שימוש במחולל תרסיס נימי בייצור רציף של תרסיס מבוקר למחקרים לא קליניים

ה- CAG שימושי לדור תרמי רציף וניתן לחזרה של אירוסולים בכמויות גדולות, כגון עבור מחקרי טוקסיקולוגיה של שאיפה in vivo, שבהם השימוש במוצרי צריכה או בהתקני שאיפה אינו אפשרי. השימוש ב-CAG מאפשר לניסויים לשלוט במדויק בגורמים המשפיעים על הכימיה והמאפיינים הפיזיקליים של חלקיקי אירוסול, כגון טמפרטורה, הרכב נוזלים, קצב זרימת נוזלים וזרימת אוויר. הנוזל ב-CAG מתאדה, ומייצר אדים רוויים במיוחד שמתקררים מיד במגע עם זרימת האוויר, גורמים לנוקלאציה הומוגנית, ובהמשך לתהליכי עיבוי היוצרים את חלקיקי האירוסול.

הפרוטוקול המוצג נותן תובנה לגבי ההרכבה והמורכבות של השימוש ב- CAG למטרה הכללית של ייצור אירוסולים. כדוגמה עובדת, בדיקת הרכב נוזלי טיפוסי הקיים בתערובות סיגריות אלקטרוניות משמשת. התחל על ידי הצבת הנימים בחריץ הנימי של בלוקי החימום מאלומיניום כאשר קצה הפלט בולט בכ-5 מילימטרים.

מהדקים קלות את הברגים של שני חצאי גושי החימום מאלומיניום. לאחר מכן, להרכיב את גופי החימום ואת thermocouple בלוקים חימום אלומיניום עם החוטים בולטים דרך מכסה אחורי אלומיניום. התקינו את אביזרי הדחיפה פנימה, כדי להבטיח שאביזרי הדחיפה של 2 על 4 מילימטרים יהיו מאובטחים היטב על גבי צינור ה-SS החיצוני.

הניחו את טבעות ה-O על שני החריצים של שפופרת הפסגה הפנימית והכניסו את שפופרת הפסגה הפנימית לתוך צינור ה-SS החיצוני מהקצה הקדמי. החליקו את מכלול צינור ה-SS הפנימי/החיצוני מעל גופי החימום מאלומיניום שהורכבו, כך שיתאימו היטב לגב האחורי של ה-SS. לאחר מכן, הניחו את מכסה האלומיניום הקדמי מעל גוף חימום האלומיניום בתוך צינור הפסגה הפנימי.

ודא שהנימי בולט מעט מהכובע הקדמי מאלומיניום. מקם את מתאם השיא מעל חזית צינור הפסגה הפנימית. ודא שמתאם השיא מתאים לחריץ הקדמי של שפופרת הפסגה הפנימית.

מקם את הצימוד מעל מתאם השיא. הידק את האגוזים מעל הצימוד, כך שמתאם השיא הדוק. חברו את גופי החימום לבקר הטמפרטורה, את התרמו-קופל של בקר הטמפרטורה ל-CAG ואת הצינורות מהמשאבה הפריסטלטית ל-CAG.

חברו את האוויר הדחוס לזרימת אוויר מחוממת למחולל האירוסולים הנימיים באמצעות אביזרי הדחיפה בגודל 2 על 4 מילימטרים. הרכיבו את מחולל האירוסולים הנימיים לפיסת הזכוכית וספקו זרימת אוויר בדילול לערכים מוגדרים מראש. בהתבסס על החישובים התיאורטיים המתוארים בכתב היד של הטקסט, בצע את הריצות ההנדסיות הראשוניות כדי לכמת את ריכוז מכונן האירוסולים בפועל ולקבל את התשואה בפועל של מחולל האירוסולים הנימיים.

