Summary
एक पूरे शरीर nanoparticle के एयरोसोल साँस लेना जोखिम सुविधा (TiO नैनो आकार टाइटेनियम डाइऑक्साइड के लिए निर्माण किया गया था
Protocol
पूरे शरीर की nanoparticle साँस लेना जोखिम कदम दर कदम संचालन प्रक्रिया के रूप में वर्णित किया जाता है.
नोट: 1) चरण 1 और 3 एक धूआं हुड में प्रदर्शन किया जाना चाहिए, 2) (ऑपरेटरों respirators, चश्मे और रबर के दस्ताने) उपयुक्त व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण पहनने चाहिए.
1. कंडीशनिंग TiO 2 Nanoparticle सूखे पाउडर
- एक nontransparent कंटेनर में नैनो TiO 2 पाउडर रखें.
- कंटेनर ढक्कन खुला छोड़ दें.
- कंडीशनिंग के लिए कम से कम 24 घंटे के लिए एक सूखी desiccator में कंटेनर रखें.
2. डाटा अधिग्रहण और नियंत्रण प्रणाली, SMPS और ELPI और सभी ट्रान्सड्यूसरों ऊपर वार्मिंग
- हवाई निगरानी और डाटा अधिग्रहण प्रणाली और एयरोसोल निगरानी एसएमपीएस (TSI इंक, Shoreview, एम.एन.) और ELPI (Dekati, टाम्परे, फिनलैंड) के लिए बिजली स्विच चालू है, और कम से कम 1 घंटे के लिए सिस्टम को गर्म.
- बिजली को चालू करेंसभी ट्रांसड्यूसर में स्विच कम से कम 1 घंटे के लिए उन्हें गर्म करने के लिए.
3. एयरोसोल जेनरेटर में TiO 2 Nanoparticle सूखे पाउडर लोड हो रहा है
- एयरोसोल जेनरेटर पर सिलेंडर टोपियां खोलें, और एयरोसोल जेनरेटर में फिल्टर की जगह. ध्यान दें: एक एयरोसोल जनरेटर एक सिलेंडर है. प्रयोग की जाने वाली एयरोसोल जेनरेटर की संख्या जोखिम कक्ष में कणों की वांछित जन एकाग्रता पर निर्भर करता है.
- ~ 4 जी नैनो TiO 2 पाउडर वजन और प्रत्येक सिलेंडर में उन्हें लोड.
- सिलेंडर टोपियां बदलें.
- सभी क्षेत्रों TiO 2 संदूषण का संदेह गीला मिटा दिया जाना चाहिए.
4. साँस लेना एक्सपोजर चैंबर के लिए एयरोसोल जेनरेटर कनेक्ट
- साँस लेना जोखिम कक्ष (त्से सिस्टम GmbH, Bad Homburg, जर्मनी) के प्रवेश पर है जो एक चक्रवात विभाजक के लिए कई गुना के माध्यम से एयरोसोल जेनरेटर की सभी दुकानों से कनेक्ट करें.
- संपीड़ित हवा ट्यूबिंग से कनेक्ट करेंएयरोसोल जेनरेटर में Venturi dispersers.
5. साँस लेना एक्सपोजर चैंबर के लिए वायु निगरानी और एयरोसोल नमूना inlets कनेक्ट
- तापमान और सापेक्ष आर्द्रता (आरएच), दबाव, साँस लेना जोखिम कक्ष पर वातावरण निगरानी बंदरगाहों का परीक्षण करने त्से सिस्टम्स द्वारा आपूर्ति 2 हे और सीओ 2 सेंसर कनेक्ट.
- साँस लेना जोखिम कक्ष पर एयरोसोल नमूना बंदरगाहों में से एक के लिए एक एयरोसोल तनुकारी के इनलेट कनेक्ट, और फिर ELPI के प्रवेश करने के लिए अपने आउटलेट कनेक्ट.
- साँस लेना जोखिम कक्ष पर एयरोसोल नमूना बंदरगाहों में से एक को एसएमपीएस जुड़ें.
- प्रदर्शन के चैम्बर पर एयरोसोल नमूना बंदरगाहों में से एक के लिए एक कण एकाग्रता की निगरानी (त्से सिस्टम) की प्रवेश जुड़ें.
- PTFE झिल्ली फिल्टर (पी / एन 66149, पाल निगम, एन आर्बर, मिशिगन) वजन और एक स्टेनलेस स्टील के फिल्टर धारक (में Tox उत्पादों, मोरियार्टी समुद्री मील दूर) में फिल्टर लोड.
