CN111077296B - 一种气溶胶供给与调节系统及其在电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的应用 - Google Patents

一种气溶胶供给与调节系统及其在电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的应用 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种气溶胶供给与调节系统,包括蠕动输液泵、热式气溶胶发生器、主控制器和稀释气体流量计。热式气溶胶发生器的进气口与稀释气体流量计通过气溶胶稀释气体管路连接,可调节进入热式气溶胶发生器的稀释气体量;热式气溶胶发生器的进液口通过电子烟烟液输送管与蠕动输液泵连接;主控制器分别与蠕动输液泵、热式气溶胶发生器中的加热模块电连接,控制蠕动输液泵的启停和传输速率以及加热模块的加热温度。本发明也公开了该系统在电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的应用。本发明提供的气溶胶供给与调节系统可满足电子烟烟液吸入暴露安全性评价的要求,提供安全性评价所需的气溶胶,成本低,性能稳定可靠,可被大规模推广。

Description

一种气溶胶供给与调节系统及其在电子烟烟液吸入暴露安全 性评价中的应用
技术领域
本发明涉及电子烟安全评价技术领域,尤其涉及一种气溶胶供给与调节系统及其在电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的应用。
背景技术
电子烟(electrical cigarette,e-cigarette)又称电子烟碱传送系统(electronic nicotine delivery systems,ENDS),是一种外观类似于卷烟的新型烟碱摄入方式。电子烟主要由烟弹、雾化装置和电池3部分组成。雾化器由电池杆供电,能够把烟弹内的液态尼古丁转变成雾气,从而让使用者在吸时有一种类似吸烟的感觉。电子烟烟液是电子烟烟弹中使用的一种液体。主要成分包括丙二醇、丙三醇、烟碱、各种添加剂等。电子烟的发生原理是电子烟烟液通过一个加热的线圈形成蒸汽状态,经过滤嘴冷却后形成烟气。一直以来,商家以电子烟不含焦油、悬浮微粒等有害成分为卖点大肆推广,甚至在产品介绍中,打着“戒烟”“清肺”等旗号。但是电子烟的安全性尚未得到充分的科学论证,国内外均没有系统的电子烟安全性评估资料,目前还不能确定电子烟会给使用者的健康带来哪些潜在风险。因此需要对电子烟成分进行充分的安全性评价。
吸入安全性评价是评估气体、挥发性物质、气溶性物质、气溶胶/微粒等经呼吸道接触所引起的健康危害。提供关于该受试物经呼吸系统吸入引起的毒性和作用方式,评估肺功能,呼吸道组织病理学和病理生理学改变。为制定人类允许接触水平提供依据。
电子烟烟液吸入暴露安全性评价研究通常采用价格昂贵的吸烟机进行电子烟抽吸,按照一定的抽吸模式,通过电池动力装置,雾化器发热雾化烟液形成气溶胶,需要更换烟弹,且能够达到的气溶胶浓度十分有限。如果不使用吸烟机,也可以采用液体气溶胶发生器,目前市面上常用的液体气溶胶发生器都是基于超声雾化和高压雾化的原理,与电子烟的电加热雾化发生原理截然不同,且雾化出的气溶胶浓度较低,而且浓度单一。例如,临床雾化溶液用的德国百瑞发生器,发生出的气溶胶浓度约为1~3mg/L。美国BGI公司的Collison雾化器,发生出的气溶胶浓度约为3~9mg/L。考虑到提高气溶胶浓度达到更高的毒性暴露剂量,因此,需要能发生出高浓度气溶胶的装置,满足电子烟烟液吸入暴露安全性评价研究中试验剂量的要求。
发明内容
本发明为解决现有技术中的上述问题提出的一种气溶胶供给与调节系统及其在电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的应用。
