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一種檢測納米微粒暴露毒性的方法及其所用的染毒柜的制作方法

文檔序號:575786閱讀:287來源:國知局
專利名稱:一種檢測納米微粒暴露毒性的方法及其所用的染毒柜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于動物實驗方法領(lǐng)域,特別涉及一種檢測納米微粒暴露毒性的方法及其 所用的染毒柜。
背景技術(shù)
隨著納米科技的迅速發(fā)展,納米微粒作為新型材料廣泛應(yīng)用于不同的領(lǐng)域,而由 于顆粒粒徑達(dá)到納米級,它們的理化性質(zhì)也發(fā)生了根本性變化,將表現(xiàn)出小尺寸效應(yīng),表面 效應(yīng),量子尺寸等效應(yīng),因此與傳統(tǒng)材料相比,納米微粒的性質(zhì)已經(jīng)發(fā)生了巨大的變化,其 生物安全性相應(yīng)也發(fā)生了質(zhì)的變化。在日常生活或由于工作環(huán)境的影響,許多工作者都會 接觸到納米顆粒,而接觸最多的就是SiO2顆粒,常因吸入納米顆粒而對身體造成損傷,比如 人們因接觸納米顆粒導(dǎo)致肺損傷,甚至導(dǎo)致矽肺的案例越來越受到重視,如煤礦粉塵,瓷磚 加工產(chǎn)生的細(xì)微顆粒,水泥廠煙囪灰塵等。但是目前為止對于納米微粒的安全性評價卻并 不完善。事實上,現(xiàn)在許多國家研究者已經(jīng)認(rèn)識到這個問題,并且越來越多的工作者開始關(guān) 注納米尺度的物質(zhì)的生物效應(yīng),對環(huán)境和健康的影響。近年來,科學(xué)家們相繼開展了納米微粒暴露毒性的研究,主要集中在分子細(xì)胞水 平,直接考察納米微粒對紅細(xì)胞及大鼠肺泡巨噬細(xì)胞的影響,也有研究者通過氣管注入法 直接注入納米微粒到大鼠氣管內(nèi),來考察納米微粒對大鼠肺部等組織的損傷。這些方法通 常對實驗操作人員具有較高的要求,操作復(fù)雜,另外考慮到現(xiàn)實生活當(dāng)中人們接觸極細(xì)微 顆粒的途徑和方式,這些方法缺乏模擬現(xiàn)實環(huán)境考察納米微粒對人們的環(huán)境,身體的影響。

發(fā)明內(nèi)容
因此,本發(fā)明要解決的技術(shù)問題就是針對現(xiàn)有的納米微粒的毒性評價僅僅停留分 子細(xì)胞或組織水平,還沒有如現(xiàn)實生活當(dāng)中人們接觸極細(xì)微顆粒的安全性評價方法的不 足,提供一種檢測納米微粒暴露毒性的方法及其所用的裝置,此方法以盡量模擬現(xiàn)實生活 中人們接觸粉塵的方式進(jìn)行染毒,選定納米微粒,進(jìn)行靜態(tài)染毒,簡單易行,從而實現(xiàn)對納 米微粒進(jìn)行安全性評價。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之一是一種染毒柜,在該染毒柜內(nèi), 底部是風(fēng)機,中上部是可放置試驗動物的金屬網(wǎng),在染毒柜的柜壁中部有一開口,為加樣 孔,該開口中有密封塞可以塞住該開口,柜頂是可密封固定的柜蓋。根據(jù)本發(fā)明,較佳的,染毒柜的內(nèi)四角用圓弧材料倒角粘附以去除死角。染毒柜的 內(nèi)壁是4個圓弧壁鉤,供支撐金屬網(wǎng)用。金屬網(wǎng)較佳的是不銹鋼網(wǎng)。柜蓋上有密封圈,以將 柜蓋密封固定。染毒柜柜壁的材料的較佳的為有機玻璃。根據(jù)本發(fā)明,較佳的,風(fēng)機和染毒柜底部之間是固定在柜底的圓柱,以支撐風(fēng)機, 使其和染毒柜底部保持一定的空間。