Helkropps-nanopartiklar aerosolinhalation Exponeringar

Summary

En helkropps nanopartikel aerosolinhalering exponering anläggning byggdes för nano-sized titandioxid (TiO

Abstract

Inandning är den mest sannolika exponeringsvägen för personer som arbetar med aerosoliserbara konstruerade nanomaterial (ENM). För att korrekt utföra nanopartiklar studier inandning toxikologi, aerosoler i en kammare bostäder försöksdjuren ska ha: 1) en jämn koncentration hålls vid en önskad nivå för hela exponeringstiden, 2) en homogen sammansättning fri från föroreningar, och 3) en stabil storleksfördelning med en geometrisk genomsnittlig diameter <200 nm och en geometrisk standardavvikelse σ _g <2,5 ^5. Den generation av aerosoler som innehåller nanopartiklar är ganska utmanande eftersom nanopartiklar lätt klumpar. Detta beror till stor del mycket starka inter-partikel krafter och bildandet av stora fraktala strukturer i tiotals eller hundratals mikrometer i storlek ^6, som är svåra att brytas upp. Flera vanliga aerosolgeneratorer, inklusive nebulisatorer, fluidiserade bäddar, Venturi aspiratorer och Wright damm foder, vire testat, men fanns ingen möjlighet att producera nanopartiklar aerosoler som uppfyller samtliga kriterier ^5.

En helkropps nanopartikel aerosolinhalering exponering systemet var fabricerade, valideras och användas för _nano-TiO2 studier inandning toxikologi. Kritiska komponenter: 1) nya _nano-TiO2 aerosolgeneratorn, 2) 0,5 m ³ helkropps inhalationsexponering kammare, och 3) övervaka och kontrollera systemet. Nano-TiO ₂ aerosoler genererade från bulk torra nano-TiO ₂ pulver (primär diameter på 21 nm, skrymdensitet av 3,8 g / cm ³⁾ levererades in i exponeringskammare med en flödeshastighet av 90 LPM (10,8 luftbyten / timme) . Partikelstorleksfördelning och massa koncentrationsprofiler mättes kontinuerligt med en scanning rörlighet Particle Sizer (SMPS), och en elektrisk Low Pressure Impactor (ELPI). Den aerosolmassan koncentration (C) verifierades gravimetriskt (mg / m ^3). Massan (M) Av de uppsamlade partiklarna bestämdes som M = (M _efter M _pre), där M _{pre-och M-stolpen} finns massor av filtret före och efter provtagningen (mg). Massan Koncentrationen beräknades som C = M / (Q * t), där Q är provtagning flöde (m ³ / min), och t är samplingstiden (minut). Kammaren tryck, temperatur, relativ luftfuktighet (RH), O ₂ och CO ₂ koncentrationer övervakas och kontrolleras kontinuerligt. _Nano-TiO2 aerosoler samlats på Nuclepore filter analyserades med ett svepelektronmikroskop (SEM) och energi utbredd X-ray (EDX) analys.

Sammanfattningsvis rapporterar vi att nano-partiklar aerosoler genereras och levereras till vår exponering kammare har: 1) jämn massa koncentration, 2) homogen sammansättning fri från föroreningar, 3) stabila partikelstorleksfördelningar med en inräkning median aerodymisk diameter av 157 nm under aerosolbildning. Detta system tillförlitligt och upprepade gånger skapar testa atmosfärer som simulerar tjänstepensioner, miljömässiga eller inhemska exponeringar ENM aerosol.

Protocol

De hela kroppen nanopartiklar Inhalationsexponering steg-för-steg arbetsrutiner beskrivs enligt följande.

Anm: 1) steg 1 och 3 ska utföras i ett dragskåp, 2) operatörerna måste bära lämplig personlig skyddsutrustning (andningsskydd, skyddsglasögon och gummihandskar).

