RU213283U1 - A device for modeling intoxication with biomass combustion products in small laboratory animals - Google Patents

A device for modeling intoxication with biomass combustion products in small laboratory animals Download PDF

Info

Publication number
RU213283U1
RU213283U1 RU2022107278U RU2022107278U RU213283U1 RU 213283 U1 RU213283 U1 RU 213283U1 RU 2022107278 U RU2022107278 U RU 2022107278U RU 2022107278 U RU2022107278 U RU 2022107278U RU 213283 U1 RU213283 U1 RU 213283U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
biomass combustion
combustion products
chamber
intoxication
animals
Prior art date
Application number
RU2022107278U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Вера Александровна Вокина
Елизавета Сергеевна Андреева
Михаил Александрович Новиков
Лариса Михайловна Соседова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований"
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований" filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Восточно-Сибирский институт медико-экологических исследований"
Application granted granted Critical
Publication of RU213283U1 publication Critical patent/RU213283U1/en

Links

Images

Abstract

Полезная модель относится к экспериментальной медицине и может быть использована для моделирования интоксикации продуктами горения биомассы в условиях экспериментальной лаборатории у мелких лабораторных животных. Устройство содержит экспозиционную камеру (1) для размещения экспериментальных животных с герметично закрывающимся отверстием (13) для помещения экспериментальных животных и отверстием для выхода отработанных газов (8), металлическая емкость (2), в которой происходит процесс горения биомассы, нагревательный элемент (3), подающую трубку (4), соединяющую экспозиционную камеру (1) с емкостью для горения биомассы (2); компрессор (5) со шлангом (6) и ротаметром (7) для подачи чистого воздуха в экспозиционную камеру (1); зонд (9) для отбора проб воздуха, предназначенный для контроля концентрации исследуемых газов и твердых частиц; вентилятор (10); заслонки (11) и (12). 1 ил.

Figure 00000001
The utility model relates to experimental medicine and can be used to simulate intoxication with biomass combustion products in an experimental laboratory in small laboratory animals. The device contains an exposure chamber (1) for placing experimental animals with a hermetically sealed hole (13) for placing experimental animals and an outlet for exhaust gases (8), a metal container (2) in which the biomass combustion process takes place, a heating element (3) , a feed tube (4) connecting the exposure chamber (1) with a biomass combustion tank (2); compressor (5) with hose (6) and rotameter (7) for supplying clean air to the exposition chamber (1); a probe (9) for sampling air, designed to control the concentration of gases and solid particles under study; fan (10); shutters (11) and (12). 1 ill.
Figure 00000001

Description

Полезная модель относится к области экспериментальной медицины и может быть использована для моделирования интоксикации продуктами горения биомассы в условиях экспериментальной лаборатории у мелких лабораторных животных.The utility model relates to the field of experimental medicine and can be used to simulate intoxication with biomass combustion products in an experimental laboratory in small laboratory animals.

Негативное воздействие дыма природных пожаров на здоровье человека представляет собой уникальную междисциплинарную проблему для современного научного сообщества. Вместе с тем многие аспекты токсического воздействия дыма природных пожаров на здоровье человека остаются неизвестными. Дым, выделяющийся в результате горения биомассы (древесины, хвои, листвы, мха, торфа), представляет собой многокомпонентную смесь, в составе которой твердые частицы, окись углерода, оксиды азота и серы (NOX и SOX), альдегиды, ПАУ, летучие органические соединения, хлорированные диоксины и свободные радикалы. При оценке токсического действия дыма природных пожаров особый интерес представляют экспериментальные исследования, позволяющие в модельных экспериментах оценить последствия экспозиции продуктами горения.The negative impact of natural fire smoke on human health is a unique interdisciplinary problem for the modern scientific community. However, many aspects of the toxic effects of wildfire smoke on human health remain unknown. The smoke emitted as a result of burning biomass (wood, needles, leaves, moss, peat) is a multicomponent mixture, which includes particulate matter, carbon monoxide, nitrogen and sulfur oxides (NO X and SO X ), aldehydes, PAHs, volatile organic compounds, chlorinated dioxins and free radicals. When evaluating the toxic effect of natural fire smoke, experimental studies are of particular interest, allowing in model experiments to assess the consequences of exposure to combustion products.