- के इनलेट कनेक्टएक नमूना पंप करने के लिए एक साँस लेना जोखिम कक्ष पर एयरोसोल नमूना बंदरगाहों में से एक को फिल्टर पूर्व तौला, और कनेक्ट अपने आउटलेट के साथ स्टेनलेस स्टील के फिल्टर धारक.
6. डाटा अधिग्रहण प्रणाली को सक्रिय करें
- सक्रिय ELPI डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर, ELPIVI, सेटअप मानकों की जाँच, और 5 मिनट के लिए ~ फ्लश पंप पर बारी और फिर ELPI शून्य. रिकॉर्ड पूर्व जोखिम एकाग्रता.
- एसएमपीएस डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर को सक्रिय करें. रिकॉर्ड पूर्व जोखिम एकाग्रता.
- सक्रिय सॉफ्टवेयर, Daco (त्से सिस्टम), हवा का प्रवाह गति, तापमान और आरएच चैम्बर दबाव की निगरानी और नियंत्रण के लिए, तापमान और आरएच, 2 हे और सीओ 2.
7. साँस लेना एक्सपोजर चैंबर में प्रायोगिक पशु लोड हो रहा है
- प्रायोगिक पशुओं वजन.
- जानवरों के प्रदर्शन के बाद एक ही पिंजरों में वापस डाल दिया जा सकता है ताकि प्रायोगिक पशुओं और पिंजरों मार्क अगर needed.
- साँस लेना जोखिम चैम्बर का दरवाजा खोलो, और वायर्ड पिंजरों में प्रायोगिक पशुओं को लोड.
- पानी जानवरों के लिए प्रदान किया जा सकता है.
- साँस लेना जोखिम कक्ष का दरवाजा बंद और सुरक्षित.
- अक्सर पूछे जाने वाले संकट के संकेत के लिए जोखिम चैम्बर अवलोकन खिड़कियों के माध्यम से पशुओं का पालन. पशु आराम और सामान्य रूप से व्यवहार किया जाना चाहिए. तेजी / सांस लेने अस्वाभाविक अगर जोखिम बंद करो, असामान्य उपस्थिति, मुद्राओं में असामान्यताएं या गतिहीनता मनाया जाता है. , जानवरों निकालें उनके मूल पिंजरों में उन्हें वापस करें, में भाग लेने के पशु चिकित्सक और / संपर्क या उपयुक्त संस्थागत पशु की देखभाल शुरू करने और समिति प्रक्रियाओं का प्रयोग करें.
नोट: कदम 8.7, 8.8 और 8.17 जब प्रदर्शन ऑपरेटरों व्यक्तिगत सुरक्षा उपकरण पहनने चाहिए.
8. Nanoparticle एयरोसौल्ज़ के लिए छोटे जानवरों को उजागर
- साँस लेना जोखिम कक्ष के निकास वैक्यूम पंप को चालू करें.
- करने के लिए डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर, Daco, भागो: एक तरह के दबाव, तापमान, आरएच, ओ के रूप में जोखिम पर्यावरण के डेटा,) जोखिम कक्ष में दबाव को नियंत्रित) ख, जोखिम चैम्बर के लिए फ़िल्टर शुष्क हवा की आपूर्ति, और ग) इकट्ठा 2 और सीओ 2.
- चैम्बर के दबाव में एक थोड़ा नकारात्मक दबाव (सेट बिंदु = -0.2 मिलीबार) स्थापित करना.
- एयरोसोल जेनरेटर चालू करें.
- लगातार साँस लेना जोखिम कक्ष में कण आकार और रिश्तेदार जन एकाग्रता की निगरानी के लिए ELPI और एसएमपीएस डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर चलाएँ.
- एयरोसोल एकाग्रता स्थिर हो गया है, ELPI मॉनिटर पर एकाग्रता प्रोफाइल (आम तौर पर: एयरोसोल जेनरेटर चल रही हैं के बाद यह 20 मिनट लगते हैं) पठार तक पहुँच यानी (उदाहरण के लिए, 1 घंटा) नमूने समय निर्धारित करते हैं, और एयरोसोल नमूने पर बारी फिल्टर के साथ नैनोकणों के प्रतिनिधि नमूने एकत्र करने के लिए पंप.