Ett. Arbetsbord TiO ₂ Nanopartikel torra pulver

1. Placera _nano-TiO2 pulver i en icke-transparent behållare.
2. Lämna behållaren locket öppet.
3. Placera kärlet i ett torrt exsickator i minst 24 timmar för konditionering.

2. Värmer upp datainsamling och kontrollsystem, SMPS och ELPI och alla givare

1. Slå på luftövervakning och datainsamlingssystem och strömbrytarna för aerosol övervakning SMPS (TSI Inc., Shoreview, MN) och ELPI (Dekati, Tampere, Finland), och värma systemen upp i minst 1 timme.
2. Slå på strömmenswitchar i alla givare för att värma upp dem i minst 1 timme.

Tre. Laddar _TiO2 nanopartiklar torra pulver i aerosolbehållare

1. Öppna cylindern lock på aerosolbehållare, och byt ut filtren i aerosolbehållare. Anmärkning: En aerosol generator har en cylinder. Antalet aerosolbehållare som skall användas beror på den önskade masskoncentrationen av partiklarna i exponeringskammare.
2. Väg ~ 4 g _nano-TiO2 pulver och ladda dem i varje cylinder.
3. Byt cylinder lock.
4. Alla områden misstänker _TiO2 kontamination bör blöt torkas.

4. Ansluta aerosolgeneratorer till Inandning Exponering avdelningen

1. Anslut alla utloppen från de aerosolbehållare via ett grenrör till en cyklonseparator som är vid inloppet av exponering via inandning kammaren (TSE Systems GmbH, Bad Homburg, Tyskland).
2. Anslut tryckluft slang tillventuri dispergeringsapparater i aerosolbehållare.

Fem. Ansluta luftövervakning och Aerosol Inlets Provtagning på Inandning Exponering avdelningen

1. Anslut temperatur och relativ fuktighet (RH), tryck, O ₂ och CO _2-sensorer levereras av TSE Systems att testa hamnar atmosfär övervakning på exponering via inandning kammaren.
2. Anslut inloppet av en aerosol dilutor till en av aerosol provtagningsportarna på inhalationsexponering kammaren, och anslut sedan dess utlopp till inloppet av ELPI.
3. Anslut SMPS till en av aerosol provtagningsportarna på exponering via inandning kammaren.
4. Anslut inlopp av en partikel koncentration monitor (TSE Systems) till en av de aerosol provtagningsportarna på exponeringskammaren.
5. Väg PTFE membranfilter (P / N 66149, Pall Corporation, Ann Arbor, Michigan) och läsa in filtret i en rostfri filterhållare (In-Tox produkter, Moriarty NM).
6. Anslut inloppfiltret av rostfritt stål hållare med en förvägd filtret till en av de aerosol provtagningsportarna på inandning exponeringskammare, och ansluta sin utlopp till en provtagningspump.

6. Aktivera datainsamlingssystem

1. Aktivera ELPI datainsamling programvara, ELPIVI, kolla konfigurationsparametrar, och slå på spolpumpen för ~ 5 min och sedan nollställa ELPI. Record förexponering koncentration.
2. Aktivera SMPS datainsamling programvara. Record förexponering koncentration.
3. Aktivera programvara, Daco (TSE Systems), för övervakning och styrning luftflödeshastigheten, temperatur och RH kammartryck, temperatur & RH, O ₂ och CO _2.

7. Laddar försöksdjur i Inandning Exponering avdelningen

1. Väg försöksdjur.
2. Markera de försöksdjur och burar så att djuren kan sättas tillbaka i samma burar efter exponeringen om needed.
3. Öppna dörren till exponering via inandning kammaren, och ladda försöksdjur i de trådbundna burar.
4. Vatten kan ges till djur.
5. Stäng och lås dörren till exponering via inandning kammaren.
6. Ofta observera djur genom observation exponeringskammaren fönster för tecken på ångest. Djur bör vara avslappnad och beter normalt. Stoppa exponeringen om snabba / ansträngd andning, är onormalt utseende, posturala avvikelser eller orörlighet observerats. Ta djuren, återlämna dem till deras ursprungliga burar, kontakta behandlande veterinär och / eller inleda lämpliga Institutional Animal Care och användning kommittén förfaranden.

