СПОСОБ МЕМБРАННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ И ПРОЗРАЧНАЯ ЖИДКОСТЬ ДЛЯ МЕМБРАНЫ Российский патент 2017 года по МПК B01D65/10 

Область технического применения

Настоящее изобретение имеет отношение к методу выявления с применением мембранного разделения, в котором фильтрующая мембрана становится прозрачной в процессе испытания и выявления разделенных веществ посредством применения метода мембранного разделения в сфере медицины, биологии, экологии и т.п., и настоящее изобретение также имеет отношение к прозрачной жидкости для мембраны.

Мембранное разделение имеет отношение к методу разделения компонентов в жидком веществе посредством избирательности мембраны, используя мембрану в качестве среды для разделения с перепадом давления в качестве движущей силы, и мембраны подразделяются на фильтрующие мембраны, ультрафильтрующие мембраны и т.п. В случае, если фильтрующая мембрана используется в качестве среды для разделения, с двух сторон фильтрующей мембраны применяется определенный перепад давления, при этом вещества, объем которых меньше диаметра пор фильтрующей мембраны, в исходных компонентах со стороны жидкости проходят через мембрану, несмотря на то, что вещество, объем которого больше диаметра пор фильтрующей мембраны, в исходящих жидких компонентах задерживаются с исходной жидкой со стороны фильтрующей мембраны, тем самым достигая разделения исходных жидких компонентов. В экспериментах в сфере медицины и биологии мембранное разделение может применяться в концентрации клеток и бактерий; в экспериментах выявления в сфере экологии мембранное разделение может применяться в концентрации суспендированных веществ в воздухе. Во многих экспериментах сконцентрированные вещества подлежат наблюдению и подсчету, но в текущих экспериментах по выявлению, так как фильтрующая мембрана является непрозрачной или полупрозрачной, вещества, сконцентрированные на фильтрующей мембране, с трудом подлежат непосредственному наблюдению и подсчету и даже не могут подлежать непосредственному наблюдению и подсчету. Например, в процессе исследования туберкулеза мембранное разделение может применяться для разделения и концентрации микобактерий туберкулеза, и микобактерии туберкулеза, сконцентрированные посредством мембранного разделения, задерживаются на фильтрующей мембране. Однако, так как фильтрующая мембрана является непрозрачной, трудно непосредственно наблюдать и производить подсчет микобактерий туберкулеза, сконцентрированных на фильтрующей мембране. В другом примере, в экспериментах по выявлению качества воздуха, суспендированные вещества, как правило, концентрируются посредством применения мембранного разделения, и сконцентрированные суспендированные вещества задерживаются на фильтрующей мембране. Однако, так как фильтрующая мембрана является непрозрачной, суспендированные вещества, сконцентрированные на фильтрующей мембране, не могут подлежать непосредственному подсчету. Текущим методом подсчета является: очистка фильтрующей мембраны с суспендированными веществами, задержанными на ней, в щелочном растворе, так чтобы суспендированные вещества перенеслись из фильтрующей мембраны в щелочной раствор посредством очистки; затем подсчет суспендированных веществ в щелочном растворе; и в заключение получение соответствующих сведений о качестве воздуха посредством расчета. Поэтому выявление качества воздуха посредством использования текущего метода является не только сложным, но еще и неточным.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Целью настоящего изобретения является предоставление метода выявления посредством применения мембранного разделения и прозрачной жидкости для мембраны, которая может сделать фильтрующую мембрану прозрачной, для того чтобы обеспечить непосредственное наблюдение и подсчет веществ, задержанных на фильтрующей мембране.

Для того чтобы достичь цели, техническими решениями настоящего решения являются:

способ выявления посредством применения мембранного разделения, согласно которому во время процесса выявления компонентов, улавливаемых фильтрующей мембраной, на фильтрующую мембрану добавляется прозрачная жидкость для мембраны, чтобы сделать фильтрующую мембрану прозрачной; фильтрующая мембрана изготовлена из материала, который имеет свойства прозрачности, и подготовленная фильтрующая мембрана является непрозрачной или полупрозрачной, и погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала фильтрующей мембраны составляет ±10%.

