本發(fā)明涉及多濃度納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置。更具體來說，涉及如下的多濃度納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置：在一個腔外殼內(nèi)部層疊多個粒子暴露模塊，且各個粒子暴露模塊形成相互獨立的空間，可向各粒子暴露模塊提供不同濃度的納米粒子，從而可使投入到各粒子暴露模塊中的試驗動物暴露在相互不同濃度的納米粒子中，因此可通過一個腔外殼執(zhí)行不同濃度納米粒子吸入毒性試驗，不僅能夠提高整體空間效率，還能夠減少試驗費用，即便在小型研究室也能容易執(zhí)行納米粒子毒性試驗，可根據(jù)使用者需要有選擇地相互連通多個粒子暴露模塊或者形成獨立的空間，在不變更粒子暴露模塊的配置結(jié)構(gòu)的情況下即可調(diào)整應(yīng)用粒子暴露模塊的空間，能夠容易執(zhí)行更加多樣且正確的納米粒子吸入毒性試驗。

背景技術(shù)：

如果說20世紀是微米時代，那么21世紀可以說是納米時代，納米技術(shù)根據(jù)其應(yīng)用領(lǐng)域可大體分為納米材料、納米組件以及環(huán)境和生命工學(xué)基礎(chǔ)技術(shù)等。

這樣的納米技術(shù)，可人為操作原子或分子單位的極微細物質(zhì)來制作具有新的性質(zhì)和功能的物質(zhì)或裝置，當(dāng)前這種技術(shù)作為實現(xiàn)信息技術(shù)(informationtechnology：it)及其他生命工學(xué)(biotechnology：bt)的尖端技術(shù)而受到推崇。

納米技術(shù)雖然在整個工業(yè)領(lǐng)域可提供可被視作新的技術(shù)革命的優(yōu)點和幫助，但在另一方面，其具有潛在危險性也是公知的，而這種潛在危險性就是納米技術(shù)的特性引發(fā)的。

即，粒子越小有效表面積比例越大，這種有效表面積比例變大的粒子在與活體組織反應(yīng)時其毒性增強，作為其一例，二氧化鈦、碳粉末、柴油機微粒等幾種納米粒子尺寸越小，引發(fā)炎癥的毒性就越強，這一點通過學(xué)術(shù)實驗已得到證實。此外，超威細納米粒子不會黏附在氣管或粘膜上，而是能夠深入到肺泡中或移動到腦部，進一步根據(jù)最近的多方研究有報告稱在納米粒子堆積到體內(nèi)時，會引發(fā)疾病或中樞神經(jīng)障礙。

因此，最近隨著納米技術(shù)的發(fā)展，對納米技術(shù)的穩(wěn)定性評價也在積極開展中，作為代表性一例，以多種動物為對象開展對納米粒子堆積到人體內(nèi)時所發(fā)生的毒性進行評價的納米粒子吸入毒性試驗。通過這種納米粒子吸入毒性試驗得到的人體有害性數(shù)據(jù)，在整個納米纖維、化妝品、半導(dǎo)體、藥物載體等產(chǎn)業(yè)中，作為對納米粒子的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)而得到多種應(yīng)用。

最近，隨著這種納米技術(shù)重要性的確立，不僅是對納米粒子的吸入毒性的試驗，還進行納米粒子對人體的效能、穩(wěn)定性、環(huán)境影響評價等多種形式試驗，這些多種形式試驗均在評價納米粒子對人體的影響的這一點上大部分以與吸入毒性試驗相同的方式進行，所以下面將這種對納米粒子的多種試驗統(tǒng)稱為吸入毒性試驗。

此外，納米粒子以氣霧劑狀態(tài)存在，對納米粒子的試驗也可以同樣適用于以氣霧劑狀態(tài)存在的亞微粒粒徑的粒子，所以下面只要沒有特別說明，納米粒子以包含亞微粒粒子的概念使用。