Obs: Operatörer ska använda personlig skyddsutrustning när du utför steg 8.7, 8.8 och 8.17.

8. Exponera Smådjur till nanopartiklar Aerosoler

1. Slå på avgassystemet vakuumpump av exponering via inandning kammaren.
2. Kör datainsamling programvara, Daco, att: a) levererar filtrerad torr luft till exponeringskammaren, b) kontrollera trycket i exponeringskammaren, och c) samla in uppgifter om exponering miljön, såsom tryck, temperatur, relativ luftfuktighet, O ₂ och CO _2.
3. Upprätta ett svagt negativt tryck (börvärde = -0.2 mbar) i kammaren trycket.
4. Slå på aerosolbehållare.
5. Kör ELPI och SMPS datainsamling programvara för att kontinuerligt övervaka partikelstorlek och relativ massa koncentration i inandningsexponering kammaren.
6. När aerosolkoncentrationen är stabil, dvs koncentrationen profilen på ELPI monitor nådde platå (normalt: det tar 20 min efter de aerosolbehållare som är i drift), inrättat provtagningen tid (t.ex. 1 timme) och slå på aerosol provtagningen pumpen för att samla representativt urval av nanopartiklar med filter.
7. När provtagningen har nåtts, bort filtren och anslut sampling portar med gummiproppar för att förhindra testmaterial från att fly exponeringskammaren.
8. Väg filtren, och beräkna medelvärdet masskoncentrationen i exponeringskammaren såsom beskrivits ovan.
9. Om medelvärdet för koncentrationen av den riktade koncentrationen, manuellt justera luftflödet i generatorerna för att säkerställa den riktade koncentrationen uppnås.
10. Beräkna partikelavsättning i djurens lungor som D = C x V _m XTX F _R, där D = dos, C = genomsnittlig massa koncentration av testmaterial, V _m = minutvolym, t = exponeringstid, och F _r = fraktionen av material som deponeras eller absorberas.
11. Byt filter i filterhållaren med ren, pre-viktade filter, och upprepa steg 8.6 och 8.8.
12. Baserat på den verkliga massan koncentrationen i exponeringskammaren och målinriktad partikelavsättning i djurens lungor, uppskatta återstående exposure tid som, t _kvar = (D _riktade-D) / (C x V _m x F _r), där t _förblir = förbli exponeringstid, D _riktade = riktad dos, C = genomsnittlig vikt koncentration av testmaterial, V _m = Minutvolym, F _r = fraktionen av material som deponeras eller absorberas.
13. Stäng av aerosolgeneratorn när t _återstår nås.
14. Innan du tar bort djuren från exponeringskammaren, spola kammaren exponering via inandning med den filtrerade luften tills partikelhalten anges i monitorn är nära till pre-exponering partikelhalten i kammaren.
15. Stäng kammarpumpen punktutsug.
16. Stoppa datainsamling programvara, Daco.
17. Efter exponering, observera djur för att säkerställa normal andning och beteende, och dokument som ingen annan studie komplikationer exIST. Om nästäppa, andnöd eller något annat djur komplikationer välfärd iakttas, kontakta behandlande veterinär och / eller inleda lämpliga Institutional Animal Care och användning kommittén förfaranden.
18. Stoppa ELPI och SMPS datainsamling programvara.

9. Skapa Test Report

9.1 Test villkor omfattar

1. Beskrivning av aerosolen generationens system och dess driftsparametrar användes i detta test.
2. Beskrivning av exponeringen, inklusive utformning, typ, dimensioner och dess driftparametrar används under exponeringen.
3. Utrustning för mätning av temperatur, luftfuktighet, partikelstorlek, och faktiska koncentrationen.
4. Behandling av frånluft och metoden att hålla djuren i testet kammaren när den används.