- नमूना लेने के समय तक पहुँच जाता है एक बार, फिल्टर को हटाने और एक प्लगजोखिम कक्ष भागने से परीक्षा सामग्री को रोकने के लिए रबर प्लग के साथ बंदरगाहों mpling.
- फिल्टर वजन, और ऊपर वर्णित के रूप में प्रदर्शन के चैम्बर में मतलब जन एकाग्रता की गणना.
- मतलब एकाग्रता लक्षित एकाग्रता से दूर है, तो मैन्युअल रूप से लक्षित एकाग्रता उपलब्ध हो जाता है यह सुनिश्चित करने के लिए जनरेटर में airflow समायोजित.
- = डी सी एक्स वी एम XTX एफ आर, जहां डी = खुराक, सी परीक्षण सामग्री का = मतलब जन एकाग्रता, वी एम = मिनट मात्रा, टी = जोखिम अवधि, और एफ आर के = अंश सामग्री के रूप में पशु फेफड़ों में कण बयान की गणना कि जमा या अवशोषित कर लेता है.
- स्वच्छ, पूर्व भारित फिल्टर के साथ फिल्टर धारकों में फिल्टर, और दोहराने कदम 8.6 और 8.8 बदलें.
- पशु फेफड़ों में जोखिम चैम्बर और लक्षित कण बयान में असली जन एकाग्रता पर आधारित है, शेष विस्तार के अनुमान, टी रहने के रूप में osure समय = (डी लक्षित डी) / (सी एक्स वी एम एक्स एफ आर) टी रहते हैं, जहां = जोखिम अवधि रहना, डी लक्षित = लक्षित खुराक, सी = परीक्षण सामग्री का बड़े पैमाने पर एकाग्रता, वी एम मतलब = मिनट मात्रा, एफ आर जमा या अवशोषित हो जाती है कि सामग्री के = अंश.
- रहना टी तक पहुँच जाता है जब एयरोसोल जनरेटर बंद करें.
- निगरानी में संकेत दिया कण एकाग्रता कक्ष में पूर्व जोखिम कण एकाग्रता करे जब तक जोखिम कक्ष से पशुओं को हटाने से पहले, फ़िल्टर्ड हवा के साथ साँस लेना जोखिम चैम्बर फ्लश.
- चैम्बर निकास वैक्यूम पंप बंद करें.
- डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर, Daco बंद करो.
- प्रदर्शन के बाद, सामान्य श्वसन और व्यवहार को सत्यापित करने के लिए पशु पालन, और दस्तावेज़ है कि कोई अन्य अध्ययन जटिलताओं पूर्वपहली. नाक मुक्ति, श्वसन संकट या किसी अन्य पशु कल्याण जटिलताओं को मनाया जाता है, में भाग लेने के पशु चिकित्सक और / संपर्क या उपयुक्त संस्थागत पशु की देखभाल शुरू करने और समिति प्रक्रियाओं का प्रयोग करें.
- ELPI और एसएमपीएस डाटा अधिग्रहण सॉफ्टवेयर बंद करो.
9. टेस्ट रिपोर्ट बनाना
9.1 टेस्ट परिस्थितियों में शामिल
- इस परीक्षण में इस्तेमाल किया एयरोसोल पीढ़ी प्रणाली और उसके संचालन मानकों का विवरण.
- प्रदर्शन के दौरान इस्तेमाल किया डिजाइन, प्रकार, आयाम और उसके संचालन मानकों सहित जोखिम तंत्र का विवरण.
- मापने तापमान, नमी, कण आकार, और वास्तविक एकाग्रता के लिए उपकरण.
- हवा निकास और जब इस्तेमाल परीक्षण के चैम्बर में पशुओं के आवास की विधि का उपचार.
9.2 एक्सपोजर माहौल डेटा शामिल
- साँस लेना उपकरणों के माध्यम से वायु प्रवाह दरों.
- तापमान और नमीहवा.
- पशु पिंजरों के पास है जो एयरोसोल नमूना क्षेत्र में वास्तविक (विश्लेषणात्मक या gravimetric) एकाग्रता.
- कण आकार के वितरण, और गणना की गिनती मंझला वायुगतिकीय व्यास और ज्यामितीय मानक विचलन.
- क्यों वांछित कक्ष एकाग्रता और / या कण आकार के रूप में व्याख्या (यदि लागू हो) प्राप्त नहीं किया जा सकता है, और प्रयासों के दिशा निर्देशों के इन पहलुओं के साथ पालन करने के लिए लिया.