Конкретно, согласно настоящему изобретению, погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала фильтрующей мембраны предпочтительно составляет ±5%.

Предпочтительно погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала фильтрующей мембраны составляет от -0,155% до 1,81%.

Наиболее предпочтительно рефракционный индекс прозрачной жидкости для мембраны является таким же, как и рефракционный индекс материала фильтрующей мембраны.

В настоящем изобретении фильтрующая мембрана представляет собой тип фильтрующих мембран для оптического структурного контроля. То есть, после мембранного разделения посредством применения фильтрующей мембраны, структурный контроль может все еще осуществляться на улавливаемых веществах, задержанных на мембране посредством применения оптического микроскопа.

Согласно способу выявления с применением мембранного разделения материалом фильтрующей мембраны является поливинилиденфторид (ПВДФ); прозрачная жидкость для мембраны составлена путем смешивания парафинового масла и полиметилсилоксана, или прозрачная жидкость для мембраны составлена путем смешивания воды и глицерина.

В соответствии со способом выявления с применением мембранного разделения объемное соотношение парафинового масла и полиметилсилоксана находится в диапазоне от 1:1,8 до 2,2. Наиболее предпочтительно объемное соотношение парафинового масла и полиметилсилоксана составляет 1:2,0.

Объемное соотношение воды и глицерина находится в диапазоне от 1:2,8 до 3,2. Наиболее предпочтительно объемное соотношение воды и глицерина составляет 1:3,0.

Погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны, предусматриваемая настоящим исследованием, и рефракционным индексом материала фильтрующей мембраны соответственно составляет ±10%.

Материалом фильтрующей мембраны является поливинилиденфторид (ПВДФ), рефракционный индекс которого составляет 1,4193.

Для того чтобы сделать фильтрующую мембрану из ПВДФ прозрачной, используемая прозрачная жидкость для мембраны составляется посредством смешивания парафинового масла и полиметилсилоксана или составляется посредством смешивания воды и глицерина.

Объемное соотношение парафинового масла и полиметилсилоксана находится в диапазоне от 1:1,8 до 2,2. Рефракционные индексы парафинового масла и полиметилсилоксана составляют от 1,4170 до 1,4171.

Объемное соотношение парафинового масла и полиметилсилоксана составляет 1:2,0, а рефракционный индекс подготовленной прозрачной жидкости для мембраны составляет 1,4171.

Объемное соотношение воды и глицерина находится в диапазоне от 1:2,8 до 3,2. Таким образом, рефракционный индекс подготовленной прозрачной жидкости для мембраны составляет от 1,4447 до 1,4450.

Объемное соотношение воды и глицерина составляет 1:3,0, а рефракционный индекс подготовленной прозрачной жидкости для мембраны составляет 1,4449.

Из раствора предпочтительной прозрачной жидкости для мембраны можно установить, что погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны настоящего изобретения и рефракционным индексом материала фильтрующей мембраны, составляющая от -0,155% до 1,81%, является одним из предпочтительных условий настоящего изобретения.

Кроме того, объемное соотношение воды и глицерина также может быть в диапазоне от 1:0,8 до 3,2. Рефракционные индексы воды и глицерина составляют от 1,3518 до 1,4450.

Фильтрующая мембрана согласно настоящему изобретению изготовляется из прозрачного материала, но подготовленная фильтрующая мембрана остается недолго прозрачной. Например, фильтрующая мембрана изготовляется из поливинилиденфторида (ПВДФ), поливинилиденфторид (ПВДФ) имеет свойства прозрачности, но готовая фильтрующая мембрана является непрозрачной. Причина заключается в том, что готовая фильтрующая мембрана имеет густо распределенные поры, и рефракционный индекс воздуха, заполняемого поры, отличается от рефракционного индекса материла фильтрующей мембраны, а разница является значительной, поэтому фильтрующая мембрана является непрозрачной.