9.2 exponeringsatmosfär uppgifter inkluderar

1. Luftflöden genom inandning utrustning.
2. Temperatur och luftfuktighetluften.
3. Faktisk (analytisk eller gravimetrisk) koncentration i aerosol provtagningen zon som ligger nära djurburar.
4. Kornstorleksfördelning och beräknat antal aerodynamisk diameter och geometrisk standardavvikelse.
5. Förklaring till varför den önskade koncentrationen i kammaren och / eller partikelstorlek skulle inte kunna uppnås (i förekommande fall), och arbetet med att uppfylla dessa aspekter av riktlinjerna.

9.3 Övrigt

1. Något undertryck i rummet innehållande inandning anläggning bör bibehållas för att förhindra testmaterial från att fly lab inhalationsexponering.
2. Rengör exponeringskammaren dagligen för att eliminera påverkan av animaliskt avfall.
3. ELPI, SMPS och andra instrument bör rengöras och kalibreras utifrån bruksanvisningarna.

Representative Results

En inhalationsexponering studie innebär normalt att upprätthålla ett försöksdjur i en känd och konstant testmiljö samtidigt exponera experimentella djur till en definierad koncentration av ett testmaterial ^8,9. Hela-kroppen nanopartiklar inandning exponering system visas i figur 1. Hela kroppen kammare drevs på ett dynamiskt flöde basis där det fanns en 90 LPM kontinuerligt flöde av luft genom kammaren. Detta luftflöde tillgänglig 10.8 luftomsättningar / timme som överstiger det minsta antalet luftväxlingar (10,0) krävs av US Environmental Protection Agency för akut inhalation exponeringar ^7. En 3-stegs luftfilter systemet, inklusive en koalescensfilter, en hög verkningsgrad koalescensfilter och ett aktivt kolfilter (Atlas Copco, Sverige), användes på tilluften för avlägsnande av vatten, damm och olja ångor och (kolväte) lukter. En 3-stegs luftfilter innefattande ett pre-papper filter, ett kolfilter och HEPA filter användes för att skydda avgaser controller massflödet. Per West Virginia University begäran var ett 4-stegs luftfilter system som utformats av TSE Systems används vid utloppet av avgaser vakuumpump. Exponeringen kammaren har en kapacitet på bostäder 8 djurburar som var gjorda av rostfritt stål och levereras av TSE Systems. Det maximala antalet försöksdjur nedsänkta i atmosfären i exponeringskammaren är 16 råttor, eller 64 möss. Den totala volymen av försöksdjur inte överstiger 5% av volymen av kammaren för att säkerställa stabiliteten i ett test atmosfär, vilket krävs av US Environmental Protection Agency för akut inhalation exponeringar ^7.

En nanopartikel aerosolgenerator utformades och testades ^3,10. Den består av en vibrerande fluidiserad bädd cylinder (5) med en baffel (4), en vibrerande Venturi dispergeringsanordning (6) och en cyklonseparator, såsom visas i fig. 2. En vibrator (10) som sitter på cylinder (5) alstrar mekaniska vibrationer. Ett filter (2) sitter på den rostfria luftfördelare (1) i cylindern. Nanopartiklar torrt pulver (3) för att vara aerosoliserade vilar på filtret. The Venturi dispergeringsanordning (6) ansluten till utgången på toppen av cylindern. Venturi dispergeringsanordning har en förträngning i ett rör. En höghastighetsluft jet blåser över förträngning i Venturi dispergeringsanordning kan skapa ett vakuum i cylindern, vilket drar ren och torr luft in i cylindern från hamnarna luft foder på både proximala och distala ändarna genom ett aktivt kol och HEPA filter (9). The Venturi dispergeringsanordning utlopp är anslutet till inloppet hos en cyklonseparator (7). Utloppet hos cyklonseparatorn är ansluten till inloppet hos exponeringskammare. I denna aerosol generationens system, vibrerar skjuv flöden och multipla impaktioner utnyttjas för att dispergera större agglomerat, flertal partikelavskiljare används för att avlägsna de stora agglomerat, och flera utspädningar som används för att minimeraförnyad agglomerering av partiklarna. Partikelstorleken och masskoncentration kan kontrolleras genom att manuellt justera de vibrationer och luft flödeshastigheter genom torrt pulver skiktet via ventilerna (8) och (11).

