전신 나노 입자 에어로졸 흡입 노출
Summary
전신 나노 입자 에어로졸 흡입 노출 시설은 (산화 티타늄 나노 크기의 이산화 티탄을 위해 건설되었다<sub> 2</sub>) 흡입 독성 연구. 이 시스템은 나노 산화 티타늄을 제공합니다<sub> 2</sub이> 에어로졸 시험 대기 : 1) 안정 질량 농도 2) 균일 한 조성 오염 물질, 에어로졸 생성하는 동안 3) 안정적인 입자 크기 분포.
Abstract
흡입 aerosolizable이 (ENM) 나노 재료 설계 작업을 개인에 대한 가장 가능성이 높은 노출 경로입니다. 제대로 나노 입자의 흡입 독성 연구를 수행하기 위해 챔버 하우징 에어로졸 실험 동물이 필요합니다 1) 정상 농도가 전체 노출 기간 동안 원하는 수준으로 유지 2) 동질 오염 물질 조성, 3) 안정적 기하 평균 직경 <200 nm의 기하학적 표준 편차의 크기 분포는 g <2.5, σ. 쉽게 응집 나노 입자 때문에 나노 입자를 포함하는 에어로졸의 생성은 매우 도전이다. 이것은 매우 강력한 입자 간 힘과 수십 나눌 수하기 어려운 크기 6 미크론의 수백 큰 프랙탈 구조의 형성에 크게 때문입니다. 분무기, 유동층, 벤 흡인기와 라이트 먼지 피드 등의 몇 가지 일반적인 에어로졸 발생기, 우리다시 테스트를하지만, 아무도는 모든 표준에게 5를 만족 나노 입자 에어로졸을 생성 할 수 없었다.
전신 나노 입자 에어로졸 흡입 노출 시스템은 조작 검증 및 나노 광촉매 흡입 독성 연구에 활용 하였다. 중요한 구성 요소 : 1) 새로운 나노 광촉매 에어로졸 발생기 2) 0.5 m 3 전신 흡입 노출 챔버, 3) 감시 제어 시스템. 대량 건조 나노 광촉매 분말 (밀도 3.8 g / cm 3 21 ㎚의 기본 직경)에서 생성 된 나노 광촉매 에어로졸은 90 LPM의 유량 (10.8 공기 변화 / HR)에 노출 챔버로 전달 된 . 입자 크기 분포와 질량 농도 프로파일을 스캔 이동성 입자 선별기 (SMPS) 및 전기 저압 충격기 (ELPI)를 연속적으로 측정 하였다. 에어로졸 질량 농도 (C)는 (㎎ / m 3) 중량 측정 확인 하였다. 질량 (M) 수집 된 입자는 M 사전 및 M 포스트 샘플링 (MG) 전후 필터의 질량입니다 M = (M 포스트-M 프리)로 측정 하였다. 질량 농도는 다음과 같이 계산 C = M Q는 유량 (m 3 / 분) 샘플링 / (Q * T), 그리고 t는 샘플링 시간 (분)입니다. 챔버 압력, 온도, 상대 습도 (RH), O 2와 CO 2 농도 모니터링하고 지속적으로 조절 하였다. Nuclepore 필터에 수집 된 나노 광촉매 에어로졸은 주사 전자 현미경 (SEM)과 에너지 분산 X-선 (EDX) 분석을 분석 하였다.
요약하면, 우리는 나노 입자 에어로졸 생성하고 노출 챔버에 전달 것을보고 : 1) 안정 질량 농도 2) 균일 한 조성 오염 물질 3) 카운트 평균 aerody 안정된 입자 크기 분포를에어로졸 생성하는 동안 157 나노 미터의 역학적 직경. 이 시스템은 안정적이고 반복적 직업, 환경 또는 국내 ENM 에어로졸 노출을 모의 시험 분위기를 만듭니다.
Protocol
Representative Results
Discussion
우리는 조립 전신 나노 입자 에어로졸 흡입 노출 시스템에 여기에 설명했다. 시스템 기능은 최첨단 나노 입자 에어로졸 특성화 기술을 검증 하였다. 새로운 나노 입자 에어로졸 생성 시스템으로,이 흡입 노출 시스템은 비교적 일관된 온도, 습도, 공기 흐름, 실험 동물을위한 산소 함량과 잘 특징, 제어 및 균일 한 나노 입자 에어로졸 시험 분위기를 제공 할 수 있습니다. 노출 시스템은 동물, 또는 ?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
목록 승인 및 자금 조달.
NIH-ES015022 및 ES018274 (TRN)
NSF-협력 협정 1,003,907 (VCM)
Materials
| Name of Reagent/Material | Company | Catalog Number | Comments |
| Inhalation exposure system | TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Germany | ||
| Air monitoring system | TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Germany | ||
| Titanium dioxide Aeroxide P25 | Evonik, Germany | ||
| Scanning mobility particle sizer-3936L75 | TSI Inc., Shoreview, MN | ||
| Electric low pressure impactor, Standard 10 LPM | Dekati, Tampere, Finland | ||
| Ultra Micro Balance, XP2U | METTLER TOLEDO, Switzerland | ||
| Field Emission Scanning Electron Microscope-S-4800 | Hitachi, Japan | ||
| Energy dispersive X-ray analysis | Princeton Gamma-Tech, Rocky Hill, N.J. | ||
| Nuclepore polycarbonate filters | Whatman, Clinton, PA | ||
| PTFE membrane filters | Pall corporation, Ann Arbor, Michigan |
References
- 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 patterns in laboratory animals. Am. J. Physiol. 150, 70-77 (1947).
- Knuckles, T. L., Yi, J., Frazer, D. G., Leonard, H. D., Chen, B. T., Castranova, V., Nurkiewicz, T. R. Nanoparticle inhalation alters systemic arteriolar vasoreactivity through sympathetic and cyclooxygenase-mediated pathways. Nanotoxicology. , 1-12 (2011).
- Pauluhn, J., Mohr, U. Repeated 4-week inhalation exposure of rats: effect of low-, intermediate, and high-humidity chamber atmosphere. Exp. Toxic Pathol. , 178-187 (1999).
- Schmoll, L. H., Elzey, S., Grassian, V. H., O’Shaughnessy, P. T. Nanoparticle aerosol generation methods from bulk powders for inhalation exposure studies. Nanotoxicology. 3, 265-275 (2009).
- To, D., Yin, X., Sundaresan, S., Dave, R. N. Deagglomeration of nano-particle aggregates via rapid expansion of high pressure suspensions. AIChE J. 55 (11), 2756-3032 (2009).
- U.S. Environmental Protection Agency (US EPA). Health effects test guidelines: OPPTS., 870.1300. Acute inhalation toxicity. EPA. , 712-C-98-193 (1998).
- Wong, B. A. Automated feedback control of an inhalation exposure system with discrete sampling intervals: testing, performance, and modeling. Inhal. Toxicol. 15, 729-743 (2003).
- Wong, B. A. Inhalation Exposure Systems: Design, Methods and Operation. Toxicologic Pathology. 35, 3-14 (2007).
- Yi, J., Nurkiewicz, T. R. Nanoparticle Aerosol Generator. US patent. , (2011).
