A tutto il corpo nanoparticelle aerosol impianto esposizione per inalazione è stato costruito per dimensioni nanometriche di biossido di titanio (TiO 2) Studi di tossicologia per inalazione. Questo sistema fornisce nano-TiO 2 Aerosol atmosfere di test che hanno: 1) una concentrazione costante di massa, 2) una composizione omogenea e priva di contaminanti, e 3) la distribuzione delle dimensioni delle particelle stabili durante la generazione di aerosol.
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Articolo metodologico
Tutto il corpo Nanoparticelle Aerosol esposizioni inalatorie
In questo articolo
Sommario
Abstract
L'inalazione è la via di esposizione più probabile per le persone che lavorano con aerosolizable ingegnerizzato nano-materiali (ENM). Per svolgere adeguatamente nanoparticelle studi tossicologici per inalazione, l'aerosol in una camera di alloggiamento degli animali sperimentali devono avere: 1) una concentrazione costante mantenuta ad un livello desiderato per l'intero periodo di esposizione; 2) una composizione omogenea e priva di contaminanti e 3) una stalla distribuzione dimensionale con un diametro geometrico medio <200 nm e una deviazione standard geometrica σ g <2,5 5. La formazione di aerosol contenenti nanoparticelle è abbastanza impegnativo, perché le nanoparticelle facilmente agglomerato. Ciò è in gran parte dovuto al molto forti forze inter-particelle e la formazione di grandi strutture frattali in decine o centinaia di micron di dimensione 6, che sono difficili da demolire. Diversi aerosol comuni, tra nebulizzatori, letti fluidi, aspiratori Venturi e l'alimentazione polvere Wright, abbiamonuovamente testato, tuttavia, nessuno era in grado di produrre aerosol di nanoparticelle che soddisfano tutti i criteri 5.
Una nanoparticella aerosol sistema di esposizione per inalazione di tutto il corpo è stato fabbricato, validato ed utilizzato per la nano-TiO2 studi di tossicologia per inalazione. Componenti critici: 1) romanzo nano-TiO2 generatore di aerosol, 2) 0,5 m 3 di tutto il corpo per inalazione camera di esposizione, e 3) il monitoraggio e il sistema di controllo. Nano-TiO2 aerosol generati da carichi solidi nano-TiO2 polveri (diametro principale di 21 nm, densità di 3,8 g / cm 3) sono state consegnate nella camera di esposizione ad una portata di 90 LPM (10,8 ricambi d'aria / ora) . Dimensioni e distribuzione di massa profili di concentrazione di particelle sono stati misurati in continuo con una scansione mobilità particella sizer (SMPS), ed una bassa pressione urto elettrico (ELPI). La concentrazione di massa di aerosol (C) è stato verificato gravimetrica (mg / m 3). La massa (M) Delle particelle raccolte stato determinato come M = (M alberino pre-M), dove M e M pre alberino sono masse del filtro prima e dopo il campionamento (mg). La concentrazione di massa è stato calcolato come C = M / (Q * t), dove Q è campionamento portata (m 3 / min), e t è il tempo di campionamento (minuto). La camera di pressione, temperatura, umidità relativa (RH), O 2 e concentrazioni di CO 2 sono stati monitorati e controllati continuamente. Nano-TiO2 aerosol raccolti su filtri Nuclepore sono stati analizzati con un microscopio elettronico a scansione (SEM) e raggi X (EDX) analisi a dispersione di energia.
In sintesi, si segnala che le nano-particelle di aerosol generato e consegnato alla nostra camera di esposizione sono: 1) la concentrazione di massa costante, 2) composizione omogenea e priva di contaminanti; 3) distribuzioni granulometriche stabili con una aerodinamica conta-medianadiametro namic di 157 nm durante la generazione di aerosol. Questo sistema affidabile e ripetutamente crea atmosfere di prova che simulano le esposizioni professionali, aerosol ENM ambientali o domestici.
Protocollo
Le procedure operative di tutto il corpo per inalazione di nanoparticelle di esposizione passo-passo sono descritte come segue.
Nota: 1) i punti 1 e 3 devono essere eseguite sotto cappa; 2) gli operatori devono indossare dispositivi di protezione adeguati (respiratori, occhiali di protezione e guanti di gomma).
1. Condizionata TiO2 Nanoparticelle polveri secche
- Posizionare nano-TiO2 polveri in un contenitore non trasparente.
- Lasciare il coperchio del contenitore aperto.
- Mettere il recipiente in un essiccatore asciutto per almeno 24 ore per i....
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Risultati
Uno studio di esposizione per inalazione in genere comporta il mantenimento di un animale da esperimento in un ambiente di test noto e costante, esponendo l'animale sperimentale di una concentrazione definita di un materiale di prova 8,9. La nanoparticella sistema di esposizione per inalazione corpo intero è mostrato in Figura 1. La camera di corpo intero è stato operato su base flusso dinamico dove c'era un 90 LPM flusso continuo di aria attraverso la camera. Questo flusso d'aria.......
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Discussione
Abbiamo montato e descritto qui in un corpo intero-nanoparticella aerosol sistema di esposizione per inalazione. La funzionalità del sistema è stato validato con state-of-the-art tecniche di caratterizzazione di nanoparticelle di aerosol. Con una nanoparticella sistema di generazione di aerosol romanzo, questo sistema di esposizione per inalazione può fornire un ben caratterizzato, nanoparticelle aerosol atmosfera di prova controllato ed uniforme con la temperatura relativamente costante, l'umidità, il flusso d'.......
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Dichiarazioni
I risultati e le conclusioni di questo rapporto sono quelle degli autori e non rappresentano necessariamente il punto di vista dell 'Istituto Nazionale per la sicurezza e la salute. La menzione di nomi di società o di prodotti non implica l'approvazione da NIOSH, né implica che i prodotti alternativi non sono disponibili, o in grado di essere sostituito dopo la valutazione del caso.
Ringraziamenti
Lista riconoscimenti e fonti di finanziamento.
NIH-ES015022 e ES018274 (TRN)
Accordo NSF-Cooperative 1003907 (VCM)
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Materiali
| Nome | Azienda | Numero di catalogo | Commenti |
|---|---|---|---|
| Sistema di esposizione per inalazione | TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Germania | ||
| Sistema di monitoraggio dell'aria | TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Germania | ||
| Biossido di titanio Aeroxide P25 | Evonik, Germania | ||
| Misuratore di particelle per la mobilità a scansione-3936L75 | TSI Inc., Shoreview, MN | ||
| Impattatore elettrico a bassa pressione, Standard 10 LPM | Dekati, Tampere, Finlandia | ||
| Ultra Micro Balance, XP2U | METTLER TOLEDO, Svizzera | ||
| Microscopio elettronico a scansione a emissione di campo-S-4800 | Hitachi, Giappone | ||
| Analisi a raggi X a dispersione di energia | Princeton Gamma-Tech, Rocky Hill, N.J. | ||
| Filtri in policarbonato nucleporo | Whatman, Clinton, PA | ||
| Filtri a membrana PTFE | Pall corporation, Ann Arbor, Michigan |
Riferimenti
- Bide, R. W., Armour, S. J., Yee, E. Allometric respiration/body mass data for animals to be used for estimates of inhalation toxicity to young adult humans. J. Appl. Toxicol. 20 (4), 273-290 (2000).
- Guyton, A. C. Analysis of respiratory....
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Ristampe e permessi
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