Introduction
Nanomaterial pulver används ofta i olika industrisektorer, som råmaterial för tillverkning av nya produkter eller som tillsatser för sina funktionella tillämpningar 1-4. Emellertid har noterats potentialen för arbetarnas exponering för nano aerosoler under hantering olika yrkesverksamhet 5-8, och tillhörande hälsorisker har undersökts i in-vivo och in-vitro toxikologiska studier 9-12. För att underlätta utvecklingen av effektiva strategier för att skydda arbetstagare som arbetar med nanomaterial, yrkes vårdpersonal kräver en bättre förståelse för hur nanopartiklar aerosol från pulveriserade material som utsätts för externa energiinsatser.
Olika laboratoriesystem har utvecklats för att simulera pulver aerosolbildning beteende realistiska förhållanden. Bland dem, två standardprocedurer är de etablerade referensmetoder Här presenterar vi en ny aerosolise och deagglomerering system för nano tester baserade på laboratorie trattar. Det ger en stabil aerosol genereringsprocess med användning av mindre än 1 g provpulver. Stadig aerosolbildning kan upprätthållas under tillräckligt långa löptider för robusta aerosol karakteriseringar. Systemets prestanda har beskrivits i detalj i två tidigare publikationer 19,20. Testuppställningen är sammansatt av en aerosolgenerator, blandning och mätning fack, och karakteriseringsinstrument, såsom visas i figur 1. Partikeltransport slangar och anslutningar koppla dessa olika element. En flödes mottagare och två flödesmätare styra och övervaka luftströmningsförhållanden i systemet. En manometer och en temperatur- och fuktsensor övervaka miljön inuti mätkammaren. Torr tryckluft filtreras med användning av ett hyperfilter innan det kommer in i systemet. Enlångsträckt, V-formad, är glas aerosol generator som används för pulveraerosolise. Denna geometri underlättar en robust aerosolbildning process och transport slät partikel i den efterföljande avdelningen. Regimen flöde vid botten av tratten är turbulent till följd av samverkan med pulverpartiklarna, medan det är laminärt i den övre delen (Re-nummer <15). Tjockleken på generatorväggarna var särskilt utformat för att motstå de höga tryck (upp till 400 kPa AP) behövs för deagglomeration tester med kritiska öppningar. En hög precision flödes tuner styr flödet i 0,01 L steg / min. Ledande slang (6 mm ytterdiameter, 1 mm tjocklek) används för att undvika partikelförluster på grund av elektrostatisk avsättning under transporten. Rörlängden är ca 50 cm mellan aerosolgeneratorn och blandningskammaren, 20 cm mellan blandningskammaren och mätkammaren, och 100 cm för provtagningsrör. En 1 L metalliskt flaska används som blandnings chamBER, och en 12 L metallisk trumma används som mätkammaren. Partikel prover tas från toppen av mätkammaren. En utloppsport styr den extra flöde till ett filtreringssystem. Blandnings- och mätningskammare är jordade för att förhindra elektrostatiska förluster av partiklar. De mätinstrument innefattar en svep rörlighet partikelstorleksmätare (SMPS) och en optisk partikelräknare (OPC) för partikelkoncentration och storleksfördelning, och ett transmissionselektronmikroskop (TEM) sampler (MPS) för partikelmorfologi analys. Inställnings s aerosolise förfarande liknar en fluidiserad-bädd-förfarande. Luftflödet kommer in från bottenöppningen in i (mm diameter 2) tratt och aerosolizes pulvret. Pulverpartiklarna röra sig på ett liknande sätt till vatten i en fontän. Den aerosol som genereras möter en flödesutspädning i blandningskammaren. Utspädningsluftens flöde kan kondition olika luftfuktighet om effektenav denna parameter kräver analys. Kammarens luft fungerar också som en buffertvolym att smidigt blanda aerosolen med torr utspädningsluft i enlighet med samplings behov. Aerosolen flödet införes därefter i mätkammaren via en vanlig slang utlopp (för aerosolise testning) eller en kritisk öppning (för deagglomerering testning). Öppningen kan ge olika tryck-drop-betingelser, applicera skjuvkrafter på de partiklar som passerar genom den. Denna mekanism gör det möjligt att studera deras deagglomerering potential (mekanisk stabilitet). 
