為：
12、
13、式中，r為液體半徑。
14、作為優選的，步驟s3)中，所述的液體表面張力γ采用wilhelmy板技術來測量。
15、作為優選的，步驟s3)中，通過將玻璃蓋玻片懸掛在力傳感器上，當液體與wilhelmy板接觸時，通過力傳感器測量wilhelmy板受到的張力f；
16、并根據wilhelmy板受到的張力f、潤濕周長l、以及流體液滴與wilhelmy板的接觸角θ＝0時，計算得到液體的表面張力γ；其計算表達式為：
17、
18、式中，當接觸角θ＝0時，cosθ＝1。
19、作為優選的，步驟s3)中，所述的潤濕周長l＝2w+2d；w和d分別為wilhelmy板的寬和厚度。
20、作為優選的，步驟s4)中，所述的接觸角θ的計算具體為：
21、通過使用微量液體轉移器將樣本精確沉積到顯微鏡載玻片上，形成平均半徑為5μm的微液滴，并利用帶有窄帶濾光片的pe-300ultra?led光源和高倍放大顯微鏡對微液滴進行高清成像，通過分析微液滴形成的干涉條紋，根據干涉條紋的增量高度差與干涉條紋徑向上的距離計算液滴的接觸角θ，即：
22、
23、式中，δh為前兩個干涉條紋的增量高度差；δx為前兩個干涉條紋的之間的徑向上的距離。
24、作為本優選的，本專利技術還提供一種超微量液體粘度的測量系統，包括：
25、蓋玻片載架，用于固定蓋玻片；
26、表面溫度控制器，所述的表面溫度控制器連接至蓋玻片載架上，并用于控制蓋玻片載架的表面溫度穩定在25-30℃；
27、高速相機，用于采集液體樣本在載玻片上的鋪展視頻；
28、力傳感器，用于采集液體與wilhelmy板接觸時的張力；
29、高倍顯微鏡，用于采集微液滴的高清圖像；
30、帶有窄帶濾光片的pe-300ultra?led光源，用于配合高倍顯微鏡采集微液滴的高清圖像；
31、計算機系統，所述的計算機系統分別與高速相機、力傳感器、高倍顯微鏡連接；通過所述的計算機系統獲取高速相機采集的液體樣本在載玻片上的鋪展視頻，以計算液體的脫濕速度vd；
32、所述的計算機系統還通過獲取壓力傳感器采集的張力數據f，計算液體表面張力γ；
33、所述的計算機系統還通過獲取高倍顯微鏡采集的微液滴圖像，通過分析微液滴形成的干涉條紋，計算液滴的接觸角θ；
34、最后根據液體脫濕速度vd、液體接觸角θ、以及液體表面張力γ計算液體粘度η。
35、本專利技術的有益效果為：
36、1、本專利技術實現了1μl樣本量條件下的高精度粘度測量，有效減少樣本消耗，同時提高了測量的準確性和效率，而且操作簡便，適用于高通量和快速篩選；
37、2、本專利技術通過精細的物理計算和高精度的圖像處理技術，有效克服了傳統粘度測量技術的局限性，為生物技術、化學工程等領域的研究和應用提供了強有力的技術支持。
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1.一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟S1)中，通過將表面溫度控制器連接至蓋玻片載架上，通過表面溫度控制器控制蓋玻片載架的表面溫度穩定在25-30℃后，使用樣品轉運工具將液體樣品精準沉積于載玻片上。
3.根據權利要求2所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟S2)中，待液體樣品沉積完成后，通過高速相機錄制1μl液體樣本在載玻片上的鋪展過程；并從視頻中提取一定時間t內液體半徑R的變化；以計算液體的脫濕速度vd，具體的計算式為：
4.根據權利要求1所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟S3)中，所述的液體表面張力γ采用Wilhelmy板技術來測量。
5.根據權利要求4所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟S3)中，通過將玻璃蓋玻片懸掛在力傳感器上，當液體與Wilhelmy板接觸時，通過力傳感器測量Wilhelmy板受到的張力F；并根據Wilhelmy板受到的張力F、潤濕周長l、以及流體液滴與Wilhelm
6.根據權利要求5所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟S3)中，所述的潤濕周長l＝2w+2d；w和d分別為Wilhelmy板的寬和厚度。
7.根據權利要求1所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟S4)中，所述的接觸角θ的計算具體為：
8.一種超微量液體粘度的測量系統，其特征在于，所述的系統使用權利要求1-7任一項所述的方式實現液體濃度的測量，所述的系統包括：
9.根據權利要求8所述的一種超微量液體粘度的測量系統，其特征在于：所述的計算機系統從液體樣本在載玻片上的鋪展視頻中提取一定時間t內液體半徑R的變化；以計算液體的脫濕速度vd，具體的計算式為：
10.根據權利要求9所述的一種超微量液體粘度的測量系統，其特征在于：所述的液體粘度η的計算表達式為：
...【技術特征摘要】
1.一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟s1)中，通過將表面溫度控制器連接至蓋玻片載架上，通過表面溫度控制器控制蓋玻片載架的表面溫度穩定在25-30℃后，使用樣品轉運工具將液體樣品精準沉積于載玻片上。
3.根據權利要求2所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟s2)中，待液體樣品沉積完成后，通過高速相機錄制1μl液體樣本在載玻片上的鋪展過程；并從視頻中提取一定時間t內液體半徑r的變化；以計算液體的脫濕速度vd，具體的計算式為：
4.根據權利要求1所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟s3)中，所述的液體表面張力γ采用wilhelmy板技術來測量。
5.根據權利要求4所述的一種超微量液體粘度的測量方法，其特征在于：步驟s3)中，通過將玻璃蓋玻片懸掛在力傳感器上，當液體與wilhelmy板接觸時，通過力傳感器測量wilhelmy板...
【專利技術屬性】
技術研發人員：吳嘉寧，黃澤翔，余騏旭，沈志，武宇巍，
申請(專利權)人：中山大學，
類型：發明
國別省市：
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