一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置的制作方法

本发明涉及实验装置领域，尤其涉及一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置。

背景技术：

随着经济化、城市化和工业化过程的深入推进，人类的生活方式及生存环境也发生了巨大的改变，在工业生产、交通运输、城市建设中产生的大量环境有害因素，如一氧化碳、噪声等，严重影响着人类的健康。据统计，40％欧盟国家居民每日接触的平均交通运输噪声强度约为55dB，部分发展中国家甚至达到75～80dB；中国大部分城市中平均交通噪声大都在76～81dB，工业噪声强度大多在85～95dB。一氧化碳来源于工矿企业、交通运输、采暖锅炉、燃放烟花爆竹等，其中汽车废气的排出是一氧化碳的最主要的来源。此外，火灾、矿坑爆炸等灾害事件也会导致局部地区一氧化碳浓度的增高。而在某些作业环境中，如重型柴油机车、重型卡车及坦克、装甲车等军事作业环境，一氧化碳和噪声的污染情况更为突出，严重威胁着驾乘人员的身心健康。

世界卫生组织指出，噪声不仅可以引起听觉系统损害如噪声性耳聋，还可引发机体多种健康问题，如心血管疾病、代谢性疾病睡眠障碍等。一氧化碳则可造成以中枢神经系统功能损害为主的多脏器病变，尤其以心血管系统受损严重，而其危害较大的后遗症是迟发性脑病，且该症状有较高的伤残率。据调查，一氧化碳中毒是许多发达国家及发展中国家最常见的意外致死原因，其中急性中毒一氧化碳中毒的病死率可能超过50％。目前，关于一氧化碳或噪声等单一因素对职业人员的健康损害效应和机制较为明确，但当两种有害因素同时作用于人体时，其损伤效应及具体机制的尚不清楚。而某些特殊的职业作业场所一氧化碳和噪声的联合污染往往十分常见，如重型柴油机车、重型卡车及坦克、装甲车等军事作业环境中高浓度/强度的一氧化碳和噪声联合暴露十分严重。因此，针对上述特殊作业场所开展一氧化碳和噪声联合暴露染毒及机制研究，对于有效预防职业有害因素损伤和增强作业效能具有重要意义。而构建一氧化碳和噪声联合暴露染毒实验装置是开展损伤效应、机制及防护措施研究的重要基础和前提。

通过对现有技术的研究，申请人发现一氧化碳和噪声属于两种不同物理性质的有害因素，其一体化的联合暴露染毒装置设计难度较大，目前尚未见相关的文献报道。现有的实验设备仅可实现一氧化碳或噪声单独的暴露染毒，不能直接用于两种因素的联合暴露模拟染毒实验。

技术实现要素：

本发明针对现有装置无法满足一氧化碳及噪声同时暴露染毒的缺陷，提供一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置。

本申请提供一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置，包括：气体混匀室、噪声发生室、联合暴露舱和口鼻染毒杯，其中，所述气体混匀室设置于所述联合暴露舱的上部，所述口鼻染毒杯分布于所述联合暴露舱外周；

所述气体混匀室设有进气口和出气口，所述气体混匀室的底部可拆卸安装有噪声发生室，所述噪声发生室的底部设有传声孔，所述气体混匀室和所述噪声发生室分别通过所述出气口和所述传声孔与所述联合暴露舱相连通，所述联合暴露舱设有排气口；

所述口鼻染毒杯的一端设有可拆卸的门体，另一端设有开口，所述口鼻染毒杯通过所述开口与所述联合暴露舱相连通。

优选的，所述进气口包括一氧化碳进口和空气进口，所述一氧化碳进口和所述空气进口分别位于所述气体混匀室的顶壁和侧壁，所述出气口位于所述气体混匀室的底部。

优选的，所述气体混匀室还包括用于搅拌混合气体的混匀风扇，所述混匀风扇设置在所述气体混匀室的内部，且位于所述进气口和所述出气口之间。

优选的，所述联合暴露舱的侧壁设有通孔，所述口鼻染毒杯穿过所述通孔与所述联合暴露舱密封连通；所述口鼻染毒杯包括与所述门体依次连接的圆柱形杯体、圆柱形腔体和圆锥形腔体，所述门体位于所述通孔的外侧，所述圆锥形腔体位于所述通孔的内侧，所述圆柱形腔体和所述圆柱形杯体嵌套连接。

