A inalação de nanopartículas de aerossóis facilidade de exposição de corpo inteiro foi construído para o dióxido de titânio nano-sized (TiO 2) Estudos de toxicologia de inalação. Este sistema proporciona nano-TiO 2 Atmosferas de teste de aerossol que têm: 1) uma concentração de equilíbrio de massa, 2) uma composição homogénea livre de contaminantes, e 3) uma distribuição de tamanho de partícula estável durante a geração de aerossol.
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Artigo de método
Todo o corpo de nanopartículas de aerossóis exposições por inalação
Neste artigo
Resumo
Resumo
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.
Protocolo
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
- Coloque nano-TiO2 em pó em um recipiente não transparente.
- Deixe a tampa do recipiente aberto.
- Coloque o recipiente em um secador secar por pelo menos 24 horas para o condicionamento.
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Resultados
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 exc.......
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Discussão
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 e.......
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Divulgações
Os resultados e conclusões deste relatório são de responsabilidade dos autores e não representam, necessariamente, a opinião do Instituto Nacional de Segurança e Saúde Ocupacional. A menção de quaisquer nomes de empresas ou produtos não implica o aval da NIOSH, nem implica que produtos alternativos não estão disponíveis, ou incapaz de ser substituído após avaliação adequada.
Agradecimentos
Lista de confirmações e fontes de financiamento.
NIH-ES015022 e ES018274 (TRN)
Acordo NSF-Cooperativa 1003907 (VCM)
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Materiais
| Nome | Empresa | Número de catálogo | Comentários |
|---|---|---|---|
| Sistema de exposição por inalação | TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Alemanha | ||
| Sistema de monitoramento de ar | TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Alemanha | ||
| Dióxido de titânio Aeroxide P25 | Evonik, Alemanha | ||
| Medidor de partículas de mobilidade de varredura-3936L75 | TSI Inc., Shoreview, MN | ||
| Impactador elétrico de baixa pressão, padrão 10 LPM | Dekati, Tampere, Finlândia | ||
| Ultra Micro Balance, XP2U | METTLER TOLEDO, Suíça | ||
| Microscópio Eletrônico de Varredura por Emissão de Campo-S-4800 | Hitachi, Japão | ||
| Análise de raios X por dispersão de energia | Princeton Gamma-Tech, Rocky Hill, N.J. | ||
| Filtros de policarbonato Nuclepore | Whatman, Clinton, PA | ||
| Filtros de membrana PTFE | Pall Corporation, Ann Arbor, Michigan |
Referências
- 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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Reimpressões e permissões
Etiquetas
C mara de Exposi o de Corpo InteiroGerador de Aerossol de Nano TiO2Analisador de Mobilidade de Part culas por VarreduraImpactor El trico de Baixa Press oDistribui o de Tamanho de Part culasMedi o da Concentra o de MassaControle de Press o da C maraBomba de Amostragem de AerossolAn lise Gravim trica de Filtro