Figur 1. Diagram av aerosolbildning och deagglomerering systemet. Som standard ansluter ett rör blandningskammaren med mätkammaren. Öppningen som visas är en valfri tilläggs (som inte beskrivs i detta protokoll). Klicka här to se en större version av denna siffra.
Protocol
1. System Preparation
- Se till att använda nya eller väl rengjorda transport slangar och kopplingar partikel att montera systemet. Se till att kammarväggarna rengörs och partikelfri (hänvisa till de rengöringsmetoder vid slutet av protokollet).
- För att ta bort eventuella bakgrundspartiklar, anslut en filtrerad torr luftflöde (5-10 L / min) direkt till blandningskammaren (utan att installera tratten mellan positionerna a och b i figur 1), för åtminstone 30 minuter.
- Mäta partikelantal koncentrationen i mätkammaren med hjälp av de SMPS enligt tillverkarens protokoll. Om koncentrationen är under 10 # / cm3 efter tre skannar, sedan överväga miljön ren. Observera att flödeshastigheten kan bromsa vid mätning med hjälp av SMPS.
- Stoppa luftflödet och stäng utlopp provtagningsröret och utloppsröret utlopp med en plast- eller gummipropp (position C i Figure 1) för att förhindra omgivande partiklar från att komma in i systemet.
- Förbereda och värma upp mätinstrument (SMPS och OPC) och partikel provtagare för mikroskopisk analys.
2. Material Förberedelser
- Store testmaterial i en väl kontrollerad miljö med avseende på temperatur och fuktighet. Detta är mycket viktigt för att säkerställa repeterbara resultat i uppföljande experiment.
- Väg pulvret försiktigt med en analytisk balans eller hög precision balans, i ett väl ventilerat utrymme (t.ex. laboratorie huva).
Obs: Vikter på 250-500 mg TiO 2, SiO 2, var ZnO och CeO 2 nanopartiklar pulver testas, och dessa i allmänhet visat sig vara tillräcklig för åtminstone 30 minuter av stabil aerosolbildning. Men beror lämplig mängd starkt på typen pulver och kan variera kraftigt för bulkmaterial, cement eller organiska pulver. - Fäst aerosolgeneratorn vertikally, och mata pulvret från den övre öppningen av aerosolgeneratorn med användning av en ordentligt rengjorda laboratorietratt. Före experimentet, skölj tratten med vatten och torka ut genom filtrerad luft, för att avlägsna damm avsättning på den inre väggen. Knacka försiktigt tratten att säkerställa att alla pulverpartiklarna matas in i processen. Skaka inte tratten hårt för att undvika betydande förlust av materialet till tidig aerosolbildning.
- Se till att huvuddelen av pulverpartiklarna når botten av generatorn, i stället för att falla på de omgivande sluttande väggar. Knacka försiktigt sidoväggarna hos generatorn för att flytta deponerade pulverpartiklar ner till botten.
- Alternativt, använda en lång tratt som direkt insättningar pulverpartiklarna i botten av generatorn. Av säkerhetsskäl utföra dessa operationer under ett dragskåp eller inne i en negativ tryckkammare.
- Som unsticky material kan slinka igenom öppningen i bottenav generatorn, använd en nål 2 mm diameter för att tillfälligt blockera öppningen innan utfodring i pulvret.
- Avlägsna tratten och stänga de övre och undre öppningarna hos generatorn i syfte att undvika partikelemission under överföringen.
3. Aerosolise
- Installera aerosolgeneratorn, ta bort blocken på slangen inlopp och utlopp till tratten, anslut dess botten till filtrerad luft och dess övre utgång till blandningskammaren (positionerna a och b respektive i figur 1), och bifoga det vertikalt med en metalliska byggnadsställning.
