CN203432980U - 多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，包括实验组暴露室(1)，其中，所述实验组暴露室(1)包括第一节暴露室(11)和第二节暴露室(12)；在所述第一节暴露室(11)和所述第二节暴露室(12)之间还设置有对由所述第一节暴露室(11)进入到所述第二节暴露室(12)内的气溶胶进行稀释的气溶胶处理装置；所述气溶胶处理装置还用于使进入到所述第二节暴露室(12)内的气溶胶在所述第二节暴露室(12)内的浓度分布均匀。通过气溶胶处理装置对由第一节暴露室进入第二节暴露室的气溶胶进行稀释，使第一节暴露室内的气溶胶浓度和第二节暴露室内气溶胶浓度不同。

Description

多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元

技术领域

本实用新型涉及动物吸入毒理实验领域，特别是涉及一种多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元。可用于吸入毒理药物安全性评价、农药急性毒性吸入实验研究、构建动物COPD各种疾病模型和其药物疗效实验研究、大气污染物对动物呼吸系统影响的研究等。

背景技术

目前，在于吸入毒理相关的各种科学研究中，特别是一些对人类健康有害物质的研究，如PM2.5等，由于不能直接或不能首先对人类进行试验，所以经常要使用实验动物进行吸入暴露评价。因此，动物暴露装置在工业、农业、医学、环境污染和军事科学研究中具有广泛的应用。要完成一种物质的吸入毒性研究或评价，一般需要进行多个剂量的动物暴露试验。现有技术中的动物暴露装置都是单一浓度，即一次试验只能进行一个剂量组的动物暴露，要进行多个剂量组的动物暴露试验，需要利用多套动物暴露装置或用一套装置通过多次实验才能完成，不能够实现在同一套吸入暴露装置中同时进行多浓度动物实验和比较分析。

因此存在如下不足：现有技术中不能够同时在同一台实验设备和在多种浓度下进行动物吸入毒理实验。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，解决了现有技术中不能够同时在同一台实验设备和在多种浓度下进行动物吸入毒理实验的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，包括实验组暴露室，其中，所述实验组暴露室包括第一节暴露室和第二节暴露室；在所述第一节暴露室和所述第二节暴露室之间还设置有对由所述第一节暴露室进入到所述第二节暴露室内的气溶胶进行稀释的气溶胶处理装置；所述气溶胶处理装置还用于使进入到所述第二节暴露室内的气溶胶在所述第二节暴露室内的浓度分布均匀。

优选地，所述气溶胶处理装置为浓度稀释器，所述浓度稀释器设置在所述第一节暴露室和所述第二节暴露室之间，所述第一节暴露室和所述第二节暴露室通过所述浓度稀释器相连通。

优选地，所述实验组暴露室还包括第三节暴露室，所述第二节暴露室和所述第三节暴露室之间设置有所述浓度稀释器。

优选地，还包括暴露单元底座、实验动物固定器和对照组暴露室；所述对照组暴露室设置在所述实验组暴露室的上部；所述实验动物固定器设置在所述实验组暴露室和对照组暴露室的外围。

优选地，所述实验组暴露室包括内筒和外筒；

所述浓度稀释器设置在所述内筒内；

所述内筒的第一端设置有第一气溶胶进口；

所述外筒的第一端封闭，所述外筒的第二端设置有通气孔；

所述内筒上设置有与所述实验动物固定器的内腔相连通的连接管，所述外筒与所述实验动物固定器的内腔相连通。

优选地，所述实验组暴露室相对于所述暴露单元底座能够旋转。

优选地，所述内筒上还设置有气体进管。

优选地，所述浓度稀释器包括前部构件、中部构件和后部构件；

所述前部构件上设置有气体第一进气口，与所述气体进管相连通；

在所述中部构件的后端开设有柱形凹腔，所述后部构件包括用于盖在所述柱形凹腔的开口处的盖板；所述盖板与所述柱形凹腔之间的腔体形成第一气体静压腔，所述盖板与所述柱形凹腔的开口处所在的平面之间具有间隙，所述间隙为静压腔出口；

所述后部构件还包括垂直设置在所述盖板的表面上的气体进气管，所述气体进气管的外表面上设置有外螺纹，所述气体第一进气口和所述柱形凹腔之间设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹通孔；所述气体进气管的末端均匀设置有多个出气孔。

