一種用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)的模擬裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型關(guān)于一種用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)的模擬裝置，屬于環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。模擬裝置至少包括大氣顆粒物分離提取裝置、顆粒物懸浮器、熏氣室和抽氣泵，顆粒物懸浮器的顆粒物進(jìn)口與大氣顆粒物分離提取裝置的顆粒物出口連接，顆粒物懸浮器的顆粒物出口與熏氣室的顆粒物進(jìn)口連接，熏氣室還與抽氣泵連接；大氣顆粒物分離提取裝置用于提取大氣中不同粒徑的顆粒物，顆粒物懸浮器用于將大氣顆粒物分離提取裝置提取得到的顆粒物吹掃入熏氣室中用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)。通過(guò)設(shè)置模擬裝置為由大氣顆粒物分離提取裝置分離大氣中不同粒徑的顆粒物，進(jìn)而將分離得到的顆粒物通過(guò)顆粒物懸浮器通入熏氣室中后，即可研究顆粒物對(duì)于研究對(duì)象的毒理效應(yīng)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)的模擬裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型屬于環(huán)境科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng) 的模擬裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近幾年，大氣顆粒物與生物個(gè)體之間的毒理學(xué)效應(yīng)成為研究熱點(diǎn)，比如大氣常規(guī) 污染物對(duì)人體呼吸道的影響以及有機(jī)物與生物體三致效應(yīng)的關(guān)系等。目前，在對(duì)大氣顆粒 物的毒理效應(yīng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究時(shí)，這些實(shí)驗(yàn)往往是基于短期高濃度以達(dá)到染毒作用的。隨著 研究的進(jìn)一步發(fā)展，毒理學(xué)研究越來(lái)越趨向于模擬生物體在實(shí)際環(huán)境中的毒理學(xué)效應(yīng)。毒 理學(xué)研究正往長(zhǎng)期低毒效應(yīng)發(fā)展，這就需要一種裝置可以很好地實(shí)現(xiàn)該要求。當(dāng)前有很多 專(zhuān)利集中于解決模擬霧霾發(fā)生的裝置，但是沒(méi)有適用于大氣顆粒物分離、再造大氣顆粒物， 并可以用于生物體長(zhǎng)期毒理效應(yīng)研究的裝置。為了更好的研究大氣中各種成分的相互作用 關(guān)系以及不同粒徑的顆粒物對(duì)受體的影響，急需設(shè)計(jì)一種實(shí)驗(yàn)室使用的可以研究不同粒徑 的顆粒物的毒理效應(yīng)的裝置。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型的目的是解決現(xiàn)有的模擬裝置中沒(méi)有能夠用于研究大氣顆粒物的毒 理效應(yīng)的模擬裝置的技術(shù)問(wèn)題，提供一種用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)的模擬裝置。
[0004] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是：