較佳的,染毒柜柜壁在與風(fēng)機水平處開一細(xì)孔,風(fēng)機電 線通過該細(xì)孔到染毒柜外。風(fēng)機較佳的是可調(diào)風(fēng)速風(fēng)機,更佳的是圓形可調(diào)風(fēng)速風(fēng)機。根據(jù)本發(fā)明,較佳的,還包括一試驗動物固定器,該固定器的外表面光滑致密。所3述的固定器可以是常規(guī)的動物用固定器,試驗動物的身體都在固定器內(nèi)部,只有頭鼻部露 出。該固定器較佳的是圓柱形固定器。固定器材質(zhì)較佳的為塑料。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案之二是一種檢測納米微粒暴露毒性 的方法,包括以下步驟(1)用外表面覆有光滑材料的固定器固定試驗動物,只保留試驗動物的頭部暴露 在周圍環(huán)境中;(2)把固定好的試驗動物放在如上所述的染毒柜內(nèi)的金屬網(wǎng)上,密封固定好染毒 柜;(3)開啟風(fēng)機,通過加樣孔撒入納米微粒,調(diào)節(jié)風(fēng)速,控制納米微粒被吹起,靜態(tài)染步驟(1)中,較佳的,在固定試驗動物前在試驗動物尾部附著吸水海綿,以吸附尿 液等排泄物。固定器較佳的為類圓柱形固定器。固定器材質(zhì)較佳的為不銹鋼。固定器表面 覆的光滑材料較佳的是不銹鋼片,保鮮膜等。步驟O)中,所述的納米微粒的平均粒徑可以是任何,優(yōu)選IOnm ΙΟμπι,更優(yōu)選 20nm 800nm。步驟C3)是為了將試驗動物暴露在納米微粒粉塵中,進(jìn)行靜態(tài)染毒。其中較佳的, 通過調(diào)速器調(diào)節(jié)風(fēng)速,控制粉塵能夠吹起即可。靜態(tài)染毒時間可以持續(xù)是任何時間,進(jìn)行很 多次,較佳的是靜態(tài)染毒時間是2小時,每次2只大鼠,試驗動物染毒期間不進(jìn)食不飲水,其 他時間自由飲水進(jìn)食。染毒結(jié)束后,依照實驗方案要求對試驗動物進(jìn)行觀察,檢測相關(guān)毒性 指標(biāo),評估納米微粒的暴露毒性。本發(fā)明所用的原料或試劑除特別說明之外,均市售可得。相比于現(xiàn)有技術(shù),本發(fā)明的有益效果如下本發(fā)明模擬現(xiàn)實環(huán)境當(dāng)中人們接觸粉 塵的途徑,可行性強,易于操作,使用方便。并且該靜態(tài)染毒柜體積小,試樣用量小,成本低 廉。較好的實現(xiàn)了暴露毒理學(xué)的檢測模擬條件。本發(fā)明檢測納米微粒暴露毒性的方法,可 以用于考察納米微粒暴露毒理學(xué)和對納米微粒的暴露安全性進(jìn)行評估等,具有較好的現(xiàn)實 意義和實驗可行性。


以下結(jié)合

本發(fā)明的特征和有益效果。圖1是染毒柜整體圖。1,染毒柜柜壁;2,加樣孔;3,金屬網(wǎng);4,支撐金屬網(wǎng)的壁鉤; 5,染毒柜的柜弧形內(nèi)角;6,柜蓋;7,風(fēng)機;8,風(fēng)機支撐物。圖2是試驗動物固定器結(jié)構(gòu)示意圖。9,動物固定器;10,頭鼻部出口 ;11,可開閉的 蓋;12,海綿等吸水材料的固定裝置;13,尾部出口 ;14,固定角。圖3 9是大鼠肺部病理切片圖。其中,圖3是空白對照組;圖4是20nm實驗組; 圖5是50nm實驗組;圖6是80nm實驗組;圖7是140nm實驗組;圖8是280nm實驗組;圖 9是800nm實驗組。