_TiO2 aerosoler genereras från _nano-TiO2 bulk pulver (Aeroxide _TiO2 P25, Evonik, Tyskland) späddes och levereras till inhalationsexponering kammaren vid 90 LPM. Testet atmosfärer övervakades med ELPI och justeras manuellt för att säkerställa en konsekvent och kända exponeringen för varje försöksdjur grupp. Dessutom bör en bluff grupp som består av samma antal försöksdjur alltid ingå i studien. De kontroll försöksdjur kommer att utsättas för ren filtrerad luft istället för aerosolpartiklarna och resultaten från denna bluff gruppen skulle kunna användas för att utvärdera de biologiska effekterna av testet nanopartiklar aerosol på försöksdjur.

Ett. Kammartryck

fig. 3, bibehölls genom reglering av kammarens inlopps-och utloppsluften flöden för att förhindra läckage av det undersökta ämnet i den omgivande laboratoriet. Helst rummet innehåller kammarens exponering via inandning bör vara ett svagt undertryck.

2. Luftflödet priser, temperatur och relativ fuktighet

De insugs-och avgassidan luftflöden kontrollerades av massflödeskontroller. Såsom visas i fig. 4, var den Inloppsluftens mängd 89,9 ± 0,3 LPM och frånluft flödeshastigheten var 111,9 ± 0,9 LPM. Temperaturen och relativa fuktigheten övervakades med en temperatur och RH givare och kontrolleras vid 22,6 ± 0,4 ° C och 6,9 ± 0,6% genom att styra temperaturen rumsluften och med en humidifier, såsom visas i fig. 5. Enligt Pauluhn & Mohr s undersökningar enligt den relativa fuktigheten mellan 3 och 80%, tolererade råttorna antingen luftfuktighet atmosfär utan några särskilda effekter ^4.

Tre. Chamber O ₂ och CO _{2-koncentrationer}

De O ₂ och CO ₂ koncentrationer övervakades kontinuerligt med en O ₂ och en CO _{2-analysatorer} gas. Såsom visas i fig 6, var O ₂ stabil på 20,79 ± 0,03%, och CO _{2-koncentrationen} var 580 ± 25 ppm.

4. Aerosol Karakterisering

En aerosol används för inhalationsstudier är allmänt kännetecknat av realtid genom två parametrar som beskriver funktionen storleksfördelning och en koncentration parameter. Ett kontinuerligt flöde av testet atmosfären drogs från de zoner Precis ovanför djurburar i kammaren genom ett provlinje till analysinstrumentet.

4,1 Partikelstorleksfördelning

Fig. 7A är partikelstorleksfördelningen mätt med en standard 10 LPM ELPI. Räkningen aerodynamiska diametern av partiklarna är 157 nm. Figur 7B är partikelstorleksfördelningen mätt med TSD 3936L75 SMPS. Räkningen median rörlighet diameter hos partiklarna är 145 nm med en geometrisk standardavvikelse av 2,3. Figur 7C visar förändringen partikelstorleken vid studierna inhalationsexponering. Partikelstorleken är relativt stabil under hela exponeringstiden.

4.2 aerosolkoncentrationen

Den realtid masskoncentrationen profil av _nano-TiO2 partiklar mättes i de zoner precis ovanför burarna med ett ELPI. Är partikelhalten under en 4 tim / dag inandningsexponering Figur 8A. Underinandning exponering, de faktiska koncentrationerna mättes med gravimetriska metoder, var 3:57 mätningar, för beräkning av inhalerad dos. Partiklarna samlades med 47 mm PTFE-membran filter. En XP2U microbalance (Mettler Toledo, Schweiz) användes för att väga fyllmedel.

