隔离型试剂瓶的设计

2020-10-21 09:09陈春义陈春梅

企业科技与发展 2020年9期

陈春义陈春梅

【摘要】在配制试剂的时候，需要从不同的试剂瓶中抽取试剂，在此过程中针头接触试剂有可能会污染试剂。针对这个问题，实验室经常使用一次性针头，但更换针头既耗费时间也增加成本。文章设计开发了一种新型防污染隔离型试剂瓶，既能减少人力又能降低成本。

【关键词】试剂瓶;化学试剂;单向阀;四氟乙烯

【中图分类号】R197.3 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）09-0050-02

0 前言

试剂的使用和存放是实验管理的重要环节，使用遮光密封的试剂瓶可以防止试剂挥发和变化。配制试剂时，往往不会一次性用光原料，如果直接将抽液管深入装原料的试剂瓶，会污染瓶内的试剂。减少抽液管与试剂的接触，可以有效降低污染。

1 隔离型试剂瓶的总体设计

1.1 材料选择

棕色玻璃可以遮光，并且化学性能稳定，适合储存液体的化学试剂。

聚四氟乙烯有很好的密封性，耐高温：长期使用温度为200～260 ℃;耐低温：在-100 ℃时仍能保持柔软;耐腐蚀：能耐王水和一切有机溶剂;耐气候：塑料中最佳的老化寿命;高润滑：具有塑料中最小的摩擦系数（0.04）;不黏性：具有固体材料中最小的表面张力而不黏附任何物质;适合作为开口盖和密封盖。漏斗和单向阀使用PP塑料。

1.2 试剂瓶结构

试剂瓶由吸管、瓶体、开口盖、密封盖组成（如图1所示）。吸管由漏斗连接软管连接止回阀形成单向通道。止回阀，允许试剂从瓶体流入吸管，阻止试剂从吸管回流进入瓶体，减少抽取试剂时试剂污染，保证吸管内有充足试剂，提高试剂配制准确度。开口盖和瓶体通过螺纹拧紧，开口盖内的固定环卡紧漏斗在瓶口中心位置，防止漏斗晃动。密封盖与开口盖之间通过定位柱卡住链接，密封盖以定位柱为圆心旋转打开，弹簧回弹拉动密封盖闭合，密封盖闭合垫片堵塞开口盖防止试剂挥发。

2 单向阀分析

氟橡胶单向阀的特性：液体只能沿入水口流动，不能从出水口逆流。氟橡胶单向阀的具体压力范围为0.001 MPa，反向逆压为0.03～0.5 MPa。为了说明清楚，定义了2个压力名称：F1为吸管2内试剂止对回阀6的压力;F2为瓶体1内试剂对止回阀6的压力。漏斗位置高于瓶体内液面，试剂到达漏斗后对止回阀形成的压力F1大于瓶体内试剂对止回阀6形成的压力F2。抽液时，F1=液体压力-抽液泵吸力，压力F1减小，当F1F2，止回阀压紧闭合，阻止试剂从吸管流入瓶体。每次抽液试剂都要进入漏斗且不会回流，保证吸管2内有充足试剂，从而保证化学试剂自动配制系统在统一的高度抽到试剂。由于试剂不回流，与抽液管接触过的试剂不会回流进入瓶体，因此减少了瓶体内试剂污染。

3 瓶盖分析

利用弹簧的伸缩特性，实现瓶盖打开、闭合。需要抽试剂时，拨动密封盖，打开抽取试剂。抽液完成后，弹簧缩回，垫片堵塞开口盖，闭合封盖。聚四氟乙烯材料不易变形，摩擦系数小，反复开关仍能正常闭合。

4 抽试剂测试分析

使用500 mL的试剂瓶，瓶内装有500 mL试剂，此时瓶内液面低于漏斗底部。漏斗上开口3 cm，下开口3.8 mm。使用蠕动泵和硅胶管抽取试剂，硅胶管的管头为3.8 mm并带有硅胶密封圈，深入漏斗时能形成密封空间。启动蠕动泵试剂从瓶内抽入硅胶管。

漏斗内壁光滑且具有上宽下窄的特性，管头压入漏斗时密封圈容易与漏斗内壁完全贴合，形成密封空间。多种密封圈（见表1）都能与漏斗贴合密封。

抽取试剂（见表2）后，部分试剂流入漏斗，此时漏斗中的液压F1大于瓶体的液压F2，单向阀闭合阻止试剂回流（如图2所示）。

抽取试剂后，有部分试剂在漏斗底部，保证每次都能在同一位置抽到试剂，而不是抽空气。

5 材料测试分析

由于漏斗和单向阀为PP材料，化学试剂中常有高浓度酸液、高浓度碱液，而漏斗和单向阀长期与试剂接触，所以要进行耐腐蚀性测试（见表3）。

将漏斗和单向阀长时间浸泡在酸液中，未发现腐蚀和变形，所以PP材料的漏斗和單向阀可以作为隔离型试剂瓶内的隔离通道。

6 结语

隔离型试剂瓶的设计，不仅能隔离抽液时抽液管对试剂的污染，而且抽试剂时能稳定流出试剂。玻璃瓶体耐腐蚀可以装试剂;棕色玻璃瓶体可以遮光;漏斗减小试剂和空气的接触面，减少挥发;带有弹簧的试剂瓶盖能够自动闭合瓶盖，防止人员忘记盖瓶盖引起试剂的泄漏。