CN106442250B - 抗污染测试装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种抗污染测试装置及方法，包括PM接收装置、PM10过滤器以及第一容纳容器；其中，所述PM接收装置的输出口连通所述PM10过滤器的输入空；所述PM10过滤器的输出口连通所述第一容纳容器。还包括第二容纳容器、水浴烧杯和第一气泵；其中，所述第二容纳容器连通所述第一容纳容器；所述第一容纳容器和所述第二容纳容器之间设置有第一3D皮肤仿生渗透膜；所述水浴烧杯一方面通过第一管体连通所述第二容纳容器，另一方面连通第二管体连通所述第一气泵的气口。本发明能够更真实的模拟皮肤对其吸收情形，提高体外实验的真实性和准确性。
Description
技术领域
本发明涉及PM2.5实验，具体地，涉及一种抗污染测试装置及方法。
背景技术
近年来随着全球工业化和城市化进程突飞猛进，造成的环境污染问题也引起了人们的广泛关注。大气污染物包括臭氧、PM颗粒物以及有机挥发物等。PM(ParticulateMatter)指的是悬浮在空气中的细小颗粒，其中直径大小在2.5微米左右的我们称之为PM2.5。PM2.5含有很多成分，多环芳烃，各种重金属，氮化物，硫化物，二次颗粒物，细菌，病毒等，在中国主要来源是汽车尾气和燃煤。
当我们身处空气污染的环境中，人体最大的器官--皮肤不可避免地成为人体直接接触外界污染的第一道防线，也是大气污染物PM2.5进入机体的途径之一。
德国曾做过一个实验，以住在德国的400名女性为对象，有研究调查过他们在24年来受到的大气污染影响。结果发现在空气污染严重的地方(一天有1万台车以上通过的道路100米内)居住的人额头和脸颊有更多数量的斑和皱纹，还有法令纹等老化现象。
研究发现污染物PM2.5颗粒本身接触皮肤，引起表层皮脂氧化，造成第一层伤害；其次，污染物PM2.5颗粒、有机挥发物以及紫外线的协同作用之下，导致肌肤屏障受到损伤，造成第二层伤害；透过毛孔和受损的角质层屏障渗透到皮肤深层的PM2.5颗粒最终导致深层细胞发炎，即第三层伤害；更深层渗透后会导致基底细胞的细胞及DNA损伤，引起皮肤老化等深层伤害。
目前全世界对抗污染化妆品诉求越来越强烈，但对于PM2.5透皮吸收的研究很少。PM2.5颗粒是如何透过皮肤，透过了多少，研究很少。目前在化妆品及其原料开发领域主要是针对单独的多环芳烃货香烟提取及重金属进行浅层次的研究。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种抗污染测试装置及方法，更加真实地得到能够透过皮肤深层的大气PM2.5，并设计相应的抗污染测试评价方案，在体内和体外研究PM2.5对皮肤深层影响提供可行性。
根据本发明提供的抗污染测试装置，包括PM接收装置、PM10过滤器以及第一容纳容器；
其中，所述PM接收装置的输出口连通所述PM10过滤器的输入空；所述PM10过滤器的输出口连通所述第一容纳容器。
优选地，还包括第二容纳容器、水浴烧杯和第一气泵；
其中，所述第二容纳容器连通所述第一容纳容器；所述第一容纳容器和所述第二容纳容器之间设置有第一3D皮肤仿生渗透膜；
所述水浴烧杯一方面通过第一管体连通所述第二容纳容器，另一方面连通第二管体连通所述第一气泵的气口。
优选地，还包括透皮后PM2.5提取装置；
其中，所述透皮后PM2.5提取装置设置在所述第一管体上；所述透皮后PM2.5提取装置的输入口连通所述第二容纳容器，输出口连通所述水浴烧杯。
优选地，所述第一管体上设置有第一流量控制器；
所述第二管体上设置有第二流量控制器。
优选地，还包括第二3D皮肤仿生渗透膜、细胞培养处理膜以及DMEM培养基；
其中，所述第二3D皮肤仿生渗透膜、所述细胞培养处理膜依次设置在所述DMEM培养基上；
所述DMEM培养基设置在所述第一容纳容器的底面上。
优选地，还包括隔板和第二气泵；
其中，所述隔板将所述第一容纳容器分隔与第一区域和第二区域；所述第一区域通过连接通道连通至第二区域；
所述第二3D皮肤仿生渗透膜、细胞培养处理膜以及DMEM培养基设置在所述第一区域；所述DMEM培养基通过所述连接通道延伸至第二区域；