为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:
本发明的第一个方面是提供一种气溶胶供给与调节系统,包括蠕动输液泵、热式气溶胶发生器、主控制器和稀释气体流量计;
其中,热式气溶胶发生器的进气口与稀释气体流量计通过气溶胶稀释气体管路连接,可调节进入热式气溶胶发生器的稀释气体量;热式气溶胶发生器的进液口通过电子烟烟液输送管与蠕动输液泵连接;主控制器分别与蠕动输液泵、热式气溶胶发生器中的加热模块电连接,主控制器分别控制蠕动输液泵的启停和传输速率以及加热模块的加热温度。
进一步地,蠕动输液泵进口通过管路与储液器连接。
进一步地,主控制器包括连接端口和人机操作界面。
进一步地,连接端口包括电源输入端口、加热输出端口、蠕动输液泵连接端口和温度反馈输入端口。
进一步地,主控制器通过加热输出端口、温度反馈输入端口和热式气溶胶发生器连接形成一个反馈调节闭环。
进一步地,洁净空气被稀释气体流量计稀释形成气溶胶稀释气体。
进一步地,电子烟烟液输送管为硅胶材质的软管。
本发明的第二方面提供该气溶胶供给与调节系统在电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的应用,具体的操作方法为:
步骤1,将电子烟烟液储存于储液器中,开启蠕动输液泵,设定好蠕动输液泵的传输速率;
步骤2,开启稀释气体流量计,并调节稀释气体流量;
步骤3,开启主控制器并设定加热温度,当温度达到试验目标加热温度时,启动蠕动输液泵使得样品储液器中的电子烟烟液泵入热式气溶胶发生器产生气溶胶。
进一步地,蠕动输液泵的传输速率为0~20rpm。
进一步地,气溶胶稀释气体的流量为0~50L/min。
进一步地,步骤3中通过主控制器来控制或手动控制蠕动输液泵的启停和传输速率。
本发明采用上述技术方案,与现有技术相比,具有如下技术效果:
本发明提供的气溶胶供给与调节系统通过加热产生气溶胶,并通过蠕动输液泵连续匀速供样,使得气溶胶发生器可持续产生浓度稳定、均一的气溶胶;此外,气溶胶浓度的调节可通过调整蠕动输液泵的传输速率和稀释气体流量实现。通过调节主控制加载的能量大小,可调节气溶胶的粒径,符合吸入暴露对气溶胶粒径的要求,并提高动物吸入剂量的可控性。该系统可满足电子烟烟液吸入暴露安全性评价,提供安全性评价数据,为公众健康保驾护航;无需价格昂贵的吸烟机,大大节约研究成本。
附图说明
图1为本发明一实施例中气溶胶供给与调节系统模块示意图;
图2为本发明一实施例中气溶胶供给与调节系统应用于电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的系统流程图;
图3为本发明一验证实施例中电子烟溶剂丙三醇大鼠吸入90天毒性研究每周气溶胶浓度监测结果;
图4为本发明一验证实施例中电子烟溶剂丙三醇大鼠吸入90天毒性研究每周气溶胶粒径分布监测结果;
其中,1-主控制器;1a-直流加热输出;1b-温度反馈信号;1c-启停控制信号;2-蠕动输液泵;2a-电子烟烟液输送管;3-储液器;4-稀释气体流量计;4a-洁净压缩空气;4b-气溶胶稀释气体管路;5-热式气溶胶发生器;5a-气溶胶喷嘴;6-气溶胶。
具体实施方式
本发明提供了一种气溶胶供给与调节系统及其在电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的应用。
下面通过具体实施例对本发明进行详细和具体的介绍,以使更好的理解本发明,但是下述实施例并不限制本发明范围。
实施例1
本实施例对本发明的气溶胶供给与调节系统的结构进行具体介绍。
该气溶胶供给与调节系统包括电子烟烟液输送单元、热式气溶胶发生器5、主控制器1、稀释气体流量计4:
其中,电子烟烟液输送单元包括蠕动输液泵2、液体输送管2a、储液器3,蠕动输液泵2与储液器3通过管路连接。
热式气溶胶发生器5的进气口与稀释气体流量计4通过气溶胶稀释气体管路4b连接,可调节进入热式气溶胶发生器5的稀释气体量;热式气溶胶发生器的进液口通过电子烟烟液输送管2a与蠕动输液泵2连接;主控制器1分别与蠕动输液泵2、热式气溶胶发生器5中的加热模块电连接,控制蠕动输液泵2的启动、停止状态以及传输速率和加热模块的加热温度。
电子烟烟液输送管2a的材质为硅胶软管。
主控制器1包括连接端口和人机操作界面;连接端口包括电源输入端口、加热输出端口、蠕动输液泵连接端口和温度反馈输入端口。人机操作界面用来控制热式气溶胶发生器的温度和蠕动输液泵的开闭和传输速率。
热式气溶胶发生器5已在本申请人已被授权的专利[CN207126506U]公开,由加热棒、高温管道、热电偶、底座和外壳组成。高温管道中间段以螺旋状环绕在加热棒加热端上,该加热棒的接线端固定在底座上;高温管道穿过底座,该高温管道入口与高温管道出口分为位于底座两侧;热电偶工作端紧贴于高温管道的螺旋部外壁用于工作温度检测,该热电偶的接线端固定在底座上;外壳与底座可以进行套接组装。
主控制器1通过加热输出端口、温度反馈输入端口分别和热式气溶胶发生器5的热电偶工作端、加热棒连接形成一个反馈调节闭环。
洁净空气4a通过气体稀释流量计4的稀释作用形成气溶胶稀释气体导入热式气溶胶发生器5中。
实施例2
本实施例提供实施例1中的气溶胶供给与调节系统应用于电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的操作方法,包括如下步骤:
步骤1,组装系统:将电子烟烟液输送管2a固定于蠕动输液泵2上,两端分别连接储液器3和热式气溶胶发生器5的高温管道入口;将热式气溶胶发生器5加热棒和热电偶两个端口与主控制器1的加热输出端口和加热温度反馈端口相连;将稀释气体流量计4通过管路与热式气溶胶发生器5连接。
步骤2,将电子烟烟液储存于储液器3中,开启蠕动输液泵2电源,设定好蠕动输液泵2的传输速率。
步骤3,开启稀释气体流量计4,并调节气溶胶稀释气体管路4b内气体的流量,洁净空气4a通过稀释气体流量计4产生气溶胶稀释气体4b进入热式气溶胶发生器5对气溶胶6进行稀释。
步骤4,开启主控制器1并设定加热温度,通过加热输出1a线路控制热式气溶胶发生器5的加热棒升温;当温度达到试验目标加热温度时,主控制器通过启停控制信号1c线路启动蠕动输液泵2使得储液器3中的电子烟烟液通过电子烟烟液输送管2a泵入热式气溶胶发生器5的高温管道中,此时液体的温度急剧升高,在短暂的时间内达到沸点转化为蒸汽,此时饱和的蒸汽会从气溶胶喷嘴5a大量地喷发出来,遇到较冷空气就会发生液化反应,形成气溶胶6。其中,热式气溶胶发生器5的热电偶工作端将检测到的温度通过加热温度反馈线路1b反馈输入主控制器,主控制器通过闭环反馈的控制方式维持加热温度恒定,以达到保证气溶胶持续稳定发生的目的。
步骤5,采用玻璃纤维滤膜采集气溶胶,通过采样前后重量的差异和采集气溶胶时的抽气流速,计算受试物气溶胶浓度。根据所测气溶胶浓度与目标浓度的差值,确定调节气溶胶浓度的方案:
如果气溶胶浓度大于目标浓度,可通过降低蠕动输液泵电子烟烟液传输速率或增大稀释气体流量来降低气溶胶浓度,如果气溶胶浓度小于目标浓度,可通过增加蠕动输液泵电子烟烟液传输速率或减少或关闭稀释气体流量来提高气溶胶浓度。
其中,蠕动输液泵传输电子烟烟液的速率越大,电子烟烟液的供给量也越大,发生的气溶胶浓度亦越高,反之,蠕动输液泵传输电子烟烟液的速率越小,电子烟烟液的供给量也越小,发生的气溶胶浓度亦越低,但当蠕动输液泵传输电子烟烟液的速率增加到一定值,虽然电子烟烟液的供给量增加,但气溶胶发生单元不能完成雾化所有传输的供给样品,则刚好能完全雾化供给样品量对应的蠕动输液泵传输速率是电子烟烟液的最大传输速度,发生器雾化效率最高,产生的气溶胶浓度最大。