अन्य 9.3
- कमरे युक्त साँस लेना सुविधा में थोड़ा नकारात्मक दबाव साँस लेना जोखिम प्रयोगशाला भागने से परीक्षा सामग्री को रोकने के लिए बनाए रखा जाना चाहिए.
- पशु कचरे के प्रभाव को खत्म करने के लिए दैनिक जोखिम चैम्बर साफ करें.
- ELPI, SMPS और अन्य उपकरणों को साफ और उपयोगकर्ता मैनुअल के आधार पर calibrated किया जाना चाहिए.
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Representative Results
एक साँस लेना जोखिम अध्ययन आम तौर पर एक परीक्षण सामग्री 8,9 की एक परिभाषित एकाग्रता के लिए प्रयोगात्मक पशु को उजागर करते हुए एक ज्ञात और लगातार परीक्षण वातावरण में एक प्रयोगात्मक पशु बनाए रखने शामिल है. पूरे शरीर की nanoparticle साँस लेना जोखिम प्रणाली चित्र 1 में दिखाया गया है. कक्ष के माध्यम से हवा के एक 90 LPM निरंतर प्रवाह था जहां पूरे शरीर चैम्बर एक गतिशील प्रवाह के आधार पर संचालित किया गया था. यह हवा का प्रवाह तीव्र साँस लेना जोखिम 7 के लिए अमेरिका पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा आवश्यक हवा एक्सचेंजों की न्यूनतम संख्या (10.0) से अधिक है जो 10.8 हवा परिवर्तन / घंटा प्रदान की. एक coalescing फिल्टर, फिल्टर और एक सक्रिय कार्बन फिल्टर (एटलस Copco, स्वीडन) coalescing एक उच्च क्षमता सहित एक 3 चरण हवा फिल्टर प्रणाली, पानी, धूल और तेल वाष्प और (हाइड्रोकार्बन) odors को हटाने के लिए इनलेट हवा पर इस्तेमाल किया गया था. एक पूर्व कागज फिल्टर, एक लकड़ी का कोयला फिल्टर और एक HEPA फाई सहित एक 3 चरण हवा फिल्टर प्रणालीlter निकास जन प्रवाह नियंत्रक की रक्षा के लिए इस्तेमाल किया गया था. पश्चिम वर्जीनिया विश्वविद्यालय के अनुरोध के अनुसार, त्से सिस्टम्स द्वारा बनाया गया एक 4 चरण हवा फिल्टर प्रणाली निकास वैक्यूम पंप की दुकान पर इस्तेमाल किया गया था. जोखिम चैम्बर स्टेनलेस स्टील के तार से बना है और त्से सिस्टम्स द्वारा आपूर्ति की गई है कि आवास 8 पशु पिंजरों की क्षमता है. जोखिम कक्ष में माहौल में डूब प्रायोगिक पशुओं की अधिकतम संख्या 16 चूहों, या 64 चूहों है. प्रायोगिक पशुओं की कुल मात्रा तीव्र साँस लेना जोखिम 7 के लिए अमेरिका पर्यावरण संरक्षण एजेंसी द्वारा की आवश्यकता है जो एक परीक्षण वातावरण की स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए कक्ष की मात्रा का 5% से अधिक नहीं है.
एक nanoparticle एयरोसोल जनरेटर बनाया गया और 3,10 परीक्षण किया गया था. चित्रा 2 में दिखाया गया है, क्योंकि यह एक भ्रमित (4), एक हिल Venturi disperser (6) और एक चक्रवात विभाजक के साथ एक हिल द्रवीकृत बिस्तर सिलेंडर (5) के होते हैं. एक वाइब्रेटर (10) cylind से जुड़ीएर (5) यांत्रिक कंपन पैदा करता है. एक फिल्टर (2) सिलेंडर में स्टेनलेस स्टील हवा वितरक (1) पर बैठता है. Nanoparticle शुष्क पाउडर (3) फिल्टर पर aerosolized टिकी हुई हो. Venturi disperser (6) सिलेंडर के ऊपर से बाहर निकलने के बंदरगाह से जुड़ा. Venturi disperser एक पाइप में एक कसना है. Venturi disperser में कसना भर में बह रही एक उच्च वेग हवा जेट के एक सक्रिय कार्बन और HEPA के माध्यम से प्रॉक्सिमल और बाहर दोनों सिरों पर हवा फ़ीड बंदरगाहों से सिलेंडर में साफ और शुष्क हवा खींचना जो सिलेंडर में एक निर्वात बना सकते हैं फिल्टर (9). Venturi disperser आउटलेट एक चक्रवात विभाजक (7) के प्रवेश से जुड़ा है. चक्रवात विभाजक के आउटलेट जोखिम कक्ष के प्रवेश से जुड़ा है. इस एयरोसोल पीढ़ी प्रणाली में, कतरनी प्रवाह और कई impactions हिल बड़ा agglomerates, बड़े agglomerates को दूर किया कई कण विभाजक, और कम करने के लिए इस्तेमाल किया कई dilutions फैलाने के लिए उपयोग किया जाता हैकणों की फिर से ढेर. कण आकार और द्रव्यमान एकाग्रता मैन्युअल वाल्व (8) और (11) के माध्यम से शुष्क पाउडर परत के माध्यम से कंपन और वायु प्रवाह दर को समायोजित करके नियंत्रित किया जा सकता है.
