专利名称：一种检测纳米微粒暴露毒性的方法及其所用的染毒柜的制作方法
技术领域：
本发明属于动物实验方法领域，特别涉及一种检测纳米微粒暴露毒性的方法及其 所用的染毒柜。
背景技术：
随着纳米科技的迅速发展，纳米微粒作为新型材料广泛应用于不同的领域，而由 于颗粒粒径达到纳米级，它们的理化性质也发生了根本性变化，将表现出小尺寸效应，表面 效应，量子尺寸等效应，因此与传统材料相比，纳米微粒的性质已经发生了巨大的变化，其 生物安全性相应也发生了质的变化。在日常生活或由于工作环境的影响，许多工作者都会 接触到纳米颗粒，而接触最多的就是SiO2颗粒，常因吸入纳米颗粒而对身体造成损伤，比如 人们因接触纳米颗粒导致肺损伤，甚至导致矽肺的案例越来越受到重视，如煤矿粉尘，瓷砖 加工产生的细微颗粒，水泥厂烟囱灰尘等。但是目前为止对于纳米微粒的安全性评价却并 不完善。事实上，现在许多国家研究者已经认识到这个问题，并且越来越多的工作者开始关 注纳米尺度的物质的生物效应，对环境和健康的影响。近年来，科学家们相继开展了纳米微粒暴露毒性的研究，主要集中在分子细胞水 平，直接考察纳米微粒对红细胞及大鼠肺泡巨噬细胞的影响，也有研究者通过气管注入法 直接注入纳米微粒到大鼠气管内，来考察纳米微粒对大鼠肺部等组织的损伤。这些方法通 常对实验操作人员具有较高的要求，操作复杂，另外考虑到现实生活当中人们接触极细微 颗粒的途径和方式，这些方法缺乏模拟现实环境考察纳米微粒对人们的环境，身体的影响。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题就是针对现有的纳米微粒的毒性评价仅仅停留分 子细胞或组织水平，还没有如现实生活当中人们接触极细微颗粒的安全性评价方法的不 足，提供一种检测纳米微粒暴露毒性的方法及其所用的装置，此方法以尽量模拟现实生活 中人们接触粉尘的方式进行染毒，选定纳米微粒，进行静态染毒，简单易行，从而实现对纳 米微粒进行安全性评价。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案之一是一种染毒柜，在该染毒柜内， 底部是风机，中上部是可放置试验动物的金属网，在染毒柜的柜壁中部有一开口，为加样 孔，该开口中有密封塞可以塞住该开口，柜顶是可密封固定的柜盖。根据本发明，较佳的，染毒柜的内四角用圆弧材料倒角粘附以去除死角。染毒柜的 内壁是4个圆弧壁钩，供支撑金属网用。金属网较佳的是不锈钢网。柜盖上有密封圈，以将 柜盖密封固定。染毒柜柜壁的材料的较佳的为有机玻璃。根据本发明，较佳的，风机和染毒柜底部之间是固定在柜底的圆柱，以支撑风机， 使其和染毒柜底部保持一定的空间。较佳的，染毒柜柜壁在与风机水平处开一细孔，风机电 线通过该细孔到染毒柜外。风机较佳的是可调风速风机，更佳的是圆形可调风速风机。根据本发明，较佳的，还包括一试验动物固定器，该固定器的外表面光滑致密。所3述的固定器可以是常规的动物用固定器，试验动物的身体都在固定器内部，只有头鼻部露 出。该固定器较佳的是圆柱形固定器。固定器材质较佳的为塑料。本发明解决上述技术问题所采用的技术方案之二是一种检测纳米微粒暴露毒性 的方法，包括以下步骤(1)用外表面覆有光滑材料的固定器固定试验动物，只保留试验动物的头部暴露 在周围环境中；(2)把固定好的试验动物放在如上所述的染毒柜内的金属网上，密封固定好染毒 柜；(3)开启风机，通过加样孔撒入纳米微粒，调节风速，控制纳米微粒被吹起，静态染步骤(1)中，较佳的，在固定试验动物前在试验动物尾部附着吸水海绵，以吸附尿 液等排泄物。固定器较佳的为类圆柱形固定器。固定器材质较佳的为不锈钢。固定器表面 覆的光滑材料较佳的是不锈钢片，保鲜膜等。步骤O)中，所述的纳米微粒的平均粒径可以是任何，优选IOnm ΙΟμπι，更优选 20nm 800nm。步骤C3)是为了将试验动物暴露在纳米微粒粉尘中，进行静态染毒。