专利名称：一种角膜修复材料透氧量的测试方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种角膜修复材料透氧量测试方法及装置，尤其是可实现同一装置测 试软性接触镜、硬性接触镜、人工角膜及其他角膜修复材料的透氧量。
背景技术：
透氧性是角膜修复材料性能的重要指标，透氧性检测是角膜修复材料表征的重要 环节。对应于不同类型角膜修复材料，透氧量的检测也有所不同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；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。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。库伦法一般 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，操作成本较高。
发明内容
本发明的目的就是为了解决目前角膜修复材料透氧量测试装置测试对象单一的 问题，提供一种结构简单，可实现同一装置测试软性接触镜、硬性接触镜、人工角膜及其他 角膜修复材料的透氧量的角膜修复材料透氧量测试方法及其装置。为实现本发明的目的，本发明采用如下技术方案—种角膜修复材料透氧量的测试方法，包括以下步骤(1)往气相色谱仪中进体积义的氧气，从谱图中得到峰面积Si ；(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\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Dk、透氧量Dk/t可通过以下公式计算Dk = (V1XS2XtXQ)/(S1XAXpXV2)Dk/t = (V1XS2XQ)/(S1XAXpXV2)其中，Dk为透氧系数，单位为ml cm cm—2 s-1 Pa-1 ；Dk/t为透氧量，单位为 ml cm cm_3 s—1 Pa—1 乂为纯氧气标样的体积，单位为ml 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。所述载气包括氮气、氢气或氦气。
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实现一种角膜修复材料透氧量的测试方法的装置主要包括样品夹具20、氧气进气 装置、载气进气装置以及检测装置，所述样品夹具20由氧气腔21和载气腔24组成；氧气腔 21通过氧气腔进气管道7与氧气进气装置连接，氧气腔还设有氧气腔出气管道8 ；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与检测装置相 连；所述检测装置包括定量进样装置17和气相色谱仪19。所述氧气进气装置包括依次连接的氧气流量计6、氧气管道1115、氧气流量调节 阀4、氧气管道I 1和氧气瓶。所述载气进气装置包括依次连接的载气流量计14、载气管道11113、载气流量调 节阀12、载气管道I 9和载气瓶。所述氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处用螺钉连接。位于所述氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处的样品设有密封圈23或涂覆真空 硅胶。所述氧气腔出气端通过氧气腔出气管道8与外界相通。所述定量进样装置17可以采用现有技术的定量进样装置，如采用相连接的六通 阀和定量环，六通阀与气相色谱仪的进样口连接。所述氧气腔进气管道7、氧气腔出气管道8、载气腔出气管道16、检测装置管道18、 氧气管道1115、氧气管道I 1、载气管道III13和载气管道I 9均为气管。本发明相对于现有技术具有的优点及有益效果为(1)、同一个装置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。
图1为本发明测量装置的结构图；图2为测定接触镜的样品夹具的结构图；图3为测定除接触镜外的其他角膜修复材料的样品夹具的结构图。其中，1.氧气管道I，4.氧气流量调节阀，5.氧气管道III，6.氧气流量计，7.氧 气腔进气管道，8.氧气腔出气管道，9.载气管道I，12.载气流量调节阀，13.载气管道III， 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，20.样品夹具，21.氧气腔，22.样品，23.密封圈，24.载气腔。
具体实施例方式下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。实施例1本发明测试方法实施步骤为(1)往气相色谱仪中进体积义的氧气，从谱图中得到峰面积Si ；(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\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Dk、透氧量Dk/t可通过以下公式计算<formula>formula see original document page 5</formula>其中，Dk为透氧系数，单位为ml cm cm—2 s-1 Pa-1 ；Dk/t为透氧量，单位为 ml cm cm_3 s—1 Pa—1 乂为纯氧气标样的体积，单位为ml 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。