Todo o corpo de nanopartículas de aerossóis exposições por inalação
Summary
A inalação de nanopartículas de aerossóis facilidade de exposição de corpo inteiro foi construído para o dióxido de titânio nano-sized (TiO<sub> 2</sub>) Estudos de toxicologia de inalação. Este sistema proporciona nano-TiO<sub> 2</sub> 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.
Abstract
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.
Protocol
Representative Results
Discussion
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 …
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Lista de confirmações e fontes de financiamento.
NIH-ES015022 e ES018274 (TRN)
Acordo NSF-Cooperativa 1003907 (VCM)
Materials
| Name of Reagent/Material | 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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