- Ta bort block på inställnings exit (position C i figur 1).
- Slå på aerosolbildning flödet. Långsamt öka hastigheten från 0 till 0,3 till 0,5 l / min med hjälp av flödes tuner. Rör inte höga flöden för snabbt, målet är att nå en flödeshastighet som kan ge stabil generation aerosol under minst 30 minuter.
- För att uppnå detta,inte konsumera pulver mängd betydligt under denna period av stabil aerosolbildning. Som en empirisk regel är att använda en fluidiserad bädd-höjd av ca 1 cm (betecknas med H i fig 1) för alstring av en robust aerosol flöde medan en stabil koncentration bibehållande under en relativt lång period. Om energin tas i aerosoliseringsprocessen är för stark då materialet kommer att snabbt förbrukas, om så inte för att upprätthålla en stadig aerosolbildning under resten av experimentet. Notera att flödet intervall kan variera för olika pulver; de värden som nämns ovan användes för de ovan nämnda Nanopulver som testades.
- Slå på flödesutspädning. Långsamt öka hastigheten från 0 till 2 l / min. Den totala flödesutspädning behövs bestäms av provtagningsutrustning. SMPS, OPC, och mini-sampler som används i systemet som presenteras här kräver ett totalt flöde av 1,6-1,8 l / min.
4. Karakterisering
- startaonline-mätinstrument samtidigt (här, SMPS och OPC) så snart som aerosolbildning och utspädning flöden införs.
Obs: Om ett stabilt tillstånd av aerosolbildning uppnås bör aerosol partikelkoncentration och storleksfördelningen blir stabila efter cirka 30 minuter. Använd mätningar som börjar från denna tidpunkt för jämförelse av aerosoler egenskaper under olika förhållanden (t.ex. luftfuktighet) och med hjälp av olika pulver. Analysera resultaten från 10 på varandra följande SMPS skannar för att beräkna medelkoncentrationer och storleksfördelningar. - När aerosolbildning är stabil, slå på pumpen är ansluten till TEM provtagaren att börja provtagning luftburna partiklar. Använda en flödeshastighet av 0,3 l / min med användning av TEM galler belagda med holey kolfilm. Den tunna filmen på gallret kan skadas om flödeshastigheten är för hög. Detaljerad information om användningen av provtagaren finns 21. Typiskt varar samplingsprocessen för abut 3 min.
- Variera varaktighet provtagning enligt de olika partikelkoncentrationer, och ungefärlig genom att betrakta en måttlig yttäckning av TEM galler av partikelavsättning (t ex 50%). Tjocka nedfall kan ändra partikelmorfologi på grund av agglomerering på plats.
5. Post-provtagningar och Saneringen
- Efter avslutad mätningarna, stänga av flödesutspädning och sedan aerosolbildning flödet.
- Koppla från aerosolgeneratorn från systemet, blockera dess övre och undre öppningar, och överföra den till rengöringsutrymmet. Rengör i ett välventilerat reningsanläggning eller ett slutet utrymme, särskilt om farliga material har behandlats.
- Dispergera pulverrester med vatten eller organiska lösningsmedel, beroende på hydrofiliciteten hos partikelytan. Häll lösningen ut i kemiska behållare för säker återvinning. Efter långa experiment provpulver tenderar att stick fast på glasväggen och löser sig inte lätt. Om detta inträffar, använd syror eller baser tillsammans med en ultraljudsrengörare att lösa klibbiga material.
- I syfte att avlägsna eventuell fukthalt kvar på väggen och att grundligt torka insidan av generatorn, passerar torr luft genom den i minst en timme. Se till att det inte finns några lågor eller antändningskällor vid arbete med organiska lösningsmedel, och säkerställa god ventilation av utrymmet.
- Koppla partikeltransport slangar och kopplingar. Skölj dem med vatten eller lösningsmedel. Torka de inre väggarna i blandnings och mätningskammare med en våt pappers vävnad eller tyg. Torka dem i ett öppet utrymme för åtminstone en dag eller med torr luft flöde under 1 timme före nästa experiment.
