细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备制造技术

本实用新型专利技术提供一种细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备，该实验设备中密闭的玻璃腔室上部有气体扩散腔提供空气和二氧化碳混合气源，下部气体收集腔连接纳米材料吸收处理器，玻璃腔室底部一侧装有密封门，内有网状平台上放置可控温度的培养液盒体用来盛放细胞培养液和细胞膜板，高压电发生器的电极连接金属电极圈及金属空心管，金属空心管上端有软管通向精确注射泵提供定量给入的纳米颗粒溶液，高压放电将送入的纳米溶液气化成气溶胶对细胞进行暴露试验。本实用新型专利技术有益效果是在医学研究中提供了安全、方便又能精确定量控制的细胞纳米颗粒气溶胶暴露的实验设备，用于纳米材料学、纳米毒理学、医药、卫生与环境保护等领域。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术提供一种细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备。
技术介绍
随着纳米材料在全世界广泛应用，进而带来纳米材料的颗粒物对于生物的潜在危害也日益突显，研究纳米颗粒对于生物具体有哪些危害以及危害的程度如何是ー个世界性的难题，为此在学术界逐步引起关注，开始研究用人为模拟方法进行经皮肤、经ロ、滴鼻经 呼吸道对实验动物进行染毒实验，由于纳米材料小到足以轻易穿透细胞膜，所以更加贴近的研究方法为细胞直接暴露在纳米颗粒气溶胶中的研究。由于目前尚无专门进行细胞在纳米颗粒气溶胶中暴露的专门方法和模拟实验设备，类似纳米暴露试验只能简单进行对实验动物试验。由于动物的个体差异性和不确定因素也严重影响实验的准确性，不能精确、严谨提供实验数据，同时由于没有密封环境，纳米颗粒气溶胶还存在一定的感染风险，严重的会威胁到实验人员的健康。再加上动物福利和保护方面要求采用更加精细化的细胞替代方法而抵制动物试验，从而制约了相关领域研究的发展。因此设计开发ー种细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验方法和设备就成为当前紧迫的需要。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术的目的是提供一种细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备，为科学研究纳米颗粒气溶胶对于生物的危害和影响提供一种在实验中能够准确控制特定纳米颗粒气溶胶的实验设备，能有效的预防和消除可能存在的纳米颗粒物气溶胶污染扩散的安全隐患，保障了实验操作人员的健康。可以广泛的应用在纳米材料研究、相关疾病预防控制、生物危害的病理、药理等多个领域的科学研究中。为实现上述目的，本技术采用的技术方案是提供一种细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备，其中该实验设备包括有一个密闭的玻璃腔室，玻璃腔室内上部设有密封气体扩散腔，密封气体扩散腔连通空气源和ニ氧化碳气源，所述玻璃腔室内下部设有ー个网状平台及ー个气体收集腔，气体收集腔下端连接有纳米材料吸收处理器，网状平台上放置连接有电子控温装置的培养液盒体，培养液盒体内放置有细胞膜板，密封气体扩散腔下端连接有穿过密封气体扩散腔的金属空心管，金属空心管与培养液盒体之间设有金属电极圈，在密封气体扩散腔上部通过调节螺母调节金属空心管能够上下移动，在密封气体扩散腔上部通过软管分别固定连接有带精确注射泵的注射针管，一个高压电发生器接220伏特电源，输出的可调节高压有阳极和阴极两个电极，其中的一个电极通过导线与连接金属电极圈相连，另ー个电极通过导线与金属空心管相连，玻璃腔室底部ー侧装有ー个密封门。本技术的效果是采用该设备对细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中进行实验，可以安全准确的提供进行细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备及其实验方法，首先使其安全性良好，它密闭的腔体、气体扩散系统、气体收集系统和专业设计的纳米材料吸收处理器既可以将实验细胞维持在特定气体环境中正常生存又能够确保纳米气溶胶不被泄漏进而造成对操作人员和环境的危害。其次利用高压放电原理和精确注射泵组成的电晕场气化纳米颗粒气溶胶能够保证实验是能够使分散均勻的纳米颗粒气溶胶来对实验细胞进行暴露染毒实验，大大提高了实验的精度和准确性。第三是有精确控制温度和提供细胞培养液的细胞生存基础，保证实验细胞除了暴露在纳米颗粒气溶胶这ー个影响カ因素之外，其他条件都符合正常生存条件。从根本上消除了实验中其他干扰因素，为科学评估实验结果提供了保证。第四由于使用试验细胞就可以直接进行暴露染毒实验而不用实验动物可以更加符合世界水平的减少动物试验和保护动物福利的替代原则，也可以大大简化试验的复杂程度，更加减少试验成本，由于纳米材料小到足以轻易穿透细胞膜，所以更加贴近的研究方法，提闻试验的针对性和精确性。