优选的，所述开口为设置于所述圆锥形腔体上的条形开口，所述条形开口的大小与大鼠的耳部相适应。

优选的，所述口鼻染毒杯的底部可拆卸的连接有储便凹槽。

优选的，所述圆柱形杯体内设有储便凹槽，以及沿所述储便凹槽轴向延伸的条形通道。

优选的，所述联合暴露舱侧壁上还设有监测口。

优选的，所述装置还包括与所述排气口相匹配的橡胶塞。

优选的，所述联合暴露舱为圆柱体，所述气体混匀室和噪声发生室均位于所述联合暴露舱的中心位置，所述口鼻染毒杯均匀分布于所述联合暴露舱外周。

使用本装置时，将安装有蓝牙音箱的噪声发生室与气体混匀室装配好后放入联合暴露舱内，再将大鼠通过门体放置于口鼻染毒杯内，通过气体混匀室的进气口通入一氧化碳气体，一氧化碳气体通过出气口进入联合暴露舱内，再经排气口排出；蓝牙音箱播放的声音则通过传声孔进入联合暴露舱内；由于口鼻染毒杯与联合暴露舱相连通，因此，口鼻染毒杯内的大鼠可同时受到一氧化碳气体和噪声的联合暴露。本装置能够满足一氧化碳及噪声同时暴露的实验需求。另外，本装置可通过口鼻染毒杯限制大鼠的活动范围，能够使得大鼠与噪声源、气体污染源的距离基本一致，从而提高实验结果的可控性和准确性。

附图说明

为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见的，对于本领域技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置的俯视图；

图3为本发明实施例提供的一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置的仰视图；

图4为本发明实施例提供的一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置的正面图；

图5为本发明实施例提供的一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置的拆分图；

图6为本发明实施例提供的一种联合暴露舱的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的一种噪声发生室的结构示意图；

图8为本发明实施例提供的一种气体混匀室的结构示意图；

图9为本发明实施例提供的一种噪声发生室的拆分示意图；

图10为本发明实施例提供的一种口鼻染毒杯的结构示意图；

图11为本发明实施例提供的一种口鼻染毒杯的拆分示意图；

图12为本发明实施例提供的一种橡胶塞的结构示意图；

图中所示：

气体混匀室-1，噪声发生室-2，联合暴露舱-3，可伸缩的口鼻染毒杯-4，进气口-5，一氧化碳进口-51，空气进口-52，开口-6，混匀风扇-7，出气口-8，传声孔-9，监测口-10，通孔-11，排气口-12，圆锥形腔体-13，条形窗口-14，圆柱形腔体-15，圆柱形杯体-16，门体-17，条形通道-18，储便凹槽-19，橡胶塞-20。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案,下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护范围。

针对现有装置无法满足一氧化碳及噪声同时暴露的要求的不足，提供一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置。

请参考图1至图5，所示分别为本发明实施例提供的一种大鼠噪声及一氧化碳一体化联合暴露染毒实验装置的结构示意图、俯视图、仰视图、正面图和拆分图。由图1-5可见，该装置包括：气体混匀室1、噪声发生室2、联合暴露舱3和口鼻染毒杯4，气体混匀室1、噪声发生室2以及口鼻染毒杯4均与联合暴露舱3相连通，气体混匀室1和噪声发生室2分别为放置于口鼻染毒杯4内的大鼠提供一氧化碳气体源和噪声源，以使大鼠能够同时受到一氧化碳气体和噪声的联合暴露。