- Regelbundet rengöra SMPS provkroppen (om använd).
Representative Results
Figur 2 visar ett typiskt exempel på den totala aerosol partikelkoncentration och storlek förändras över tid, med hjälp av ovanstående protokoll i en aerosolbildning experiment med hydrofoba SiO 2. Partikelkoncentrationer började stiga så snart som aerosoliseringsflödet infördes. Det geometriska medelvärdet partikelstorlek gradvis ökat. Efter cirka 10 SMPS skannar (3,5 min / scan) började aerosol att ange ett stabilt tillstånd, där partikelkoncentration och medeldiameter varierade inte längre av någon betydande mängd. Detta tillstånd varade mer än 30 minuter, vilket var tillräckligt för att fylla tio 3-min SMPS skanningar. Figur 3 visar förändringen i partikelkoncentrationen i form av enskilda storleksfördelningar (baserat på samma data som i figur 2). Toppen steg långsamt över tiden, och när aerosol blev stabil, förblev det inom samma storleksintervall hela the resten av testet.
Den mycket liten medeldiameter visas i början av experimentet var inte på grund av instabil pulver aerosolbildning. Snarare var det som orsakas av den kvarvarande luften inuti tratten efter pulverfyllningsproceduren. Denna luftvolym var först med att strömma in i mätkammaren och samplas av SMPS under sina första skanningar (Figur 4). Detta skulle kunna undvikas genom att utföra alla experiment i ett rent rum om detta krävdes av den vetenskapliga frågan till hands. Faktum är att storleksfördelningen för den första avsökningen var mycket lik den hos den omgivande luften. Som aerosolpartiklar pulver fortsatte att strömma in, störningen från omgivnings partiklar minskade snabbt, och effekten var nästan försvunnit efter några SMPS skanningar.
Figur 2. Förändringtotalt partikelkoncentration och medeldiameter i en aerosolise experiment (241 mg hydrofoba SiO 2, aerosolbildning flöde 0,3 l / min). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 3. Förändring i partikelstorleksfördelning i en aerosolbildning experiment. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 4. Aerosol partikelstorleksfördelningar i början av den aerosolisetestet. Partikelkoncentrationen presenteras på en relativ skala (normaliserad to det totala antalet) för att jämföra spektrumet från den första skanningen i en mycket låg koncentration att spektra från senare skannar i högre koncentrationer. Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Förändringarna i partikelkoncentration inte alltid följer samma mönster. Fyra möjligheter kan oftast ses i en aerosol-test. I figur 5A, ökat koncentrationen långsamt till en "platå" region, förblev sedan nästan oförändrad under resten av experimentet. I figur 5B, koncentrationen först steg till en maximal poäng, gradvis minskat till en låg nivå, och sedan förblev stabil under mer än 1,5 timmar. I figur 5C, koncentrationen fortsatte att minska till noll. I figur 5D, ökade koncentrationen till en maximal nivå, remained där under en viss period, och minskade sedan igen.
Scenario (a) brukar ses när standardförfarande följs. Aerosolise luftflödet långsamt införs och slutligen stabiliseras inom rätt intervall. Den mängd råmaterial är tillräcklig med avseende på den aerosolisenivå, och en konstant aerosolbildning hastighet kan upprätthållas under en lång tidsperiod. Scenariot (b) är mest sannolikt på grund av en överdriven aerosoliseringsflöde under hela experimentet i kombination med en otillräcklig mängd pulver. Pulvret snabbt förbrukas och inte är i stånd att upprätthålla stabil generering aerosol. Scenario (c) visar ett liknande fall i partikelantal koncentration scenariot (b) med undantag för att efter en kort tid, var luftflödeshastigheten återjusteras till ett lämpligt område och hålls konstant under resten av testet. Detta gjorde det möjligt för partikelkoncentrationen gradvis nå en stabil intervall. Scenario (d) enppears när en otillräcklig mängd råmaterial används. Vid det sistnämnda fasen av försöket, finns det inte längre tillräckligt provpulver för att generera aerosolpartiklar med en konstant hastighet, som var möjligt i den tidiga fasen av aerosolbildning. Följaktligen minskar partikelkoncentrationen i systemet.