對這種納米粒子的吸入毒性試驗，一般是通過如下方式進行：將納米粒子以氣霧劑狀態(tài)生成后供給到一定大小的暴露腔體中，在這樣的暴露腔體中投入試驗動物來暴露在納米粒子中后測定試驗動物的多種變化狀態(tài)。進一步具體來說，在一個腔外殼內(nèi)部安裝垂直塔形中控管，用于在內(nèi)部投入試驗動物的多個試驗動物收容裝置構(gòu)成為與中空管連通結(jié)合的形態(tài)，在垂直塔形中空管中連接附加的粒子供給裝置，從粒子供給裝置生成的納米粒子通過中空管向投入到各個試驗動物收容裝置中的試驗動物供給。

為了得到納米粒子的影響的更加多樣且正確的試驗結(jié)果，需要向投入試驗動物的試驗動物收容裝置供給相互不同濃度的納米粒子，為此一般采用具備多個如上所述的腔外殼，向各腔外殼內(nèi)部配在的中空管及試驗動物收容裝置供給各不相同濃度的納米粒子的方式。

這種方式的納米粒子吸入毒性試驗裝置，為了供應(yīng)相互不同濃度的納米粒子，需要具備多個腔外殼，還需要具備空氣循環(huán)設(shè)施等，其規(guī)模較大，且設(shè)置和運營費用昂貴，所以存在只有在專門性的研究機構(gòu)和試驗代理機構(gòu)才能進行該試驗，在大學(xué)實驗室等小規(guī)模研究室不能廣泛進行這種試驗的問題。尤其是即便想要進行相對簡單方式的小規(guī)模吸入毒性試驗時也需要具備多個相當(dāng)規(guī)模的腔外殼，所以不僅空間效率降低，還存在試驗費用增加等問題，且由于暴露腔體的尺寸和配置結(jié)構(gòu)等固定，在根據(jù)使用者的需求進行更加多樣方式的試驗時存在困難。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

[技術(shù)課題]

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的問題而做出的，本發(fā)明的目的之一是提供一種如下的多濃度納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置：在一個腔外殼內(nèi)部層疊多個粒子暴露模塊，且各個粒子暴露模塊形成相互獨立的空間，可向各粒子暴露模塊提供不同濃度的納米粒子，從而可使投入到各粒子暴露模塊中的試驗動物暴露在相互不同濃度的納米粒子中，因此可通過一個腔外殼執(zhí)行不同濃度納米粒子吸入毒性試驗，不僅能夠提高整體空間效率，還能夠減少試驗費用，即便在小型研究室等也能容易執(zhí)行納米粒子毒性試驗。

本發(fā)明的其他目的是提供一種如下的多濃度納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置：可根據(jù)使用者需要有選擇地相互連通多個粒子暴露模塊或者形成獨立的空間，在不變更粒子暴露模塊的配置結(jié)構(gòu)的情況下即可調(diào)整應(yīng)用粒子暴露模塊的空間，能夠容易執(zhí)行更加多樣且正確的納米粒子吸入毒性試驗。

[課題解決方案]

本發(fā)明提供一種具有如下特征的納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置，包括：腔外殼；以及粒子暴露模塊，配置在上述腔外殼內(nèi)部，與用于供給納米粒子的附加的粒子供給裝置連接，各個的內(nèi)部空間以暴露于納米粒子中的方式投入試驗動物，上述粒子暴露模塊可以相互層疊多個，各個粒子暴露模塊獨立形成為通過上述粒子供給裝置供給的納米粒子的供給濃度相互不同，從而能夠同時執(zhí)行多種濃度的納米粒子吸入毒性試驗。

此時，上述粒子暴露模塊可包括：內(nèi)部殼體，形成為上端開放的中空管形態(tài)，在一側(cè)形成用于從上述粒子供給裝置被供給納米粒子的粒子供給端口，在另一側(cè)以使得納米粒子向外部流動的方式形成粒子流動端口；外部殼體，形成為上端以及下端開放的中空管形態(tài)，且形成為包圍上述內(nèi)部殼體的外部空間，在與上述粒子流動端口對應(yīng)的位置形成連接端口；以及試驗動物收容裝置，用于向內(nèi)部空間投入試驗動物，為了讓通過上述粒子流動端口向外部流動的納米粒子，能夠通過上述連接端口向內(nèi)部空間流入而插入結(jié)合到上述連接端口。