其中较佳的， 通过调速器调节风速，控制粉尘能够吹起即可。静态染毒时间可以持续是任何时间，进行很 多次，较佳的是静态染毒时间是2小时，每次2只大鼠，试验动物染毒期间不进食不饮水，其 他时间自由饮水进食。染毒结束后，依照实验方案要求对试验动物进行观察，检测相关毒性 指标，评估纳米微粒的暴露毒性。本发明所用的原料或试剂除特别说明之外，均市售可得。相比于现有技术，本发明的有益效果如下本发明模拟现实环境当中人们接触粉 尘的途径，可行性强，易于操作，使用方便。并且该静态染毒柜体积小，试样用量小，成本低 廉。较好的实现了暴露毒理学的检测模拟条件。本发明检测纳米微粒暴露毒性的方法，可 以用于考察纳米微粒暴露毒理学和对纳米微粒的暴露安全性进行评估等，具有较好的现实 意义和实验可行性。
以下结合
本发明的特征和有益效果。图1是染毒柜整体图。1，染毒柜柜壁；2，加样孔；3，金属网；4，支撑金属网的壁钩； 5，染毒柜的柜弧形内角；6，柜盖；7，风机；8，风机支撑物。图2是试验动物固定器结构示意图。9，动物固定器；10，头鼻部出口 ；11，可开闭的 盖；12，海绵等吸水材料的固定装置；13，尾部出口 ；14，固定角。图3 9是大鼠肺部病理切片图。其中，图3是空白对照组；图4是20nm实验组； 图5是50nm实验组；图6是80nm实验组；图7是140nm实验组；图8是280nm实验组；图 9是800nm实验组。
具体实施例方式下面用实施例来进一步说明本发明，但本发明并不受其限制。下列实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照常规条件，或按照制造厂商所建议的条件。实施例1静态染毒柜的制备静态染毒柜，材料为有机玻璃，厚度为8mm，用专用有机玻璃胶粘附，长X宽X高 =42CmX42CmX60Cm，总体积为100L，染毒柜内四角用圆弧有机玻璃倒角粘附以去除死 角，柜壁中部挖出加样孔，距离柜底40cm的内壁镶嵌4个圆弧壁勾，直径为5mm，供支撑铁丝 网用，染毒柜顶端添加密封圈，再用有机玻璃盖进行密封固定。装置如图1。染毒柜底部安置圆形可调风速轴流风机，型号150FZY2_D，长X宽= 16cmX16cm，距离染毒柜底部15cm，用有机玻璃圆柱体支撑，并粘附固定，染毒柜壁上开一 细孔，高度与风机安装高度一致，把风机控制电线用圆柱形塑料管包裹后，引至染毒柜外， 并装上调速器。实施例2大鼠固定裸露装置大鼠用圆柱形固定器固定，固定器材质为塑料，在固定大鼠前在大鼠尾部附着吸 水海绵，以吸附尿液等排泄物。固定器表面覆以光滑材料保鲜膜，只允许大鼠头部暴露在周 围环境中。固定器如图2。实施例3大鼠静态染毒把固定好的大鼠放入染毒柜内，密封固定好染毒柜后，开启风机，通过加样孔分别 撒入20nm，50nm, 140nm, 280nm, 800nm粒径的SW2颗粒40mg，每组15只大鼠，通过调速器调 节风速，控制粉尘能够吹起即可。静态染毒时间为2小时(h)，每次2只大鼠，大鼠染毒期间 不进食不饮水，其他时间自由饮水进食。实施例4大鼠染毒后不同时间点肺部损伤考察染毒结束后，观察大鼠的生理生活情况，死亡情况。于染毒后Mh，48h，72h，处死 各实验组大鼠，立即开胸腔，结扎整个右肺，割取右肺用于病理组织切片观察。分离出颈部 气管后，在气管下端开一” T”形小口，采用外径为1. 8mm的静脉导管作为气管插管，待插管 到达气管隆突部位后，向左偏向进入左主支气管即可。用无菌生理盐水对左肺进行肺泡灌 洗，共6次，依次为3ml，2ml，2ml，2ml，2ml，2ml，2ml。收集所有肺泡灌洗液，采用Allegra X-15R centrifuge (美国 BECKMAN COULTER)离心机，控温 4°C，冷冻离心 2000r/min，冷冻 离心15min。