Известно устройство для моделирования отравления угарным газом мелких лабораторных животных, где используется система для синтеза угарного газа, образование которого достигается путем термической реакции между серной и муравьиной кислотами [1]. Система содержит устройство для синтеза угарного газа, резиновый резервуар для накопления угарного газа, который с одной стороны соединен с трубкой, отходящей от склянки Дрекселя, а с другой - с трубкой с роликовым зажимом для соединения со шприцем, камеру для контакта животного с угарным газом в виде плоскодонного стеклянного сосуда цилиндрической формы объемом 3 л, горло которого вытянуто и сужено, с округлой формы отверстием диаметром 90 мм, при этом сосуд закрыт крышкой, через которую внутрь сосуда проходит силиконовая трубка для подачи угарного газа. Сосуд размещен на прямоугольной деревянной подставке, передняя поверхность которой снабжена жестко закрепленным металлическим хомутом в форме полукруга для фиксации стеклянного сосуда в горизонтальном положении. Шприцем забирают угарный газ из резинового резервуара и вводят его в камеру для контакта животного с угарным газом.A device is known for modeling carbon monoxide poisoning in small laboratory animals, which uses a system for the synthesis of carbon monoxide, the formation of which is achieved by a thermal reaction between sulfuric and formic acids [1]. The system contains a device for synthesizing carbon monoxide, a rubber tank for accumulating carbon monoxide, which is connected on one side to a tube extending from the Drexel bottle, and on the other side to a tube with a roller clamp for connection with a syringe, a chamber for contacting the animal with carbon monoxide in in the form of a flat-bottomed cylindrical glass vessel with a volume of 3 l, the neck of which is elongated and narrowed, with a rounded hole with a diameter of 90 mm, while the vessel is closed with a lid, through which a silicone tube passes into the vessel for supplying carbon monoxide. The vessel is placed on a rectangular wooden stand, the front surface of which is provided with a rigidly fixed metal collar in the form of a semicircle for fixing the glass vessel in a horizontal position. Carbon monoxide is taken from the rubber tank with a syringe and injected into the chamber to contact the animal with carbon monoxide.

Недостатком технического решения аналога является использование в процессе концентрированных кислот, что требует повышенных мер техники безопасности, является невозможным длительная экспозиция и проведение исследования на большем количестве животных, а также отравление биомодели (крысы) осуществляется исключительно монооксидом углерода, а не всем комплексом токсических веществ, выделяющихся при торфяных пожарах.The disadvantage of the technical solution of the analogue is the use of concentrated acids in the process, which requires increased safety precautions, it is impossible for a long exposure and research on a larger number of animals, and also the poisoning of the biomodel (rat) is carried out exclusively by carbon monoxide, and not by the whole complex of toxic substances released during peat fires.

Наиболее близким по технической сущности заявляемому изобретению, выбранному в качестве прототипа, является устройство для моделирования отравления продуктами горения древесины на мелких лабораторных животных [2], где используется плоскодонный стеклянный сосуд, являющийся резервуаром для накопления газообразных продуктов горения, а также камерой, в которой происходит контакт биомодели (крысы) с продуктами горения. Моделирование отравления продуктами горения осуществляется в условиях реального пламенного горения.The closest in technical essence to the claimed invention, selected as a prototype, is a device for simulating poisoning by wood combustion products on small laboratory animals [2], which uses a flat-bottomed glass vessel, which is a reservoir for the accumulation of gaseous combustion products, as well as a chamber in which contact of the biomodel (rats) with combustion products. Simulation of poisoning by combustion products is carried out under conditions of real flame combustion.

Недостатком технического решения данного устройства является ограниченный объем камеры (3 л) для экспозиции животных, что не удовлетворяет требований к объему выборки, достаточному для статистической обработки (не менее 8 животных), кроме того значительно ограничена длительность непрерывного воздействия продуктов горения, отсутствуют выходные отверстия для отбора проб воздуха из камеры для контроля концентрации дымовых газов и твердых частиц.The disadvantage of the technical solution of this device is the limited volume of the chamber (3 l) for exposing animals, which does not meet the requirements for a sample size sufficient for statistical processing (at least 8 animals), in addition, the duration of continuous exposure to combustion products is significantly limited, there are no outlets for air sampling from the chamber to control the concentration of flue gases and particulate matter.

Технической задачей, для решения которой служит предлагаемое устройство, является обеспечение возможности моделирования интоксикации продуктами горения биомассы, сочетающего возможность проведения длительных экспериментов с использованием большой выборки животных, проведение химического анализа воздушной среды в динамике эксперимента, а также простоту, низкую материальную стоимость и удобство в эксплуатации.The technical problem for which the proposed device serves is to provide the possibility of modeling intoxication with biomass combustion products, combining the possibility of conducting long-term experiments using a large sample of animals, conducting a chemical analysis of the air environment in the dynamics of the experiment, as well as simplicity, low material cost and ease of use. .

