一种体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法技术

本发明专利技术属于烟气暴露实验领域，具体涉及一种体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法。该方法包括以下步骤：将体外抽吸的烟气，不经空气稀释，通过烟气传输分流装置分流到多个暴露仓中进行多通道烟气暴露染毒，以烟支数、抽吸口数，或者烟支数、抽吸口数对应主流烟气总粒相物、尼古丁含量来计算染毒剂量。本发明专利技术的体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法，卷烟抽吸产生的烟气不进行稀释，通过烟气传输分流装置平均分流到多个暴露仓中，染毒剂量的评价无需考虑空气稀释的影响，可以更加准确、有效地对暴露仓的染毒剂量进行评价。

【技术实现步骤摘要】
一种体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法
本专利技术属于烟气暴露染毒实验领域，具体涉及一种体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法。
技术介绍
全烟气暴露方法已经成为体外评估烟气毒性或生物学效应的重要暴露方法。该暴露方法所依托的烟气暴露装置由吸烟机、烟气输送系统和可气-液界面暴露的暴露仓组成。吸烟机产生的烟气经烟气输送系统进入暴露仓内，对暴露仓内的细胞进行染毒，根据细胞的染毒结果评估烟气的毒性或生物学效应。目前，商业使用的烟气暴露装置如Vitrocell、Cultex等主要通过利用空气梯度稀释烟气的方法来实现烟气暴露。对于其结构，以Vitrocell为例，如图1所示，该暴露装置包括吸烟机1、烟气输送系统和暴露仓4，吸烟机1模拟人抽吸卷烟产生烟气，稀释管路3输入空气与吸烟机产生的烟气进行混合稀释，输送系统包括一个输送长管2，吸烟机1与输送长管2的轴向一端连接。沿输送长管2轴向，输送长管2的侧壁上间隔开设多个出气口，并分别与对应的暴露仓4相连，以使烟气能够分流至不同暴露仓4内，输送长2管背向吸烟机1的轴向一端开设有排气口。由于各出气口与暴露仓相连，而排气口与大气连通，因此，沿输送长管2的轴向，出气口越是靠近排气口，烟气经出气口进入暴露仓的流阻与继续向后流向排气口流阻的差值越大，烟气越容易流向排气口并经排气口流出，而难于流向暴露仓，使得沿烟气流动方向经出气口进入各暴露仓内的烟气的量逐渐减小。另外，烟气暴露实验时，通常需要对细胞进行由低到高的梯度染毒，从而评价细胞在染毒过程中的生理状态变化。在Vitrocell烟气暴露系统中，其通过引入空气对烟气进行稀释，通过稀释程度的不同来实现染毒程度的调整。利用Vitrocell烟气暴露系统，其染毒剂量的计算公式为：可以看出，其是利用暴露烟气流速与抽吸烟气和洁净空气流速之和的占比来评价染毒剂量，通过调整洁净空气的流速来调节染毒剂量的变化，洁净空气与烟气混合后，其流速并非为两种气体流速的简单叠加，另外，该公式染毒剂量并未涉及暴露仓个数，当连接暴露仓个数不同时，烟气剂量势必不同，因此该评价方式并不能准确地的反应烟气的染毒剂量。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法，以解决现有Vitrocell烟气暴露系统的烟气暴露剂量评价不准确的问题。为实现上述目的，本专利技术的体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法的技术方案是：一种体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法，包括以下步骤：将体外抽吸的烟气，不经空气稀释，通过烟气传输分流装置分流到多个暴露仓中进行多通道烟气暴露染毒，以烟支数、抽吸口数，或者烟支数、抽吸口数对应主流烟气总粒相物、尼古丁含量来评价染毒剂量；所述烟气传输分流装置包括N个层级的分流管路，层级数N＝1时，该层级的分流数为Q1；层级数N≥2时，下一层级的分流管路对上一层级分流管路分流出的烟气进一步分流，第i个层级连接第i-1个层级的某一分流管路的分流数为Qi；抽吸的烟气流经每个层级的任一分流管路后被平均分流到暴露仓中；采用式(1)-(4)评价染毒剂量：染毒剂量，％口＝Z×I×100(2)；式(1)-式(4)中，Z为抽吸烟支总口数；T为一支烟的主流烟气总粒相物；T′为一支烟的烟碱含量；C为一支烟允许的最大抽吸口数；I为暴露仓的分流系数，计算公式为：或者体外抽吸的烟气一部分分流到暴露仓中进行暴露染毒，另一部分不进入暴露仓暴露染毒，采用式(1)′-(4)′评价染毒剂量：式(1)′-(4)′中，S为染毒系数，D为允许烟气进入暴露仓的个数；染毒系数计算公式：M总为体外抽吸烟气的总重量，M捕为不进入暴露仓暴露染毒的烟气重量。染毒系数是指吸烟、吸气机抽吸的烟气在进入暴露仓中占总生成烟气的比例。具体是分流装置分流口未接暴露仓的部分连接可测定烟气重量的装置，通过测定烟气抽吸产生的总烟气重量和分流装置分流口未接暴露仓的部分的烟气重量来确定在这种该种分流装置连接情况下，可以进入所有暴露仓的烟气分流情况。本专利技术的体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法，卷烟抽吸产生的烟气不进行稀释，通过烟气传输分流装置平均分流到多个暴露仓中，染毒剂量的评价无需考虑空气稀释的影响，可以更加准确、有效地对暴露仓的染毒剂量进行评价。如体外抽吸的烟气是全部分流到暴露仓中，可按照式(1)-(4)来方便评价染毒剂量。在烟气暴露染毒实验过程中，一些实验由于特殊原因需要在分流装置的出气管路进行烟气捕集或其他非暴露仓实验时，可能由于出气管路后方连接装置不同、压力不同造成一定烟气分配不均匀，因此，为了更加精准计算烟气的染毒剂量时，需要考虑烟气在分流装置中接暴露仓的分流情况。利用Vitrocell烟气暴露系统，其染毒剂量的计算公式并未考虑烟气在其他连接装置中的烟气的各向分流情况，这也导致在此情况下需要更加精准计算烟气的染毒剂量时，该方法并不适用。在该种情形下，如体外抽吸的烟气一部分分流到暴露仓中，另一部分不进入暴露仓，根据实验目的，在不需要非常精确评价染毒剂量时，也可按照式(1)-(4)进行评价。在需要精确评价染毒剂量时，例如按照式(1)′-(4)′进行评价。为更好的实现细胞染毒剂量的梯度调整，从而更全面地评价烟气对细胞的致毒影响，优选的，分流管路仅有1个层级Z＝1，该层级分流管路的分流数Q1≥2；在多次烟气暴露染毒实验中，通过调整分流数Q1梯度变化，实现染毒剂量的梯度调整。为更好的模拟烟气在气管、支气管、细支气管的烟气分流，优选的，分流管路至少包括第一层级分流管路、第二层级分流管路两个层级，第一层级分流管路的分流数Q1＝2，分别模拟左、右支气管；第二层级分流管路对第一层级分流管路分流出的烟气进一步分流，模拟与所述左、右支气管相连的细支气管。在多层级烟气分流的情况下，左、右支气管，左、右细支气管一般对称设置，或者根据实际实验需要，仅设置左(或右)支气管，左(或右)细支气管。附图说明图1为现有技术中烟气暴露装置的结构示意图；图2为本专利技术中烟气暴露装置的结构示意图；图3为本专利技术中具有两个层级的烟气暴露装置的结构示意图；图4为利用实施例2的方法暴露不同卷烟烟气对Beas-2b细胞的影响；图5为采用Vitrocell烟气暴露系统暴露不同卷烟烟气对Beas-2b细胞的影响；图6为本专利技术中抽吸泵的负压抽气流速对Beas-2b细胞的影响；图中：1-吸烟机；2-输送长管；3-稀释管路；4-暴露仓；5-烟气传输分流装置；6-抽气装置；7-进气管路；8-分流装置；80-第一层级分流管路；81-第二层级分流管路；9-出气管路；10-进气调节阀；11-废气净化装置；12-烟气排出管路；13-烟气排出调节阀；14-出气调节阀；15-废气排出管路；16-可控抽气泵；17-废气排出调节阀。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术的实施方式作进一步说明。以下实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法，其特征在于，包括以下步骤：将体外抽吸的烟气，不经空气稀释，通过烟气传输分流装置分流到多个暴露仓中进行多通道烟气暴露染毒，以烟支数、抽吸口数，或者烟支数、抽吸口数对应主流烟气总粒相物、尼古丁含量来评价染毒剂量；/n所述烟气传输分流装置包括N个层级的分流管路，层级数N＝1时，该层级的分流数为Q

