开发一种可提供四种纳米颗粒暴露浓度的单鼻吸入毒性试验舱

我们提出了一种符合经济合作与发展组织（OECD）关于单浓度和多浓度暴露吸入毒性测试指南的试验方案。该多浓度吸入暴露舱可同时测试多达四个暴露浓度，对于小型研究机构而言更具经济性。开始单浓度暴露舱测试时，应先将暴露舱密封，并分别在正500帕和负500帕的表压下各保持30分钟，检查是否存在泄漏。

然后，将洁净空气的温度设置为23摄氏度，相对湿度设置为45%。以每分钟48升和20升的流量，分别向气溶胶入口和鞘气管路通入洁净空气。将排风压差设置为负100帕斯卡。

待流动稳定后，从每一层中随机选取三个端口测量流速，以确认流动均匀。流速应约为每分钟1升。重复测量两次。

接下来，停止气流，将质量分数为0.1%的氯化钠溶液加入气溶胶发生系统。以洁净空气为载气，以每分钟20升的流量开始气溶胶发生。用每分钟28升的洁净空气稀释气溶胶。

建立粒径测量系统，并从腔室的每一级中随机选取三个端口。对每个选定端口的粒径分布进行三次测量。开始设置多浓度腔室时，应检查其是否存在泄漏，并将洁净空气供应设置为23摄氏度和45%相对湿度。

将排气设置为维持负100帕斯卡的压差。然后，将洁净空气源连接至顶部舱室的接口，并以每分钟11升的流速开始向舱室内通入洁净空气。待气流稳定后，在顶部舱室每个可用接口处分别测量三次气流速度。

对其他三个隔室重复此过程。然后，将质量分数为0.1%的氯化钠溶液加入气溶胶发生器中。设置气溶胶稀释系统，以产生流速为11升/分钟的气溶胶气流。

将气溶胶入口连接至顶部隔室，等待气流稳定后，从该隔室中随机选取六个端口。使用粒径测量系统在每个端口处重复测量三次粒径分布。对每个隔室重复此过程。

完成后，用洁净空气冲洗各舱室30分钟。然后，将洁净空气进气口连接至顶部舱室，并以每分钟11升的流速通入洁净空气。将气溶胶稀释系统设置为低浓度和高浓度气溶胶流，流速均为每分钟11升。

将低浓度气流管路连接至第二高隔间，高浓度气流管路连接至底部隔间。等待10分钟，使气流稳定。随后，从三个隔间中各随机选取一个端口，对每个选定端口分别测量气溶胶浓度15次，以检测是否存在交叉污染。

单浓度和多浓度暴露室在每个水平层面均表现出良好的气流均匀性。归一化气流值接近系统建模过程中计算所得的数值。在单浓度暴露室中，垂直方向的气流均匀性也表现良好。

多浓度舱每个隔室仅有一层端口，因此无法进行直接的垂直均匀性测量。两种舱体内的颗粒浓度在水平方向上均具有均匀性，而单浓度舱在垂直方向上也具有均匀性。多浓度舱不同隔室中的气溶胶浓度在15次测量中表现出较小的差异，表明隔室之间交叉污染极小。

在整个实验过程中，尤其是在进行实验性交叉污染测试的性能评估时，检查结果的可重复性至关重要。通过将实验结果与腔室系统的计算流体动力学模拟进行比较，可以进一步扩展性能评估测试。