Технический результат, достигаемый полезной моделью, заключается в получении с высокой степенью вероятности интоксикации продуктами горения биомассы у мелких экспериментальных животных. Предлагаемое устройство позволяет осуществлять воздействие продуктами горения биомассы на большом количестве животных, контролировать и изменять концентрации продуктов горения для создания нужных условий экспозиции, например, моделировать условия реального задымления, а также изменять длительность воздействия.The technical result achieved by the utility model is to obtain, with a high degree of probability, intoxication with biomass combustion products in small experimental animals. The proposed device allows the impact of biomass combustion products on a large number of animals, control and change the concentration of combustion products to create the desired exposure conditions, for example, simulate real smoke conditions, and also change the duration of exposure.

Сущность полезной модели заключается в достижении заявленного технического результата в устройстве для моделирования интоксикации продуктами горения биомассы у мелких лабораторных животных, содержащем экспозиционную камеру, предназначенную для размещения экспериментальных животных, в которую с помощью подающей трубки, подается дым из металлической емкости для горения биомассы, оснащенную нагревательным элементом; компрессор со шлангом, соединяющим его с экспозиционной камерой, на котором установлен ротаметр для оценки расхода чистого воздуха; зонд для отбора проб воздуха; вентилятор и отверстие для выхода отработанных газов.The essence of the utility model lies in the achievement of the claimed technical result in a device for simulating intoxication with biomass combustion products in small laboratory animals, containing an exposure chamber designed to accommodate experimental animals, into which, using a supply tube, smoke is supplied from a metal container for burning biomass, equipped with a heating element; a compressor with a hose connecting it to the exposure chamber, on which a rotameter is installed to estimate the flow of clean air; air sampling probe; fan and exhaust outlet.

Применение компрессора, установленного перед входом в камеру и нагнетающего чистый воздух, позволяет регулировать концентрации дымовых газов и твердых частиц, а также обеспечивает поступление чистого воздуха, обеспечивая поддержание параметров воздушной смеси на одном уровне. Введение в устройство вентилятора обеспечивает равномерное распределение дыма внутри экспозиционной камеры и поддержание равномерного потока дыма в области дыхания животных. Установка зонда на уровне зоны дыхания животных позволяет осуществлять отбор проб воздуха в необходимом для химического анализа количестве и контролировать концентрации исследуемых газов и твердых частиц.The use of a compressor installed in front of the chamber inlet and supplying clean air allows you to adjust the concentration of flue gases and solid particles, and also ensures the supply of clean air, ensuring that the parameters of the air mixture are maintained at the same level. The introduction of a fan into the device ensures uniform distribution of smoke inside the exposure chamber and maintains a uniform smoke flow in the breathing area of the animals. Installing the probe at the level of the animal's breathing zone allows you to take air samples in the amount necessary for chemical analysis and control the concentrations of gases and solid particles under study.

Проведенные исследования по информационным источникам показали, что предлагаемая совокупность существенных признаков конструктивного выполнения устройства для интоксикации продуктами горения биомассы у мелких лабораторных животных неизвестна и, следовательно, соответствует критерию "новизна". Предлагаемое устройство для моделирования интоксикации продуктами горения биомассы у мелких лабораторных животных не требует использования громоздкого и сложного оборудования при его использовании в условиях экспериментальной лаборатории, то есть оно промышленно применимо.Conducted studies on information sources showed that the proposed set of essential features of the design of the device for intoxication with biomass combustion products in small laboratory animals is unknown and, therefore, meets the criterion of "novelty". The proposed device for simulating intoxication with biomass combustion products in small laboratory animals does not require the use of bulky and complex equipment when used in an experimental laboratory, that is, it is industrially applicable.

Полезная модель поясняется рисунком.The utility model is illustrated by a figure.

Устройство для моделирования интоксикации продуктами горения биомассы у мелких лабораторных животных состоит из экспозиционной камеры (1) с герметично закрывающимся отверстием (12) для помещения экспериментальных животных и отверстием для выхода отработанных газов (13); металлической емкости (2) для горения биомассы; нагревательного элемента (3); подающей трубки (4) с заслонкой (12), соединяющей экспозиционную камеру (1) с емкостью для горения биомассы (2); компрессора (5) со шлангом (6) соединяющим его с экспозиционной камерой, на котором установлен ротаметр (14) для оценки расхода чистого воздуха; зонда (9), предназначенного для отбора проб воздуха с целью контроля концентрации исследуемых газов и твердых частиц, имеющего снаружи заслонку; вентилятора (10).A device for simulating intoxication with biomass combustion products in small laboratory animals consists of an exposure chamber (1) with a hermetically sealed hole (12) for placing experimental animals and an outlet for exhaust gases (13); a metal container (2) for burning biomass; heating element (3); a feed tube (4) with a damper (12) connecting the exposure chamber (1) with a biomass combustion tank (2); a compressor (5) with a hose (6) connecting it to the exposure chamber, on which a rotameter (14) is installed to estimate the flow rate of clean air; a probe (9) designed for air sampling in order to control the concentration of the studied gases and solid particles, having a damper outside; fan (10).