具體實施例方式下面用實施例來進(jìn)一步說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不受其限制。下列實施例中未注明具體條件的實驗方法,通常按照常規(guī)條件,或按照制造廠商所建議的條件。實施例1靜態(tài)染毒柜的制備靜態(tài)染毒柜,材料為有機玻璃,厚度為8mm,用專用有機玻璃膠粘附,長X寬X高 =42CmX42CmX60Cm,總體積為100L,染毒柜內(nèi)四角用圓弧有機玻璃倒角粘附以去除死 角,柜壁中部挖出加樣孔,距離柜底40cm的內(nèi)壁鑲嵌4個圓弧壁勾,直徑為5mm,供支撐鐵絲 網(wǎng)用,染毒柜頂端添加密封圈,再用有機玻璃蓋進(jìn)行密封固定。裝置如圖1。染毒柜底部安置圓形可調(diào)風(fēng)速軸流風(fēng)機,型號150FZY2_D,長X寬= 16cmX16cm,距離染毒柜底部15cm,用有機玻璃圓柱體支撐,并粘附固定,染毒柜壁上開一 細(xì)孔,高度與風(fēng)機安裝高度一致,把風(fēng)機控制電線用圓柱形塑料管包裹后,引至染毒柜外, 并裝上調(diào)速器。實施例2大鼠固定裸露裝置大鼠用圓柱形固定器固定,固定器材質(zhì)為塑料,在固定大鼠前在大鼠尾部附著吸 水海綿,以吸附尿液等排泄物。固定器表面覆以光滑材料保鮮膜,只允許大鼠頭部暴露在周 圍環(huán)境中。固定器如圖2。實施例3大鼠靜態(tài)染毒把固定好的大鼠放入染毒柜內(nèi),密封固定好染毒柜后,開啟風(fēng)機,通過加樣孔分別 撒入20nm,50nm, 140nm, 280nm, 800nm粒徑的SW2顆粒40mg,每組15只大鼠,通過調(diào)速器調(diào) 節(jié)風(fēng)速,控制粉塵能夠吹起即可。靜態(tài)染毒時間為2小時(h),每次2只大鼠,大鼠染毒期間 不進(jìn)食不飲水,其他時間自由飲水進(jìn)食。實施例4大鼠染毒后不同時間點肺部損傷考察染毒結(jié)束后,觀察大鼠的生理生活情況,死亡情況。于染毒后Mh,48h,72h,處死 各實驗組大鼠,立即開胸腔,結(jié)扎整個右肺,割取右肺用于病理組織切片觀察。分離出頸部 氣管后,在氣管下端開一” T”形小口,采用外徑為1. 8mm的靜脈導(dǎo)管作為氣管插管,待插管 到達(dá)氣管隆突部位后,向左偏向進(jìn)入左主支氣管即可。用無菌生理鹽水對左肺進(jìn)行肺泡灌 洗,共6次,依次為3ml,2ml,2ml,2ml,2ml,2ml,2ml。收集所有肺泡灌洗液,采用Allegra X-15R centrifuge (美國 BECKMAN COULTER)離心機,控溫 4°C,冷凍離心 2000r/min,冷凍 離心15min。吸取上清液進(jìn)行總蛋白(IPr)、乳酸脫氫酶(LDH)活性測定,管底沉淀細(xì)胞用 5ml無菌生理鹽水稀釋制成細(xì)胞懸液,再稀釋5倍,進(jìn)行細(xì)胞總數(shù)(total cellular score, TCS)計數(shù)。結(jié)果顯示,染塵后,大鼠TPr,LDH含量均有不同程度的高于對照組,而TCS計數(shù)可 見明顯的包細(xì)胞增多,巨噬細(xì)胞增多。見表1,2,3。病理切片顯示,所有的實驗組大鼠均有不同程度的肺部炎癥損傷,主要表現(xiàn)在肺 泡間隔不同程度的增厚,伴有炎癥細(xì)胞浸潤,主要是巨噬細(xì)胞,淋巴細(xì)胞,或中性粒細(xì)胞。見 圖3 9。說明本發(fā)明有關(guān)納米微粒暴露毒理學(xué)的試驗方法可行,以上描述是對本發(fā)明的解 釋,不是對發(fā)明的限制,本發(fā)明所限定的范圍參見權(quán)利要求書,在不違背本發(fā)明的精神的情 況下,本發(fā)明可以做任何形式的修改。表1.不同粒徑SiO2染塵后不同時間肺泡灌洗液中細(xì)胞總數(shù)(卩^ XlO5)
權(quán)利要求
1.一種染毒柜,其特征在于,在該染毒柜內(nèi),底部是風(fēng)機,中上部是可放置試驗動物的 金屬網(wǎng),在染毒柜的柜壁中部有一開口,為加樣孔,該開口中有密封塞可以塞住該開口,柜 頂是可密封固定的柜蓋。