载气为氮气。实施例2如图1和2所示，氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处为相配合的弧面，以固定形 状为弧面的样品，本发明中接触镜透氧量测试装置主要包括样品夹具20、氧气进气装置、载 气进气装置以及检测装置，所述样品夹具20由氧气腔21和载气腔24组成；氧气腔21通过 氧气腔进气管道7与氧气进气装置连接，氧气腔还设有氧气腔出气管道8 ；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与检测装置相连；所述 检测装置包括定量进样装置17和气相色谱仪19。氧气进气装置包括依次连接的氧气流量计6、氧气管道1115、氧气流量调节阀4、 氧气管道I 1和氧气瓶。载气进气装置包括依次连接的载气流量计14、载气管道11113、载气流量调节阀 12、载气管道I 9和载气瓶。氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处用螺钉连接。位于氧气腔21与载气腔24的腔壁对接处的样品设有密封圈23。氧气腔出气端通过氧气腔出气管道8与外界相通。定量进样装置17采用相连接的六通阀和定量环，六通阀再与气相色谱仪的进样 口连接。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。所述氧气腔进气管道7、氧气腔出气管道8、载气腔出气管道16、检测装置管道18、 氧气管道1115、氧气管道I 1、载气管道11113、和载气管道I 9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I 9、载气流量调节阀12、载气管道11113、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，由气相色谱仪检测混合气体中的氧气量。
实施例3本实施例中，测试的样品是人工角膜，使用如图3的样品夹具，氧气腔21与载气腔 24的腔壁对接处为平面。其余与实施例2相同，不再赘述。
权利要求
一种角膜修复材料透氧量的测试方法，其特征在于，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Dk、透氧量Dk/t可通过以下公式计算Dk＝(V1×S2×t×Q)/(S1×A×p×V2)Dk/t＝(V1×S2×Q)/(S1×A×p×V2)其中，Dk为透氧系数，单位为ml·cm·cm-2·s-1·Pa-1；Dk/t为透氧量，单位为ml·cm·cm-3·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。
2.根据权利要求1所述的测试方法，其特征在于，所述载气包括氮气、氢气或氦气。
3.实现权利要求1所述一种角膜修复材料透氧量的测试方法的装置，其特征在于，主 要包括样品夹具(20)、氧气进气装置、载气进气装置以及检测装置，其特征在于，所述样品 夹具(20)由氧气腔(21)和载气腔(24)组成；氧气腔(21)通过氧气腔进气管道(7)与氧气 进气装置连接，氧气腔还设有氧气腔出气管道(8)；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)与检测装置相连；所述检测装置包括定 量进样装置(17)和气相色谱仪(19)。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述氧气进气装置包括依次连接的氧气 流量计(6)、氧气管道III (5)、氧气流量调节阀(4)、氧气管道I (1)和氧气瓶。
5.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述载气进气装置包括依次连接的载气 流量计(14)、载气管道III (13)、载气流量调节阀(12)、载气管道I (9)和载气瓶。
6.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述氧气腔(21)与载气腔(24)的腔壁对 接处用螺钉连接。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，位于所述氧气腔(21)与载气腔(24)的腔 壁对接处的样品设有密封圈(23)或涂覆真空硅胶。
8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述氧气腔出气端通过氧气腔出气管道 (8)与外界相通。
全文摘要
本发明涉及一种角膜修复材料透氧量测试方法及其装置。本发明将把样品置于样品夹具中，样品两侧分别通以氧气和载气，氧气通过样品并被载气带到检测装置检测氧的浓度。本发明装置结构包括样品夹具，样品夹具由氧气腔和载气腔组成；氧气腔的进气端通过氧气腔进气管道与氧气连通，氧气腔的出气端通过氧气腔出气管道排空；载气腔的进气端通过载气腔进气管道与载气连通，出气端通过载气腔出气管道与检测装置连通。本发明使用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。
文档编号G01N30/02GK101832982SQ20101016175
公开日2010年9月15日 申请日期2010年4月26日 优先权日2010年4月26日
发明者任力, 王家鸣, 王迎军, 赵连娜 申请人:华南理工大学