评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置及暴露系统和方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置，该装置包含改装的容器、容器隔板、内置隔板、超滤膜挡板。本发明专利技术在此暴露装置的基础上公开了一种在水体颗粒物影响下监测药物生物有效性的自动化暴露系统，包括暴露系统、储药罐、药物储备系统、计量泵、药物测定系统、磁力搅拌器、蠕动泵、废液处理装置。本发明专利技术还公开了一种在水体颗粒物影响下评估污染物生物有效性方法。本发明专利技术减少实验工作量；通过传感器与计算机连接，对暴露条件进行了更加稳定、精准的控制本发明专利技术装置简便、可操作性强、准确性高、自动化程度高，能够更加全面地评估污染物在水体颗粒物影响下的生物有效性。

Exposure devices, exposure systems and methods for evaluating the bioavailability of drugs to the tested organisms

【技术实现步骤摘要】
评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置及暴露系统和方法
本专利技术涉及环境科学与环境毒理学领域，尤其涉及一种水体颗粒物影响下污染物生物有效性评估装置及方法。
技术介绍
水体颗粒物，其组成复杂，种类繁多，它包括矿物质、胶体、高分子、黏土微粒、细菌和藻类等,水体颗粒物往往与污染物相互作用并成为其载体，在很大程度上决定着污染物在环境中的迁移转化和归宿。斑马鱼(zebrafish/Daniorerio)一般生活在热带淡水水域，属于硬骨鱼类。由于其具有体型小、成本低、繁殖快，斑马鱼已经被作为模式生物广泛用于各个科学领域中。另外，斑马鱼基因与人类基因同源性高达87％，生理过程也相似，目前斑马鱼基因库较为完善，且斑马鱼对外界环境变化反应敏感，因此斑马鱼广泛应用于生态毒理学研究与风险评价中，是水体污染检测与评估的理想指示生物。目前，水体颗粒物对污染物的环境归趋在越来越多的研究中被报道，但是，关于水体颗粒物影响下，污染物的生物有效性的研究相对不多。以生命早期斑马鱼作为受试生物，评估水体颗粒物影响下污染物生物有效性的方法几乎没有。因此，提供一种易操作、实用性强、智能的方法评估颗粒物影响下污染物的方法尤其新颖和重要。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术提供了一种评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置及暴露系统和方法，填补了评估水体颗粒物影响下污染物生物有效性的研究空白。技术方案：本专利技术的评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置，包括容器、与所述容器形配合并张设于其内的内置隔板、立设于所述内置隔板上方并将容器分为两个空间的超滤膜挡板、以及铺设于所述容器开口上方的容器隔板，其中，所述内置隔板均布有圆孔，所述圆孔直径小于鱼卵外径(350微米)，所述超滤膜挡板包括超滤膜、以及设于所述超滤膜周缘的支撑框，且所述超滤膜孔径小于颗粒物粒径。超滤膜挡板可根据颗粒物孔径要求进行调整与替换，用于分隔颗粒物质，应用于颗粒污染物作用下污染物对受试生物的暴露，进一步评估污染物生物有效性。为了方便容器中物质的输入和输出，所述容器侧边对称设有两与其连通的导管接口。为防止内置隔板掉落至容器底部，所述内置隔板下方设有能够支撑所述内置隔板的支撑柱。为防止装置被药物腐蚀或发生反应，材质均由稳定性较好的材质制成。其中，所述内置隔板和支撑柱由玻璃或者聚四氟乙烯材质制成。所述容器隔板由聚四氟乙烯制成。所述支撑框由弹性材料制成。优选的，所述容器为圆柱形，内置隔板为圆形，容器隔板为正方形，内置隔板和支撑柱从侧面看呈T型。基于上述暴露装置的测定药物生物有效性的自动化暴露系统，包括暴露装置、与所述暴露装置通过管道连通的药物储备系统、与药物储备系统连接的计量泵、用于评估暴露装置中药物的生物有效性的暴露参数控制系统、用于监测暴露装置中各项生物指标和药物暴露浓度的药物测定系统。其中，药物储备系统通过计量泵将药物浓度数据的药物储备液输入到暴露装置，药物测定系统对暴露装置中各项生物指标和药物暴露浓度进行监测，最后将所有数据整理汇总并通过暴露参数控制系统评估药物的生物有效性。为方便收集废液集中处理，所述暴露装置还连接有废液处理装置。优选的，连接所述暴露装置和药物储备系统的管道设有用于更新暴露溶液的蠕动泵，待暴露系统设置的条件达到要求后开始暴露。优选的，所述暴露装置和药物储备系统均设有用于保证颗粒物影响下暴露的药物浓度稳定性的磁力搅拌器。基于上述自动化暴露系统的测定药物生物有效性的方法，包括以下步骤：(1)通过查找相关文献，结合现有资料，预测药物所需浓度，进一步确定暴露期间药物浓度范围。(2)通过计量泵将储药罐中的药物添加到已经控制好温度、PH和溶解氧的药物储备系统的培养液中，得到药物储备溶液。(3)对药物测定系统中暴露期间的条件参数进行设置，待达到暴露条件要求，加入受试生物开始暴露，并实时监测水质参数。(4)在暴露期间，药物测定系统监测受试生物各项行为活力指标，暴露周期根据受试生物培养时间进行调整。(5)暴露结束后(120小时)，收集生命早期受试生物，进行浓缩富集，得到药物的累积效应，并通过暴露参数控制系统评估水体颗粒物影响下药物长期暴露的生物有效性。其中，步骤(2)中，所述药物储备系统还设有加热装置和曝气装置。受试生物培养液为超纯水。步骤(3)中，受试生物为生命早期斑马鱼。暴露期间的条件参数为水温28±1℃、pH值为7.2±0.1、明暗时间比14:9-11，溶解氧浓度不低于6mg/L，监测的水质参数为暴露溶液的水温、pH值和溶解氧含量。明暗时间比优选14:10，单位为小时。暴露期间，每隔1h将暴露溶液输入到药物检测单元进行检测，借助于液相色谱质谱检测方法，对药物浓度进行定量定性检测，如果浓度低于暴露要求浓度，系统报警，将数据反馈到药物投加系统，补充药物剂量。步骤(4)中，暴露期间，每隔24h对受试生物的各项行为活力进行测定，其各项行为活力指标包括受试生物的收缩率、心跳频率、孵化率、畸形率、死亡率，受试生物生命早期斑马鱼的收缩率在暴露24h进行观察，所述的心跳频率在暴露48h进行观察，所述的孵化率在暴露72h进行观察，所述的畸形率在暴露96h进行观察，所述的死亡率在暴露120h统计。测定药物生物有效性的方法还设有空白对照组和溶剂对照组，所述空白对照组以超纯水为所述生命早期斑马鱼的暴露溶液；所述溶剂对照组以溶剂为所述生命早期斑马鱼的暴露溶液；所述空白对照组和受试生物的活动抑制率不能超过10％则证明实验结果可信。有益效果：1、本专利技术在现有实验方法基础上，公开了一种暴露装置，并在此基础上构建了一种在水体颗粒物影响下测定药物生物有效性的自动化暴露系统，利用该系统的方法对暴露条件进行了更加稳定控制；2、通过药物检测单元更加精确地控制了暴露期间药物浓度；3、本专利技术装置简便、可操作性强、准确性高、自动化程度高，能够更加全面地评估污染物在水体颗粒物影响下的生物有效性。附图说明图1是本专利技术的用于评估水体颗粒物影响下药物对受试生物生物有效性的暴露装置结构示意图(a)及分解结构示意图：容器(b)、容器隔板(c)、超滤膜挡板(d)、内置隔板(e)；图2是本专利技术的在水体颗粒物影响下测定药物生物有效性的自动化暴露系统；图3是本专利技术实施例中受试生物生长示意图；图4是本专利技术实施例中受试生物发育毒性对比示意图；图5是本专利技术实施例中生物累积系数及效应对比示意图。具体实施方式参见图1和图2，本专利技术一实施例所述的评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置，包括容器1、与容器1形配合并张设于其内的内置隔板2、立设于内置隔板2上方并将容器1分为两个空间的超滤膜挡板3、以及铺设于容器1开口上方的容器隔板4。其中，内置隔板2均布有圆孔，圆孔直径小于鱼卵外径(350微米)。超滤膜挡板3包括超滤膜31、以及设于超滤膜周缘的支撑框32，且超滤膜孔径小于颗粒物粒径。超滤膜挡板本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置，其特征在于：包括容器、与所述容器形配合并张设于其内的内置隔板、立设于所述内置隔板上方并将容器分为两个空间的超滤膜挡板、以及铺设于所述容器开口上方的容器隔板，其中，所述内置隔板均布有圆孔，所述圆孔直径小于鱼卵外径，所述超滤膜挡板包括超滤膜、以及设于所述超滤膜周缘的支撑框，且所述超滤膜孔径小于颗粒物粒径。/n

