Todo o corpo de nanopartículas de aerossóis exposições por inalação

Summary

A inalação de nanopartículas de aerossóis facilidade de exposição de corpo inteiro foi construído para o dióxido de titânio nano-sized (TiO

Abstract

A inalação é a via de exposição mais provável para as pessoas que trabalham com aerosolizable engenharia nano-materiais (ENM). Para executar correctamente nanopartículas estudos de toxicologia de inalação, os aerossóis na câmara de um invólucro dos animais experimentais que deve ter: 1) uma concentração constante mantido a um nível desejado para o período de exposição de todo, 2) uma composição homogénea livre de contaminantes, e 3) um estábulo distribuição de tamanho com um diâmetro médio geométrico <200 nm, e um desvio padrão geométrico σ _g <2.5 ^5. A geração de aerossóis contendo nanopartículas é um grande desafio, porque as nanopartículas facilmente aglomerado. Isto é principalmente devido às fortes forças inter-partículas e a formação de grandes estruturas fractal em dezenas ou centenas de micra de tamanho ^6, que são difíceis de ser cindida. Vários geradores de aerossóis comuns, incluindo nebulizadores, camas fluidizado, Venturi aspiradores ea alimentação poeira Wright, quenovamente testado, no entanto, nenhuma delas foi capaz de produzir aerossóis de nanopartículas que satisfazem todos os critérios ^5.

Um sistema de exposição de corpo inteiro de nanopartículas inalação de aerossóis foi fabricado, validado e utilizado para nano-TiO ₂ estudos de toxicologia de inalação. Componentes críticos: 1) romance _nano-TiO2 gerador de aerossol, 2) 0,5 m ³ corpo inteiro da câmara exposição por inalação, e 3) do monitor e sistema de controle. Nano-TiO ₂ aerossóis gerados a partir de massa seca de nano-TiO ₂ em pó (diâmetro principal de 21 nm, a densidade de 3,8 g / cm ³⁾ foram entregues na câmara de exposição, com um caudal de 90 LPM (10,8 mudanças de ar / h) . Perfis de concentração de distribuição de tamanho de partículas e massa foram medidos continuamente com uma mobilidade de varredura de partículas sizer (SMPS), e um pêndulo de baixa pressão elétrica (ELPI). A concentração de massa de aerossóis (C) foi verificada por gravimetria (mg / m ^3). A massa (M) De partículas recolhidas foi determinada como M = (M-M _{pós pré-),} onde M e M _{pré pós} são massas de filtro antes e após a amostragem (mg). A concentração de massa foi calculada como C = M / (Q * t), onde Q é a amostragem de caudais (m ³ / min), e t é o tempo de amostragem (minuto). A pressão da câmara, temperatura, umidade relativa (UR), O ₂ e concentrações de CO ₂ foram monitorados e controlados de forma contínua. Nano-TiO ₂ aerossóis recolhidas em filtros Nuclepore foram analisadas com um microscópio eletrônico de varredura (MEV) e análise de raios-X de energia dispersiva (EDX).

Em resumo, informamos que os aerossóis nano-partículas gerada e entregue à nossa câmara de exposição tem-se: 1) concentração de massa constante, 2) composição homogênea livre de contaminantes, 3) distribuição de tamanho de partículas estáveis ​​com uma aerodinâmica contagem mediananâmico diâmetro de 157 nm durante a geração de aerossol. Este sistema confiável e repetidamente cria ambientes de testes que simulam, ENM exposições ocupacionais aerossóis ambientais ou doméstica.

Protocol

Os procedimentos operacionais de todo o corpo por inalação de nanopartículas de exposição passo-a-passo são descritas a seguir.

Nota: 1) os passos 1 e 3 deve ser realizado em um exaustor, 2) os operadores devem usar equipamento de protecção pessoal adequado (respiradores, óculos de proteção e luvas de borracha).

1. Condicionado TiO ₂ nanopartículas pós secos

1. Coloque _nano-TiO2 em pó em um recipiente não transparente.
2. Deixe a tampa do recipiente aberto.
3. Coloque o recipiente em um secador secar por pelo menos 24 horas para o condicionamento.