[0005] -種用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)的模擬裝置，其所述模擬裝置至少包括大氣顆 粒物分離提取裝置、顆粒物懸浮器、熏氣室和抽氣栗，所述顆粒物懸浮器的顆粒物進(jìn)口與所 述大氣顆粒物分離提取裝置的顆粒物出口連接，所述顆粒物懸浮器的顆粒物出口與所述熏 氣室的顆粒物進(jìn)口連接，所述熏氣室還與抽氣栗連接;所述大氣顆粒物分離提取裝置用于 提取大氣中不同粒徑的顆粒物，所述顆粒物懸浮器用于將所述大氣顆粒物分離提取裝置提 取得到的顆粒物吹掃入所述熏氣室中用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)。
[0006] 所述模擬裝置還包括人工顆粒物發(fā)生器、第一進(jìn)氣裝置、連接裝置和顆粒物反應(yīng) 器;所述人工顆粒物發(fā)生器的顆粒物出口與顆粒物反應(yīng)器的第一顆粒物進(jìn)口連接，第一進(jìn) 氣裝置的出氣口與顆粒物反應(yīng)器的進(jìn)氣口連接;顆粒物反應(yīng)器的第二顆粒物進(jìn)口與顆粒物 懸浮器的顆粒物出口連接，顆粒物反應(yīng)器的顆粒物出口通過(guò)連接裝置與熏氣室的顆粒物進(jìn) 口連接。
[0007] 所述模擬裝置還包括第二進(jìn)氣裝置，所述第二進(jìn)氣裝置的出氣口與所述連接裝置 的進(jìn)氣口連接，用于稀釋所述顆粒物反應(yīng)器中的氣體濃度。
[0008] 所述顆粒物懸浮器包括外殼和第一風(fēng)扇，所述第一風(fēng)扇設(shè)在所述外殼的內(nèi)腔中。
[0009] 所述熏氣室由殼體、氣體特征檢測(cè)裝置、底座、加熱線(xiàn)圈、載物臺(tái)和艙門(mén)構(gòu)成，所述 殼體設(shè)置于所述底座上，所述氣體特征檢測(cè)裝置設(shè)在所述殼體的外壁上，所述艙門(mén)設(shè)在殼 體外壁上部的一側(cè);所述加熱線(xiàn)圈設(shè)在殼體內(nèi)腔的下部，所述載物臺(tái)設(shè)在殼體內(nèi)腔中并位 于所述加熱線(xiàn)圈的上方。
[0010] 所述模擬裝置還包括吸光罩，所述吸光罩設(shè)在所述熏氣室的外面且可以開(kāi)閉。
[0011] 所述氣體特征檢測(cè)裝置為溫濕度計(jì)和TST檢測(cè)口。
[0012] 所述人工顆粒物發(fā)生器由研磨外殼、窗口、第二風(fēng)扇、顆粒物出口和顆粒物研磨器 構(gòu)成，所述窗口設(shè)在所述研磨外殼一側(cè)的殼壁上，所述第二風(fēng)扇設(shè)在所述研磨外殼內(nèi)腔的 一邊，所述顆粒物研磨器設(shè)在所述研磨外殼內(nèi)腔的另一邊，所述顆粒物出口設(shè)在研磨外殼 的殼壁上。
[0013] 所述連接裝置上還設(shè)置有阻氣閥和氣體流量計(jì)，所述阻氣閥用于調(diào)節(jié)流入所述熏 氣室的大氣顆粒物的流動(dòng)速度。
[0014] 所述第一進(jìn)氣裝置的側(cè)壁上還設(shè)置有至少一個(gè)二級(jí)進(jìn)氣口。
[0015] 本實(shí)用新型采用上述技術(shù)方案帶來(lái)的有益效果是：
[0016]通過(guò)該模擬裝置的大氣顆粒物分離提取裝置對(duì)大氣中不同粒徑的顆粒物進(jìn)行分 離，并將分離得到的顆粒物通過(guò)顆粒物懸浮器吹掃入可以放取研究對(duì)象的熏氣室中，從而 實(shí)現(xiàn)研究顆粒物對(duì)于研究對(duì)象的毒理效應(yīng)，使得研究顆粒物的毒理效應(yīng)的方式簡(jiǎn)單且容易 實(shí)現(xiàn)。