气溶胶稀释气体流量越大,热式气溶胶发生器产生的气溶胶浓度越低,反之,气溶胶稀释气体流量越小,热式气溶胶发生器产生的气溶胶浓度越高。
验证实施例1
本验证实施例用实施例1中的气溶胶供给与调节系统开展电子烟溶剂1,2-丙二醇大鼠吸入90天毒性研究,并验证该系统的可操作性。
电子烟溶剂1,2-丙二醇吸入90天毒性研究采用新型气溶胶供给与调节系统调整1,2丙二醇气溶胶浓度达到试验预设目标气溶胶浓度,1,2-丙二醇气溶胶浓度通过调整蠕动输液泵中1,2丙二醇溶液的传输速率和主控制器加载在热式气溶胶发生器上的能量,以及稀释气体流量三个方面共同调节。电子烟溶剂1,2-丙二醇大鼠吸入90天毒性研究采用相同浓度气溶胶,不同吸入暴露时间来设置高、中、低三个吸入暴露剂量,考察90天吸入毒性。气溶胶浓度分析采用滤膜称重法,并用化学气相色谱分析对气溶胶浓度进行准确定量,以此调整气溶胶浓度达到预设目标浓度;气溶胶粒径采用新一代药用撞击器联合化学气相色谱分析获得质量中位数空气动力学直径(MMAD)和几何标准差(GSD),评价受试物气溶胶的可吸入性。
1.试验材料
1,2-丙二醇(上海新型烟草制品研究院提供);正十六烷(Sigma);异丙醇(Sigma);玻璃纤维滤片(Whatman);个体采样泵(CASELLA,TUFF Pro);流量计(Copley);流量控制台(Copley);真空抽气泵(Copley);新一代药用撞击器(next generation pharmaceuticalimpactor,NGI,Copley);气相色谱仪(Angilent1890)包括氢气发生器,空气泵,自动进样器,氢火焰离子化检测器;色谱柱(DB-ALCI,30m×0.32mm×1.80μm);空气动力学粒径分布软件(CITDAS,Version3.0),Wistar大鼠(上海斯莱克实验动物有限责任公司)。
2.试验方法
受试物高、中、低剂量组1,2丙二醇气溶胶吸入剂量分别为1500mg/kg、500mg/kg、100mg/kg。高、中、低三个剂量采用相同气溶胶浓度,不同暴露时间。吸入时间依据每次测定气溶胶实际浓度和动物的体重来计算。1次/日,5日/周,大鼠连续给予1,2丙二醇气溶胶90天。
2.1气溶胶发生条件:
表1电子烟溶剂1,2丙二醇大鼠吸入90天毒性研究气溶胶发生条件
2.2气溶胶浓度分析
采用滤膜法采样,个体采样泵接装有Whatman F319-04 44MM 960/PK滤片37mm滤膜盒后,用流量校准计校准采样泵的气体流速为1L/min,受试物高、中、低剂量组均在动物鼻暴露口各采样三次,采样时间为3min。采样结束后,滤片浸入20ml异丙醇萃取液中(含内标),常温下振摇30min后,通过GC-FID进行含量分析。气溶胶浓度监测时间点为染毒第4天、第41天、第62天和第84天,共4次。
2.3气溶胶粒径分布分析
高效气溶胶发生器接入新一代药用撞击器,抽气流速为15L/min,收集90s。将1到7级样品盘中的样品用15mL的异丙醇溶液萃取,第8级的玻璃纤维滤膜浸用15mL异丙醇(含内标),常温下振摇45min后,通过GC-FID进行含量分析。将各级的样品含量输入CITDAS软件,得到气溶胶粒子分布,质量中位数空气动力学直径(MMAD)、几何标准差(GSD)。气溶胶粒径分布监测时间为第8天、第28天、第55天和第83天共4次。
2.4气相色谱条件
色谱柱:DB-ALCI(30m×0.32mm×1.8μm),进样口温度:250℃,FID检测器温度:275℃,载气:高纯氮气,流速:1.8mL/min,进样量:1μL,分流比:25:1,氢气流量:40mL/min,空气流量:450mL/min,尾吹气流量:20mL/min,升温程序:初始温度100℃,保持1min,以15℃/min的速率至220℃,保持6min,总运行时间15min。