优选地，所述浓度稀释器与所述内筒的内壁之间具有空隙。

优选地，所述浓度稀释器包括第二气体静压腔、混合引射管和混合腔以及第二物质进口，所述混合引射管的第一端为第一物质进口，所述混合引射管的第二端与所述混合腔相连通；所述第二物质进口为设置在所述混合引射管的管壁上的缝隙，所述缝隙由相互平行的第一面和第二面形成；所述第二气体静压腔为环形腔体，设置在所述混合引射管的外围，所述第二气体静压腔通过所述第二物质进口与所述混合引射管相连通，所述第二气体静压腔上设置有气体进口。

优选地，所述第一面为圆锥面，所述圆锥面与所述混合引射管同轴。

本实用新型实施例通过气溶胶处理装置对由第一节暴露室进入第二节暴露室的气溶胶进行稀释，使第一节暴露室内的气溶胶浓度和第二节暴露室内气溶胶浓度不同。该气溶胶处理装置使进入到各节暴露室内的气溶胶分布更均匀，在同一个平面上的吸入点位置的浓度一致。

根据下文结合附图对本实用新型具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本实用新型的上述以及其他目的、优点和特征。

附图说明

后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本实用新型的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：

图1为本实用新型实施例提供的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元实施例一的正面剖视图；

图2为本实用新型提供的实施例一的浓度稀释器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元实施例二的正面剖视图；

图4为本实用新型提供的实施例二的浓度稀释器的结构示意图；

图5为本实用新型提供的实验组暴露室的第一节暴露室的正视剖视图；

图6为本实用新型提供的实验组暴露室的第一节暴露室的俯视剖视图。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对具体实施例进行详细描述。

本实用新型实施例一提供了一种多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，如图1和图2所示，多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元包括实验组暴露室1，其中，实验组暴露室1包括第一节暴露室11和第二节暴露室12；在第一节暴露室11和第二节暴露室12之间还设置有对由第一节暴露室11进入到第二节暴露室12内的气溶胶进行稀释的气溶胶处理装置；气溶胶处理装置还用于使进入到第二节暴露室12内的气溶胶在第二节暴露室12内的浓度分布均匀。本实用新型实施例通过气溶胶处理装置对由第一节暴露室进入第二节暴露室的气溶胶进行稀释，使第一节暴露室内的气溶胶浓度和第二节暴露室内气溶胶浓度不同。该气溶胶处理装置使进入到各节暴露室内的气溶胶分布更均匀。均匀分布在这里可以包括每一节暴露室内的气溶胶浓度是一致的；也包括气溶胶的浓度在该节暴露室内的分布是呈规律变化的，在该节暴露室内的每一层的同一圆周位置处的浓度是一致的。

气溶胶处理装置为浓度稀释器4，浓度稀释器4设置在第一节暴露室11和第二节暴露室12之间，第一节暴露室11和第二节暴露室12通过浓度稀释器4相连通。在第一节暴露室11的入口处也可以设置浓度稀释器4。实验组暴露室1还包括第三节暴露室13，第二节暴露室12和第三节暴露室13之间设置有浓度稀释器4。多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元还包括暴露单元底座3、实验动物固定器6和对照组暴露室5；对照组暴露室5设置在实验组暴露室1的上部；实验动物固定器6设置在暴露室1的外围。

根据本实用新型实施例，可见，第一节暴露室11内的气溶胶通过浓度稀释器4进入到第二节暴露室12，通过浓度稀释器4对由第一节暴露室11进入第二节暴露室12的气溶胶进行稀释，使第一节暴露室11内的气溶胶浓度和第二节暴露室12内气溶胶浓度不同。通过浓度稀释器4对由第二节暴露室12进入第三节暴露室13的气溶胶进行稀释，使第二节暴露室12内的气溶胶浓度和第三节暴露室内13气溶胶浓度不同。进而实现在同一台实验设备和在多种浓度下进行动物吸入毒理实验，便于不同浓度下实验的对照和实验的控制。

