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1、2006年11月重庆大学学报(自然科学版)Nov.2006第29卷第11期JournalofChongqingUniversity(NaturalScienceEdition)Vo.l29No.11文章编号:1000-582X(2006)11-0062-04*离体生物组织相变潜热的DSC测试胡银平,童明伟,严嘉,徐广才(重庆大学动力工程学院,重庆400030)摘要:差示扫描量热法是一种在线性温度程序控制下经过温度扫描,以所测能量差来研究物质热力学性质的热分析方法.文中分别对部分离体生物组织如猪瘦肉、猪肝、猪肥肉及牛肉的相
2、变温度、相变潜热进行了DSC测试,获得了相变潜热及相变温度区间.结果表明组织水分含量越高、脂肪含量越低,其相变潜热较大.关键词:离体生物组织;相变潜热;相变温度;差示扫描量热法中图分类号:R751.05文献标识码:A低温保存(Cryopreservation)和低温外科(Cryosur-分:一部分用于提高液相区的温度,一部分用于提高固[1]gery)是当前生物医学技术领域内的两大热门课题.相区的温度,主要部分用于完成相变所需潜热.低温保存和低温外科分别利用了低温对生物细胞和组测定相变潜热的方法可分为3类:1)一般卡计织产
3、生的两种截然不同的作用:前者是利用一定的低法;2)差热分析法(DifferentialThermalAnalysis,简称温可以充分降低细胞的新陈代谢能力,从而达到长期DTA);3)差示扫描量热法(DifferentialScanningCalo-[6]保存的目的;后者是反复降低到某一温度和恢复到常rimetry,简称DSC).差示扫描量热法(DSC)是在线温的过程中,由于细胞内外水分的结晶和晶体的融化、性温度程序控制下经过温度扫描,以所测能量差来研再结晶及再融化,致使细胞膜中蛋白分子的变性,电解究物质热力学性质的一种热
4、分析仪器.在加热和冷却质的浓缩和热冲击等原因,造成组织和细胞的损伤或过程中,材料的任何变化都要伴随着热量的交换,DSC[2]死亡.这两种作用都与组织冻结时经历的热过程包可以得到样本在物理或化学变化过程中所伴随发生的[3-4]括降温速率、相变潜热、比热、导热系数等有关.当吸热或放热反应,再通过热分析软件计算材料的热对离体和活体组织分别进行低温保存和低温外科的理物性.论研究时,必须先测试出这些热力参数.试样离体生物组织的热量守恒方程为:已有文献[5]谈到某些离体生物组织的相变区dTsdHdqTw-Ts间,但说法不够确切,且未
5、测出相变潜热.为此文中将Cs()-=+.(1)dSdSdSR对部分离体组织的相变区间及相变潜热进行测试.参比物的能量守恒方程为:1测试原理及仪器选择dTrTw-TrCr=.(2)dSR1.1测试原理1式(1)减去式(2),且(Ts-Tr)=0,相变潜热的定义为单位质量的物质从某一物态转R变为同温度的另一物态(比如从固态转变为液态)所1d(Ts-Tr)ddq=(),得:吸收或释放的热量.试样离体生物组织在冷冻及复温RdSdSdS2过程中会发生相变,相变时固液两相共存,两相区的温dHdqdTrdq=-+(Cs-Cr)-RCs
6、2.(3)度分布又不同,固液界面不断移动,移动速度又不一dSdSdSdS致,这使得传给试样离体生物组织的热量分为3个部式(3)为描述DSC曲线的方程.根据方程可以由*收稿日期:2006-06-18基金项目:重庆大学研究生创新基地优秀博士论文风险基金资助项目(00504YIA0130120)作者简介:胡银平(1982-),女,湖北天门人,重庆大学硕士研究生,主要从事低温冷冻治疗研究.第29卷第11期胡银平,等:离体生物组织相变潜热的DSC测试63dHdH和温度校正.DSC曲线图确定,当试样未发生相变时,=0,并dSdS22
7、离体生物组织相变潜热测试RCsdq且试样和参比物都进入准稳态后2=0,故有:dS2.1系统可靠性检验dqdTr在对离体生物组织进行测量之前,先对去离子水=(Cs-Cr)=(Cs-Cr)U=($q).(4)dSdS的相变温度和相变潜热进行了测试,以检验系统的可($q)0Cs=+Cr.(5)靠性.得出冰的相变温度为0.1e(标准值为0.0e,U相差0.1e),相变潜热为335.1kJ/kg(标准值为如果忽略因Ts与Tr的微量差别所带来的试样和335kJ/kg,相差0.1kJ/kg,约0.03%).由此可见实验参比物从环境获得
8、热量的差别,则可得:所选DSC测试系统是可靠的.]dHdS$H=Q0dS2.2实验过程及条件的给定]]样品:鲜活猪瘦肉、鲜活猪肥肉、新鲜牛肉、新鲜dq(6)=-#dS+(Cs-Cr)UdS0QdS0Q猪肝.=K#A样品质量:鲜活猪瘦肉、鲜活猪肥肉、新鲜牛肉及dq新鲜猪肝的质量分别为:15.94mg、10.39mg、1