[0017]通過(guò)設(shè)置人工顆粒物發(fā)生器、第一進(jìn)氣裝置和顆粒物反應(yīng)器，使得除了能對(duì)大氣 成分進(jìn)行分離而研究大氣中不同粒徑的顆粒物對(duì)研究對(duì)象的毒理效應(yīng)外，還可以通過(guò)人工 顆粒物發(fā)生器產(chǎn)生不同粒徑的顆粒物與第一進(jìn)氣裝置中通入的氣體在顆粒物反應(yīng)器中進(jìn) 行反應(yīng)以得到待研究顆粒物，從而實(shí)現(xiàn)模擬生成大氣顆粒物，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)研究不同粒徑的大 氣顆粒物對(duì)研究對(duì)象的毒理效應(yīng)。
【附圖說(shuō)明】
[0018] 圖1是本實(shí)用新型第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019] 圖2是本實(shí)用新型另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步地詳細(xì)描述。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 如圖1所示，本實(shí)施例中的一種用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)的模擬裝置，其所述 模擬裝置至少包括大氣顆粒物分離提取裝置6(Dek:ati?PM10Impa Ct〇r)、顆粒物懸浮器1、 熏氣室4和抽氣栗18。所述顆粒物懸浮器1的顆粒物進(jìn)口與所述大氣顆粒物分離提取裝置6 的顆粒物出口連接，所述顆粒物懸浮器1的顆粒物出口與所述熏氣室4的顆粒物進(jìn)口連接， 所述熏氣室4還與抽氣栗18連接。所述大氣顆粒物分離提取裝置6用于提取大氣中不同粒徑 的顆粒物，所述顆粒物懸浮器1用于將所述大氣顆粒物分離提取裝置6提取得到的顆粒物吹 掃入所述熏氣室4中，以研究該大氣顆粒物對(duì)研究對(duì)象的毒理效應(yīng)。所述顆粒物懸浮器1包 括外殼和第一風(fēng)扇8，第一風(fēng)扇8設(shè)在外殼的內(nèi)腔中，第一風(fēng)扇8用于將所述大氣顆粒物分離 提取裝置6提取得到的顆粒物吹掃入所述熏氣室4中。所述熏氣室4由殼體、氣體特征檢測(cè)裝 置、底座24、加熱線(xiàn)圈20、載物臺(tái)19和艙門(mén)23構(gòu)成，所述殼體設(shè)置于底座24上，氣體特征檢測(cè) 裝置設(shè)在殼體的外壁上，艙門(mén)23設(shè)在殼體外壁上部的一側(cè)；加熱線(xiàn)圈20設(shè)在殼體內(nèi)腔的下 部，載物臺(tái)19設(shè)在殼體內(nèi)腔中并位于加熱線(xiàn)圈的上方。
[0023]大氣顆粒物分離提取裝置6具有分級(jí)結(jié)構(gòu)，每一個(gè)分級(jí)能夠剔除大氣中一種粒徑 的顆粒物。
[0024] 所述熏氣室4中的氣體特征檢測(cè)裝置用于檢測(cè)所述熏氣室4中氣體的氣體特征，其 可以為溫濕度計(jì)22和TST(Test，檢測(cè))檢測(cè)口 21。溫濕度計(jì)22用于檢測(cè)熏氣室4中的氣體的 溫度和濕度。TST檢測(cè)口 21用于檢測(cè)熏氣室4中的氣體的壓力、壓強(qiáng)、濃度等參數(shù)。所述艙門(mén) 23用于取放研究對(duì)象。
[0025] 所述抽氣栗18用于間斷或不間斷從所述熏氣室4中抽取一定氣體，以使熏氣室4中 的氣體保持在到一定量。
[0026] 熏氣室4的外部還可以罩有吸光罩，所述吸光罩可以用于模擬晝夜及光線(xiàn)強(qiáng)弱的 變化。