2. Aquecendo Aquisição de Dados e Sistema de Controle, SMPS e ELPI e todos os transdutores

1. Ligue o monitoramento do ar e sistema de aquisição de dados e interruptores para SMPS monitoramento de aerossóis (TSI Inc., Shoreview, MN) e elpi (Dekati, Tampere, Finlândia), e aquecer os sistemas por pelo menos 1 hora.
2. Ligue o aparelhointerruptores em todos os transdutores para aquecê-los por pelo menos 1 hora.

3. Carregando TiO ₂ Nanopartículas de pós secos em geradores de aerossóis

1. Abra as tampas dos cilindros sobre os geradores de aerossóis, e substituir os filtros nos geradores de aerossóis. Nota: Um gerador de aerossol possui um cilindro. O número de geradores de aerossol para ser usado depende da concentração desejada massa das partículas na câmara de exposição.
2. Pesar ~ 4 g _nano-TiO2 em pó e carregá-los em cada cilindro.
3. Substituir as tampas de cilindro.
4. Todas as áreas suspeito de TiO ₂ contaminação deve ser molhado apagado.

4. Conectando geradores de aerossóis para inalação câmara de exposição

1. Ligação todas as saídas dos geradores de aerossóis, através de um colector para um separador de ciclone, que está na entrada da câmara de inalação de exposição (TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Alemanha).
2. Ligação de ar comprimido tubulação paraos dispersores Venturi nos geradores de aerossóis.

5. Conectando Monitoramento do Ar e aerossol Inlets amostragem para a câmara de exposição Inalação

1. Ligação de temperatura e umidade relativa (UR), pressão, O ₂ e CO ₂ sensores fornecidos por sistemas TSE para testar portas monitorização da atmosfera na câmara de exposição por inalação.
2. Ligação à entrada de um diluidor de aerossol a uma das portas de amostragem do aerossol na câmara de exposição por inalação, e, em seguida, ligar a sua saída para a entrada do ELPI.
3. Ligação SMPS para uma das portas de amostragem do aerossol na câmara de exposição por inalação.
4. Ligação de entrada de um monitor de concentração de partículas (Sistemas TSE) para uma das portas de amostragem do aerossol na câmara de exposição.
5. Pesar filtro de membrana PTFE (P / N 66149, Pall Corporation, Ann Arbor, Michigan) e carregá-filtro em um suporte de filtro de aço inoxidável (produtos In-Tox, Moriarty Nm).
6. Ligação a entrada deo suporte do filtro de aço inoxidável com um filtro previamente pesado para uma das portas de amostragem do aerossol na câmara de exposição por inalação, e ligar a sua saída a uma bomba de amostragem.

6. Ative Sistemas de Aquisição de Dados

1. Software Activate ELPI aquisição de dados, ELPIVI, verifique os parâmetros de configuração, e ligue a bomba de descarga para ~ 5 min e em seguida zerar o ELPI. Concentração de pré-exposição Record.
2. Ativar o software de aquisição de dados SMPS. Concentração de pré-exposição Record.
3. Software Activate, Daco (TSE Systems), para monitorar e controlar o fluxo de ar, a temperatura ea pressão da câmara de RH, temperatura & RH, O ₂ e CO _2.

7. Animais Experimentais carregando na câmara de exposição Inalação

1. Pesar os animais experimentais.
2. Marque os animais experimentais e gaiolas para que os animais podem ser colocados de volta nas mesmas jaulas após a exposição se needed.
3. Abra a porta da câmara de inalação de exposição, os animais experimentais e carregar nas gaiolas com fio.
4. A água pode ser fornecida aos animais.
5. Feche e prenda a porta da câmara de exposição por inalação.
6. Frequentemente observar animais através das janelas de observação da câmara de exposição para sinais de sofrimento. Os animais devem estar relaxados e se comportando normalmente. Pare a exposição se rápida / dificuldade para respirar, a aparência anormal, alterações posturais ou imobilidade são observados. Retire os animais, devolvê-los às suas gaiolas originais, entre em contato frequentar veterinário e / ou iniciar apropriado Institutional Animal Care e do Comitê Use procedimentos.

