非均相液体沉降自动监测设备的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及医药化工领域，具体地涉及一种非均相液体沉降监测设备。
【背景技术】
[0002] 沉降是指在流体中的微粒在重力作用下，向下沉积的运动，一般指在液体中的固 体微粒的沉降。沉降的速度和微粒的粒径、微粒的密度、流体的密度和黏度、温度、流体的 运动状态等因素有关，在不同领域中，针对不同应用，可通过添加表面活性剂、助悬剂、稳定 剂、絮凝剂、凝聚剂、反絮凝剂，来调节非均相体系的沉降特征。沉降动力学过程的测定，在 药剂、化工、食品等领域中有着重要意义。
[0003] 在药剂学领域中，溶胶剂、乳剂、混悬剂等非均相制剂作为常规剂型在临床上应用 广泛，以不相容液体、固体药物微粒为分散物质，以气态、液态连续相为分散介质而构成的 非均相体系。非均相制剂体系的沉降是影响其物理稳定性和临床疗效的主要因素，也是衡 量制剂产品质量的重要标准，因此国家药典规定混悬剂在质量检查中需检查沉降体积比， 是衡量产品是否合格的重要标准之一，沉降过多、过快，将失去将药品制成混悬剂的意义， 所以沉降体积比一定要达标，才能保证其产品质量。同时制剂加工过程中广泛存在着对非 均相体系的处理操作，如：分散、过滤、离心、净制等，研究其沉降动力学特征，在非均相制剂 处方设计、医药加工过程中有着重要意义。
[0004] 针对混悬制剂，根据2010版中国药典，其测定方法：用具塞量筒盛供试品50mL，密 塞，用力振摇1分钟，记下混悬物的开始高度H。，静置3小时，记下混悬物的最终高度H，按 下式计算：
[0005]
[0006] 以沉降容积比为纵坐标，沉降时间为横坐标作图，可得沉降曲线，根据沉降曲线的 形状可以判断混悬剂处方设计的优劣。沉降曲线比较平和缓慢降低可认为处方设计优良。
[0007] 在化工材料领域中，随着高分子材料的广泛使用，特别是在建筑、交通及电子电器 等方面的大量使用，火灾的危险性和危害性大大增加了。采用添加氢氧化镁阻燃剂的聚合 材料，可改善传统含卤阻燃剂材料由于热分解和燃烧产生大量烟雾和有毒、腐蚀性卤化氢 气体的缺点，为克服氢氧化镁分散性、相容性差的缺点，改善使用性能，必须对其进行表面 改性处理消除表面极性，改变氢氧化镁的表面性质，以解决相容性和分散性差的问题。用表 面改性剂对氢氧化镁进行湿法表面处理，通过沉降速度测试改性前后的氢氧化镁粉体并对 其进行表征，从而确定改性剂种类、改性剂用量、改性温度和改性时间等表面改性的工艺条 件。
[0008] 在食品加工领域中，食品加工领域的成品及中间体大部分以非均相混悬体系的形 式存在，如酸性乳饮料按其加工工艺过程可以分为发酵型和配置型两大类。这种营养性的 蛋白质饮料很难不能保持均匀的稳定性状态，易分层和沉淀，如何保证饮料中蛋白质的稳 定性是许多食品厂家急需解决的问题之一。因此要使乳酸饮料在保质期内不产生分层或沉 淀，提高稳定性，即要尽可能地降低颗粒的沉降速度，使其无限趋近于零。
[0009] 现有沉降动力学过程测定方法基本停留在人工半定量观察、趋势对比，缺乏定量 的动力学分析，实际应用中不同体系沉降周期时间跨度大，读数取样间隔各不相同，当待测 样本过多时，人力、时间等资源成本高，且人工读数误差较大直接影响结果的准确性。无法 满足制剂研发过程中少量/微量样品、多批次平行对照、精确定量、长时间周期的测定需 求。 【实用新型内容】
[0010] 本实用新型的目的在于提供一种非均相液体沉降自动监测方法及装置，以解决现 有技术中的沉降动力学检测方法无法自动化、长周期、精确检测的问题。
[0011] 本实用新型提供了一种非均相液体的沉降自动监测设备，所述设备包括：
[0012] 样品承载装置，所述样品承载装置用于安放盛装待测样品的容器，其中所述待测 样品为可发生沉降的非均相液体；
[0013]图像采集装置，所述图像采集装置被设置为用于采集所述样品的图像信息；
[0014] 控制装置，所述控制装置被设置为用于控制所述图像采集装置的工作；和
[0015] 任选的数据处理装置，所述数据处理装置被设置为用于识别所述图像信息中的液 面分界线，和/或进一步识别出液面界线随时间的变化。
[0016] 在另一优选例中，所述图像采集装置被设置为在不同时间点采集样品的图像获得 包含多桢图像的样品图像信息。
[0017] 在另一优选例中，所述样品的图像信息选自下组：样品的反射光强度或荧光强度。
[0018] 在另一优选例中，所述样品承载装置可以安放一个或多个（如2、3、4、5、6、7、8、9、 10个）盛装待测样品的容器。
[0019] 在另一优选例中，所述数据处理装置包括数据处理模块和结果导出模块，所述数 据处理模块用于处理采集到的图像信息，并储存亮度值、位置信息和时间信息；所述结果导 出模块用于导出沉降动力学方程并绘制沉降曲线。