3.结果:
3.1气溶胶浓度分析
参考表2,受试物高、中、低三个剂量组气溶胶浓度分别为28.65±1.72mg/L、29.40±0.69mg/L、29.19±1.85mg/L,相对标准偏差(RSD)分别为6.0%、2.3%、6.3%。通过气溶胶浓度检测,调整受试物高、中、低三个剂量组气溶胶浓度达预设目标浓度,同时保证暴露染毒期间1,2-丙二醇气溶胶浓度的稳定性。
3.2气溶胶粒径分布
参考表2,受试物高、中、低剂量组质量中位数空气动力学直径(MMAD)分别为1.57μm、1.56μm、1.59μm;几何标准差(GSD)分别为1.34、1.37、1.34。气溶胶粒径符合可吸入粒径要求。
表2电子烟溶剂1,2丙二醇大鼠吸入90天毒性研究气溶胶浓度和粒径分布监测
MMAD:质量中位数空气动力学直径(mass median aerodynamic diameter)
GSD:几何标准差(geometric standard deviation)
验证实施例2
本验证实施例用实施例1中的气溶胶供给与调节系统开展电子烟溶剂丙三醇大鼠吸入90天毒性研究,并验证该系统的可操作性。
在电子烟溶剂丙三醇吸入90天毒性试验中,采用新型气溶胶供给与调节系统调整丙三醇气溶胶浓度达到试验预设目标气溶胶浓度,丙三醇气溶胶浓度通过调整蠕动输液泵丙三醇溶液的传输速率、主控制器加载在热式气溶胶发生器上的能量和调节稀释气体流量三个方面共同调节。电子烟溶剂丙三醇大鼠吸入90天毒性试验采用不同浓度气溶胶,相同吸入暴露时间来设置高、中、低三个吸入暴露剂量,考察90天吸入毒性。气溶胶浓度分析采用滤膜称重法,并用化学气相色谱分析对气溶胶浓度进行准确定量,以此调整受试物高、中、低三个气溶胶浓度达到预设目标浓度;气溶胶粒径采用intox 7级级联撞击器获得每一层级的增重及各层级累计百分比,由此计算质量中位数空气动力学直径(MMAD)和几何标准差(GSD),评价受试物气溶胶的可吸入性。
1.试验材料:
丙三醇(上海新型烟草制品研究院提供);正十六烷(Sigma);异丙醇(Sigma);玻璃纤维滤片(Whatman);个体采样泵(CASELLA,TUFF Pro);流量计(TSI);七级级联撞撞击器(Intox);气相色谱仪(Angilent 1890)包括氢气发生器,空气泵,自动进样器,氢火焰离子化检测器;色谱柱(DB-ALCI,30m×0.32mm×1.80μm);Wistar大鼠(北京维通利华试验动物技术有限公司)。
2.试验方法
受试物高、中、低剂量组丙三醇气溶胶吸入剂量分别为750mg/kg、100mg/kg、10mg/kg。高、中、低剂量组采用不同气溶胶浓度,相同暴露时间。吸入时间依据每次测定气溶胶实际浓度和动物的体重来计算。1次/日,5日/周,大鼠连续给予丙三醇气溶胶90天。
2.1气溶胶发生条件
表3电子烟溶剂丙三醇大鼠吸入90天毒性研究气溶胶发生条件
2.2气溶胶浓度分析
采用滤膜法采样,个体采样泵接装有Whatman F319-04 44MM 960/PK滤片37mm滤膜盒后用流量计校准到采样泵的气体流速为1L/min,在动物鼻暴露的呼吸区每套暴露系统测定1个暴露口,每个暴露口各采样三次,受试物高剂量与中剂量采样时间为3min,受试物低剂量采样时间为15min。采样结束后,滤片浸入异丙醇萃取液中,常温振摇30min后,用GC-FID方法测定气溶胶浓度,每周测定一次。
2.3气溶胶粒径分布
采用intox 7级级联撞击器测定动物吸入暴露时各剂量组气溶胶的粒径。在动物鼻暴露的呼吸区每套暴露系统测定1个暴露口,通过intox7级级联撞击器收集盘丙三醇暴露前后重量的差异,计算每一层级的增重及各层级累计百分比。得到气溶胶粒子分布,质量中位数空气动力学直径(MMAD)、几何标准差(GSD),每周测定一次。
2.4气相色谱条件