Figur 5. Typiska mönster för att ändra den totala partikelkoncentrationer under aerosolise experiment: (A) långsamt öka tills en platå uppnås; (B) successivt minska till noll; (C) snabbt nå en topp och sedan sjunka till en stabil nivå; (D) ökar till ett stabilt tillstånd och upprätthålla en viss tidsperiod, då minskar. Klicka här för att se en större version av denna siffra. Olika aerosoliseflödeshastigheter testades för att studera deras inflytande på aerosolbildning. Flöden från 0,3 till 1,1 l / min användes, och de resulterande partikelstorleksfördelningar visas i figur 6. Toppen av spektrumet steg som flödet ökas. Vid den högsta flödeshastigheten (1,1 L / min), mikronstorlek luftburna partiklar började komma in i systemet (den sekundära toppen). De modala storlekar av aerosolpartiklar stannade liknande när under samma aerosoliseflödet, minskade emellertid de så småningom när luftflödet ökas genom intervallet 0,3-0,7 l / min (Figur 7). Den ökande partikelgenerering hastigheten och minskande medelpartikeldiameter som flödeshastigheter ökade antyder att den mer dynamiska aerosoliseringsprocessen (med betydande rörelser och kollisioner partikel) underlättas deagglomeration av pulverpartiklar, vilket resulterar i en modifierad storleksfördelning av aerosolenpartiklar genereras.
Figur 6. Changing partikelstorleksfördelningar med ökande luftflöden (0,3- 1,1 L / min). Klicka här för att se en större version av denna siffra.
Figur 7. Jämförelse av partikelstorleksfördelningar under olika flödeshastigheter. Spektra förvandlades till liknande höjder i relativ skala (normaliserade totala partikelantal), som visar bättre förskjutning av toppen. Klicka här för att se en större version av denna figur.
Figur 8 visar ett exempel på variationen i partikelstorleksfördelning från fyra replikat tester med användning av samma material. Standardavvikelsen var 39,7% för den totala koncentrationen partikel och 6,6% för det geometriska medelvärdet storlek. Variationen av antalet koncentrationen skulle kunna bero på flera skäl: 1) som skiljer sig råvara status (t.ex., agglomerering nivå); 2) mänskliga faktorer i pulverfyllningsprocess (påverka pulvermängden deponeras på tratten botten, vilket innebär att värdet för aerosolbildning); eller 3) justering luftflöde i början av aerosolbildning.
Discussion
Tratten baserad aerosolbildning inställning effektivt kan aktivera pulverpartiklar vid en vald energitillförsel nivå (kan kvantifieras genom luftströmningshastighet under aerosolbildning). Partikelrörelser och kollisioner vid generering site når ett jämviktstillstånd, att bryta upp pulveragglomerat och avger luftburna partiklar av samma storleksfördelning med en konstant hastighet. En stabil aerosolbildning kan vara från 30 min till upp till 2 h, vilket är tillräckligt med tid för även mätinstrument långsam med höga storleks upplösningar, såsom SMPS, att ge statistiskt signifikanta resultat. Installations kräver endast små mängder av testmaterial, vilket kan vara en fördel för att testa dyrbara material såsom nanopartiklar pulver.
Emellertid kan systemets miljö och processparametrar signifikant påverka testresultaten. För att framställa repeterbara data måste standardrutiner följas strikt hela erfament. När de utför aerosolise tester med detta system bör följande aspekter övervägas noga.