【技术特征摘要】
1.一种评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置，其特征在于：包括容器、与所述容器形配合并张设于其内的内置隔板、立设于所述内置隔板上方并将容器分为两个空间的超滤膜挡板、以及铺设于所述容器开口上方的容器隔板，其中，所述内置隔板均布有圆孔，所述圆孔直径小于鱼卵外径，所述超滤膜挡板包括超滤膜、以及设于所述超滤膜周缘的支撑框，且所述超滤膜孔径小于颗粒物粒径。


2.根据权利要求1所述的评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置，其特征在于：所述容器侧边对称设有两与其连通的导管接口。


3.根据权利要求1所述的评估药物对受试生物生物有效性的暴露装置，其特征在于：所述内置隔板下方设有能够支撑所述内置隔板的支撑柱。


4.一种测定药物生物有效性的自动化暴露系统，其特征在于：包括暴露装置、与所述暴露装置通过管道连通的药物储备系统、与药物储备系统连接的计量泵、用于评估暴露装置中药物的生物有效性的暴露参数控制系统、用于监测暴露装置中各项生物指标和药物暴露浓度的药物测定系统，
其中，药物储备系统通过计量泵将药物浓度数据的药物储备液输入到暴露装置，药物测定系统对暴露装置中各项生物指标和药物暴露浓度进行监测，最后将所有数据整理汇总并通过暴露参数控制系统评估药物的生物有效性。


5.根据权利要求4所述的测定药物生物有效性的自动化暴露系统，其特征在于：所述暴露装置还连接有废液处理装置。


6.根据权利要求4所述的测定药物生物有效性的自动...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫振华，章夏冬，包旭辉，凌欣，陆光华，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32