2.如權(quán)利要求1所述的染毒柜,其特征在于,染毒柜的內(nèi)四角用圓弧材料倒角粘附以 去除死角;染毒柜的內(nèi)壁是4個圓弧壁鉤,供支撐金屬網(wǎng)用;柜蓋上有密封圈,以將柜蓋密 封固定。
3.如權(quán)利要求1所述的染毒柜,其特征在于,風(fēng)機和染毒柜底部之間是固定在柜底的 圓柱;染毒柜柜壁在與風(fēng)機水平處開一細(xì)孔,風(fēng)機電線通過該細(xì)孔到染毒柜外。
4.如權(quán)利要求1所述的染毒柜,其特征在于,風(fēng)機是圓形可調(diào)風(fēng)速風(fēng)機。
5.如權(quán)利要求1所述的染毒柜,其特征在于,還包括一試驗動物固定器,該固定器的外 表面光滑致密。
6.一種檢測納米微粒暴露毒性的方法,其特征在于,包括以下步驟(1)用外表面覆有光滑材料的固定器固定試驗動物,只保留試驗動物的頭部暴露在周 圍環(huán)境中;(2)把固定好的試驗動物放在如權(quán)利要求1 5任一項所述的染毒柜內(nèi)的金屬網(wǎng)上,密 封固定好染毒柜;(3)開啟風(fēng)機,通過加樣孔撒入納米微粒,調(diào)節(jié)風(fēng)速,控制納米微粒被吹起,靜態(tài)染毒。
7.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,步驟O)中,所述的納米微粒的平均粒徑是 IOnm 10 μ m0
8.如權(quán)利要求7所述的方法,其特征在于,所述的納米微粒的平均粒徑是20nm 800nmo
9.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,步驟(1)中,在固定試驗動物前在試驗動物 尾部附著吸水海綿,以吸附尿液等排泄物;步驟(3)靜態(tài)染毒時間為2小時,染毒結(jié)束后,依 照實驗方案要求對試驗動物進(jìn)行觀察,檢測毒性指標(biāo),評估納米微粒的暴露毒性。
10.如權(quán)利要求6所述的方法,其特征在于,所述的試驗動物是大鼠。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種檢測納米微粒暴露毒性的方法及其所用的染毒柜。在該染毒柜內(nèi),底部是風(fēng)機,中上部是可放置試驗動物的金屬網(wǎng),在染毒柜的柜壁中部有一開口,為加樣孔,該開口中有密封塞,柜頂是可密封固定的柜蓋。該方法包括以下步驟(1)用外表面覆有光滑材料的固定器固定試驗動物,只保留試驗動物的頭部暴露;(2)把固定好的試驗動物放在所述的染毒柜內(nèi)的金屬網(wǎng)上,密封固定好染毒柜;(3)開啟風(fēng)機,通過加樣孔撒入納米微粒,調(diào)節(jié)風(fēng)速,控制納米微粒被吹起,靜態(tài)染毒。本發(fā)明模擬現(xiàn)實環(huán)境當(dāng)中人們接觸粉塵的途徑,可行性強,易于操作,使用方便。并且該靜態(tài)染毒柜體積小,試樣用量小,成本低廉。較好的實現(xiàn)了暴露毒理學(xué)的檢測模擬條件。
文檔編號C12Q1/06GK102053148SQ20091019789
公開日2011年5月11日 申請日期2009年10月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月29日
發(fā)明者凌向陽, 奉建芳, 祝林 申請人:上海醫(yī)藥工業(yè)研究院, 上海市計劃生育科學(xué)研究所
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