【技术特征摘要】
1.一种体外抽吸烟气多通道暴露染毒方法，其特征在于，包括以下步骤：将体外抽吸的烟气，不经空气稀释，通过烟气传输分流装置分流到多个暴露仓中进行多通道烟气暴露染毒，以烟支数、抽吸口数，或者烟支数、抽吸口数对应主流烟气总粒相物、尼古丁含量来评价染毒剂量；
所述烟气传输分流装置包括N个层级的分流管路，层级数N＝1时，该层级的分流数为Q1；层级数N≥2时，下一层级的分流管路对上一层级分流管路分流出的烟气进一步分流，第i个层级连接第i-1个层级的某一分流管路的分流数为Qi；抽吸的烟气流经每个层级的任一分流管路后被平均分流到暴露仓中；
采用式(1)-(4)评价染毒剂量：



染毒剂量，％口＝Z×I×100(2)；






式(1)-式(4)中，Z为抽吸烟支总口数；T为一支烟的主流烟气总粒相物；T′为一支烟的烟碱含量；C为一支烟允许的最大抽吸口数；I为暴露仓的分流系数，计算公式为：



或者体外抽吸的烟气一部...

【专利技术属性】
技术研发人员：华辰凤，谢复炜，李翔，尚平平，赵俊伟，秦亚琼，彭斌，赵阁，王昇，刘惠民，
申请(专利权)人：中国烟草总公司郑州烟草研究院，
类型：发明
国别省市：河南;41