Работа с устройством осуществляется следующим образом. В металлическую емкость 2 помещают биомассу, влияние продуктов горения которой подлежит исследованию (в зависимости от поставленной задачи это может быть торф, опилки, хвоя, лесная подстилка). Животных помещают в экспозиционную камеру 1 через отверстие 12, которое герметично закрывают. Включение нагревательного элемента 3 приводит к повышению температуры в металлической емкости 2. После открытия заслонки 12 по подающей трубке 4 в экспозиционную камеру 1 поступают продукты горения биомассы. После включения компрессора 5 по шлангу 6 в экспозиционную камеру 1 поступает чистый воздух, расход которого устанавливается с помощью ротаметра 7. Включение вентилятора 10, расположенного на горизонтальной верхней стенке камеры приводит к равномерному распределению продуктов горения биомассы в экспозиционной камере 1. Скорость воздухообмена в камере подбирается с учетом достижения необходимого уровня задымления с одновременным исполнением требований нормы объема воздуха на одно животное (например, 5 л/крыса/час). В случае необходимости открывается заслонка 11 и с помощью зонда 9 производится отбор проб воздуха из экспозиционной камеры 1 для контроля концентрации исследуемых газов и твердых частиц. Для завершения процесса выключают нагревательный элемент, закрывают заслонку 12, повышают скорость подачи чистого воздуха в камеру с помощью ротаметра 7.Work with the device is carried out as follows. Biomass is placed in a metal container 2, the effect of combustion products of which is to be studied (depending on the task, this can be peat, sawdust, needles, forest litter). Animals are placed in the exposure chamber 1 through the opening 12, which is hermetically sealed. Turning on the heating element 3 leads to an increase in the temperature in the metal container 2. After opening the damper 12, the combustion products of the biomass enter the exposition chamber 1 through the supply tube 4. After turning on the compressor 5 through the hose 6, clean air enters the exposition chamber 1, the flow rate of which is set using the rotameter 7. Turning on the fan 10 located on the horizontal upper wall of the chamber leads to a uniform distribution of the biomass combustion products in the exposition chamber 1. The air exchange rate in the chamber is selected taking into account the achievement of the required level of smoke with the simultaneous fulfillment of the requirements of the norm of air volume per animal (for example, 5 l / rat / hour). If necessary, the damper 11 is opened and with the help of the probe 9 air samples are taken from the exposure chamber 1 to control the concentration of the studied gases and solid particles. To complete the process, the heating element is turned off, damper 12 is closed, and the rate of clean air supply to the chamber is increased using rotameter 7.

ЛитератураLiterature

1. Устройство для моделирования отравления угарным газом мелких лабораторных животных: Пат. 2584553 С1. РФ. Опубл. 20.05.2016. Бюл. №14.1. Device for modeling carbon monoxide poisoning in small laboratory animals: Pat. 2584553 C1. RF. Published 05/20/2016. Bull. No. 14.

2. Устройство для моделирования отравления продуктами горения древесины на мелких лабораторных животных: Пат. №2535474 С1. РФ. Опубл. 10.12.2014. Бюл. №34.2. Device for modeling poisoning by wood combustion products on small laboratory animals: Pat. No. 2535474 C1. RF. Published 12/10/2014. Bull. No. 34.

Claims (1)

Устройство для моделирования интоксикации у мелких лабораторных животных продуктами горения биомассы, содержащее металлическую емкость для горения биомассы, соединенную с экспозиционной камерой, отличающееся тем, что экспозиционная камера соединена с емкостью для горения подающей трубкой с заслонкой, с компрессором для подачи чистого воздуха посредством шланга с ротаметром и оснащена герметично закрывающимся отверстием для помещения экспериментальных животных, отверстием для выхода отработанных газов, внутри экспозиционной камеры размещены вентилятор и зонд для отбора проб воздуха, имеющий на выходе из камеры заслонку; емкость для горения имеет нагревательный элемент.A device for simulating intoxication in small laboratory animals with biomass combustion products, containing a metal container for biomass combustion connected to an exposure chamber, characterized in that the exposure chamber is connected to the combustion vessel by a supply tube with a damper, with a compressor for supplying clean air through a hose with a rotameter and is equipped with a hermetically sealed opening for placing experimental animals, an opening for the exit of exhaust gases, a fan and an air sampling probe with a damper at the outlet of the chamber are placed inside the exposure chamber; the combustion container has a heating element.
RU2022107278U 2022-03-18 A device for modeling intoxication with biomass combustion products in small laboratory animals RU213283U1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU213283U1 true RU213283U1 (en) 2022-09-05