此外，上述內(nèi)部殼體以及上述外部殼體能夠以配合(fit)的方式上下層疊。

此外，在上述粒子暴露模塊上下層疊的狀態(tài)下，最上層的粒子暴露模塊可通過附加的殼體蓋關(guān)閉上述內(nèi)部殼體以及上述外部殼體上端。

此外，在上述內(nèi)部殼體上的下端部可形成有連通孔，以使得上述粒子暴露模塊上下層疊的狀態(tài)下上述內(nèi)部殼體的內(nèi)部空間相互連通，以能夠開閉上述連通孔的方式安裝連通孔開閉門。

此外，在形成于上述內(nèi)部殼體上的粒子供給端口可安裝用于開閉上述粒子供給端口的開閉閥。

[發(fā)明效果]

根據(jù)本發(fā)明，具有如下效果：在一個腔外殼內(nèi)部層疊多個粒子暴露模塊，且各個粒子暴露模塊形成相互獨立的空間，可向各粒子暴露模塊提供不同濃度的納米粒子，從而可使投入到各粒子暴露模塊中的試驗動物暴露在相互不同濃度的納米粒子中，因此可通過一個腔外殼執(zhí)行不同濃度納米粒子吸入毒性試驗，不僅能夠提高整體空間效率，還能夠減少試驗費用，即便在小型研究室等也能容易執(zhí)行納米粒子毒性試驗。

再有，具有如下效果：可根據(jù)使用者需要有選擇地相互連通多個粒子暴露模塊或者形成獨立的空間，在不變更粒子暴露模塊的配置結(jié)構(gòu)的情況下即可調(diào)整應(yīng)用粒子暴露模塊的空間，能夠容易執(zhí)行更加多樣且正確的納米粒子吸入毒性試驗。

附圖說明

圖1是示意性地表示本發(fā)明的一實施例的納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖，

圖2是示意性地表示本發(fā)明的一實施例的納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖，

圖3是示意性地表示本發(fā)明的一實施例的粒子暴露模塊的結(jié)構(gòu)的剖面圖，

圖4是示意性地表示本發(fā)明的一實施例的粒子暴露模塊的另一結(jié)構(gòu)的剖面圖，

圖5是示意性地表示應(yīng)用圖4所示的粒子暴露模塊的納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置的使用狀態(tài)的一例的圖。

具體實施方式

下面，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細說明。首先，對各附圖的構(gòu)成要素標注參照符號，對相同的構(gòu)成要素，雖然表示在不同圖中，但盡量應(yīng)標注相同的標記。此外，在說明本發(fā)明時，當(dāng)對相關(guān)公知結(jié)構(gòu)或功能的具體描述可能會造成本發(fā)明的主要內(nèi)容變得不清楚時，省略對其的詳細說明。

圖1是示意性地表示本發(fā)明的一實施例的納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖2是示意性地表示本發(fā)明的一實施例的納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖3是示意性地表示本發(fā)明的一實施例的粒子暴露模塊的結(jié)構(gòu)的剖面圖。

本發(fā)明的一實施例的納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置包括：腔外殼(100)；以及配置在腔外殼(100)的內(nèi)部空間的多個粒子暴露模塊(200)。

腔外殼(100)形成為包圍粒子暴露模塊(200)的外部的形態(tài)，內(nèi)部空間(101)可構(gòu)成為與附加的吸泵(102)連接而形成負壓。

粒子暴露模塊(200)在內(nèi)部空間形成暴露腔(c)，且與粒子供給裝置(300)連接以向暴露腔(c)供給納米粒子。各個暴露腔(c)中投入試驗動物(t)以暴露在被供給的納米粒子中。粒子暴露模塊(200)包括內(nèi)部殼體(210)、外部殼體(220)以及試驗動物收容裝置(230)，其詳細說明將在后面描述。