本技术细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实 验设备为细胞在纳米颗粒气溶胶中暴露的科学研究，也为现代納米材料科学、纳米毒理学、职业卫生与环境保护、生理学、药理学、医药卫生学等领域提供了更加安全、便捷、可靠、科学、严谨、精确、专业的模拟实验设备。附图说明图I为本技术设备的结构示意图；图2为本技术结构中细胞暴露在纳米颗粒气溶I父中的局部结构不意图。图中I、玻璃腔室2、密封气体扩散腔 3、空气源 4、ニ氧化碳气源5、调节螺母6、软管7、注射针管 8、注射泵9、高压电发生器10、金属电极圈U、密封门 12、网状平台13、纳米材料吸收处理器14.气体收集腔15、培养液盒体16、电子控温装置17、细胞膜板18、金属空心管19、实验细胞20、细胞培养液21、电晕场22、纳米颗粒气溶胶具体实施方式结合附图及实施例对本技术的细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备结构加以说明。如图1、2所示，本技术的细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备，该实验设备包括有一个密闭的玻璃腔室1，玻璃腔室I内上部设有密封气体扩散腔2，所述密封气体扩散腔2是由多孔材料制成空心腔饼状体。密封气体扩散腔2连通空气源3和ニ氧化碳气源4，所述玻璃腔室I内下部设有ー个网状平台12及一个气体收集腔14，气体收集腔14下端连接有纳米材料吸收处理器13，网状平台12上放置连接有电子控温装置16的培养液盒体15，培养液盒体15内放置有细胞膜板17，密封气体扩散腔2下端连接有穿过密封气体扩散腔2的金属空心管18，金属空心管18与培养液盒体15之间设有金属电极圈10，在密封气体扩散腔2上部通过调节螺母5调节金属空心管18能够上下移动，在密封气体扩散腔2上部通过软管6分别固定连接有带精确注射泵8的注射针管7，一个高压电发生器9接220伏特电源，输出的可调节高压有阳极和阴极两个电极，其中的一个电极通过导线与连接金属电极圈10相连，另ー个电极通过导线与金属空心管18相连，玻璃腔室I底部ー侧装有ー个密封门12。所述培养液盒体15采用金属材料制作的碗状结构，碗状结构内的空间能够安放细胞膜板17，并且在细胞膜板17下部留有培养液的空间。所述培养液盒体15及金属电极圈18均被固定在绝缘材料制作的架子上，能够防止漏电伤人及耐受高压放电造成的电离腐蚀，金属空心管18上端连接有耐腐蚀绝缘材料做成的空心软管6，经空心软管6连通精确注射泵8内的注射器针管7。 所述高压电发生器9中的高电压调节装置将输出电压控制在O — 30kv范围内，高压电发生器9的阳极输出通过导线连接到金属电极圈10，高压电发生器9的阴极输出通过导线连接金属空心管18的向下尖嘴，或将高压电发生器9的阴极输出通过导线连接金属电极圈10，高压电发生器9的阳极输出通过导线连接金属空心管18的向下尖嘴，形成电晕场 21。本技术的细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备功能是这样实现的接通电源，将在密闭的玻璃腔室上部的由电子程序控制提供的新鮮的空气和ニ氧化碳气体混合，保持定量送入到玻璃腔室I内通过ー个多孔材料做成内部饼状空心腔体结构的密封气体扩散腔2，将混合气体扩散出来均匀分布给玻璃腔室I内充满整个内部空间后保证细胞的生存环境要求，从上向下流动的气体收集到下部气体收集腔14进入纳米材料吸收处理器13，以便于将暴露用过的含有纳米颗粒的气体顺利吸附过滤后安全排出。根据不同纳米颗粒溶液电化学特性可以将高压电发生器9的阳极输出连接ー个金属电极圈10，高压电发生器9的阴极电极连接金属空心管18向下的尖嘴，形成上阴下阳的结构，也可以相反安装形成上阳下阴的结构。然后调节金属空本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种细胞暴露在纳米颗粒气溶胶中的实验设备，其特征是：该实验设备包括有一个密闭的玻璃腔室（1），玻璃腔室（1）内上部设有密封气体扩散腔（2），密封气体扩散腔（2）连通空气源（3）和二氧化碳气源（4），所述玻璃腔室（1）内下部设有一个网状平台（12）及一个气体收集腔（14），气体收集腔（14）下端连接有纳米材料吸收处理器（13），网状平台（12）上放置连接有电子控温装置（16）的培养液盒体（15），培养液盒体（15）内放置有细胞膜板（17），密封气体扩散腔（2）下端连接有穿过密封气体扩散腔（2）的金属空心管（18），金属空心管（18）与培养液盒体（15）之间设有金属电极圈（10），在密封气体扩散腔（2）上部通过调节螺母（5）调节金属空心管（18）能够上下移动，在密封气体扩散腔（2）上部通过软管（6）分别固定连接有带精确注射泵（8）的注射针管（7），一个高压电发生器（9）接220伏特电源，输出的可调节高压有阳极和阴极两个电极，其中的一个电极通过导线与连接金属电极圈（10）相连，另一个电极通过导线与金属空心管（18）相连，玻璃腔室（1）底部一侧装有一个密封门（12）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：范维林，张茹，羡丽艳，张贵祥，
申请(专利权)人：天津开发区合普工贸有限公司，
类型：实用新型
国别省市：