Nota: Os operadores devem usar equipamentos de proteção individual ao executar passos 8,7, 8,8 e 8,17.

8. Expor Pequenos Animais de aerossóis de nanopartículas

1. Ligar a bomba de vácuo de exaustão da câmara de inalação.
2. Executar o software de aquisição de dados, Daco, de: a) fornecimento de ar seco e filtrou-se para a câmara de exposição, b) controlar a pressão na câmara de exposição, e c) recolher os dados de exposição ao ambiente, tais como pressão, temperatura, RH, ó ₂ e CO _2.
3. Estabelecer uma pressão ligeiramente negativa (set point = -0,2 mbar) na pressão da câmara.
4. Ligue os geradores de aerossóis.
5. Executar ELPI e software de aquisição de dados SMPS para monitorar continuamente tamanho das partículas e concentração de massa relativa na câmara de exposição por inalação.
6. Quando a concentração de aerossol é estável, ou seja, o perfil de concentração no monitor ELPI chegou planalto (Normalmente: isso leva 20 min após os geradores de aerossóis estão em operação), configure o tempo de amostragem (por exemplo, 1 hr) e ligue a amostragem de aerossol bombear para coletar amostra representativa de nanopartículas com filtros.
7. Uma vez atingido o tempo de amostragem, remova os filtros e conecte o sampling portas com tampões de borracha para evitar que materiais de teste a partir de escapar da câmara de exposição.
8. Pesar os filtros, e calcular a concentração de massa médio na câmara de exposição, tal como descrito acima.
9. Se a concentração média é a concentração alvo, ajustar manualmente o fluxo de ar nos geradores para assegurar a concentração alvo seja atingida.
10. Calcular a deposição das partículas nos pulmões de animais como D = C x V _m XTX F _r, onde D = Dose, C = concentração de massa média de material de teste, V _m = volume minuto, t = tempo de exposição, e F _r = fracção de material que é depositado ou absorvido.
11. Substituir os filtros nos suportes de filtros com filtros limpos, pré-ponderados, e repita os passos 8.6 e 8.8.
12. Com base na concentração da massa real na câmara de exposição e deposição de partículas-alvo nos pulmões de animais, estimar o exp restantetempo osure como, t _permanecer = (D _alvo-D) / (C x V _m x F _r), onde _permanecem t = permanecer duração da exposição, D = Dose _alvo segmentado, C = concentração média em massa de material de teste, V _m = Volume minuto, _r F = fracção de material que é depositado ou absorvido.
13. Desligue o gerador de aerossol, quando t _permanecem é atingido.
14. Antes de retirar os animais a partir da câmara de exposição, lave a câmara de inalação com o ar filtrado até que a concentração de partículas indicado no monitor está perto da concentração de partículas de pré-exposição da câmara.
15. Desligue a bomba de vácuo de exaustão da câmara.
16. Pare de software de aquisição de dados, Daco.
17. Após a exposição, observar os animais para verificar a respiração normal e comportamento, e documento que nenhum outro estudo complicações exist. Se corrimento nasal, dificuldades respiratórias ou outras complicações bem-estar animal são observados, entre em contato frequentar veterinário e / ou iniciar apropriado Institutional Animal Care e do Comitê Use procedimentos.
18. Pare ELPI e software de aquisição de dados SMPS.

9. Criando Relatório de Ensaio

9.1 Condições de ensaio incluem

1. Descrição do sistema de geração de aerossol e os seus parâmetros operacionais utilizados no presente ensaio.
2. Descrição do aparelho de exposição incluindo projecto, tipo, dimensões e seus parâmetros operacionais utilizados durante a exposição.
3. Equipamento para a medição de temperatura, a humidade, tamanho de partícula, e a concentração real.
4. Tratamento do ar de exaustão e do método de abrigar os animais na câmara de ensaio, quando utilizado.