這些粒子暴露模塊(200)在腔外殼(100)內(nèi)部以可相互層疊的方式具備多個，各個粒子暴露模塊(200)分別獨立形成，以便通過粒子供給裝置(300)供給形成的納米粒子的供給濃度可相互不同。

即，在從粒子供給裝置(300)向各個粒子暴露模塊(200)供給各不相同濃度的納米粒子時，各個粒子暴露模塊(200)相互獨立形成，從而相互之間不發(fā)生納米粒子的混合，隨之保持相互不同的納米粒子濃度。

根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，向在一個腔外殼(100)內(nèi)部配置的多個粒子暴露模塊(200)供給相互不同濃度的納米粒子，從而能夠僅以一個腔外殼(100)就可同時執(zhí)行多種濃度的納米粒子吸入毒性試驗。因此，不需要具備多個腔外殼(100)，不僅能夠使得裝置小型化，還能夠提高空間效率，能夠減少試驗費用。

若進一步詳細說明，粒子暴露模塊(200)可包括內(nèi)部殼體(210)、外部殼體(220)和試驗動物收容裝置(230)。

內(nèi)部殼體(210)是上端開放，下端封閉的中空管形態(tài)，一側(cè)形成粒子供給端口(212)用于從粒子供給裝置(300)接受納米粒子的供給，另一側(cè)形成粒子流動端口(211)用于納米粒子向外部流動。如圖2所示，粒子供給端口(212)在內(nèi)部殼體(210)的一側(cè)形成1個，粒子流動端口(211)可沿著內(nèi)部殼體(210)的圓周方向以一定間隔形成多個。

外部殼體(220)是上端及下端開放的中空管形態(tài)，形成為包圍內(nèi)部殼體(210)的外部空間，在內(nèi)部殼體(210)的與粒子流動端口(211)對應(yīng)的位置形成有連接端口(221)。即，沿著內(nèi)部殼體(210)的圓周方向以一定間隔形成多個粒子流動端口(211)時，與此對應(yīng)地，沿著外部殼體(220)的圓周方向形成多個連接端口(221)，各個連接端口(221)分別形成在與粒子流動端口(211)對應(yīng)的位子。

內(nèi)部殼體(210)以及外部殼體(220)形成為以配合的方式可上下層疊，為此，在各上端部形成臺階部(s1)，在下端部可形成突出部(s2)用以插入結(jié)合到臺階部(s1)。

試驗動物收容裝置(230)形成為可在內(nèi)部空間投入試驗動物(t)，并且分別插入結(jié)合到連接端口(221)以便通過粒子流動端口(211)向外部流動的納米粒子可通過連接端口(221)流入內(nèi)部空間。

這些粒子暴露模塊(200)在腔體外殼(100)的內(nèi)部以內(nèi)部殼體(210)以及外部殼體(220)的上下層疊方式層疊多個，此時，最上層的粒子暴露模塊(200)構(gòu)成為可通過附加的殼體蓋(250)封閉內(nèi)部殼體(210)以及外部殼體(220)的上端。

如上所述，若粒子暴露模塊(200)上下層疊，則如圖1所示，內(nèi)部殼體(210)的內(nèi)部空間分別形成與各個相鄰的粒子暴露模塊(200)分開而獨立的空間，其通過粒子流動端口(211)以及連接端口(221)與試驗動物收容裝置(230)連通。即，內(nèi)部殼體(210)內(nèi)部空間是從粒子供給裝置(300)被供給納米粒子的空間從此通過粒子流動端口(211)以及連接端口(221)向試驗動物收容裝置(230)供給納米粒子。因此，內(nèi)部殼體(210)內(nèi)部空間和試驗動物收容裝置(230)形成向試驗動物(t)暴露納米粒子的一個暴露腔(c)。

此時，多個粒子暴露模塊(200)的各個內(nèi)部殼體(210)的內(nèi)部空間形成相互獨立的空間，各個暴露腔(c)形成相互不連通的獨立空間，因此能夠供各不相同濃度的納米粒子。