थोक शुष्क पाउडर (Aeroxide TiO 2 P25, Evonik, जर्मनी) 90 LPM पर पतला और साँस लेना जोखिम चैम्बर के लिए दिया गया नैनो TiO 2 से उत्पन्न TiO 2 एयरोसौल्ज़. परीक्षण वायुमंडल ELPI के साथ निगरानी और प्रत्येक प्रयोगात्मक पशु समूह के लिए एक सुसंगत और ज्ञात जोखिम आश्वस्त करने के लिए मैन्युअल रूप से समायोजित किया गया. इसके अलावा, प्रायोगिक पशुओं के एक ही नंबर से मिलकर एक दिखावा समूह हमेशा अध्ययन में शामिल किया जाना चाहिए. नियंत्रण प्रायोगिक पशुओं प्रायोगिक पशुओं पर परीक्षण nanoparticle के एयरोसोल का जैविक प्रभाव का मूल्यांकन करने के लिए इस्तेमाल किया जाएगा बजाय इस नकली समूह से एयरोसोल कणों और परिणामों की फ़िल्टर्ड हवा को साफ करने के लिए खुल जाएगा.
1. चैंबर दबाव
3 चित्र में दिखाया कक्ष के अंदर थोड़ा नकारात्मक दबाव (-0.2 ± 0.01 मिलीबार), आसपास के प्रयोगशाला में परीक्षण पदार्थ के रिसाव को रोकने के लिए चैम्बर इनलेट और आउटलेट वायु प्रवाह की दर को नियंत्रित करने के माध्यम से बनाए रखा गया था. आदर्श रूप में साँस लेना जोखिम चैम्बर युक्त कमरे में एक थोड़ा नकारात्मक दबाव में होना चाहिए.
2. एयर फ्लो दरें, तापमान और सापेक्ष आर्द्रता
प्रवेश और निकास हवा का प्रवाह दरों जन प्रवाह नियंत्रक द्वारा नियंत्रित किया गया. के रूप में चित्रा 4 में दिखाया गया है, इनलेट हवा का प्रवाह दर ± 0.3 LPM 89.9 था, और निकास हवा का प्रवाह दर 111.9 था ± 0.9 LPM. तापमान और सापेक्ष आर्द्रता एक तापमान और आरएच ट्रांसड्यूसर के साथ निगरानी और 22.6 पर नियंत्रित किया गया ± 0.4 डिग्री सेल्सियस और 6.9 ± कमरे में हवा के तापमान को नियंत्रित करने के माध्यम से और एक humidif साथ 0.6%के रूप में चित्रा 5 में दिखाया ier,. सापेक्षिक आर्द्रता% 3 के बीच और 80 के तहत Pauluhn और मुहर की जांच के मुताबिक, चूहों कोई विशेष प्रभाव 4 बिना नमी वातावरण या तो सहन किया.
3. चैंबर 2 हे और सीओ 2 सांद्रता
2 हे और सीओ 2 सांद्रता एक 2 हे और सीओ 2 गैस analyzers के साथ लगातार निगरानी की गई. 6 चित्र में दिखाया गया है, हे 2 ± 20.79 बजे 0.03% स्थिर था, और सीओ 2 एकाग्रता 580 था ± 25 पीपीएम.