实验组暴露室1包括内筒101和外筒102；浓度稀释器4设置在内筒101内；内筒101的第一端设置有第一气溶胶进口111，在第一气溶胶进口111处也可以设置浓度稀释器4。与实验设备中的气溶胶发生器连通，内筒101的第二端封闭，为了实验之后便于清洗，在内筒101的第二端底部设置有小孔，实验时用堵头堵塞，使内筒101的第二端封闭；外筒102的第一端封闭，外筒102的第二端设置有通气孔，与实验设备中的抽气孔相连通，即与设置在暴露单元底座3上气孔31相连通；内筒101上设置有与实验动物固定器6相连通的连接管15；外筒102与实验动物固定器6相连通，可通过在动物动物口鼻处设置呼吸管相连通，或者在连接管15与固定器连接口的口壁处设置间隙相连通。试验中，通过气溶胶发生器通过第一气溶胶进口111向内筒101内输入气溶胶，经过连接管15被动物吸收，动物呼出的废气和多余的气溶胶通过通气孔和气孔31被抽气泵抽走，防止呼出的废气污染气溶胶。

内筒101上还设置有气体进管2，气体进管2用于向浓度稀释器4内通入空气，对气溶胶进行稀释。内筒101上还设置有采样管7，采样管7用于采集各节暴露室内的气溶胶的浓度。

第二节暴露室12的外筒上面设置有十二个设置在同一平面上的实验动物固定器6，通过连接管15与第二节暴露室12的内筒相连通，通过第一节暴露室11的内筒的连接管处和第二节暴露室12的内筒的连接管处之间设置的浓度稀释器4，使进入到第二节暴露室12内筒的连接管15处的气溶胶的浓度圆周均匀分布，在连接管15的口处气溶胶的浓度一致，即在该节暴露室内的每一层的同一圆周位置处的浓度是一致的，可以保证每个动物吸入到动物口鼻中的浓度一致；每一节暴露室内的气溶胶的浓度是一样的，只有浓度稀释器前后的浓度不一样，即各节暴露室内的气溶胶的浓度不一致，如第一节暴露室内的气溶胶中的一部分气溶胶被动物吸收，其余的气溶胶继续向下流动，经过浓度稀释器后进入到第二节暴露室内。通过改变气溶胶与稀释气体的比例，可以获得不同的稀释浓度。下表所示为该多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元通过调节一定的稀释气体流量所获得的在每节暴露室中的浓度分布(单位：毫克每立方米)：

接口	1	2	3	4	5	6
							第一节	4950	4930	4870	4860	5100	5090
第二节	985	993	971	985	1021	1012
							第三节	197	201	197	195	196	187
接口	7	8	9	10	11	12
							第一节	5060	4930	4970	4780	4860	4920
第二节	987	1020	978	975	983	987
							第三节	193	189	205	196	203	207

由上表可知，该多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元的稀释效果比较好，稀释后的每节暴露室内的气溶胶浓度比较均匀，便于进行对比实验。

在第一气溶胶进口111处也可设置浓度稀释器4，用于稀释气溶胶发生器产生的气溶胶的浓度，以满足实验的要求。

如图1所示，多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元还包括对照组暴露室5，设置在实验组暴露室1的上部。实验组暴露室1相对于暴露单元底座3和/或对照组暴露室5能够旋转。对照组暴露室5上的对照内筒上设置有空气进口51，和用于抽去动物呼出的废气的废气出口52。

如图2所示，一种浓度稀释器4包括混合引射管406和混合腔407，混合引射管406的第一端为第一物质进口401，混合引射管406的第二端与混合腔407相连通；其中，还包括第二物质进口403，第二物质进口403为设置在混合引射管406的管壁上的缝隙，缝隙由相互平行的第一面和第二面形成。第一面为圆锥面，圆锥面与混合引射管406同轴。缝隙在第二物质的流动方向上朝向混合腔407的方向倾斜。混合腔407包括与混合引射管406相连通的第一端锥形腔体、中间段的柱形腔体和第二端锥形腔体，第二端锥形腔体的末端开设有混合物质排出口408。第一物质为气溶胶，第二物质为空气。通过设置缝隙状的气体溶剂进口，使进气更均匀，更稳定，稀释效果更好。通过设置第二物质进口的方向，使缝隙两端的压差作用，使气体溶剂进入混合腔内，此种设置可防止第一物质或第二物质倒流，影响稀释效率。通过设置中间粗两头细的混合腔，在混合腔内形成涡流，进一步使混合更均匀。

缝隙的宽度可调，缝隙的宽度调节范围为0-6mm。具体地，混合引射管406被缝隙分割成第一部分和第二部分，第一部分和第二部分之间通过螺纹连接。通过设置缝隙宽度的可调，来调节第二物质进入量，便于应用于多种场合，多种稀释浓度。也可以通过控制空气输入量或者气溶胶输入量调节所需要的稀释浓度。经过大量的实验验证以及数据模拟分析，缝隙的宽度在0-6mm之间的效果最好，若大于6mm，则效果比较差。

