用ＤＳＣ测定兔主动脉血管冻结相变区间的表观比热容及其影响因素论文.docVIP

　　用ＤＳＣ测定兔主动脉血管冻结相变区间的表观比热容及其影响因素论文 .freelond(美国)。温度标定采用环戊烷的晶-晶转变点(外推起始温度为-135.06℃)和纯水(二次蒸馏)的熔点(外推起始温度为0℃)进行两点标定;采用纯水的融化潜热(333.88Ｊ/ｇ)进行单点热焓标定。标定采用的升降温速率为5℃/ｍｉｎ;冷却方式为液氮冷却;样品冲洗气体为高纯氦气( 99.999%),流量为25ml/ｍin;为避免炉块结霜,加样时用高纯氮气( 99.999%)冲洗炉块。 2.2 医用真空干燥箱 为了测定经过预处理后血管的水分含量,实验采用ＤＺＦ系列真空干燥箱(上海),真空度为 60Ｐａ,温度范围50～200℃。 2.3 实验材料 任选3ｋｇ左右的上海本地家兔,从其胸骨正中劈开,取出心脏,可以看到紧贴脊柱的主动脉长约10～15ｃｍ,剪下并用生理盐水冲洗后,迅速置于ＲＰ ＭＩ1640培养液(10.4ｇ/ＬＲＰＭＩ1640粉末,2.0ｇ/Ｌ碳酸氢钠,0.24ｇ/Ｌ头孢氨苄,0.12ｇ/Ｌ林可霉素,ｐＨ7.2.)中,然后放置于4℃的冰箱中,以备实验时取用。用二甲基亚砜(ＤＭＳＯ,分析纯)作低温保护剂(ＣＰＡ),体积浓度分别为5%、10%、15%。需要加ＣＰＡ的试样,为了避免高浓度ＤＭＳＯ对细胞造成的损伤,采用分步添加法,每步增加5%,并在4℃的冰箱内平衡20分钟,并且,为了确保ＤＭＳＯ能充分渗透到血管里并且达到渗透平衡,经过ＣＰＡ处理过的血管须在4℃环境中贮藏4小时以上,方可用于实验9。 选用ＫＣｌ(化学纯)作为比热测定的标准物质。纯水用二次蒸馏水,并用0.2μｍ微孔滤纸过滤去除杂质。 2.4 实验方法 样品皿采用标准液体铝皿,并用液固通用压机(美国)压制密封。实验采用三线法测量比热,针对每个样品的测定,必须准备好三个质量相等的铝皿,分别用于待测样品、标准物质以及基线空皿。样品质量一般为5.0～7.0ｍｇ。本实验的测量温度范围为-60～10℃,设定的实验程序为:5℃/ｍｉｎ降温至-60℃——等温5分钟——5℃/ｍｉｎ升温至10℃——等温5分钟。每一个样品都必须按照相同升温程序对样品皿、标准物质皿和空皿进行扫描,然后再进行下一个样品。为了确保实验数据的有效性,每一种样品做三个平行样。由于在降温冻结过程中的过冷度存在随机性,这会给相变区间的表观比热数据带来一定的误差,因此,表观比热数据都是用升温过程的数据求得。而在研究结合水含量时,由于熔融过程较宽,读取相变焓的误差较大,而冻结焓误差相对较小,所以,应当读取冻结焓。 在进行真空干燥前,务必用滤纸将血管表面的水分吸干,并将该血管分成两份,其中一份用于直接测定比热,而另一份用于真空干燥。利用真空干燥箱对经过相同预处理后血管的真空干燥条件是:真空度50Ｐａ,温度50℃,连续干燥12小时。对于干燥后的血管样品,在用液体皿做样时,一定要确保样品与铝皿之间充分接触,尽量避免接触热阻给实验结果带来较大的误差。 2.5 实验数据处理方法 比热可以通过下式计算10: (1) 其中,Ｃｐ—样品的比热,Ｊ/ｇ·℃;Ｃｐ,ｓｔｄ—标准物质的比热,Ｊ/ｇ·℃;ｍｓｔｄ—标准物质的质量,ｍｇ;ｍｓ—样品的质量,ｍｇ;ＤＳＣｓ—样品的热流信号,ｍＷ;ＤＳＣｓｔｄ—标准物质的热流信号,ｍＷ;ＤＳＣｂ—空皿的热流信号,ｍＷ。 所有热流信号均从ＤＳＣ曲线上读得,而标准物质ＫＣｌ的比热值可以从文献11查得。 3 实验结果与分析 3.1 仪器可靠性验证 为了确保Pyris DiamondＤＳＣ测定结果的可靠性,首先测定了纯水的比热,并与文献值进行对比,如表1所示。从表中可知,三次测量值的平均值与文献值比较接近,在-30℃、-20℃、-10℃和10℃几个温度点的误差都在1%以内,-40℃、-50℃两个温度点的误差均在2%以内。而-60℃温度点的误差达到2.6%,这主要是因为ＤＳＣ从这一点开始程序升温时会有一个热流冲击,必然会带来较大的误差。通过比较,可以认为该仪器测量的比热数据是可信的。 3.2 兔主动脉的表观比热实验测定结果 图1所示为经过不同浓度ＤＭＳＯ处理后兔主动脉血管在-40～10℃温度区间的表观比热。从图中可以明显看出,ＤＭＳＯ对兔主动脉血管在相变温区的表观比热影响非常大。浓度越小,表观比热峰值越大,当浓度达到10%时,其峰值只有0%时的1/2左右。而浓度再增至15%时,峰值的变化不大。随着浓度增大,表观比热峰值逐渐往低温区偏移,但大约在-10℃以下,ＤＭＳＯ浓度越大,其表观比热值也就越大。 图2、3分别为兔主动脉血管相变前、后的表观比热。在相变前,ＤＭＳＯ浓度越大,其表观比热越小,而且每一种浓度处理后主动脉血管的比热随温度变化都比较小;而在相变后,浓度越大,其表观比热越大,其比