其中，所述气体混匀室1设置于所述联合暴露舱3的上部，噪声发生室2可拆卸连接于气体混匀室1的底部，口鼻染毒杯4则分布于所述联合暴露舱3的外周。请参考图6，所示分别为本发明实施例提供的一种联合暴露舱的结构示意图。由图6可见，本实施例中，联合暴露舱3的上表面和侧面均设有通孔11，通孔11的形状和尺寸分别与气体混匀室1和口鼻染毒杯4相匹配。使用该装置时，将气体混匀室1和口鼻染毒杯4通过通孔安装于联合暴露舱3内，实验结束后，可将气体混匀室1和口鼻染毒杯4自通孔处拆下。

气体混匀室1还设有进气口5和出气口8，本实施例中，进气口5位于联合暴露舱3的上方，便于进气口5连接各路进气管道；出气口8延伸至联合暴露舱3的内部，以便与联合暴露舱3相连通。

请参考图7，所示分别为本发明实施例提供的一种噪声发生室的结构示意图。由图7可见，噪声发生室2的内部可放置蓝牙音箱，可通过外接设备调节蓝牙音箱所播放噪声的强度、频率、持续时间等参数。在进行实验时，还可在联合暴露舱3内壁上，口鼻染毒杯4的下方位置放置有噪声剂量计(图中未示出)来对噪声的强度等进行实时监测，便于调节噪声相关参数。噪声发生室2的底部设有多个传声孔9，噪声发生室2可通过传声孔9与联合暴露舱3相连通。本实施例中，噪声发生室2可与气体混匀室1嵌套连接，保证噪声发生室稳固，不易掉落。

口鼻染毒杯4的一端设有可拆卸的门体17，门体17用于放入或取出实验所用大鼠，在实验过程中，始终保持门体17处于密闭状态，以免联合暴露舱3内的一氧化碳逸出。本实施例中，口鼻染毒杯4的另一端设有开口6，口鼻染毒杯4可通过所述开口6与所述联合暴露舱3相连通。

另外，为了保持实验过程中一氧化碳的浓度，所述联合暴露舱3还设有若干个排气口12，一氧化碳自进气口5进入，经过大鼠的呼吸作用后，夹杂着空气、二氧化碳等气体自排气口12排出，这样，联合暴露舱3的气体可处于一个动态平衡状态，确保联合暴露舱3内的一氧化碳的浓度保持在一个稳定的状态，从而增强实验的合理性和准确性。

使用本装置时，将安装有蓝牙音箱的噪声发生室2与气体混匀室1装配好后放入联合暴露舱3内，再将大鼠通过门体17放置于口鼻染毒杯4内，通过气体混匀室1的进气口5通入一氧化碳气体，一氧化碳气体通过出气口8进入联合暴露舱3内，再经排气口12排出；蓝牙音箱播放的声音则通过传声孔9进入联合暴露舱3内；由于口鼻染毒杯4与联合暴露舱3相连通，因此，口鼻染毒杯4内的大鼠可同时受到一氧化碳气体和噪声的联合作用。本装置能够满足一氧化碳及噪声同时暴露的实验需求。

另外，目前模拟一氧化碳染毒的实验装置一般将大鼠散置于染毒舱内，大鼠会集中于浓度较小的角落，同时大鼠活动会导致染毒舱内一氧化碳的浓度分布不均，导致实验误差较大；而现有的大鼠噪声暴露装置也存在类似的问题，大鼠在角落扎堆会导致不同大鼠所接触的噪声强度差异较大。本装置中每个口鼻染毒杯4内只放置一只大鼠，能够有效地防止大鼠在舱室内扎堆，通过调节口鼻染毒杯4的长度，来限制大鼠的活动范围，同时能够使得大鼠与噪声源、气体污染源的距离基本一致，从而提高实验结果的可控性和准确性。

为了进一步提高一氧化碳气体在联合暴露舱3内的均匀性，本申请优选实施例将一氧化碳气体在气体混匀室1内进行预混合。具体的，请参考图8和图9，所示分别为本发明实施例提供的一种气体混匀室的结构示意图和本发明实施例提供的一种噪声发生室的拆分示意图。由图8和图9可见，所述进气口5包括一氧化碳进口51和空气进口52，所述一氧化碳进口51和所述空气进口52分别位于所述气体混匀室1的顶壁和侧壁，所述出气口8位于所述气体混匀室1的底部。一氧化碳进口51和空气进口52可以设置为圆形、矩形等其他形状。