[0027] 本實(shí)施例中的模擬裝置的工作過(guò)程是:研究大氣顆粒物的毒理效應(yīng)時(shí)(針對(duì)于某 一粒徑的顆粒物），可以先通過(guò)查資料的方式獲得該顆粒物存在的溫度條件、濕度條件，并 進(jìn)一步通過(guò)熏氣室4中的氣體特征檢測(cè)裝置設(shè)置熏氣室4中的溫度、濕度達(dá)到該條件。然后， 將大氣顆粒物分離提取裝置6分離得到的該粒徑的顆粒物由顆粒物懸浮器1吹掃入熏氣室4 中，從而實(shí)現(xiàn)研究該粒徑的顆粒物對(duì)熏氣室4中放置的研究對(duì)象的毒理效應(yīng)。結(jié)合實(shí)驗(yàn)時(shí)候 的光照條件調(diào)節(jié)吸光罩的開(kāi)啟或閉合或者開(kāi)啟程度等。
[0028] 實(shí)施例2
[0029]如圖2所示，本實(shí)施例中的一種用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)的模擬裝置，所述模 擬裝置包括大氣顆粒物分離提取裝置6(1〕61^1^@?1'1110[11^^01：01')、顆粒物懸浮器1、熏氣室 4、抽氣栗18、人工顆粒物發(fā)生器2、第一進(jìn)氣裝置12、連接裝置14和顆粒物反應(yīng)器3。所述顆 粒物懸浮器1的顆粒物進(jìn)口與所述大氣顆粒物分離提取裝置6的顆粒物出口連接，所述人工 顆粒物發(fā)生器2的顆粒物出口與顆粒物反應(yīng)器3的第一顆粒物進(jìn)口連接，第一進(jìn)氣裝置12的 出氣口與顆粒物反應(yīng)器3的進(jìn)氣口連接;顆粒物反應(yīng)器3的第二顆粒物進(jìn)口與顆粒物懸浮器 1的顆粒物出口連接，顆粒物反應(yīng)器3的顆粒物出口通過(guò)連接裝置14與熏氣室4的顆粒物進(jìn) 口連接，所述熏氣室4抽氣口還與抽氣栗18連接。所述顆粒物懸浮器1包括外殼和第一風(fēng)扇 8,第一風(fēng)扇8設(shè)在外殼的內(nèi)腔中，第一風(fēng)扇8用于將所述大氣顆粒物分離提取裝置6提取得 到的顆粒物吹掃入顆粒物反應(yīng)器3中。所述模擬裝置還包括第二進(jìn)氣裝置16,第二進(jìn)氣裝置 16的出氣口與連接裝置14的進(jìn)氣口連接，用于稀釋顆粒物反應(yīng)器3中的氣體濃度。所述熏氣 室4由殼體、氣體特征檢測(cè)裝置、底座24、加熱線(xiàn)圈20、載物臺(tái)19和艙門(mén)23構(gòu)成，所述殼體設(shè) 置于底座24上，氣體特征檢測(cè)裝置設(shè)在殼體的外壁上，艙門(mén)23設(shè)在殼體外壁上部的一側(cè);加 熱線(xiàn)圈20設(shè)在殼體內(nèi)腔的下部，載物臺(tái)19設(shè)在殼體內(nèi)腔中并位于加熱線(xiàn)圈的上方。所述人 工顆粒物發(fā)生器2由研磨外殼、窗口 10、第二風(fēng)扇11、顆粒物出口和顆粒物研磨器9構(gòu)成，窗 口 10設(shè)在研磨外殼一側(cè)的殼壁上，第二風(fēng)扇11設(shè)在研磨外殼內(nèi)腔的一邊，顆粒物研磨器9設(shè) 在研磨外殼內(nèi)腔的另一邊，顆粒物出口設(shè)在研磨外殼的殼壁上。所述窗口 10用于放取制備 人工顆粒物的原材料，顆粒物研磨器9用于研磨顆粒物，第二風(fēng)扇11用于將所述人工顆粒物 發(fā)生器2生成的顆粒物吹入所述顆粒物反應(yīng)器3中。所述第一進(jìn)氣裝置12的側(cè)壁上還設(shè)置有 三個(gè)二級(jí)進(jìn)氣口 13。通過(guò)在第一進(jìn)氣裝置12的側(cè)壁上設(shè)置二級(jí)進(jìn)氣口 13，以實(shí)現(xiàn)主反應(yīng)氣 體通過(guò)第一進(jìn)氣裝置12進(jìn)入顆粒物反應(yīng)器3中，其它次要反應(yīng)氣體通過(guò)各個(gè)二級(jí)進(jìn)氣口 13 進(jìn)入顆粒物反應(yīng)器3中。所述連接裝置上還設(shè)置有阻氣閥15和氣體流量計(jì)17;所述阻氣閥15 用于調(diào)節(jié)流入熏氣室的大氣顆粒物的流動(dòng)速度;所述氣體流量計(jì)17用于監(jiān)測(cè)流向熏氣室4 的氣體量。