4. एयरोसोल विशेषता
साँस लेना अध्ययन के लिए इस्तेमाल एक एयरोसोल सामान्यतः आकार वितरण समारोह और एक एकाग्रता पैरामीटर का वर्णन है कि दो मापदंडों से वास्तविक समय में होती है. परीक्षण वातावरण की एक सतत प्रवाह सिर्फ कक्ष में पशु पिंजरों उपरोक्त क्षेत्रों से एक नमूना के माध्यम से निकाला गया थाविश्लेषण साधन के लिए लाइन.
4.1 कण आकार वितरण
चित्रा 7A एक मानक 10 LPM ELPI साथ मापा कण आकार के वितरण है. कणों की गिनती मंझला वायुगतिकीय व्यास 157 एनएम है. चित्रा 7B TSI 3936L75 एसएमपीएस साथ मापा कण आकार के वितरण है. कणों की गिनती मंझला गतिशीलता व्यास 2.3 का एक ज्यामितीय मानक विचलन के साथ 145 एनएम है. 7C शो साँस लेना जोखिम पढ़ाई के दौरान कण आकार परिवर्तन चित्रा. कण आकार पूरी जोखिम अवधि के दौरान अपेक्षाकृत स्थिर है.
4.2 एयरोसोल एकाग्रता
नैनो TiO 2 कणों की वास्तविक समय बड़े पैमाने पर एकाग्रता प्रोफाइल सिर्फ एक ELPI साथ पिंजरों उपरोक्त क्षेत्रों में नजर रखी थी. चित्रा 8A एक 4 घंटा / दिन साँस लेना प्रदर्शन के दौरान कण एकाग्रता है. दौरानसाँस लेना जोखिम, वास्तविक सांद्रता gravimetric तरीकों का उपयोग कर मापा गया, तीन से चार माप साँस खुराक की गणना के लिए ले जाया गया. कणों 47 मिमी PTFE झिल्ली फिल्टर के साथ एकत्र किए गए थे. एक XP2U Microbalance (Mettler Toledo, स्विट्जरलैंड) fillers के वजन करने के लिए इस्तेमाल किया गया था.
साँस लेना जोखिम कक्ष में नैनो TiO 2 एकाग्रता का अंतर दिन और अंतर - दिन परिवर्तनशीलता 29 व्यक्ति 4 घंटा / दिन साँस लेना जोखिम (लक्षित एकाग्रता = 6.0 मिलीग्राम / 3 मीटर) की gravimetric सांद्रता के आधार पर निर्धारित किया गया है. प्रत्येक दिन के कारोबार मतलब एकाग्रता और उसके रिश्तेदार मानक विचलन (आर) के रूप में चित्रा 8B में दिखाया गया है कि 4 घंटा साँस लेना जोखिम दौरान 3 या 4 gravimetric माप के आधार पर गणना की गई. अंतर दिन एकाग्रता 0.02 और 0.17 के बीच आर साथ 5.3-6.6 मिलीग्राम / 3 मीटर का एक मतलब है. मतलब अंतर - दिन एकाग्रता और उसके आर 29 व्यक्ति मतलब intr के आधार पर गणना की गई हैएक दिवसीय gravimetric सांद्रता. अंतर - दिन मतलब एकाग्रता 0.06 की एक डी के साथ 6.0 मिलीग्राम / 3 मीटर है. यह हमारे सिस्टम तीव्र साँस लेना निवेश के लिए स्थिर और प्रतिलिपि प्रस्तुत करने योग्य नैनो TiO 2 परीक्षण वातावरण प्रदान कर सकते हैं कि संकेत दिया.
4.3 एयरोसोल आकृति विज्ञान और मौलिक रचना
संरचनाएं और कणों के रासायनिक रचनाओं विष विज्ञान के अध्ययन में महत्वपूर्ण हैं. TiO 2 नमूने 47 मिमी Nuclepore पॉलीकार्बोनेट फिल्टर (वाटमान, क्लिंटन, पीए) पर एकत्र किए गए थे. फिल्टर चार बराबर वर्गों में काट रहे थे; दो वर्गों चांदी पेस्ट (कोलाइडयन चांदी तरल, इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोपी विज्ञान, Hatfield, फिलीस्तीनी अथॉरिटी) के साथ एल्यूमीनियम आधार पर घुड़सवार थे. पर, TiO 2 कणों स्कैनिंग इलेक्ट्रॉन माइक्रोस्कोप एक Hitachi 4800 उत्सर्जन क्षेत्र (FESEM, हिताची, जापान) का उपयोग करके देखा, और भी ऊर्जा फैलानेवाला एक्स - रे विश्लेषण (प्रिंसटन गामा तकनीक, रॉकी हिल, न्यू जर्सी SEM-EDX) का उपयोग करते हुए विश्लेषण किया गया जमा 20 कीव.