即，如圖1所示，在層疊4個粒子暴露模塊(200)的情況下，從最上端起依次形成c1、c2、c3、c4暴露腔，各個暴露腔(c)中可分別從各個附加的粒子供給裝置(300：310、320、330、340)供給相互不同濃度的納米粒子。被供給到內(nèi)部殼體(210)的內(nèi)部空間的納米粒子通過各個相應(yīng)粒子流動端口(211)以及連接端口(221)被供給到各個試驗動物收容裝置(230)，并向各試驗動物收容裝置(230)內(nèi)部投入的試驗動物(t)暴露。

因此，向投入到各粒子暴露模塊(200)的試驗動物收容裝置(230)的試驗動物(t)分別從各粒子暴露模塊(200)暴露相互不同濃度的納米粒子，從而能夠通過一個腔外殼(100)執(zhí)行多種濃度的納米粒子吸入毒性試驗。

進一步仔細觀察納米粒子的流動。從各個附加的粒子供給裝置(300：310、320、330、340)向各粒子暴露模塊(200)的內(nèi)部殼體(210)供給互不相同濃度的納米粒子。此時，納米粒子通過粒子供給端口(212)被供給到內(nèi)部殼體(210)。被供給到內(nèi)部殼體(210)的納米粒子，通過粒子流動端口(211)以及連接端口(221)流入試驗動物收容裝置(230)內(nèi)部而暴露于試驗動物(t)。

投入到試驗動物收容裝置(230)內(nèi)部的試驗動物(t)，通過呼吸吸入納米粒子，此時，為了得到正確的試驗結(jié)果，試驗動物(t)的呼氣最好從試驗動物收容裝置(230)排出到外部。因此，結(jié)合到外部殼體(220)的連接端口(221)的試驗動物收容裝置(230)最好位于與內(nèi)部殼體(210)的粒子流動端口(211)分開一定間隔的位置，通過這樣的分開間隔使得試驗動物(t)的呼氣從試驗動物收容裝置(230)排出。

如圖1的虛線所示，試驗動物(t)的呼氣通過連接端口(221)排出到外部殼體(220)的內(nèi)部空間，由于外部殼體(220)形成為上下端開放的形態(tài)，所以在多個層疊的情況下不構(gòu)成獨立的空間而全部連通。因此，從各粒子暴露模塊(200)的試驗動物收容裝置(230)排出的試驗動物(t)的呼氣在排出到各個外部殼體(220)的內(nèi)部空間之后，排出到腔外殼(100)的內(nèi)部空間。此時，腔外殼(100)上安裝有附加的導(dǎo)向端口(240)，用于支撐多個粒子暴露模塊(200)的同時使得試驗動物(t)的呼氣順利從外部殼體(220)排出，這種導(dǎo)向端口(240)可以結(jié)合到最下層的粒子暴露模塊(200)。此外，如前所述，腔外殼(100)的內(nèi)部空間通過附加的吸泵(102)形成負壓，從而能夠使得試驗動物(t)的呼氣更加順利地從粒子暴露模塊(200)通過導(dǎo)向端口(240)排出到腔外殼(100)的內(nèi)部空間。

通過上述結(jié)構(gòu)，各粒子暴露模塊(200)上分別獨立形成用于投入試驗動物(t)的暴露腔(c)，從而能夠供給相互不同濃度的納米粒子，因此能夠執(zhí)行多種濃度的納米粒子吸入毒性試驗，隨之，試驗動物(t)的呼氣通過各粒子暴露模塊(200)的連通空間均排出到腔外殼(100)內(nèi)部空間，因此能夠進行更加正確的納米粒子吸入毒性試驗。

特別是，如圖1所示形成4層粒子暴露模塊(200)的情況下，在最上層的粒子暴露模塊(200)的暴露腔(c1)被供給作為比較對象標準的標準濃度的納米粒子，依次其下層的粒子暴露模塊(200)的暴露腔(c2、c3、c4)中則分別被供給低濃度、中濃度以及高濃度的納米粒子，通過這些結(jié)構(gòu)，可根據(jù)納米粒子的濃度差異從多種觀點試驗對試驗動物(t)的影響。