还包括第二气体静压腔405，第二气体静压腔405上设置有气体进口402，第二气体静压腔405通过第二物质进口403与混合引射管406相连通。第二气体静压腔405为环形腔体，设置在混合引射管406的外围；第一物质进口401为锥形开口，锥形开口朝向第一物质进口侧。通过设置第二气体静压腔405，使第二物质先进入第二气体静压腔405，均匀分布后，再进入第二物质进口403，使进入的气体溶剂更均匀，则混合效果更好。混合引射管406包括沿着第一物质的流动方向依次设置的第一段引射管和第二段引射管，第一段引射管的截面积小于第二段引射管的截面积，缝隙设置在第二段引射管的管壁上。通过此种设置可防止，第一物质从上向下流动时，存在一些液体或者悬浮颗粒堵塞缝隙，即堵塞第二物质进口，造成设备的不能够正常运行。

通过设置圆锥状的无间断的缝隙作为气体溶剂进口，使进气更均匀，更稳定，稀释效果更好、混合或稀释后的浓度稳定，分布均匀。通过设置第二物质进口的方向，使缝隙两端的压差作用，使气体溶剂进入混合腔内，此种设置可防止第一物质或第二物质倒流，影响稀释效率。通过设置缝隙宽度的可调，来调节第二物质进入量，便于应用于多种场合，多种稀释浓度。通过设置中间粗两头细的混合腔，在混合腔内形成涡流，进一步使混合更均匀。通过设置气体静压腔，使第二物质先进入气体静压腔，缝隙可以使气体产生静压作用，从而可以圆周均匀分布后，再进入第二物质进口，使进入的气体溶剂圆周分布更均匀，则混合效果更好。

如图3所示，本实用新型实施例二提供了另一种多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，如图4所示，实施例二中的浓度稀释器4包括锥形体状的前部构件46、中部构件47和后部构件48；前部构件46上设置有气体第一进气口41，与气体进管2相连通；浓度稀释器4通过气体进管2安装固定在内筒101内。在中部构件47的后端开设有柱形凹腔，后部构件48包括用于盖在柱形凹腔的开口处的盖板；盖板与柱形凹腔之间的腔体形成第一气体静压腔44，盖板与柱形凹腔的开口处所在的平面之间具有间隙，间隙为静压腔出口45；后部构件48还包括垂直设置在盖板的表面上的气体进气管42，气体进气管42的外表面上设置有外螺纹，气体第一进气口41和柱形凹腔之间设置有与外螺纹相配合的内螺纹通孔；气体进气管42与柱形凹腔同轴，气体进气管42的末端均匀设置有多个出气孔43。静压腔出口45的开度可以通过气体进气管42的旋入深度进行调节。

使用时，第一节暴露室11内的气溶胶通过前部构件46的外表面和内筒101的内壁之间的空隙由第一节暴露室11进入到第二节暴露室12，空气经过空压机、气体进管2进入到气体第一进气口41经均匀设置的出气孔43进入到第一气体静压腔44中，再经过静压腔出口45，在静压腔出口45处进行均匀混合后进入到第二节暴露室12，以稀释气溶胶，使第一节暴露室11内的气溶胶浓度和第二节暴露室12内气溶胶浓度不同。静压腔出口为设置在气体静压腔的腔壁与底面形成的圆周无间断可调节大小的缝隙，使进入到混合处的气体更均匀，更稳定，混合或者稀释效果更好、混合或稀释后的浓度稳定，分布均匀。通过在内部设置第一气体通道，在外部设置第二物质通道，使结构更简单，混合或稀释装置体积更小，更实用。通过螺纹连接使缝隙宽度的可调，来调节第一气体进入量，便于应用于多种场合，多种稀释浓度。

如图5、图6所示，在第一节暴露室11的内筒101的筒壁的两端均设置有台阶，第一端的台阶与第二端的台阶配合使用，便于规模化生产。在第一端的台阶的与内筒的内壁同轴的面上设置有凹槽，其上安装有密封圈，用于防止漏气。同样，在第一节暴露室11的外筒102的筒壁的两端同样设置有台阶和凹槽。在第一节暴露室11的外围能够安装12个实验动物固定器6。同时可以对12只动物进行试验。

