一种检测岩棉材料微纳米纤维呼吸暴露危害的方法技术

本发明专利技术公开了一种检测岩棉材料微纳米纤维呼吸暴露危害的方法，属于生物检测技术领域。本发明专利技术采用超声分散‑扫描电镜(SEM)进行岩棉材料体外释放表征，并采用大鼠气管滴灌后低温灰化‑SEM检测肺滞留，实现检测岩棉材料微纳米纤维呼吸暴露危害。这一评估检测方案具有操作简单、能够真实模拟岩棉材料在肺组织中的呼吸暴露危害、实用性强等优点，可以对岩棉材料的呼吸暴露危害进行评估。

A method for detecting respiratory exposure hazards of rock wool micro nanofibers

【技术实现步骤摘要】
一种检测岩棉材料微纳米纤维呼吸暴露危害的方法
本专利技术涉及一种检测岩棉材料微纳米纤维呼吸暴露危害的方法，属于生物检测

技术介绍
岩棉材料指的是以天然矿石和矿物为主要原料，经高温熔化或纤维化而形成的无机类、非结晶型结构的纤维状硅酸盐物质，是人造矿物纤维的重要品种。岩棉材料应用非常广泛，可加工成板、条、管壳、毡等制品，主要用于工业设备管道及建筑物墙体的保温绝热、吸声、隔声和防火；农业上用于果蔬和花卉的种植与培养；在交通领域用于轨道防振等。但是随着岩棉制品生产发展迅速，接触岩棉粉尘的职业人群逐年增多，岩棉微纳米纤维引发的肺组织纤维化，慢性肺阻塞，致癌等危害引发了广泛的关注。研究表明岩棉的健康危害与所释放微纳米纤维的尺寸、肺组织生物滞留量密切相关[Methodsforthedeterminationofthehazardouspropertiesforhumanhealthofmanmademineralfibers,DavidM.Bernstein等，1999]。目前,关于岩棉纤维材料的环境健康安全性评价主要包括三种方法。第一种是采用现场触摸、观察体验的方式[岩棉：外墙外保温材料安全性探讨，伍立新，《建设科技》，2011年13期，72-74页]，这种方法不够客观准确，难以进行定量描述。第二种方法是采用对细胞毒性进行检测的方法，例如，邓建军等人利用仓鼠肺V79细胞对岩棉材料的细胞毒性检测[温石棉与纤维性石棉替代品离体细胞毒性对比研究，邓建军等，《中国职业医学》，2010年5期，365-367页]，但是细胞毒性的检测结果与实际暴露结果差异很大，准确性不高。第三种方法是通过对职业工人肺通气功能健康检查[职业接触岩棉对肺通气功能及呼吸系统症状的影响，朱晓俊陈永青李涛，《工业卫生与职业病》，2012年2期，68-72页]，评估岩棉材料的安全性，这种方法尽管结果准确，但是具有滞后性，对于岩棉产品安全性评估不具有预测性。因此，我们迫切需要发展新的安全性评估方法，对工业用岩棉材料的安全性进行系统评估。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种采用超声分散-扫描电镜(SEM)进行岩棉材料体外释放表征的方法，大鼠气管滴灌后低温灰化-SEM检测肺滞留的新方法。这一评估检测方案具有操作简单、能够真实模拟岩棉材料在肺组织中的呼吸暴露危害、实用性强等优点，可以对岩棉材料的呼吸暴露危害进行评估。本专利技术的第一个目的是提供一种检测岩棉材料微纳米纤维呼吸暴露危害的方法，包括如下步骤：S1取岩棉材料分散在0.01-10％的NaCl水溶液中，采用超声处理0.1-100小时，得到岩棉纤维分散溶液，并对岩棉纤维分散溶液进行SEM表征，其中，岩棉纤维分散溶液的浓度为0.5-100mg/mL；S2、将岩棉纤维分散溶液采用气管滴灌至大鼠肺组织中，滴入量为0.1-4mg/Kg；S3、称取0.1-5g培养后的大鼠的肺组织，采用低温灰化1-48小时，得到低温灰化物；S4、将低温灰化物溶解在0.01-10％的NaCl水溶液中，得到低温灰化物溶液，并对低温灰化物溶液进行SEM表征；S5、对S1和S4步骤中的SEM表征进行体外释放及生物滞留评估。进一步地，在S1步骤中，超声的功率为1-100W，超声过程中，将溶液置于冰浴中。优选采用10-20W，处理0.5～2小时，处理过程中采用开15～25s，关5～10s。进一步地，所述的岩棉纤维分散溶液的浓度优选为0.5-10mg/mL。进一步地，在S2步骤中，气管滴灌是将滴入量的岩棉纤维分散溶液分为四份，连续四天滴灌，滴灌后35-45天进行解剖取出大鼠整个肺组织。进一步地，所述的滴灌的体积为100-300μL/天/只。进一步地，在S3步骤中，低温灰化前将肺组织进行冻干，低温灰化的功率为1-150W。优选将冻干肺组织采用80-120W低温灰化1-5小时。进一步地，在S4步骤中，低温灰化物溶液的浓度为0.5-10mg/mL。进一步地，在S5步骤中，体外释放及生物滞留评估是通过岩棉纤维分散溶液和低温灰化物溶液的SEM图，测量纤维的直径与长度，统计长度>20μm，长度<5μm和长度在5-20μm的纤维比例。进一步地，所述的NaCl水溶液优选为浓度为0.9％的生理盐水。