9.2 Dados atmosfera de exposição incluem

1. Taxas de fluxo de ar através do equipamento de inalação.
2. Temperatura e umidade deo ar.
3. Actual concentração (analítica ou gravimétrica) na zona de amostragem aerosol que é perto das gaiolas dos animais.
4. Distribuição de tamanho de partículas, e calculou contagem média de diâmetro aerodinâmico e o desvio padrão geométrico.
5. Explicação para a concentração câmara pretendida e / ou tamanho de partícula não poderia ser alcançado (se aplicável), e os esforços levados para cumprir estes aspectos das orientações.

9.3 Outras

1. Um pouco de pressão negativa na sala de inalação contendo facilidade deve ser mantida para evitar que materiais de teste de escapar laboratório exposição por inalação.
2. Limpe a câmara de exposição diária para eliminar as influências dos dejetos animais.
3. ELPI, SMPS e outros instrumentos devem ser limpos e calibrados com base nos manuais do usuário.

Representative Results

Um estudo de inalação tipicamente envolve a manutenção de um animal experimental, por um ambiente de teste é conhecida e constante, mas expondo o animal experimental para uma concentração definida de um material de teste ^8,9. O sistema de inalação de nanopartículas de corpo inteiro é mostrado na Figura 1. A câmara de corpo inteiro foi operado numa base de fluxo dinâmico, onde havia um fluxo contínuo de 90 LPM de ar através da câmara. Este fluxo de ar fornecido 10,8 trocas de ar / hora que excede o número mínimo de trocas de ar (10,0) exigido pelos EUA Agência de Proteção Ambiental para exposições de inalação aguda ^7. Um sistema de filtro de ar 3-fase, incluindo um filtro de coalescência, uma alta eficiência de filtro coalescente e um filtro de carvão activo (Atlas Copco, Suécia), foi utilizado na entrada de ar para a remoção de água, a poeira e os vapores e óleo (hidrocarboneto) odores. Um sistema de filtro de ar 3-fase incluindo um pré-filtro de papel, um filtro de carvão activado e um filtro HEPA filtro foi usado para proteger controlador de fluxo de massa de escape. Por solicitação da Universidade de West Virginia, um sistema de filtro de ar de 4 estágios concebido pelo Systems TSE foi usada na saída da bomba de vácuo de exaustão. A câmara de exposição tem uma capacidade de alojamento oito gaiolas de animais que eram feitos de arame de aço inoxidável e fornecidos pela Sistemas TSE. O número máximo de animais experimentais imersas na atmosfera na câmara de exposição é de 16 ratos, ou 64 ratos. O volume total dos animais experimentais, não exceda 5% do volume da câmara, para assegurar a estabilidade de uma atmosfera de ensaio, o que é exigido pelo EUA Agência de Protecção Ambiental de exposições à inalação aguda ^7.

Um gerador de aerossóis de nanopartículas foi projetado e testado ^3,10. É constituída por um cilindro de leito fluidizado de vibração (5) com uma divisória (4), com um dispersor de vibração de Venturi (6) e um separador de ciclone, tal como mostrado na Figura 2. Um vibrador (10), fixada no cylinder (5) produz vibrações mecânicas. Um filtro (2) situa-se no distribuidor de ar de aço inoxidável (1) dentro do cilindro. Nanopartículas de pó seco (3) a ser restos de aerossol no filtro. O dispersor de Venturi (6) ligado à porta de saída na parte superior do cilindro. O Venturi dispersor tem uma constrição em um tubo. Um jacto de ar de alta velocidade, soprando através da constrição no dispersor de Venturi pode criar um vácuo dentro do cilindro, que extraem o ar limpo e seco para dentro do cilindro a partir das portas de alimentação de ar nas extremidades proximal e distai, através de um carbono activado e HEPA filtro (9). O dispersor de tomada de Venturi está ligado à entrada de um separador de ciclone (7). A saída do separador de ciclone está ligado à entrada da câmara de exposição. Neste sistema de geração de aerossol, vibrando fluxos múltiplos impacções cisalhamento e são utilizados para dispersar os aglomerados de maiores dimensões, vários separadores de partículas utilizadas para remover os grandes aglomerados, e múltiplas diluições utilizadas para minimizarre-aglomeração das partículas. O tamanho das partículas e da concentração de massa pode ser controlada pelo ajuste manualmente as vibrações e as taxas de fluxo de ar através da camada de pó seco por meio de válvulas (8) e (11).