בצע כוונון עדין נוסף של ריכוז האירוסול על ידי שימוש באותם חישובים להתאמת זרימת האוויר בדילול כולל או קצב זרימת נוזלים. שימוש בתמיסה המכילה 2%ניקוטין וקצב זרימה נוזלי של 0.35 גרם לדקה עם ריכוז תרסיס ניקוטין מדוד של 15 מיקרוגרם לליטר בזרימת אוויר בדילול כוללת של 320 ליטר לדקה יביא לתפוקה בפועל של 68.57% ניקוטין. שקלו ותעדו את הערך של נוזל הבדיקה, המערבל המגנטי והבקבוק ל-0.01 גרם הקרובים ביותר.

ניסוחים של מלאי נוזלי מוכנים עם רכיבים המתוארים בכתב היד של הטקסט. הגדר את נקודת בקרת הטמפרטורה בבקר הטמפרטורה הדיגיטלית ל-250 מעלות צלזיוס והתחל לחמם את מחולל האירוסולים הנימיים. הניחו את תמיסת מלאי הנוזלים עם מוט ערבוב מגנטי על מערבל מגנטי.

מקם את צינור הכניסה מהמשאבה הפריסטלטית בתמיסת הבדיקה. הפעל את המשאבה הפריסטלטית והגדר את קצב זרימת הנוזלים ל-5% כאשר הטמפרטורה מגיעה ל-250 מעלות, התחל בייצור אירוסול על ידי הפעלת המשאבה הפריסטלטית כדי לספק נוזל בדיקה למחולל האירוסולים הנימיים. בדקו שהתרסיס נוצר ליד קצה הנימים ותעדו את הזמן הדרוש לחישוב קצב זרימת המסה.

מקם מסנן במחזיק המסנן והנח את מכסות המסנן. שקלו את מחזיק המסנן ל-0.0001 גרם הקרוב ביותר עם המסנן לפני איסוף הדגימה ותעדו את המשקל. חבר את מחזיק המסנן המכיל את המסנן לזרימת האירוסול והתחל באיסוף הדגימות.

לאחר איסוף הדגימה, שקלו את המסנן עם מחזיק המסנן והאותיות הקטנות ותעדו את משקל הקצה. חשב את המסה שנאספה על ידי אירוסולים באמצעות הנוסחה המצוינת בכתב יד טקסט. כעת, הסר את משטח המסנן ממחזיק המסנן והפקיד אותו בבקבוקון זכוכית המכיל חמישה מיליליטרים של אתנול.

חלצו את המסה שנאספה על ידי אירוסולים על ידי ניעור משטח המסנן על שייקר מעבדה במשך 30 דקות ב-400 סיבובים לדקה. אפיון כימי של אירוסולים שנוצרו על ידי CAG אישר רמה גבוהה של יכולת שכפול תחת אותם חימום, קירור, זרימת אוויר מדוללת, תנאי דגימה, עם סטיית תקן יחסית של 2.48% עבור מסה שנאספה על ידי אירוסול, 3.28% עבור ניקוטין, 3.43% עבור גליצרול ו -3.34% עבור פרופילן גליקול. ההשפעה הגדולה ביותר על גודל החלקיקים נצפתה בעת שינוי זרימת הקירור מ-10 ל-20 ליטר לדקה וזרימת הדילול הראשונה מ-160 ל-150 ליטר לדקה.

הקוטר האווירודינמי החציוני של חלקיקי אירוסול גדל בגודלו עם קצבי זרימת הקירור ההולכים וגדלים. התפלגות הקוטר האווירודינמי של חלקיקי האירוסול הוסטה בבירור לכיוון קטרים גדולים יותר כאשר משווים אירוסולים שנוצרו בזרימת קירור של 10 ליטר לדקה עם אלה שנוצרו במהירות של 20 עד 50 ליטר לדקה. ריכוז אירוסולי יעד מיועד, יחד עם הכללת קצב זרימת האוויר וערכי קצב זרימת הנוזלים, מאפשרים למפעילים להתחשב באופן ניסיוני בתשואות ממערך CAG.

בעקבות הליך זה, ניתן לבדוק תערובות נוזליות אחרות בתנאים דומים או משתנים המאפשרים לחוקרים להבין טוב יותר בניסויים שינויים בתכונות הפיזיקליות והכימיות המתרחשים באמצעות אירוסוליזציה מחוממת.