Так как рефракционный индекс прозрачной жидкости для мембраны согласно настоящему изобретению в значительной степени является таким же, как и рефракционный индекс материала фильтрующей мембраны, когда прозрачная жидкость для мембраны согласно настоящему изобретению добавляется на поверхность фильтрующей мембраны, прозрачная жидкость для мембраны согласно настоящему изобретению попадает в поры фильтрующей мембраны, так что рефракционный индекс всей фильтрующей мембраны, включая фильтрующую мембрану, является в значительной степени таким же, как и рефракционный индекс прозрачной жидкости для мембраны в порах, и фильтрующая мембрана становится прозрачной. Образец, сделанный из прозрачной фильтрующей мембраны в качестве субстрата, является удобным для непосредственного наблюдения и подсчета. Поэтому настоящее изобретение достигает цели, которая заключается в придании прозрачности фильтрующей мембране для облегчения непосредственного наблюдения и подсчета веществ, задержанных на фильтрующей мембране.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предоставляемая информация станет более понятной из подробного нижеизложенного описания, представленного исключительно в иллюстративных целях, которое, таким образом, не ограничивает предоставление данной информации, при этом на рисунках:

на РИС. 1 представлено изображение фильтрующей мембраны перед добавлением прозрачной жидкости для мембраны;

на РИС. 2 представлено изображение результата, где в фильтрующую мембрану добавляется буфер;

на РИС. 3 представлено изображение результата, где в фильтрующую мембрану добавляется прозрачная жидкость для мембраны настоящего изобретения;

на трех вышеизложенных рисунках загруженный слайд с изображением фильтрующей мембраны размещается на том же справочном документе; для того чтобы показать, является ли фильтрующая мембрана прозрачной или нет, на справочном документе имеются два ряда постоянно повторяющихся китайских иероглифов, напечатанных на нем, в котором исключительно через фильтрующую мембрану, в которую добавляется прозрачная жидкость, представленная на РИС. 3, можно четко увидеть китайские иероглифы; и

на РИС. 4 аналогично представлены 3 соответственно загруженных слайда с изображением фильтрующей мембраны; на справочном документе имеются напечатанные на нем сетки и горизонтальные полосы; на загруженных слева направо слайдах представлены изображения фильтрующей мембраны, фильтрующей мембраны, в которую добавляется буфер, и фильтрующей мембраны, в которую добавляется прозрачная жидкость настоящего изобретения, соответственно; таким образом, очевидно, что сетки и горизонтальные полосы можно четко увидеть на справочном документе исключительно через загруженный крайний справа слайд с изображением фильтрующей мембраны, в которую добавляется прозрачная жидкость настоящего изобретения.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ

Следующие примеры осуществления изобретения предназначены для иллюстрации настоящего изобретения, но не для ограничения использования других вариантов его осуществления.

В материале, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, может использоваться поливинилиденфторид (ПВДФ), рефракционный индекс которого составляет 1,4193, прозрачная жидкость для мембраны может быть получена с использованием следующего метода: полностью смешать 25 мл дистиллированной воды и 75 мл глицерина (AR), при этом рефракционный индекс прозрачной жидкости для мембраны составляет 1,4449. Фильтрующие мембраны, представленные на РИС. 1, РИС. 2 и РИС. 3, являются условно принятыми мембранами, изготовленными из поливинилиденфторида (ПВДФ), на изображении, представленном на РИС. 1, показано, что готовая фильтрующая мембрана не является прозрачной; на изображении, представленном на РИС. 2, показано, что после добавления в фильтрующую мембрану буфера он заполняет поры фильтрующей мембраны, поскольку значение расхождения между рефракционным индексом буфера и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, является меньше значения расхождения между рефракционным индексом воздуха и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, прозрачность изображения, представленного на РИС. 2, является лучше, чем на изображении РИС. 1; на изображении, представленном на РИС. 3, показано, что после добавления в фильтрующую мембрану прозрачной жидкости для мембраны, полученной по вышеизложенной формуле, она заполняет поры фильтрующей мембраны, поскольку рефракционный индекс прозрачной жидкости для мембраны является фактически аналогичным рефракционному индексу материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, фильтрующая мембрана, показанная на изображении РИС. 3, является прозрачной.