[0030] 所述氣體特征檢測(cè)裝置包括溫濕度計(jì)22和TST檢測(cè)口 21。溫濕度計(jì)22用于檢測(cè)熏 氣室4中的氣體的溫度和濕度。TST檢測(cè)口 21用于檢測(cè)熏氣室4中的氣體的壓力、壓強(qiáng)等參 數(shù)。第二進(jìn)氣裝置16在稀釋氣體濃度時(shí)，會(huì)向顆粒物反應(yīng)器3中通入一定量的氣體;其中，第 二進(jìn)氣裝置16中存儲(chǔ)的氣體可以為壓縮后的空氣，也可以將氧氣和氮?dú)庖砸欢ū壤旌虾?得到的氣體，具體比例可以為1:4。
[0031] 進(jìn)一步地，所述模擬裝置還包括吸光罩，所述吸光罩可以用于模擬晝夜及光線(xiàn)強(qiáng) 弱的變化。
[0032] 本實(shí)施例中所述的模擬裝置研究大氣顆粒物的毒理效應(yīng)時(shí)，可以通過(guò)顆粒物反應(yīng) 器3生成待研究粒徑的顆粒物。以待研究顆粒物的粒徑為1_2μπι的大氣顆粒物為例，在實(shí)驗(yàn) 時(shí)可以通過(guò)如下步驟來(lái)實(shí)現(xiàn)：（1)首先查閱資料得到該粒徑顆粒物的成分溫度條件等，從而 設(shè)計(jì)顆粒物反應(yīng)器3中的進(jìn)氣濃度及成分。然后，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求把人工顆粒物發(fā)生器2中研 磨得到該粒徑的顆粒物和/或通過(guò)第一進(jìn)氣裝置12將燃燒某種礦物產(chǎn)生的特定燃燒氣體通 入顆粒物反應(yīng)器3中，從而在顆粒物反應(yīng)器3中生成該粒徑的顆粒物混合氣體后，混合氣體 經(jīng)連接裝置14通入熏氣室4中。（2)待熏氣室4中進(jìn)氣完畢后打開(kāi)吸光罩，太陽(yáng)照射模擬氣溶 膠形成。或如果實(shí)驗(yàn)時(shí)的光照條件符合實(shí)驗(yàn)條件，則無(wú)需打開(kāi)吸光罩。（3)熏氣室4中的TSI 檢測(cè)口 21敞開(kāi)以保持熏氣室4內(nèi)氣壓穩(wěn)定，并實(shí)時(shí)通過(guò)氣體流量計(jì)17記錄熏氣室4中的進(jìn)氣 流量，控制進(jìn)氣量。（4)在上述步驟的同時(shí)開(kāi)啟加熱線(xiàn)圈20以及溫濕度計(jì)22,并觀察溫濕度， 溫濕度到達(dá)設(shè)定值后關(guān)閉加熱線(xiàn)圈20。（5)此粒徑顆粒物模擬環(huán)境完成后，將研究對(duì)象放入 載物臺(tái)19進(jìn)行長(zhǎng)期實(shí)驗(yàn)，并在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中通過(guò)抽氣栗18維持熏氣室4中的氣體穩(wěn)定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于研究大氣顆粒物毒理效應(yīng)的模擬裝置，其特征在于，所述模擬裝置至少包 括大氣顆粒物分離提取裝置、顆粒物懸浮器、熏氣室和抽氣栗，所述顆粒物懸浮器的顆粒物 進(jìn)口與所述大氣顆粒物分離提取裝置的顆粒物出口連接，所述顆粒物懸浮器的顆粒物出口 與所述熏氣室的顆粒物進(jìn)口連接，所述熏氣室還與抽氣栗連接； 所述大氣顆粒物分離提取裝置用于提取大氣中不同粒徑的顆粒物，所述顆粒物懸浮器 用于將所述大氣顆粒物分離提取裝置提取得到的顆粒物吹掃入所述熏氣室中用于研究大 氣顆粒物毒理效應(yīng)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的模擬裝置，其特征在于，所述模擬裝置還包括人工顆粒物發(fā)生 器、第一進(jìn)氣裝置、連接裝置和顆粒物反應(yīng)器;所述人工顆粒物發(fā)生器的顆粒物出口與顆粒 物反應(yīng)器的第一顆粒物進(jìn)口連接，第一進(jìn)氣裝置的出氣口與顆粒物反應(yīng)器的進(jìn)氣口連接； 顆粒物反應(yīng)器的第二顆粒物進(jìn)口與顆粒物懸浮器的顆粒物出口連接，顆粒物反應(yīng)器的顆粒 物出口通過(guò)連接裝置與熏氣室的顆粒物進(jìn)口連接。