5. वितरण की एकरूपता
परीक्षण परिसर की एकाग्रता स्थान से स्थान 3 से भिन्न होता है, तो सदन के अंदर उपयुक्त पर्यावरणीय मानकों को बनाए रखने के लिए अपर्याप्त है. nanoparticle में सांद्रता सिर्फ जोखिम कक्ष में पिंजरों उपरोक्त क्षेत्रों में चार अलग अलग स्थानों पर मापा गया.
एक स्थान, एम मैं, पर कणों का द्रव्यमान फिल्टर नमूना और एक सूक्ष्म संतुलन के साथ gravimetrically मापा गया था. नमूना कणों का मतलब बड़े पैमाने पर है
मतलब एकाग्रता से स्थान मैं में बड़े पैमाने पर एकाग्रता के रिश्तेदार विचलन है
मतलब एकाग्रता से अलग माप स्थानों पर सांद्रता का अधिकतम रिश्तेदार विचलन <6% है. इस समूह में गणना के लिए सहनशीलता की सीमा के भीतर है.
6. पशु फेफड़े में गणना कण जमाव पशु जोखिम अवधि और तेज दौरान परीक्षण वातावरण का एक ज्ञात एकाग्रता inhaling या अंश में जाना जाता है जमा है, तो जमा परीक्षण सामग्री की मात्रा की गणना की जा सकती है:
जहां डी = खुराक, सी परीक्षण सामग्री का = एकाग्रता, वी एम = मिनट मात्रा, टी = जोखिम अवधि, और एफ आर जमा या अवशोषित हो जाती है कि सामग्री के = अंश.
मिनट मात्रा के लिए औसत मूल्यों, वी एम अनुभवजन्य allometric स्केलिंग फार्मूले 1,2 का उपयोग कर शरीर द्रव्यमान से अनुमान लगाया जा सकता है. उदाहरण के लिए, एक चूहा मानते हुए एक मिनट वेंटिलेशन वी एम = 200 मिलीग्राम / मिनट, जोखिम एकाग्रता सी = 6.2 मिलीग्राम / 3 मीटर, जोखिम अवधि टी = है4 घंटा, सामग्री बयान एफ आर के अंश = 0.1, तो गणना की फेफड़ों के बयान डी = 30 ग्राम.
चित्रा 1. साँस लेना एक्सपोजर सुविधा 1 = एक्सपोजर चैम्बर;. 2 = इलेक्ट्रिक कम दबाव impactor, 3 = एयरोसोल जनरेटर, 4 = स्कैन गतिशीलता कण आकार मापक.
चित्रा 2. नैनो TiO2 एयरोसोल जनरेटर के योजनाबद्ध आरेख 1 = हवा वितरक;. 2 = फिल्टर, 3 = TiO 2 शुष्क पाउडर, 4 = भ्रमित, 5 = सिलेंडर, 6 = Venturi disperser, 7 = चक्रवात विभाजक, 8 = वाल्व (कमजोर पड़ने हवा) , 9 = कोयला और HEPA फिल्टर, 10 = थरथानेवाला, 11 = वाल्व (शुष्क पाउडर के माध्यम से हवा).
चित्रा 3. चैंबर दबाव. कक्ष में एक थोड़ा नकारात्मक दबाव -0.2 पर बनाए रखा गया था मिलीबार (लक्षित दबाव). दबाव लक्षित दबाव (स्पाइक्स को) बंद है एक बार, नियंत्रण प्रणाली वापस लक्षित दबाव के दबाव समायोजित.
4 चित्रा. चैंबर इनलेट और आउटलेट हवा का प्रवाह दरों. इनलेट हवा का प्रवाह दर मीन = 89.9 LPM, और निकास हवा का प्रवाह दर = चैम्बर में एक थोड़ा नकारात्मक दबाव बनाए रखने के लिए 111.9 LPM.
चित्रा 5. चैंबर तापमान और आरएच. मतलब अस्थायी erature = 22.6 ± 0.4 डिग्री सेल्सियस, आरएच 6.9 ± 0.6% है.
6 चित्रा. चैंबर 2 हे और सीओ 2. 2 हे 20.79% है, और सीओ 2 580 पीपीएम है.