För det första, för att få meningsfulla resultat, är det viktigt att inställnings inre delar ger en ren miljö för testen. Potentiella källor till föroreningar är omgivande partiklar och testmaterial från tidigare experiment. Effekten av omgivnings partiklar vanligtvis försvann relativt snabbt, så snart som de aerosolise och utspädningsflöden infördes. Däremot kan störningar från restmaterial kvar under hela experimentet. Som aerosolpartiklarna genererade strömmar genom systemet, kan de avsättas på de inre väggarna av de transportrören, böjningspunkter och de smala kanaler av anslutningsdonen, och de inre ytorna på mixnings- och mätningskamrarna. Om dessa delar inte är ordentligt rengjorda innan nya experiment, tidigare deponerade materialet kan ständigt resuspenderas i huvudströmmenaerosolens flödes, därmed störa testresultaten.
För det andra bör pulverfyllningsprocessen utföras mycket noggrant. Den mest betydande frågan här är den mängd av pulvret som matas in i setup, särskilt när mycket små mängder av material används. Vid en given aerosoliseflödeshastighet, mindre mängder av pulver generera lägre aerosolkoncentrationers, och eventuellt partiklar med mindre storlekar, beroende på den högre energiinsats per viktenhet pulver. Dessutom har förutsättningarna för testmaterial (t.ex. relativ fuktighet och temperatur) lagrings visats påverka pulveraerosolise beteende och nivåer av damm 22. Därför bör råpulver alltid hållas i samma atmosfäriska förhållanden, där så är möjligt.
För det tredje, justeringar av aerosoliseringsflödet vid början av experimentet påverkar i hög grad testresultaten. Kraftiga ökningar i flödet blåser stora partiklar pulver up i luften och sprida dem över hela trattytan, dramatiskt minska mängden material som finns tillgängligt för resten av experimentet. Konsekvenserna kan bli ett misslyckat prov på grund av otillräcklig pulver.
Eftersom installationen som beskrivs här inte är byggd med hjälp av standardiserade laboratorieutrustning, när man försöker att replikera de centrala delarna av systemet, bör följande aspekter beaktas. Standardlaboratorieseparations trattar kan användas som aerosolgeneratorn (notera att de inte bör användas under trycksatta förhållanden). Separations trattar med olika geometrier testades i experimenten, och de som fungerar ungefär som skräddarsydda tratten. En gummitätnings block med en inbäddad transportröret kan användas som den trattlocket.
Blandnings- och mät- utrymmena i olika geometrier men liknande volymer kan användas. Observera att fack som är för stora kommer att avsevärt fördröja tiden neEDED att nå stabila förhållanden aerosol (koncentration). Den tid som krävs kan uppskattas genom att ta hänsyn till den totala luftflödeshastigheten och volymen av facket. Även om processen kan påskyndas med hjälp av en stor flödesutspädning används, bör man komma ihåg att den slutliga partikelkoncentrationen kan minskas drastiskt på grund av utspädning, och detta kan påverka aerosol storleksfördelningen samt utförandet av mätinstrument (beroende på deras detektionsgränser). Elektriskt ledande material rekommenderas.
Längden av transportslangen kan variera, beroende på de allmänna laboratoriemiljö. Dock bör längden hållas så kort som möjligt för att undvika betydande förluster partikel under transporten. Partikel penetration effektivitet kan beräknas med hänsyn till partikeldiameter, luftflöde, rördiameter och längd, och med tanke på antingen gravitationsavsättning ellerdiffusion förlust, eller båda.
Olika karakteriseringsmetoder kan användas. Dock bör lufttillförseln (flödesutspädning) justeras för att matcha den totala provtagningsflödet. Otillräcklig lufttillförsel kommer att resultera i negativa trycket i mätkammaren, dra in omgivande partiklar vilket leder till misstag i slutsatserna. Olika lufttillförselkällor kan användas, men se till att de är partikelfria eller förbehandla luften med ett högeffektivt filter.