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的模擬裝置，其特征在于，所述模擬裝置還包括第二進(jìn)氣裝置， 所述第二進(jìn)氣裝置的出氣口與所述連接裝置的進(jìn)氣口連接，用于稀釋所述顆粒物反應(yīng)器中 的氣體濃度。4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的模擬裝置，其特征在于，所述顆粒物懸浮 器包括外殼和第一風(fēng)扇，所述第一風(fēng)扇設(shè)在所述外殼的內(nèi)腔中。5. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的模擬裝置，其特征在于，所述熏氣室由殼 體、氣體特征檢測(cè)裝置、底座、加熱線(xiàn)圈、載物臺(tái)和艙門(mén)構(gòu)成，所述殼體設(shè)置于所述底座上， 所述氣體特征檢測(cè)裝置設(shè)在所述殼體的外壁上，所述艙門(mén)設(shè)在殼體外壁上部的一側(cè);所述 加熱線(xiàn)圈設(shè)在殼體內(nèi)腔的下部，所述載物臺(tái)設(shè)在殼體內(nèi)腔中并位于所述加熱線(xiàn)圈的上方。6. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一權(quán)利要求所述的模擬裝置，其特征在于，所述模擬裝置還 包括吸光罩，所述吸光罩設(shè)在所述熏氣室的外面且可以開(kāi)閉。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的模擬裝置，其特征在于，所述氣體特征檢測(cè)裝置為溫濕度計(jì)和 TST檢測(cè)口。8. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的模擬裝置，其特征在于，所述人工顆粒物發(fā)生器由研磨外 殼、窗口、第二風(fēng)扇、顆粒物出口和顆粒物研磨器構(gòu)成，所述窗口設(shè)在所述研磨外殼一側(cè)的 殼壁上，所述第二風(fēng)扇設(shè)在所述研磨外殼內(nèi)腔的一邊，所述顆粒物研磨器設(shè)在所述研磨外 殼內(nèi)腔的另一邊，所述顆粒物出口設(shè)在所述研磨外殼的殼壁上。9. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的模擬裝置，其特征在于，所述連接裝置上還設(shè)置有阻氣閥 和氣體流量計(jì)，所述阻氣閥用于調(diào)節(jié)流入所述熏氣室的大氣顆粒物的流動(dòng)速度。10. 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的模擬裝置，其特征在于，所述第一進(jìn)氣裝置的側(cè)壁上還設(shè) 置有至少一個(gè)二級(jí)進(jìn)氣口。
【文檔編號(hào)】G01N15/00GK205607807SQ201620248789
【公開(kāi)日】2016年9月28日
【申請(qǐng)日】2016年3月29日
【發(fā)明人】耿紅, 蔡夏童, 趙云鵬, 張媛, 趙磊, 黃皓, 黃子晗, 陳宗君
【申請(qǐng)人】山西大學(xué)