Далее настоящее изобретение дополнительно описывается со ссылкой на примеры его осуществления:

Пример осуществления изобретения I - эксперимент по выявлению микобактерий туберкулеза, проводимый с использованием настоящего изобретения:

Экспериментальный процесс включает в себя: изготовление образцов, которые будут тестироваться→→концентрация образцов при помощи устройства для разделения мембран, поместить микобактерии туберкулеза в образцы, которые будут тестироваться на фильтрующей мембране→→окрашивание и чистка бактерий на фильтрующей мембране→→добавление спирта в устройство для разделения мембран, удалить другую жидкость, имеющуюся в порах фильтрующей мембраны, для того чтобы в этот момент там находился исключительно спирт→→испарение спирта, находящегося в порах фильтрующей мембраны, для того чтобы они были заполнены воздухом, а фильтрующая мембрана в это время была непрозрачной→→извлечение фильтрующей мембраны из устройства для разделения мембран, добавление в фильтрующую мембрану прозрачной жидкости для мембраны настоящего изобретения, для того чтобы поры фильтрующей мембраны были заполнены прозрачной жидкостью для мембраны, а сама мембрана была прозрачной→→наблюдение и подсчет.

В данном примере осуществления изобретения состав прозрачной жидкости для мембраны настоящего изобретения включает в себя смесь парафинового масла и полиметилсилоксана, при этом их объемное соотношение составляет 1:2,0, рефракционный индекс равен 1,4171, а погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, составляет -0,155%.

Пример осуществления изобретения II - эксперимент по выявлению клеток, проводимый с использованием настоящего изобретения:

Экспериментальный процесс включает в себя: изготовление образцов, которые будут тестироваться→→концентрация образцов при помощи устройства для разделения мембран, поместить клетки в образцы, которые будут тестироваться на фильтрующей мембране→→окрашивание и чистка клеток на фильтрующей мембране→→извлечение фильтрующей мембраны из устройства для разделения мембран, добавление в фильтрующую мембрану прозрачной жидкости для мембраны настоящего изобретения для того, чтобы поры фильтрующей мембраны были заполнены прозрачной жидкостью для мембраны, а сама мембрана была прозрачной→→наблюдение и подсчет.

В данном примере осуществления изобретения состав прозрачной жидкости для мембраны настоящего изобретения включает в себя смесь воды и глицерина, при этом их объемное соотношение составляет 1:3,0, рефракционный индекс равен 1,4449, а погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, составляет 1,8%.

Пример осуществления изобретения III - использование в эксперименте по выявлению качества воздуха:

Экспериментальный процесс включает в себя: взятие проб воздуха→→концентрация образцов при помощи устройства для разделения мембран, поместить суспендированные вещества в образцы воздуха на фильтрующей мембране, при этом в это время фильтрующая мембрана является непрозрачной→→извлечение фильтрующей мембраны из устройства для разделения мембран, а также добавление в фильтрующую мембрану прозрачной жидкости для мембраны настоящего изобретения, для того чтобы поры фильтрующей мембраны были заполнены прозрачной жидкостью для мембраны, а сама мембрана была прозрачной→→наблюдение и подсчет.

В данном примере осуществления изобретения состав прозрачной жидкости для мембраны настоящего изобретения включает в себя смесь воды и глицерина, при этом их объемное соотношение составляет 1:3,0; а состав прозрачной жидкости для мембраны настоящего изобретения включает в себя смесь парафинового масла и полиметилсилоксана, при этом их объемное соотношение составляет 1:2,0.

Пример осуществления изобретения IV

Процедура является аналогичной той, которая представлена в примере осуществления изобретения I, за исключением того, что 5,5 мл глицерина добавляется к 4,5 мл воды, после чего данные компоненты полностью смешиваются, при этом рефракционный индекс составляет 1,3518, а в сравнении с поливинилиденфторидом (ПВДФ) погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, составляет -4,76%.