Den intra-dag och inter-dag variation av _nano-TiO2 koncentrationen i inhalationsexponering kammaren fastställdes baserat på gravimetriska koncentrationer av 29 enskilda 4 tim / dag inhalerat (riktad koncentration = 6,0 mg / m ^3). Varje intra-dagars medelvärde koncentration och dess relativa standardavvikelsen (RSD) beräknades baserat på 3 eller 4 gravimetriska mätningar under den 4 timmar inhalationsexponering, som visas i figur 8B. Den intra-day koncentration har ett medelvärde på 5,3 till 6,6 mg / m ³ med RSD mellan 0,02 och 0,17. Den genomsnittliga inter-dagars koncentration och dess RSD beräknades baserat på 29 individuella medelvärdet intren-dag gravimetriska koncentrationer. Den inter-dagars medelvärde koncentrationen är 6,0 mg / m ³ med en RSD av 0,06. Det visade att vårt system kan ge stabila och reproducerbara _nano-TiO2 testa atmosfärer för akut inhalation exponeringar.

4.3 Aerosol Morfologi och grundämnessammansättning

Strukturer och kemisk sammansättning av partiklar är kritiska i toxikologiska studier. TiO ₂ uppsamlades på 47-mm Nuclepore polykarbonatfilter (Whatman, Clinton, PA). Filtren skars i fyra lika stora delar, två sektioner monterade på aluminium stubbar med silverpasta (kolloidalt silver vätska, elektronmikroskopi Sciences, Hatfield, PA). Den avsatta _TiO2 partiklar visas med en Hitachi 4800 fältemission svepelektronmikroskop (FESEM, Hitachi, Japan), och dessutom analyserats energi röntgen-analys (SEM-EDX, Princeton Gamma-Tech, Rocky Hill, NJ) vid 20 keV. 2 aerosol prover, och fig. 10 är ett spektrum för TiO ₂ aerosol prover. Mer än hundra partiklar undersöktes med SEM-EDX att säkerställa att partiklar på filtret verkligen bestod av titan och syre, en indikation på _TiO2 partiklar. I fig. 10, är antalet kolatomer från filtret och guld / palladium är från beläggningen. Baserat på SEM-EDX resultat, bestod alla partiklarna undersöktes av titan och syre bara, vilket visar att de var verkligen _TiO2 partiklar.

Fem. Likformighet i Distribution

Att upprätthålla lämpliga miljöparametrar inuti kammaren är otillräcklig om koncentrationen av testföreningen varierar från plats till plats ^3. De nanopartiklar koncentrationerna mättes vid fyra olika platser i de zoner Precis ovanför burar i exponeringskammare.

Massa av partiklar på en plats, M _i, mättes gravimetriskt med filter provtagning och en mikro-balans. Den genomsnittliga massan av de provtagna partiklarna är

Den relativa avvikelsen av massan koncentrationen på plats i från den genomsnittliga koncentrationen är

Den högsta relativa avvikelsen av koncentrationerna vid olika mätpunkter från den genomsnittliga koncentrationen är <6%. Detta är inom toleransgränserna för grupp beräkning.

6. Beräknat partikelavsättning i Animal Lungor Om djuret andas in en känd koncentration av testatmosfär under exponeringsperioden och upptagningen eller deponerade fraktion är känd, kan mängden av avsatt provmaterial beräknas:

där D = dos, C = koncentration av testmaterial, V _m = minutvolym, t = exponeringstid, och F _r = fraktionen av material som deponeras eller absorberas.

Medelvärden för minut volym, kan V _m uppskattas från kroppsmassa med empiriska allometrisk ^1,2 skalning formler. Om man exempelvis antar en råtta har en minutventilation V _m = 200 ml / min, exponeringskoncentration C = 6,2 mg / m ^3, exponeringens varaktighet t =4 tim, bråkdel av materialet nedfall F _r = 0,1, sedan den beräknade lungdepositionen D = 30 pg.