चित्रा 7. . TiO 2 एयरोसोल आकार वितरण ए) ELPI, मंझला वायुगतिकीय व्यास गिनती डी पी = 157 एनएम;. बी) एसएमपीएस, डी जी एक ज्यामितीय मानक विचलन 2.3 के ग्राम σ साथ = 145 एनएम सी) कण आकार बनाम समय मंझला गतिशीलता व्यास गिनती ELPI से. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .
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8A चित्रा. 4 घंटा TiO 2 एयरोसोल जन एकाग्रता.
चित्रा 8B. 29 व्यक्ति 4 घंटा साँस लेना जोखिम के TiO 2 एयरोसोल जन सांद्रता.
9 चित्रा. TiO 2 एयरोसोल के SEM micrographs. फिल्टर 47 मिमी पर एक) विशिष्ट कण वितरण. बी) लाल तीर, 1.78 माइक्रोन. सी) पीला तीर, 159 एनएम. बड़ा आंकड़ा देखने के लिए यहां क्लिक करें .
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10 चित्रा. TiO 2 एयरोसोल नमूने की एक स्पेक्ट्रम. कार्बन फिल्टर से है और सोना / पैलेडियम कोटिंग से है. SEM-EDX परिणामों के आधार पर जांच की सभी कणों वे सही मायने में TiO 2 कणों थे कि प्रदर्शन, टाइटेनियम और केवल ऑक्सीजन के शामिल हैं.
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Discussion
हम इकट्ठे और एक पूरे शरीर nanoparticle के एयरोसोल साँस लेना जोखिम प्रणाली में यहाँ का वर्णन किया है. प्रणाली की कार्यक्षमता राज्य के अत्याधुनिक nanoparticle के एयरोसोल लक्षण वर्णन तकनीक के साथ मान्य किया गया था. एक उपन्यास nanoparticle के एयरोसोल पीढ़ी प्रणाली के साथ, यह साँस लेना जोखिम प्रणाली अपेक्षाकृत लगातार तापमान, आर्द्रता, हवा का प्रवाह, और प्रायोगिक पशुओं के लिए ऑक्सीजन सामग्री के साथ एक अच्छी तरह से विशेषता, नियंत्रित और वर्दी nanoparticle के एयरोसोल परीक्षण वातावरण प्रदान कर सकते हैं. जोखिम प्रणाली जानवरों, या लंबे समय तक अध्ययन की बड़ी संख्या के लिए सबसे कारगर है. इस बड़े पूरे शरीर चैम्बर में प्रायोगिक पशुओं, अनर्गल आरामदायक और गर्मी तनाव कम से कम कर रहे हैं. जोखिम के प्रमुख सीमा प्रायोगिक पशुओं जोखिम कक्ष में माहौल में डूब रहे हैं. इस तरह के मौखिक और चमड़े का जोखिम के रूप में जोखिम के अन्य मार्गों से हो सकता है. इसके अलावा, पूरे शरीर की प्रणाली में, थोक माल की बड़ी राशि becau आवश्यक हैबड़ा इनलेट प्रवाह दर का असल. एक 12 बंदरगाह नाक ही साँस लेना जोखिम प्रणाली के लिए, इनलेट वायु प्रवाह की दर 12 LPM है जबकि उदाहरण के लिए, एक 0.5 मीटर 3 जोखिम कक्ष के साथ इस प्रणाली में, इनलेट वायु प्रवाह की दर, 90 LPM है. साँस लेना जोखिम अध्ययन की योजना बना इसलिए, जब थोक माल की लागत और उपलब्धता पर विचार किया जाना चाहिए.
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Disclosures
इस रिपोर्ट में निष्कर्ष और निष्कर्ष लेखकों के हैं और जरूरी व्यावसायिक सुरक्षा और स्वास्थ्य के लिए राष्ट्रीय संस्थान के विचारों का प्रतिनिधित्व नहीं करते. किसी भी कंपनी के नाम या उत्पादों का उल्लेख NIOSH द्वारा एक बेचान संकेत नहीं करता है, और न ही वैकल्पिक उत्पादों अनुपलब्ध, या उचित मूल्यांकन के बाद प्रतिस्थापित किया जा करने में असमर्थ हैं कि यह संकेत करता है.
Acknowledgments
सूची स्वीकृतियां और धन स्रोतों.
एनआईएच ES015022 और ES018274 (टूर्नामेंट्स)
NSF के सहकारी समझौते 1003907 (VCM)
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 |
References
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