En viktig begränsning med denna aerosolise metod är att den kräver god flytbarhet av test pulvren i syfte att upprätthålla en stabil partikelgenerering under en relativt lång period. Klibbiga material, såsom hydrofila pulver med en hög fukthalt, stannar ofta flyter i ett tidigt skede av aerosoliseringsprocessen och ger mycket låga partikelkoncentrationer. Potentiella sätt att lösa detta problem skulle kunna innefatta en förbehandling av råpulver såsom torkning-so för att förbättra sin flytbarhet. Lagrings skick råvaror efter användning bör vara väl underhållna, t.ex. förvaras i en torr miljö och under lämplig temperatur. Under experimenten, kunde högre aerosoliseflödeshastighet (0,5 till 1 L / min) och större mängder av råmaterial (t ex 500 mg) användas. Dessutom kan sänka flödeshastigheten utspädning ökar partikelkoncentrationen i mätkammaren.
En annan begränsning med denna metod är reproducerbarheten av luftburet partikelgenerering hastigheten (alltså partikelantal koncentrationen i mätkammaren). Viss variation existerar fortfarande. Möjliga sätt att förbättringar är en bättre definierad matning process för att minska materialförlusterna och välkontrollerade aerosolbildning flöde.
Systemet och protokoll som beskrivs här kan användas för olika tillämpningar. Användningen av relativt små mängder av testmaterial gör metoden potentiellt valuable som ett alternativt verktyg för att testa pulver damning. Rangordningen nivåer av luftburna partiklar som genereras av vårt system för några vanliga material var liknande de som observerats i befintliga aerosolisesystem 19, såsom den roterande trumman 15,17, kontinuerlig droppe 23, och virvel shaker metoder 24. Vidare kan den justerbara energitillförsel (flödeshastighet luft) också användas för att studera stabiliteten hos nanopartikel pulveragglomerat. Slutligen kan stabil generation aerosol utgöra en tillförlitlig källa av luftburna konstruerade nanopartiklar för in vivo eller in vitro toxikologiska studier. Den styrbara partikelkoncentration skulle möjliggöra en analys av dosberoende biologiska svar. Jämfört med andra aerosoliseringsmetoder med användning av flytande suspensioner, undviker potentiella problem såsom material suspenderbarhet och modifiering av fysiskt-kemiska egenskaper hos partiklar i suspension (den presenterade metoden t.ex. engglomeration, ytegenskaper).
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| titanium dioxide nanopowder | JRC | NM-103/104 | Reference materials provided within EU FP7 MARINA project |
| silicon dioxide nanopowder | AEROSIL | R974 | |
| silicon dioxide nanopowder | JRC | NM-200 | Reference materials provided within EU FP7 MARINA project |
| zinc oxide nanopowder | JRC | NM-110/111 | Reference materials provided within EU FP7 MARINA project |
| cerium dioxide nanopowder | JRC | NM-211/212 | Reference materials provided within EU FP7 MARINA project |
| The V-shaped aerosol generator | Souffleur de verre S.A. | Specially made based on conditions required in the experiments (e.g., geometry, thickness) | |
| scanning mobility particler sizer (SMPS) | GRIMM | Model N° 5.403 | Size range: 11.1–1083.3 nm (impactor: d50=1,082 nm); composed of a condensation particle counter (CPC) and a dynamic mobility analyzer (DMA); sampling flow ate: 0.3 L/min; sheath flow rate: 3.0 L/min; with standard multiple charge correction and diffusion loss correction. |
| optical particle counter (OPC) | GRIMM | Model N° 5.403 | Size range: 0.25-32 µm |
| mini-particle sampler (MPS) | ECOMESURE | ||
| transport tubes | Milian S.A. | 8 mm-conductive | 6 mm inner diameter |
References
- Devaprakasam, D., Hatton, P. V., Möbus, G., Inkson, B. J. Effect of microstructure of nano- and micro-particle filled polymer composites on their tribo-mechanical performance. J. Phys. Conf. Ser. 126, 012057 (2008).
- Mukhopadhyay, A., Basu, B. Consolidation-microstructure-property relationships in bulk nanoceramics and ceramic nanocomposites: a review. Int. Mat. Rev. 52, 257-288 (2007).