TiO ₂ aerossóis gerados a partir de _nano-TiO2 grandes quantidades de pó (AEROXIDE _TiO2 P25, Evonik, Alemanha) foram diluídos seca e entregue à câmara de inalação de exposição a 90 LPM. As atmosferas de teste foram monitorizadas com o ELPI e ajustado manualmente para garantir uma exposição constante e conhecida para cada grupo de animais experimentais. Além disso, um grupo simulado constituído pelo mesmo número de animais experimentais devem sempre ser incluídos no estudo. Os animais experimentais de controlo estarão expostos para limpar ar filtrado, em vez de partículas de aerossol, e os resultados deste grupo simulado seria usado para avaliar os efeitos biológicos da nanopartícula aerossol de teste sobre os animais experimentais.

1. Câmara de Pressão

Figura 3, foi mantida por meio do controle da entrada da câmara e os caudais de saída de ar para evitar a fuga da substância de teste no laboratório circundante. Idealmente, a sala que contém a câmara de inalação deve estar a uma pressão ligeiramente negativa.

2. A Air Flow Rates, Temperatura e Umidade Relativa

As taxas de fluxo de ar de admissão e escape foram controlados por controladores de fluxo de massa. Como mostrado na Figura 4, a taxa de fluxo de ar de entrada era de 89,9 ± 0,3 LPM, e taxa de fluxo de ar de escape foi 111,9 ± 0,9 LPM. A temperatura e humidade relativa foram monitorizadas com um transdutor de temperatura e RH e controlados a 22,6 ± 0,4 ° C e 6,9 ​​± 0,6%, através de controlo da temperatura do ar ambiente, e com um humidifier, como mostrado na Figura 5. De acordo com investigações da Pauluhn & Mohr sob a umidade relativa do ar entre 3 e 80%, os ratos toleraram ou atmosfera de umidade, sem quaisquer efeitos específicos ^4.

3. Câmara de O ₂ e CO ₂ Concentrações

As concentrações de O ₂ e CO ₂ foram monitorados continuamente com O ₂ a ₂ e analisadores de gás CO. Como mostrado na Figura 6, O ₂ ficou estável em 20,79 ± 0,03%, e a concentração de CO ₂ foi de 580 ± 25 ppm.

4. Caracterização Aerosol

Um aerossol usado para estudos de inalação é vulgarmente caracterizado em tempo real por dois parâmetros que descrevem a função de distribuição de tamanho e um parâmetro de concentração. Um fluxo contínuo de atmosfera de ensaio foi retirado das zonas apenas acima das gaiolas dos animais na câmara através de uma amostraA linha para o instrumento de análise.

4.1 granulométrica

A Figura 7A representa a distribuição do tamanho de partícula medido com um padrão de 10 LPM ELPI. A contagem média de diâmetro aerodinâmico das partículas é de 157 nm. Figura 7B representa a distribuição do tamanho de partícula medido com TSI 3936L75 SMPS. A contagem média de diâmetro a mobilidade das partículas é de 145 nm com um desvio padrão de 2,3. Figura 7C mostra a mudança do tamanho das partículas durante os estudos de exposição por inalação. O tamanho das partículas é relativamente estável durante todo o período de exposição.

4.2 Aerosol Concentração

O tempo real, o perfil de concentração de massa das nano-partículas de TiO ₂ foi monitorizada nas zonas pouco acima das gaiolas com uma ELPI. Figura 8A representa a concentração de partículas durante um 4 hr / dia a exposição por inalação. Durantea exposição por inalação, as concentrações reais foram medidos usando métodos gravimétricos, foram levados 03:57 medições, para o cálculo da dose inalada. As partículas foram coletadas com filtros de membrana de PTFE 47 milímetros. Um XP2U microbalança (Mettler Toledo, Suíça), foi usada para pesar os materiais de enchimento.