Figur 1. Inandning Exposure Facility 1 = Exponering kammare;. 2 = Elektrisk lågtryck provkroppen, 3 = Aerosol generator, 4 = Skanning rörlighet partikel sizer.

Figur 2. Skiss av nano-TiO2 aerosolgeneratorn 1 = luft distributör,. 2 = filter, 3 = _TiO2 torrt pulver, 4 = baffel, 5 = cylinder, 6 = Venturi dispergeringsanordning, 7 = cyklonseparatom, 8 = ventil (utspädningsluften) , 9 = kol & HEPA-filter, 10 = vibrator, 11 = ventil (luft genom torrt pulver).

Figur 3. Kammartrycket. En något negativt tryck i kammaren hölls vid -0,2 mbar (riktade tryck). När trycket är utanför riktade trycket (spikar), styrsystemet justerat trycket tillbaka till riktade trycket.

Figur 4. Chamber inloppets och utloppets luft provsystemet. Mean inlopp luftflödet = 89,9 LPM, och frånluft flödeshastighet = 111,9 LPM att upprätthålla ett svagt negativt tryck i kammaren.

Figur 5. Chamber temperatur och RH. Medelvärdet temp ratur = 22,6 ± 0,4 ° C, under det att RH är 6,9 ± 0,6%.

Figur 6. Chamber O ₂ och CO _2. O ₂ är 20,79%, och CO ₂ är 580 ppm.

Figur 7. . TiO ₂ aerosol storleksfördelning A) ELPI, räkna aerodynamiska diametern _Dp = 157 nm, b) SMPS, räkna median rörlighet diametern D _g = 145 nm med en geometrisk standardavvikelse σ _g 2,3 C) Partikelstorlek mot tiden. från ELPI. Klicka här för att visa en större bild .

re 8A "src =" / files/ftp_upload/50263/50263fig8A.jpg "/>
Figur 8A. 4 tim _TiO2 aerosolmassan koncentration.

Figur 8B. _TiO2 aerosolmassan koncentrationer av 29-individuell 4 tim genom inandning.

Figur 9. SEM mikrografer av _TiO2 aerosol. A) Typisk partikel distribution på 47 mm filter. B) röd pil, 1.78 pm. C) gula pilen, 159 Nm. Klicka här för att visa en större bild .

50263fig10.jpg "/>
Figur 10. Ett spektrum av _TiO2 aerosol. Kolet är från filtret och guld / palladium är från beläggningen. Baserat på SEM-EDX resultat, bestod alla partiklarna undersöktes av titan och syre bara, vilket visar att de var verkligen _TiO2 partiklar.

Discussion

Vi har samlat och beskrivs här i en hela kroppen nanopartikel aerosolinhalering exponering systemet. Systemets funktionalitet validerats med state-of-the-art karakterisering nanopartiklar aerosol tekniker. Med en ny nanopartikel aerosol generationens system, kan detta inhalationsexponering systemet ger en väl karaktäriserad, kontrollerat och likformigt nanopartikel atmosfär aerosol testet med relativt jämn temperatur, fuktighet, luftflöde och syrehalt för försöksdjur. Exponeringen Systemet är mest effektiva för ett stort antal djur, eller långtidsstudier. I denna stora hela kroppen kammare, försöksdjur är ohämmad, bekväma och värmestress minimeras. Den största begränsningen av exponeringen är att försöksdjuren är nedsänkta i atmosfären i exponeringskammaren. Andra exponeringsvägar såsom oral och dermal exponering kan förekomma. Också i hela kroppen system är stor mängd bulkmaterial krävs raserSO om större inströmningstakt. Till exempel, i detta system med en 0,5 m ³ exponeringskammaren, är inloppet luftflödet 90 LPM, medan en 12-port näsa-enbart inhalationsexponering systemet, är inloppet luftflödet 12 LPM. Därför måste kostnaden och tillgängligheten av bulkmaterial beaktas vid planering studier Inhalationsexponering.

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