本专利技术目的主要通过两个技术方案实现：①对岩棉体外释放微纳米纤维的表征。这一技术方案需要设计优化体外释放的条件。我们采用了冰浴探针超声的方式，所获得的微纳米纤维理化性质也符合进一步动物实验的要求。②对岩棉微纳米纤维肺滞留的评估。我们利用大鼠模型，通过气管滴注的方式，利用等离子体低温灰化实现了这一技术方案。低温灰化可以有效去除生物组织对纳米纤维检测的干扰，同时高效保留肺组织内残存的微纳米纤维，用于SEM的表征。本专利技术的有益效果：本专利技术的评估检测方案具有操作简单、能够真实模拟岩棉材料在肺组织中的呼吸暴露危害、实用性强等优点，可以对岩棉材料的呼吸暴露危害进行评估。附图说明图1为该专利技术方案的技术路线图；图2为摇床分散1小时后的岩棉材料表面形貌图；图3为探针超声1小时后岩棉材料表面形貌图；图4为气管滴灌40天高温灰化肺组织分散液的SEM图；图5气管滴灌40天后低温灰化肺组织分散液的SEM图，其中，A为大鼠肺组织气管滴注暴露0.5mg/Kg岩棉纤维，B为大鼠肺组织气管滴注暴露2mg/Kg岩棉纤维。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本专利技术并能予以实施，但所举实施例不作为对本专利技术的限定。实施例1：随机抽取某批次岩棉材料，精密天平称取0.5g材料至250ml蓝盖瓶中，加入100ml0.9％的氯化钠溶液，玻璃棒充分搅拌至无絮状物质为止，进而在摇床振荡1小时(200rpm/min)。移液枪取10μl滴至干净的硅片上，在干燥箱中过夜，SEM表征分散后岩棉材料的形貌尺寸。如图2所示，岩棉经过探针超声后，无法形成单分散的岩棉纤维。实施例2：随机抽取某批次岩棉材料，精密天平称取0.5g材料至250ml蓝盖瓶中，加入100ml0.9％的氯化钠溶液，玻璃棒充分搅拌至无絮状物质为止，进而探针冰浴超声1小时(开20s，关5s；功率15W)。移液枪取10μl滴至干净的硅片上，在干燥箱中过夜，SEM表征分散后岩棉材料的形貌尺寸。如图3所示，岩棉经过探针超声后，可以形成均一的微纳米纤维分散液。纤维的平均长度小于20微米(表1)。实施例3：精密天平分别称取62.5mg和250mg岩棉纤维材料，分别分散在100ml0.9％的氯化钠溶液，玻璃棒充分搅拌均匀后，探针超声1小时(开20s，关5s；功率15W)。将准备好的材料气管滴灌至已麻醉的Wistar大鼠中，滴灌体积为200μL/天/只，连续四天滴灌。滴灌后每周称量老鼠体重变化，40天后解剖取出大鼠整个肺组织。将组织本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测岩棉材料微纳米纤维呼吸暴露危害的方法，其特征在于，包括如下步骤：/nS1取岩棉材料分散在0.01-10％的NaCl水溶液中，采用超声处理0.1-100小时，得到岩棉纤维分散溶液，并对岩棉纤维分散溶液进行SEM表征，其中，岩棉纤维分散溶液的浓度为0.5-100mg/mL；/nS2、将岩棉纤维分散溶液采用气管滴灌至大鼠肺组织中，滴入量为0.1-4mg/Kg；/nS3、称取0.1-5g培养后的大鼠的肺组织，采用低温灰化1-48小时，得到低温灰化物；/nS4、将低温灰化物溶解在0.01-10％的NaCl水溶液中，得到低温灰化物溶液，并对低温灰化物溶液进行SEM表征；/nS5、对S1和S4步骤中的SEM表征进行体外释放及生物滞留评估。/n

【技术特征摘要】
1.一种检测岩棉材料微纳米纤维呼吸暴露危害的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1取岩棉材料分散在0.01-10％的NaCl水溶液中，采用超声处理0.1-100小时，得到岩棉纤维分散溶液，并对岩棉纤维分散溶液进行SEM表征，其中，岩棉纤维分散溶液的浓度为0.5-100mg/mL；
S2、将岩棉纤维分散溶液采用气管滴灌至大鼠肺组织中，滴入量为0.1-4mg/Kg；
S3、称取0.1-5g培养后的大鼠的肺组织，采用低温灰化1-48小时，得到低温灰化物；
S4、将低温灰化物溶解在0.01-10％的NaCl水溶液中，得到低温灰化物溶液，并对低温灰化物溶液进行SEM表征；
S5、对S1和S4步骤中的SEM表征进行体外释放及生物滞留评估。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在S1步骤中，超声的功率为1-100W，超声过程中，将溶液置于冰浴中。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的岩棉纤维分散溶液的浓度为0.5-10mg/mL。<...

【专利技术属性】
技术研发人员：李瑞宾，蔡晓明，夏凯华，
申请(专利权)人：苏州金纬标检测有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32