优选的，气体混匀室1可在顶壁设置一个一氧化碳进口51，在侧壁上对称设有两个空气进口52。将空气进口52设置为两个可以快速均匀稀释、调节一氧化碳的浓度从而提高实验的准确性。气体混匀室1还包括用于搅拌混合气体的混匀风扇7，所述混匀风扇7设置在所述气体混匀室1的内部，且位于所述进气口5和所述出气口8之间。

一氧化碳气体混匀原理如下：空气和一氧化碳气体通过相互垂直的进气口通入，气体间相互冲击实现混合气体的初次混匀；在混匀风扇7的风力搅拌作用下实现混合气体的再次混匀，此外，在混匀风扇7的作用下，混合气体与气体混匀室1顶壁的撞击作用实现混合气体的最终混匀，保证进入联合暴露舱3内每个地方一氧化碳的浓度一致，提高大鼠实验中一氧化碳染毒的均一性。

在实验过程中，一氧化碳气体通过一氧化碳进口51在气体混匀室1快速蓄积和扩散；高压纯净干燥的空气通过空气进口52通入气体混匀室1，通过调节空气的流速和混匀风扇7的转速将一氧化碳和空气充分混匀，并通过出气口8进入联合暴露舱3，对大鼠进行一氧化碳吸入染毒。同时通过调节蓝牙音箱的音量，设置噪声暴露的强度，可以对不同浓度的一氧化碳及不同强度的噪声暴露进行毒性评价等实验；实验结束后，将空气快速排入气体混匀室1及联合暴露舱3中，使一氧化碳气体通过联合暴露舱3的排气口12迅速排逸。

在另一种具体实施方式中，大鼠也可将空气通入一氧化碳进口51，两种不同的有害气体通入两个空气进口52，实现两种有害气体及噪声联合暴露大鼠模型的建立。

请参考图10，所示为本发明实施例提供的一种口鼻染毒杯的结构示意图。由图10可见，口鼻染毒杯4包括与门体17依次连接的圆柱形杯体16、圆柱形腔体15和圆锥形腔体13，所述门体17位于通孔11的外侧，所述圆锥形腔体13位于通孔11的内侧。本优选实施例中，圆柱形腔体15和所述圆柱形杯体16嵌套连接，圆柱形腔体15可在圆柱形杯体16内部伸缩运动，可进一步限制大鼠的活动范围，通过调节口鼻染毒杯4的长度及其在联合暴露舱3位置，可实现大鼠一氧化碳及噪声的暴露剂量基本一致。

为了进一步增强一氧化碳气体及噪声暴露剂量的均一性，所述联合暴露舱3为圆柱体，所述气体混匀室1和噪声发生室2均位于所述联合暴露舱3的中心位置，所述口鼻染毒杯4均匀分布于所述联合暴露舱3外周。

本实施例中，圆锥形腔体13可为向所述联合暴露舱3内部渐缩的圆锥形腔体，圆锥形腔体13的大小与大鼠的口鼻形状相适应。如此设置，可以使大鼠仅通过口鼻吸入进行染毒，有效地避免了大鼠在染毒后通过舔舐毛发造成二次损害；而且可以使大鼠持续、均匀的一氧化碳吸入染毒。当然，也可将圆锥形腔体13、圆柱形腔体15和圆柱形杯体16的下表面设计为平面，以提高大鼠在口鼻染毒杯4中的稳定性。