A variabilidade intra-dia e inter-dia da concentração de _nano-TiO2 na câmara de inalação foram determinados com base na concentração gravimétrica de 29 cada 4 horas / dia exposições por inalação (concentração alvo = 6,0 mg / m ^3). Cada concentração média intra-dia e o seu desvio padrão relativo (RSD) foram calculados com base em 3 ou 4 que, durante as medições gravimétricas inalação 4 horas, como mostrado na Figura 8B. A concentração intra-dia tem uma média de 5,3-6,6 mg / m ^3, com o RSD entre 0,02 e 0,17. A concentração média inter-dia e sua RSD foram calculados com base em 29 de indivíduo intr médiaconcentrações gravimétricos a-dia. A concentração média inter-diária é de 6,0 mg / m ^3, com desvio padrão de 0,06. Ele indicou que o nosso sistema pode fornecer nano-TiO ₂ atmosferas de teste estáveis ​​e reproduzíveis para exposições de inalação aguda.

4.3 Aerosol Morfologia e Composição Elemental

Estruturas e composições químicas das partículas são importantes em estudos toxicológicos. TiO ₂ amostras foram recolhidas em 47 mm de filtros de policarbonato Nuclepore (Whatman, Clinton, PA). Os filtros foram cortados em quatro partes iguais, duas seções foram montados em stubs de alumínio com pasta de prata (prata coloidal líquido, Ciências da microscopia electrónica, Hatfield, PA). O depositado TiO ₂ partículas foram vistas usando um Hitachi 4800 de emissão de campo microscópio eletrônico de varredura (FESEM, Hitachi, Japão), e também analisados ​​usando análise de energia dispersiva de raios X (SEM-EDX; Princeton Gamma-Tech, Rocky Hill, NJ) em 20 keV. 2 SEM amostras de aerossóis, e a Figura 10 é um espectro de TiO ₂ para as amostras de aerossóis. Mais de uma centena de partículas foram examinados com o SEM-EDX para assegurar que as partículas no filtro foram verdadeiramente composto de titânio e de oxigénio, uma indicação de partículas _de TiO2. Na Figura 10, o carbono é a partir do filtro e o ouro / paládio é a partir do revestimento. Com base nos resultados de SEM-EDX, todas as partículas examinadas consistiu de titânio e apenas oxigénio, demonstrando que eles eram verdadeiramente partículas de TiO _2.

5. Uniformidade de distribuição

Mantendo os parâmetros ambientais adequadas no interior da câmara é suficiente, se a concentração do composto de ensaio varia de um local para outro ^3. As concentrações de nanopartículas foram aferidos em quatro locais diferentes, nas zonas pouco acima das gaiolas na câmara de exposição.

Massa das partículas em um local, _i M, foi medido gravimetricamente, com amostragem de filtro e uma micro-balança. A massa média das partículas da amostra é

O desvio relativo da concentração em massa no local i a partir da concentração média é

O desvio máximo relativo das concentrações em diferentes pontos de medição a partir da concentração média é de <6%. Isto está dentro dos limites de tolerância para cálculo grupo.

6. Deposição de partículas calculado em pulmões de animais Se o animal está a inalar uma concentração conhecida da atmosfera de teste durante o período de exposição e a absorção ou depositados fracção é conhecido, a quantidade de material depositado de teste pode ser calculada:

em que D = Dose, C = concentração de material de teste, V _m = volume minuto, t = tempo de exposição, e F _r = fracção de material que é depositado ou absorvido.

Os valores médios para o volume minuto, V _m pode ser estimada a partir de massa corporal utilizando empírica alométrica escala fórmulas ^1,2. Por exemplo, supondo que um rato tem uma ventilação minuto _m V = 200 mL / min, concentração de exposição C = 6,2 mg / m ^3, a duração da exposição t =4 horas, fração da deposição de material F _r = 0,1, em seguida, a deposição nos pulmões, calculado D = 30 ug.

