Гидравлический способ определения диаметра выходного отверстия микропипетки Советский патент 1987 года по МПК G01B13/10 

11

Изобретение относятся к измерительной технике и может быть исгюл.- зорано при определении диаметра выходного отверстия микропипеток, используемых при микроинъекции и микрохирургии клеток, электрофизиологических исследованиях и др.

Цель изобретения - упрощение способа при определении гидродинамического диаметра выходного отверстия путем определения с помощью оптического микроскопа скорости втягивания раствора в микропипетку.

На фиг.1 изображена схема измерения; на фиг,2 - схема расчета.

Контролируемая микропипетка 1 с помощью держателя 2 крепится в трех- координатном микроманипуляторе 3. Выходное отверстие 4 микропипетки находится в невидимой зоне 5 микропипетки, т.е. в зоне5 которую нельзя разглядеть в оптический микроскоп 6. Зона 7 видимости переходит в утолщенную часть микропипетки.

Конусность К микропипетки рассчитывают на основании измерений с помощью микроскопа наружных диаметров d и d, микропипетки в зоне 5, в ра

ионе диаметров, четко фиксируемых микроскопом 6, по формуле;

лЬ

к -Zi-.

(1)

где &L расстояние между измеренными диаметрами.

Затем с помощью микроманипулятора 3 погружают микропипетку выходным отверстием 4 в каплю исследуемого раствора и наблюдают в микроскоп 6 продолжительности t перемещения мениска в зоне 7 видимости соответственно на участках 1, заданной длины.

Используя зависимость капиллярного эффекта от радиуса г капилляра

Р

2Ы

(2)

где

Р - давление, втягивающее жидкость;dL - коэффициент поверхностного

натяжения,

закон Пуазеля для определения гидравлического сопротивления, а также геометрическую зависимость для расчета объема конусной части микропи- петки, на которой наблюдают перемещение мениска, рассчитывают диаметр выходного отверстия.

7.

Пример. Исследуется электрс физиологический водный рагтпор.

Замеряют с пЬмощью оптического микроскопа наружные диаметры d и d в зоне 7 видимости в районе их значений 5-10 мкм по краям заданного отрезка ДЪ 100-150 мкм. Рассчитывают jcoH CHocTb по формуле 1 .

Затем ка стеклянную подложку 8 наносят каплю 9 исследуемого раствора, вводят в нее кончик микропипетки 1 и, наблюдая в микроскоп 6, секундомером фиксируют продолжительность перемещения мениска в зоне видимости на расстояние 1-.

Используя константы: коэффициент поверхностного натяжения поверхности раздела вода-пар дин/см, вяз- дин

кость воды ,01

СМ

и, предста25

вив кончик микропипетки в виде ступенчатого расширяющегося капилляра 10 на фиг.2, получают расчетную зависимость для гидродинамического диаметра

d 0,05

(3)

По указанной зависимости и aai-K- ренных конусности К и продолжитель- ностях t. перемещения мениска расчитывают значения диаметра выходного отверстия микропипетки, результаты расчета могут быть осреднены, что дополнительно повышает точность определения диаметра.

Предлагаемый способ целесообразно использовать для определения диаметров выходных отверстий более 0,05 мкм, так как при меньших диаметрах сказы- ваются электрокинетические явления в растворах.

Определение диаметра выходного отверстия микропипетки на основании измерений конусности и продолжительности перемещения мениска исследуемого раствора в зоне видимости в оптический микроскоп с разрешающей способностью ниже контролируемого диаметра упрощает способ определения гидродинамического диаметра.

Формула изобретения

Гидравлический способ определения диаметра выходного отверстия микропипетки, основанный на заполнении

микропипетки жидкостью и измерении ее конусности с помощью микроскопа, отличающийся тем, что, с целью упрощения способа при определении гидродинамического диаметра выходного отверстия, используют оптический микроскоп, погружают микропипетку выходным отверстием в исследуемый раствор и в зоне видимости в оптическом микроскопе наблюдают пее12983364

ремещение мениска на заданное расстояние, измеряют продолжительность перемещения мениска и наружные диаметры микропипетки и по ним опреде- г ляют диаметр выходного отверстия микропипетки с учетом зависимостей капиллярного эффекта, гидравлического сопротивления и объема конусной части микропипетки от диаметра ее 10 отверстия.

, HAf)

раствора

Фиг.1

Редактор С.Патрушева

Составитель В.Гордеев

Техред М.Ходанич Корректор И.Эрдейи

Заказ 875/40Тираж 678Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

Фиг. 2

Изо бретение относится к измерительной технике. Цель изобретения - упрощение способа при определении гидродинамического диаметра выходного отверстия путем определения с помощью оптического микроскопа скорости втягивания раствора в микропипетку. В оптический микроскоп наблюдают ту коническую часть микропипетки, которая хорошо видна. Измеряют наружные диаметры на заданном расстоянии и по ним рассчитывают конусность, Измеряют продолжительность перемещения мениска на заданное расстояние под действием капиллярных сил, и по измеренной конусности и скорости перемещения определяют диаметр выходного отверстия мшсропипетки. Способ позволяет определять отверстия более 0,05 мкм с помощью оптического микроскопа, разрешающая сп,о- собность которого на уровне 1 мкм. 2 ил. с (О «и L. Ю