圖4是示意性地表示本發(fā)明的一實施例的粒子暴露模塊另一結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖5是示例性地表示應(yīng)用圖4所示的粒子暴露模塊的納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置的使用狀態(tài)的圖。

如圖4所示，本發(fā)明的另一實施例的粒子暴露模塊(200)在內(nèi)部殼體(210)的下端部形成連通孔(213)，且安裝可開閉連通孔(213)的連通孔開閉門(214)。

此外，在形成于內(nèi)部殼體(210)上的粒子供給端口(212)，以能夠開閉粒子供給端口(212)的方式安裝附加的開閉閥(215)。

根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，可在多個粒子暴露模塊(200)上下層疊的狀態(tài)下使得各個內(nèi)部殼體(210)上形成的暴露腔(c)相互連通或形成獨立空間，通過操作安裝在粒子供給端口(212)上的開閉閥(215)，可向相互連通的暴露腔(c)以僅向形成于某一內(nèi)部殼體(210)上的粒子供給端口(212)供給納米粒子的方式，向相互連通的整個暴露腔(c)供給相同濃度的納米粒子。

例如，如圖5所示，可將粒子暴露模塊(200)層疊5層，此時，例如，可將位于最下層和其上層的粒子暴露模塊(200)的暴露腔(c4、c5)開放連通孔開閉門(214)來相互連通。此時，如圖4中所說明，向最上層的粒子暴露模塊(200)的暴露腔(c1)供給作為比較對象標準的標準濃度的納米粒子，并依次向其下層的粒子暴露模塊(200)的暴露腔(c2、c3)分別供給低濃度以及中濃度的納米粒子，最下層及其上層的粒子暴露模塊(200)的暴露腔(c4、c5)中則供給高濃度的納米粒子。此時，最下層的粒子暴露模塊(200)的粒子供給端口(212)上安裝的開閉閥(215)進行封閉動作，只使位于其上層的粒子暴露模塊(200)的粒子供給端口(212)上安裝的開閉閥(215)進行開放動作，由此能夠同時向2個暴露腔(c4、c5)供給納米粒子。

如上所述的本發(fā)明的一實施例的納米粒子吸入毒性試驗腔體裝置，使得多個粒子暴露模塊200上的各個連通孔開閉門(214)以及開閉閥(215)有選擇地進行開閉動作，以使得特定粒子暴露模塊(200)相互連通或形成獨立空間，從而可向相互連通的粒子暴露模塊(200)供給相同濃度的納米粒子。

因此，如圖5所示，在根據(jù)使用者的需要，需要更多個體中對高濃度納米粒子的吸入毒性試驗結(jié)果時，通過連通暴露腔(c4)和(c5)，能夠連接更多的試驗動物收容裝置(230)，因此能夠得到更加多樣且正確的試驗結(jié)果。

如圖5所示，與此不同，可將粒子暴露模塊(200)的層疊高度進行多種變更，通過將各粒子暴露模塊(200)上的連通孔開閉門(214)以及開閉閥(215)的開閉動作與否進行多種變更組合，能夠根據(jù)用戶需要執(zhí)行多種方式的多個濃度納米粒子吸入毒性試驗。

以上說明僅僅示例性地說明本發(fā)明的技術(shù)思想，對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可在不脫離本發(fā)明的本質(zhì)特性的范圍內(nèi)進行多種修改和變形。因此，本發(fā)明所示的實施例不是為了限定本發(fā)明的技術(shù)思想，而僅僅是用于說明的，這些實施例不用于限定本發(fā)明的技術(shù)思想的范圍。本發(fā)明的保護范圍應(yīng)根據(jù)下面的權(quán)利要求來解釋，與此等同范圍內(nèi)的所有技術(shù)思想均應(yīng)解釋為包含在本發(fā)明的權(quán)利范圍內(nèi)。