吸取上清液进行总蛋白(IPr)、乳酸脱氢酶(LDH)活性测定，管底沉淀细胞用 5ml无菌生理盐水稀释制成细胞悬液，再稀释5倍，进行细胞总数(total cellular score, TCS)计数。结果显示，染尘后，大鼠TPr，LDH含量均有不同程度的高于对照组，而TCS计数可 见明显的包细胞增多，巨噬细胞增多。见表1，2，3。病理切片显示，所有的实验组大鼠均有不同程度的肺部炎症损伤，主要表现在肺 泡间隔不同程度的增厚，伴有炎症细胞浸润，主要是巨噬细胞，淋巴细胞，或中性粒细胞。见 图3 9。说明本发明有关纳米微粒暴露毒理学的试验方法可行，以上描述是对本发明的解 释，不是对发明的限制，本发明所限定的范围参见权利要求书，在不违背本发明的精神的情 况下，本发明可以做任何形式的修改。表1.不同粒径SiO2染尘后不同时间肺泡灌洗液中细胞总数(卩^ XlO5)
权利要求
1.一种染毒柜，其特征在于，在该染毒柜内，底部是风机，中上部是可放置试验动物的 金属网，在染毒柜的柜壁中部有一开口，为加样孔，该开口中有密封塞可以塞住该开口，柜 顶是可密封固定的柜盖。
2.如权利要求1所述的染毒柜，其特征在于，染毒柜的内四角用圆弧材料倒角粘附以 去除死角；染毒柜的内壁是4个圆弧壁钩，供支撑金属网用；柜盖上有密封圈，以将柜盖密 封固定。
3.如权利要求1所述的染毒柜，其特征在于，风机和染毒柜底部之间是固定在柜底的 圆柱；染毒柜柜壁在与风机水平处开一细孔，风机电线通过该细孔到染毒柜外。
4.如权利要求1所述的染毒柜，其特征在于，风机是圆形可调风速风机。
5.如权利要求1所述的染毒柜，其特征在于，还包括一试验动物固定器，该固定器的外 表面光滑致密。
6.一种检测纳米微粒暴露毒性的方法，其特征在于，包括以下步骤(1)用外表面覆有光滑材料的固定器固定试验动物，只保留试验动物的头部暴露在周 围环境中；(2)把固定好的试验动物放在如权利要求1 5任一项所述的染毒柜内的金属网上，密 封固定好染毒柜；(3)开启风机，通过加样孔撒入纳米微粒，调节风速，控制纳米微粒被吹起，静态染毒。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤O)中，所述的纳米微粒的平均粒径是 IOnm 10 μ m0
8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，所述的纳米微粒的平均粒径是20nm 800nmo
9.如权利要求6所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，在固定试验动物前在试验动物 尾部附着吸水海绵，以吸附尿液等排泄物；步骤(3)静态染毒时间为2小时，染毒结束后，依 照实验方案要求对试验动物进行观察，检测毒性指标，评估纳米微粒的暴露毒性。
10.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的试验动物是大鼠。
全文摘要
本发明公开了一种检测纳米微粒暴露毒性的方法及其所用的染毒柜。在该染毒柜内，底部是风机，中上部是可放置试验动物的金属网，在染毒柜的柜壁中部有一开口，为加样孔，该开口中有密封塞，柜顶是可密封固定的柜盖。该方法包括以下步骤(1)用外表面覆有光滑材料的固定器固定试验动物，只保留试验动物的头部暴露；(2)把固定好的试验动物放在所述的染毒柜内的金属网上，密封固定好染毒柜；(3)开启风机，通过加样孔撒入纳米微粒，调节风速，控制纳米微粒被吹起，静态染毒。本发明模拟现实环境当中人们接触粉尘的途径，可行性强，易于操作，使用方便。并且该静态染毒柜体积小，试样用量小，成本低廉。较好的实现了暴露毒理学的检测模拟条件。
文档编号C12Q1/06GK102053148SQ20091019789
公开日2011年5月11日 申请日期2009年10月29日 优先权日2009年10月29日
发明者凌向阳, 奉建芳, 祝林 申请人:上海医药工业研究院, 上海市计划生育科学研究所