Figura 1. Inalação Facilidade de exposição 1 = câmara de exposição;. 2 = pêndulo elétrico de baixa pressão, 3 = gerador de aerossol, 4 = Digitalização mobilidade partícula sizer.

Figura 2. Diagrama esquemático de nano-TiO2 gerador de aerossol 1 = distribuidor de ar;. 2 = filtro, 3 = TiO ₂ pó seco; 4 = defletor; 5 = cilindro; 6 = Venturi dispersor; 7 = separador de ciclone; 8 = válvula (ar de diluição) , 9 = carvão e filtro HEPA; 10 = vibrador; 11 = válvula (ar através de pó seco).

Figura 3. Câmara de pressão. Uma pressão ligeiramente negativa na câmara foi mantida a -0,2 mbar (pressão alvo). Uma vez que a pressão está fora da pressão alvo (pontos), o sistema de controlo da pressão ajustado de volta para a pressão alvo.

Figura 4. Secção de entrada e de saída as taxas de fluxo de ar. Taxa de fluxo de ar de entrada médio = 89,9 LPM, e caudal de ar de exaustão = 111,9 LPM para manter uma pressão ligeiramente negativa na câmara.

Figura 5. Câmara de temperatura e umidade relativa. A temperatura média ratura = 22,6 ± 0,4 ° C, enquanto o RH é de 6,9 ​​± 0,6%.

Figura 6. Câmara de O ₂ e CO _2. The O ₂ é 20,79%, e de CO ₂ é de 580 ppm.

Figura 7. . TiO ₂ distribuição de tamanho do aerossol A) ELPI, conte diâmetro aerodinâmico médio D _p = 157 nm; B) SMPS, a contagem média de diâmetro mobilidade D _g = 145 nm com um desvio padrão geométrico σ _g de 2,3 C) tamanho da partícula em função do tempo. de ELPI. Clique aqui para ver a figura maior .

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Figura 8a. 4 horas TiO ₂ concentração de massa de aerossóis.

Figura 8B. TiO ₂ concentrações em massa de aerossóis de 4 horas de exposição por inalação 29-individual.

Figura 9. Micrografias de TiO _2. Aerosol A) distribuição de partícula típica de filtro 47 milímetros. B) seta vermelha, 1,78 mM. C) seta amarela, 159 nm. Clique aqui para ver a figura maior .

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Figura 10. Um espectro de TiO ₂ de amostra de aerossol. O carbono é a partir do filtro e o ouro / paládio é a partir do revestimento. Com base nos resultados de SEM-EDX, todas as partículas examinadas consistiu de titânio e apenas oxigénio, demonstrando que eles eram verdadeiramente partículas de TiO _2.

Discussion

Reunimos e aqui descrito em um sistema de corpo inteiro de nanopartículas aerosol inalação de exposição. A funcionalidade do sistema foi validado com nanopartículas de técnicas de caracterização de aerossóis state-of-the-art. Com um novo sistema de geração de aerossol de nanopartículas, este sistema de inalação pode fornecer um bem caracterizado, nanopartículas atmosfera de ensaio aerossol controlada e uniforme com a temperatura relativamente consistente, a humidade, o fluxo de ar, e o teor de oxigénio para os animais experimentais. O sistema de exposição é mais eficiente para um grande número de animais, ou de estudos de longo prazo. Neste grande câmara de corpo inteiro, animais experimentais são desenfreada, confortável e estresse por calor é minimizado. A principal limitação da exposição é que os animais experimentais são imersos na atmosfera na câmara de exposição. Outras vias de administração, tais como a exposição oral e dérmica pode ocorrer. Além disso, o sistema em todo o organismo, uma grande quantidade de material a granel, é necessário because da maior taxa de fluxo de entrada. Por exemplo, neste sistema, com uma câmara de 0,5 m ^3, a exposição, a taxa de fluxo de ar de entrada é de 90 LPM, enquanto que para um único sistema de nariz-exposição por inalação de 12 portas, a taxa de fluxo de ar de entrada é de 12 LPM. Portanto, o custo e disponibilidade de materiais a granel deve ser considerado quando do planejamento de estudos de exposição por inalação.

Materials

Name	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