请参考图11，所示为本发明实施例提供的一种口鼻染毒杯的拆分示意图。由图11可见，本实施例中，口鼻染毒杯4与联合暴露舱3相连通的开口6为设置于所述圆锥形腔体13上的条形开口14，所述条形开口14的大小与大鼠的耳部相适应。条形开口14的设置可以使大鼠身体的热量能够及时排出，防止因口鼻染毒杯4空间过小，导致在动物染毒过程中体热排放不畅对动物造成损伤。同时，条形开口14可以避免遮挡动物耳朵，进一步提高实验的准确性及科学性。本实施方式中，门体17设置为与圆柱形杯体16适配的密封盖，方便取放动物的同时，保证联合暴露舱3内一氧化碳不会经口鼻染毒杯4逸出。

当设置的口鼻染毒杯4数量多于实验时所需要的数量时，可以将闲置的口鼻染毒杯4放置于联合暴露舱3的侧壁，不需要另行设计锥形塞，即可将联合暴露舱3密封，防止一氧化碳从联合暴露舱3侧壁上的通孔11逸出，保证联合暴露舱3中一氧化碳浓度的稳定性。

为了便于收集和清理动物粪便，本方案中，口鼻染毒杯4的底部还可拆卸的连接有储便凹槽19。本实施例中，所述圆柱形杯体16内设有储便凹槽19，以及沿所述储便凹槽19轴向延伸的条形通道18。当对动物进行实验时，动物的粪便和尿液可通过条形通道18排入储便凹槽19中，实验结束后可抽出储便凹槽19，保持口鼻染毒杯4及联合暴露舱3的内部清洁；而且储便凹槽9取放简单，冲洗方便，省时省力。

在本申请的其他实施例中，储便凹槽19可以设置于口鼻染毒杯4的外部。口鼻染毒杯4的底部设有开缝，所述储便凹槽19通过卡接的方式连接于口鼻染毒杯4的外部。口鼻染毒杯4通常为与通孔11相匹配的柱体结构，动物产生的粪便可通过口鼻染毒杯4具有弧度的侧壁滑落至口鼻染毒杯4的底部，并通过底部开缝进入储便凹槽19，清理粪便时，只需将储便凹槽19与口鼻染毒杯4分离即可。

请参考图1、图2、图4、图6，在本申请实施例中，所述联合暴露舱3侧壁上还可设有监测口10，方便将温度监测传感器、湿度监测传感器、一氧化碳监测传感器等连接到监测口10上，可以对不同位置一氧化碳的温度、湿度、浓度进行实施监测和控制。监测口10可以为圆形也可以为长方形等其他形状，此处优先选用监测口10为圆形，并且优先选用在联合暴露舱3外部设有多个监测口10。

进一步地，在监测口10的位置可以设置匹配的橡胶塞，也可以设置密封门等其他装置。橡胶塞的结构简单，方便加工使用，因此，优先选用在监测口10的通道口设置橡胶塞，以防止一氧化碳气体从监测口10中溢出，保证联合暴露舱3中一氧化碳的稳定性(可优选的设置为监测通道，内部开口设置于动物头部正上方)。

联合暴露舱3底部设有排气口12，在排气口12的位置可以设置有橡胶塞，也可以设置密封门等其他装置，此处优先选用在排气口12的位置设置橡胶塞。请参考图12，所示为本发明实施例提供的一种橡胶塞的结构示意图。在实验过程中，若联合暴露舱3内的一氧化碳气体浓度一直无法达到预设浓度，则可适当的通过加盖橡胶塞的方式，封堵若干个排气口12，使联合暴露舱3内一氧化碳浓度快速达到预设浓度。

气体混匀室1、噪声发生室2、联合暴露舱3以及可伸缩的口鼻染毒杯4的材料均为透明材料，方便实验者在实验过程中在外部观察到口鼻染毒杯4内实验动物的染毒情况。

当然，上述说明也并不仅限于上述举例，本发明未经描述的技术特征可以通过或采用现有技术实现，在此不再赘述；以上实施例仅用于说明本发明的技术方案并非是对本发明的限制，参照优选的实施方式对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，本技术领域的普通技术人员在本发明的实质范围内所做出的变化、改型、添加或替换都不脱离本发明的宗旨，也应属于本发明的权利要求保护范围。