所述第二气泵的气口通过第三管体连通所述第二区域；所述第三管体上设置有第三流量控制器。
优选地，还包括水浴器皿；所述水浴器皿内盛有水浴水；
所述水浴烧杯设置在所述水浴器皿中。
本发明提供的抗污染测试方法，采用所述的抗污染测试装置。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明能够更真实的模拟皮肤对其吸收情形，提高体外实验的真实性和准确性；
2、本发明采用3D皮肤仿生渗透膜进行实验。更贴近人体测试，但比直接用人体测试更方便统计，更为安全和节约成本。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的一种结构示意图；
图2为本发明的另一种结构示意图。
图中：
1为PM接收装置；
2为PM10过滤器；
3为第一容纳容器；
4为第二容纳容器；
5为第一3D皮肤仿生渗透膜；
6为第一流量控制器；
7为第二流量控制器；
8为水浴烧杯；
9为第一气泵；
10为第二3D皮肤仿生渗透膜；
11为细胞培养处理膜；
12为DMEM培养基；
13为第三流量控制器；
14为第二气泵。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
在本实施例中，本发明提供的抗污染测试装置，包括PM接收装置、PM10过滤器以及第一容纳容器；
其中，所述PM接收装置的输出口连通所述PM10过滤器的输入空；所述PM10过滤器的输出口连通所述第一容纳容器。
本发明提供的抗污染测试装置，还包括第二容纳容器、水浴烧杯和第一气泵；
其中，所述第二容纳容器连通所述第一容纳容器；所述第一容纳容器和所述第二容纳容器之间设置有第一3D皮肤仿生渗透膜；
所述水浴烧杯一方面通过第一管体连通所述第二容纳容器，另一方面连通第二管体连通所述第一气泵的气口。
本发明提供的抗污染测试装置，还包括透皮后PM2.5提取装置；
其中，所述透皮后PM2.5提取装置设置在所述第一管体上；所述透皮后PM2.5提取装置的输入口连通所述第二容纳容器，输出口连通所述水浴烧杯。
所述第一管体上设置有第一流量控制器；
所述第二管体上设置有第二流量控制器。
本发明提供的抗污染测试装置，还包括第二3D皮肤仿生渗透膜、细胞培养处理膜以及DMEM培养基；
其中，所述第二3D皮肤仿生渗透膜、所述细胞培养处理膜依次设置在所述DMEM培养基上；
所述DMEM培养基设置在所述第一容纳容器的底面上。
本发明提供的抗污染测试装置，还包括隔板和第二气泵；
其中，所述隔板将所述第一容纳容器分隔与第一区域和第二区域；所述第一区域通过连接通道连通至第二区域；
所述第二3D皮肤仿生渗透膜、细胞培养处理膜以及DMEM培养基设置在所述第一区域；所述DMEM培养基通过所述连接通道延伸至第二区域；
所述第二气泵的气口通过第三管体连通所述第二区域；所述第三管体上设置有第三流量控制器。
本发明提供的抗污染测试装置，还包括水浴器皿；所述水浴器皿内盛有水浴水；
所述水浴烧杯设置在所述水浴器皿中。
所述第一气泵和所述第二气泵采用吸扬式气泵。
第一3D皮肤仿生渗透膜、第二3D皮肤仿生渗透膜采用美国Life Science公司生成的3D皮肤仿生渗透膜。
本发明提供的抗污染测试方法，采用的抗污染测试装置。
当使用本发明提供的抗污染测试装置时，如图1所示。
地点：在上海市中心(徐家汇)收集大气PM2.5；
时间：2016年1月14日-16日(每天提取8小时)共计24小时；大气条件：实验地段平均每天有700000±300辆汽车通过；
动力：气泵维持恒定流速1.2m3/分。
通过本发明提供的抗污染测试装置提取PM2.5，进行体外测试实验，如下
MTT法检测小球藻生长因子(CPEs)对人成纤维细胞生长的影响
取对数期生长的人成纤维细胞100μL(浓度为2*105个/mL)加入到96孔细胞板中，待细胞贴壁后，吸出培养基，加入终浓度为0.01％、0.05％和0.1％的小球藻生长因子(CPEs)溶液，置于温箱培养24h，每孔加入5mg/mL的MTT溶液20μL，37℃孵育4h。孵育完成后，用移液枪小心的吸出每孔培养基，加入150μL DMSO溶液，待甲瓒结晶溶解后，放入酶标仪震荡混匀5min，以630nm波长为参考，在全波长酶标仪上检测492nm波长处的OD值，并计算细胞存活率。细胞存活率＝加药组/对照组*100％；