Изобретение относится к методу мембранного разделения, в котором фильтрующая мембрана становится прозрачной в процессе испытания и выявления разделенных веществ в сфере медицины, биологии, экологии и т.п., и настоящее изобретение также имеет отношение к прозрачной жидкости для мембраны. Способ мембранного разделения, при котором во время процесса выявления компонентов, улавливаемых фильтрующей мембраной, на фильтрующую мембрану добавляется прозрачная жидкость для мембраны, чтобы сделать фильтрующую мембрану прозрачной, при этом фильтрующая мембрана изготавливается из материала, обладающего свойствами прозрачности, таким образом, подготовленная фильтрующая мембрана является непрозрачной или полупрозрачной, а погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, находится в пределах ±10%. Технический результат заключается в создании прозрачной мембраны для наблюдения и подсчета веществ. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Способ мембранного разделения, при котором во время процесса выявления компонентов, улавливаемых фильтрующей мембраной, на фильтрующую мембрану добавляется прозрачная жидкость для мембраны, чтобы сделать фильтрующую мембрану прозрачной, при этом фильтрующая мембрана изготавливается из материала, обладающего свойствами прозрачности, таким образом, подготовленная фильтрующая мембрана является непрозрачной или полупрозрачной, а погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, находится в пределах ±10%.

2. Способ по п. 1, где погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, находится в пределах ±5%.

3. Способ по п. 1, где погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, составляет от -0,155% до 1,81%.

4. Способ по п. 1, где рефракционный индекс прозрачной жидкости для мембраны является аналогичным рефракционному индексу материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана.

5. Способ по любому из пп. 1-4, где фильтрующая мембрана представляет собой фильтрующую мембрану, предусмотренную для осуществления оптического структурного контроля.

6. Способ по п. 5, где материалом, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, является поливинилиденфторид; прозрачная жидкость для мембраны составляется путем смешивания парафинового масла и полиметилсилоксана или воды и глицерина.

7. Способ по п. 6, где объемное соотношение парафинового масла и полиметилсилоксана находится в диапазоне от 1:1,8 до 2,2 или воды и глицерина - от 1:2,8 до 3,2.

8. Способ по п. 7, где объемное соотношение парафинового масла и полиметилсилоксана составляет 1:2,0 или воды и глицерина - 1:3,0.

9. Способ по п. 6, где объемное соотношение воды и глицерина находится в диапазоне от 1:0,8 до 3,2.

10. Прозрачная жидкость для мембраны, где погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, находится в пределах ±10%.

11. Прозрачная жидкость по п. 10, где фильтрующая мембрана представляет собой фильтрующую мембрану, предусмотренную для осуществления оптического структурного контроля.

12. Прозрачная жидкость по п. 10 или 11, где погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, находится в пределах ±5%.

13. Прозрачная жидкость по п. 10 или 11, где погрешность между рефракционным индексом прозрачной жидкости для мембраны и рефракционным индексом материала, из которого изготовлена фильтрующая мембрана, составляет от -0,155% до 1,81%.

14. Прозрачная жидкость по п. 10 или 11, где прозрачная жидкость для мембраны, которая делает фильтрующую мембрану, изготовленную с использованием поливинилиденфторида, прозрачной, составляется путем смешивания парафинового масла и полиметилсилоксана или воды и глицерина.

15. Прозрачная жидкость по п. 14, где объемное соотношение парафинового масла и полиметилсилоксана находится в диапазоне от 1:1,8 до 2,2 или воды и глицерина - от 1:2,8 до 3,2.

16. Прозрачная жидкость по п. 15, где объемное соотношение парафинового масла и полиметилсилоксана составляет 1:2,0; или воды и глицерина - 1:3,0.

17. Прозрачная жидкость по п. 14, где прозрачная жидкость для мембраны, которая делает фильтрующую мембрану, изготовленную с использованием поливинилиденфторида, прозрачной, составляется путем смешивания воды и глицерина в объемном соотношении, находящемся в диапазоне от 1:0,8 до 3,2.