- Svintsitskiy, D. A., et al. Study of cupric oxide nanopowders as efficient catalysts for low-temperature CO oxidation. J. Mol. Catal. A: Chemical. 368-369, 95-106 (2013).
- Schmid, K., Riediker, M. Use of nanoparticles in Swiss Industry: a targeted survey. Environ. Sci. Technol. 42, 2253-2260 (2008).
- Bello, D., et al. Particle exposure levels during CVD growth and subsequent handling of vertically-aligned carbon nanotube films. Carbon. 46, 974-977 (2008).
- Brouwer, D. Exposure to manufactured nanoparticles in different workplaces. Toxicol. 269, 120-127 (2010).
- Demou, E., Peter, P., Hellweg, S. Exposure to Manufactured Nanostructured Particles in an Industrial Pilot. Ann. Occup. Hyg. 52, 695-706 (2008).
- Kuhlbusch, T., Asbach, C., Fissan, H., Gohler, D., Stintz, M. Nanoparticle exposure at nanotechnology workplaces: A review. Part. Fib. Toxicol. 8, 22 (2011).
- Castranova, V. Overview of current toxicological knowledge of engineered nanoparticles. J. Occup. Environ. Med. / American College of Occupational and Environmental Medicine. 53, 14-17 (2011).
- Fukui, H., et al. Association of zinc ion release and oxidative stress induced by intratracheal instillation of ZnO nanoparticles to rat lung. Chem.-Biol. Interact. 198, 29-37 (2012).
- Lewinski, N., Colvin, V., Drezek, R. Cytotoxicity of Nanoparticles. Small. 4, 26-49 (2008).
- Kreyling, W., et al. Translocation of ultrafine insoluble iridium particles from lung epithelium to extrapulmonary organs is size dependent but very low. J. Toxicol. Environ. Health. 65, 1513-1530 (2002).
- Verlag, B. European Norm 15051, Workplace exposure-measurement of the dustiness of bulk materials. , (2014).
- Breum, N. O. The rotating drum dustiness tester: Variability in dustiness in relation to sample mass, testing time, and surface. Ann. Occup. Hyg. 43, 557-566 (1999).
- Tsai, C., et al. Dustiness test of nanopowders using a standard rotating drum with a modified sampling train. J Nanopart Res. 11, 121-131 (2009).
- Bach, S., Schmidt, E. Determining the Dustiness of Powders-A Comparison of three Measuring Devices. Ann. Occup. Hyg. 52, 717-725 (2008).
- Schneider, T., Jensen, K. Combined Single-Drop and Rotating Drum Dustiness Test of Fine to Nanosize Powders Using a Small Drum. Ann. Occup. Hyg. 52, 23-34 (2008).
- Morgeneyer, M., Le Bihan, O., Ustache, A., Aguerre-Chariol, O. Experimental study of the aerosolization of fine alumina particles from bulk by a vortex shaker. Powd. Technol. 246, 583-589 (2013).
- Ding, Y., Riediker, M. A system to assess the stability of airborne nanoparticle agglomerates under aerodynamic shear. J. Aerosol Sci. 88, 98-108 (2015).
- Ding, Y., et al. Dustiness and Deagglomeration Testing: Interlaboratory Comparison of Systems for Nanoparticle Powders. Aerosol Sci. Technol. 49, 1222-1231 (2015).
- R'milli, B., Le Bihan, O. L. C., Dutouquet, C., Aguerre-Charriol, O., Frejafon, E. Particle Sampling by TEM Grid Filtration. Aerosol Sci. Technol. 47, 767-775 (2013).
- Levin, M., et al. Influence of relative humidity and physical load during storage on dustiness of inorganic nanomaterials: implications for testing and risk assessment. J. Nanopart. Res. 17, 1-13 (2015).
- Dahmann, D., Monz, C. Determination of dustiness of nanostructured materials. Gefahrst. - Reinhalt. L. 71, 481-487 (2011).
- Ogura, I., et al. Dustiness testing of engineered nanomaterials. J. Phy. Conf. Ser. 170, 012003 (2009).