[0020] 在另一优选例中，所述非均相液体的沉降自动监测设备还包括箱体和发光装置， 所述样品承载装置、所述图像采集装置和所述发光装置置于所述箱体内，所述发光装置为 所述图像采集装置提供光源；优选地，所述发光装置的发光强度为可调节的。
[0021] 在另一优选例中，所述光源选自下组中的一种或多种：LED显微光源、LED线阵光 源、LED面光源、无影灯、冷光源灯泡（氙灯）、激光二极管和气体激光器。
[0022] 在另一优选例中，所述设备还包括温度调节装置，所述温度调节装置被设置为用 于调节样品的温度。
[0023] 在另一优选例中，所述控制装置还用于控制所述温度调节装置和/或发光装置。
[0024] 在另一优选例中，所述"控制"包括设定和/或改变所述图像采集装置的图像采集 频率、图像采集数量；和/或
[0025] 设定和/或改变所述温度调节装置的目标温度；和/或 [0026]设定和/或改变所述发光装置的光强度和/或光照时间。
[0027]在另一优选例中，所述样品承载装置包括液体容器和固定所述液体容器的支架。
[0028] 在另一优选例中，所述支架上设有与所述液体容器对应的孔，所述液体容器通过 所述孔安放在所述支架上，所述支架上设有纵向的窗口，当装有待测样品的所述液体容器 安放在所述支架上时，所述图像采集装置透过所述窗口采集所述样品的图像信息。在另一 优选例中，所述的容器为透明或半透明的。所述孔具有容置所述液体容器的空间，当装有待 测样品的所述液体容器安放在所述支架上时，至少所述液体容器的装有待测样品的部分 位于所述孔内，在所述孔上开设的窗口允许从外部观察到待测样品的状态。
[0029] 在另一优选例中，所述液体容器的材料选自：亚克力、石英玻璃、普通玻璃、酚醛树 脂和硅胶，优选石英玻璃。
[0030] 在另一优选例中，所述液体容器为平底试管。
[0031] 在另一优选例中，所述图像采集装置包括图像采集器和导轨，所述图像采集器可 移动的设置于所述导轨上。
[0032] 在另一优选例中，所述图像采集器选自下组中的一种或多种：线阵(XD、面阵(XD、 工业CCD/CM0S、高分辨率CCD/CM0S和荧光探测器。
[0033] 在另一优选例中，所述温度调节装置包括温度传感器、加热器和散热器。
[0034] 在另一优选例中，所述温度调节装置采用水浴、金属浴或气浴控制所述样品温度。 在另一优选例中，所述支架为金属支架（优选为铜、铜合金、铝或铝合金支架），所述温度调 节装置通过所述金属支架控制所述待测样本的温度。
[0035] 在另一优选例中，所述加热器位于所述支架的下方。
[0036] 在另一优选例中，在所述箱体上设有通风口。
[0037] 在另一优选例中，所述箱体为暗箱。
[0038] 在另一优选例中，所述装置还包括背景板。
[0039] 本实用新型的监测非均相液体沉降的设备，其使用的监测非均相液体沉降的方法 包括步骤：
[0040] (a)提供非均相液体样品并采集所述样品的图像信息
[0041] 使用图像采集装置在不同时间点采集样品的图像获得包含多桢图像的样品图像 信息；
[0042] (b)处理图像信息
[0043] (bl)对步骤（a)采集的各桢图像灰度化后提取每桢图像目标区域的均匀度特征 信息（优选地，所述均匀度特征信息为亮度值），绘制特征曲线；
[0044] (b2)将各桢图像的特征曲线按照图像采集时间合并后形成包含时间信息的三维 沉降动力学曲面模型。通过分析该该三维沉降动力学曲面模型，即可以得到非均相液体样 品的沉降动力学信息，包括沉降动力学曲线和沉降动力学方程。
[0045] 在另一优选例中，所述方法还包括步骤：
[0046] (b3)对步骤（b2)中获得的三维沉降动力学曲面模型进行处理
[0047] 保留三维沉降动力学曲面模型上沉降界面处区域，去除其它区域，经拟合建模获 得所述样品的沉降动力学曲线及沉降动力学方程。
[0048] 在另一优选例中，所述步骤（b3)中，所述沉降界面处区域的确定方法为：所述 特征曲线出现突变的位置为液面分界处区域；优选地，在曲线突变处，所述曲线的斜率在 20°~90°范围内变化处为液面分界处曲线。
[0049] 在另一优选例中，所述步骤（a)中，在特定时间间隔下对所述样品进行图像采集 获得包含多桢样品图像的样品图像信息。所述特定时间间隔可以为〇.Is-lh，S卩，可以每 隔〇.Is进行一次图像采集，也可以每隔lh进行一次图像采集，具体的间隔时间视样品而 定。
[0050] 在另一优选例中，所述步骤（bl)中，所述特征曲线为反映液面至液体底部亮度强 度变化的曲线。
[0051 ] 在另一优选例中，所述沉降动力学曲线为反应沉降体积比随时间变化的曲线。
[0052] 在另一优选例中，所述方法还