在本实用新型的另外一个实施例中，实验组暴露室1还包括第四节暴露室和/或第五节暴露室。实验组暴露室包括多节暴露室，在每节暴露室之间均设置浓度稀释器4，可同时用于多个实验，且气溶胶可以连续使用，节约样品，提高气溶胶的使用率和使用效率。

在本实用新型的另外一个实施例中，在第一气溶胶进口111处也设置有浓度稀释器4，使第一节暴露室11内的浓度分布均匀，进一步满足实验要求。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，所做出的任何改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，包括实验组暴露室(1)，其特征在于，所述实验组暴露室(1)包括第一节暴露室(11)和第二节暴露室(12)；在所述第一节暴露室(11)和所述第二节暴露室(12)之间还设置有对由所述第一节暴露室(11)进入到所述第二节暴露室(12)内的气溶胶进行稀释的气溶胶处理装置；所述气溶胶处理装置还用于使进入到所述第二节暴露室(12)内的气溶胶在所述第二节暴露室(12)内的浓度分布均匀。

2.根据权利要求1所述的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，其特征在于，所述气溶胶处理装置为浓度稀释器(4)，所述浓度稀释器(4)设置在所述第一节暴露室(11)和所述第二节暴露室(12)之间，所述第一节暴露室(11)和所述第二节暴露室(12)通过所述浓度稀释器(4)相连通。

3.根据权利要求2所述的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，其特征在于，所述实验组暴露室(1)还包括第三节暴露室(13)，所述第二节暴露室(12)和所述第三节暴露室(13)之间设置有所述浓度稀释器(4)。

4.根据权利要求2所述的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，其特征在于，还包括暴露单元底座(3)、实验动物固定器(6)和对照组暴露室(5)；所述对照组暴露室(5)设置在所述实验组暴露室(1)的上部；所述实验动物固定器(6)设置在所述实验组暴露室(1)和对照组暴露室(5)的外围。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，其特征在于，所述实验组暴露室(1)包括内筒(101)和外筒(102)；

所述浓度稀释器(4)设置在所述内筒(101)内；

所述内筒(101)的第一端设置有第一气溶胶进口(111)；

所述外筒(102)的第一端封闭，所述外筒(102)的第二端设置有通气孔；

所述内筒(101)上设置有与所述实验动物固定器(6)的内腔相连通的连接管(15)，所述外筒(102)与所述实验动物固定器(6)的内腔相连通。

6.根据权利要求4所述的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，其特征在于，所述实验组暴露室(1)相对于所述暴露单元底座(3)能够旋转。

7.根据权利要求5所述的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，其特征在于，所述内筒(101)上还设置气体进管(2)。

8.根据权利要求7所述的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，其特征在于，所述浓度稀释器(4)包括前部构件(46)、中部构件(47)和后部构件(48)；

所述前部构件(46)上设置有气体第一进气口(41)，与所述气体进管(2)相连通；

在所述中部构件(47)的后端开设有柱形凹腔，所述后部构件(48)包括用于盖在所述柱形凹腔的开口处的盖板；所述盖板与所述柱形凹腔之间的腔体形成第一气体静压腔(44)，所述盖板与所述柱形凹腔的开口处所在的平面之间具有间隙，所述间隙为静压腔出口(45)；

所述后部构件(48)还包括垂直设置在所述盖板的表面上的气体进气管(42)，所述气体进气管(42)的外表面上设置有外螺纹，所述气体第一进气口(41)和所述柱形凹腔之间设置有与所述外螺纹相配合的内螺纹通孔；所述气体进气管(42)的末端均匀设置有多个出气孔(43)。

9.根据权利要求7所述的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，其特征在于，所述浓度稀释器(4)包括第二气体静压腔(405)、混合引射管(406)和混合腔(407)以及第二物质进口(403)，所述混合引射管(406)的第一端为第一物质进口(401)，所述混合引射管(406)的第二端与所述混合腔(407)相连通；所述第二物质进口(403)为设置在所述混合引射管(406)的管壁上的缝隙，所述缝隙由相互平行的第一面和第二面形成；所述第二气体静压腔(405)为环形腔体，设置在所述混合引射管(406)的外围，所述第二气体静压腔(405)通过所述第二物质进口(403)与所述混合引射管(406)相连通，所述第二气体静压腔(405)上设置有气体进口(402)。

10.根据权利要求9所述的多浓度动物口鼻吸入动态暴露单元，其特征在于，所述第一面为圆锥面，所述圆锥面与所述混合引射管(406)同轴。

Images