色谱柱:DB-ALCI(30m×0.32mm×1.8μm),进样口温度:250℃,FID检测器温度:275℃,载气:高纯氮气,流速:1.8mL/min,进样量:1μL,分流比:25:1,氢气流量:40mL/min,空气流量:450mL/min,尾吹气流量:20mL/min,升温程序:初始温度100℃,保持1min,以15℃/min的速率至220℃,保持6min,总运行时间15min。
3.结果:
3.1气溶胶浓度分析
由图3和表4可知,受试物高、中、低剂量组气溶胶浓度均值分别为14.53±1.07mg/L、1.74±0.24mg/L、0.24±0.05mg/L,RSD分别为7%、14%和19%。气溶胶浓度监测值能够反映气溶胶暴露发生控制系统的运行状态,通过相应的调整,以达到符合目标气溶胶浓度的最优气溶胶发生条件,保证整个染毒周期气溶胶浓度的稳定性。
3.2气溶胶粒径分布
由图4和表5可知,受试物高、中、低剂量组质量中位数空气动力学直径(MMAD)均值分别为0.76±0.17μm、2.02±0.37μm、2.65±0.50μm;RSD分别为22%,18%和19%。几何标准差(GSD)均值分别为5.38±1.10、3.18±0.63、2.68±0.30,RSD分别为20%,20%和11%。该粒径范围内的气溶胶可以有效沉积在呼吸道和肺泡。
表4电子烟溶剂丙三醇大鼠吸入90天毒性研究每周气溶胶浓度监测结果
表5电子烟溶剂丙三醇大鼠吸入90天毒性研究每周气溶胶粒径分布监测结果
综上所述,本发明提供的气溶胶供给与调节系统产生的气溶胶浓度稳定、均一,通过调节产生的气溶胶的粒径可以有效沉积在呼吸道和肺泡,可应用于电子烟烟液吸入暴露安全评价研究。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只是作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对本发明进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种气溶胶供给与调节系统,其特征在于,包括蠕动输液泵(2)、热式气溶胶发生器(5)、主控制器(1)和稀释气体流量计(4);
所述热式气溶胶发生器(5)的进气口与所述稀释气体流量计(4)通过气溶胶稀释气体管路(4b)连接,可调节进入所述热式气溶胶发生器(5)的稀释气体量;所述热式气溶胶发生器(5)的进液口通过电子烟烟液输送管(2a)与所述蠕动输液泵(2)连接;所述主控制器(1)分别与所述蠕动输液泵(2)、所述热式气溶胶发生器(5)中的加热模块电连接,分别控制所述蠕动输液泵(2)的启停和传输速率以及所述加热模块的加热温度。
2.根据权利要求1所述的气溶胶供给与调节系统,其特征在于,所述蠕动输液泵(2)进口通过管路与储液器(3)连接。
3.根据权利要求1所述的气溶胶供给与调节系统,其特征在于,所述主控制器(1)包括连接端口和人机操作界面;所述连接端口包括电源输入端口、加热输出端口、蠕动输液泵连接端口和温度反馈输入端口。
4.根据权利要求3所述的气溶胶供给与调节系统,其特征在于,所述主控制器(1)通过所述加热输出端口、温度反馈输入端口和所述热式气溶胶发生器(5)连接形成一个反馈调节闭环。
5.根据权利要求1所述的气溶胶供给与调节系统,其特征在于,洁净空气(4a)被所述稀释气体流量计(4)稀释形成所述气溶胶稀释气体(4b)。
6.根据权利要求1所述的气溶胶供给与调节系统,其特征在于,所述电子烟烟液输送管(2a)为硅胶材质的软管,连接所述蠕动输液泵(2)和热式气溶胶发生器(5)中的高温管道,将电子烟烟液输送到所述热式气溶胶发生器(5)中。
7.如权利要求1-6所述的气溶胶供给与调节系统在电子烟烟液吸入暴露安全性评价中的应用,其特征在于,具体的操作方法为:
步骤1,将电子烟烟液储存于储液器(3)中,开启所述蠕动输液泵(2),设定好所述蠕动输液泵(2)的传输速率;
步骤2,开启所述稀释气体流量计(4),并调节所述气溶胶稀释气体(4b)的流量;
步骤3,开启所述主控制器(1)并设定加热温度,当温度达到试验目标加热温度时,启动所述蠕动输液泵(2)使得所述储液器(3)中的电子烟烟液泵入热式气溶胶发生器(5)产生气溶胶(6)。
8.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述蠕动输液泵(2)的传输速率为0~20rpm。
9.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,所述气溶胶稀释气体(4b)的流量为0~50L/min。
10.根据权利要求7所述的应用,其特征在于,步骤3中通过所述主控制器(1)来控制或手动控制所述蠕动输液泵(2)的启停和传输速率。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN112577764A (zh) * 2020-11-18 2021-03-30 南京师范大学 一种液雾气溶胶肺内投递效率的评价方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201163253Y (zh) * 2007-12-28 2008-12-10 广东中烟工业公司 一种卷烟烟气气溶胶检测样品气的制备系统
CN101788447A (zh) * 2010-03-15 2010-07-28 中国烟草总公司郑州烟草研究院 卷烟烟气气溶胶实时测试系统
GB201507671D0 (en) * 2015-03-13 2015-06-17 Fontem Holdings 2 Bv Aerosol generating component for an electronic smoking device, electronic smoking device and method for generating an inhalant
CN212674946U (zh) * 2019-12-31 2021-03-09 上海市食品药品检验所 一种电子烟烟液气溶胶供给与调节系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN201163253Y (zh) * 2007-12-28 2008-12-10 广东中烟工业公司 一种卷烟烟气气溶胶检测样品气的制备系统
CN101788447A (zh) * 2010-03-15 2010-07-28 中国烟草总公司郑州烟草研究院 卷烟烟气气溶胶实时测试系统
GB201507671D0 (en) * 2015-03-13 2015-06-17 Fontem Holdings 2 Bv Aerosol generating component for an electronic smoking device, electronic smoking device and method for generating an inhalant
CN212674946U (zh) * 2019-12-31 2021-03-09 上海市食品药品检验所 一种电子烟烟液气溶胶供给与调节系统

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
温占波 ; 李娜 ; 李劲松 ; 杨文慧 ; 王洁 ; 胡凌飞 ; 董晓凯 ; 鹿建春 ; .动物口鼻动态气溶胶暴露系统的建立与效果评价.解放军预防医学杂志.2012,(06),第402-405页. *

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