| 对照 | 0.01％CPEs | 0.05％CPEs | 0.1％CPEs | |
| 细胞存活率 | 100％ | 104％ | 110％ | 121％ |
CPEs对巨噬细胞Ana-1吞噬活性的影响。
取对数生长期的细胞，吹打制成2*105个/mL单细胞悬液，每孔100μL，接种于96孔细胞板，细胞贴壁后弃培养上清液，设对照组、加药组，每组6个复孔，加药组加入终浓度为0.01％、0.02％、0.03％、0.04％、0.05％CPEs溶液，分别培养24，48，72h后，每孔加新鲜配制的0.1％NR和PM2.5悬浊液20μL，轻轻混匀后继续培养3h。之后小心吸弃含有NR的培养液，用生理PBS轻柔洗去未被吞噬的NR。每孔加150μL细胞裂解液(无水乙醇：乙酸＝1：1(v/v))，静置2h，使细胞溶解，震荡混匀后测定540nm处OD值[90]。细胞对NR的吞噬率如下：吞噬率＝加药组/对照组*100％；
| 对照 | 0.005％CPEs | 0.01％CPEs | 0.02％CPEs | 0.03％CPEs | 0.04％CPEs | |
| 巨噬细胞吞噬率 | 100％ | 150.3％ | 192.4％ | 216.4％ | 193.3％ | 188.2％ |
当使用本发明提供的抗污染测试装置时，如图2所示，
地点：在上海市中心(徐家汇)收集大气PM2.5；
时间：2016年1月14日-16日(每天提取8小时)共计24小时；
大气条件：实验地段平均每天有700000±300辆汽车通过；
动力：气泵维持恒定流速1.2m3/分
实验步骤：
1、准备三台装置，将3块3D皮肤做免疫标记；A、直接培养人3D皮肤5天；B、提取PM2.5 1小时后培养人3D皮肤5天；C、在3D皮肤上均匀涂抹0.5％的小球藻深层净化因子(CPEs)后再提取PM2.5 1小时，培养3D皮肤5天；
2、5天后使用Leica’s Q500成像分析软件测量A/B/C三种情况下人3D皮肤厚度；
3、检测标记物丝聚蛋白的表达量。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (5)
1.一种抗污染测试装置，其特征在于，包括PM接收装置、PM10过滤器以及第一容纳容器；
其中，所述PM接收装置的输出口连通所述PM10过滤器的输入口 ；所述PM10过滤器的输出口连通所述第一容纳容器；
还包括第二容纳容器、水浴烧杯和第一气泵；
其中，所述第二容纳容器连通所述第一容纳容器；所述第一容纳容器和所述第二容纳容器之间设置有第一3D皮肤仿生渗透膜；
所述水浴烧杯一方面通过第一管体连通所述第二容纳容器，另一方面连通第二管体连通所述第一气泵的气口；
还包括第二3D皮肤仿生渗透膜、细胞培养处理膜以及DMEM培养基；
其中，所述第二3D皮肤仿生渗透膜、所述细胞培养处理膜依次设置在所述DMEM培养基上；
所述DMEM培养基设置在所述第一容纳容器的底面上；
还包括隔板和第二气泵；
其中，所述隔板将所述第一容纳容器分隔为 第一区域和第二区域；所述第一区域通过连接通道连通至第二区域；
所述第二3D皮肤仿生渗透膜、细胞培养处理膜以及DMEM培养基设置在所述第一区域；所述DMEM培养基通过所述连接通道延伸至第二区域；
所述第二气泵的气口通过第三管体连通所述第二区域；所述第三管体上设置有第三流量控制器。
2.根据权利要求1所述的抗污染测试装置，其特征在于，还包括透皮后PM2.5提取装置；
其中，所述透皮后PM2.5提取装置设置在所述第一管体上；所述透皮后PM2.5提取装置的输入口连通所述第二容纳容器，输出口连通所述水浴烧杯。
3.根据权利要求1所述的抗污染测试装置，其特征在于，所述第一管体上设置有第一流量控制器；
所述第二管体上设置有第二流量控制器。
4.根据权利要求1所述的抗污染测试装置，其特征在于，还包括水浴器皿；所述水浴器皿内盛有水浴水；
所述水浴烧杯设置在所述水浴器皿中。
5.一种抗污染测试方法，其特征在于，采用权利要求1至4任一项所述的抗污染测试装置。
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