Family

ID=

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10064688A1 (en) * 2000-12-22 2002-07-18 Infineon Technologies Ag Method for the needs-based generation of individual random numbers of a sequence of random numbers of a 1 / f noise
RU2535474C1 (en) * 2013-10-04 2014-12-10 Андрей Евгеньевич Ряховский Device for simulating wood combustion products poisoning in small laboratory animals
RU2584553C1 (en) * 2015-02-09 2016-05-20 Ким Вилевич Фаткуллин Device for simulating carbon monoxide poisoning of small laboratory animals
RU2618447C2 (en) * 2015-08-20 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России) Method of assessing severity of intoxication
CN110711048A (en) * 2019-10-15 2020-01-21 上海塔望智能科技有限公司 Animal smoking and toxicant exposure device
RU2753128C1 (en) * 2021-03-02 2021-08-11 федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины" Министерства обороны Российской Федерации (ФГБУ "ГНИИИ ВМ" МО РФ) Method for modeling inhalation damage by sulfury iprit
RU208954U1 (en) * 2021-10-28 2022-01-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Device for simulating gassing in animals

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10064688A1 (en) * 2000-12-22 2002-07-18 Infineon Technologies Ag Method for the needs-based generation of individual random numbers of a sequence of random numbers of a 1 / f noise
RU2535474C1 (en) * 2013-10-04 2014-12-10 Андрей Евгеньевич Ряховский Device for simulating wood combustion products poisoning in small laboratory animals
RU2584553C1 (en) * 2015-02-09 2016-05-20 Ким Вилевич Фаткуллин Device for simulating carbon monoxide poisoning of small laboratory animals
RU2618447C2 (en) * 2015-08-20 2017-05-03 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Астраханский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации (ФГБОУ ВО Астраханский ГМУ Минздрава России) Method of assessing severity of intoxication
CN110711048A (en) * 2019-10-15 2020-01-21 上海塔望智能科技有限公司 Animal smoking and toxicant exposure device
RU2753128C1 (en) * 2021-03-02 2021-08-11 федеральное государственное бюджетное учреждение "Государственный научно-исследовательский испытательный институт военной медицины" Министерства обороны Российской Федерации (ФГБУ "ГНИИИ ВМ" МО РФ) Method for modeling inhalation damage by sulfury iprit
RU208954U1 (en) * 2021-10-28 2022-01-24 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Российский университет дружбы народов" (РУДН) Device for simulating gassing in animals

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Teague et al. Sidestream cigarette smoke generation and exposure system for environmental tobacco smoke studies
Cocker et al. State-of-the-art chamber facility for studying atmospheric aerosol chemistry
CN105606758B (en) The method and apparatus of studying coal-fired photooxidation development generation secondary organic aerosol mechanism
CN103364330B (en) A kind of accelerated corrosion test device of simulated marine atmosphere environment
CN107374585B (en) Haze environment simulation device for experimental animals
Freshour et al. Amine permeation sources characterized with acid neutralization and sensitivities of an amine mass spectrometer
JPS58162864A (en) Analyzer for carbon, hydrogen and nitrogen
CN211262916U (en) Experimental asphalt flue gas collection device of using
CN108872033A (en) The heterogeneous reaction activity measurement device and method of gaseous pollutant in atmospheric environment
CN110244031A (en) A kind of wood-based plate VOC release measuring
RU213283U1 (en) A device for modeling intoxication with biomass combustion products in small laboratory animals
CN109678255A (en) A kind of culture experiment device of the simulation redox fluctuation adjusted based on nitrogen oxygen
KR102390496B1 (en) Simulation test system for atmospheric pollution matter comprising fine dust
CN202671541U (en) Cellular gas and liquid interface contact-type cigarette total-smoke exposure device
CN104034850A (en) Device for evaluating property of oxidizing agent and adsorbent of gaseous elemental mercury
CN107389514A (en) A kind of atmospheric haze collection analysis release device
CN207764179U (en) Food and drink exhaust gas simulation generator
CN201092574Y (en) Mainstream smoke exposing device for cigarette external toxicology
RU208954U1 (en) Device for simulating gassing in animals
CN109374359A (en) Animal expiration collection device
CN206876536U (en) Haze simulates animal experiment device
RU177360U1 (en) INHALATOR FOR LABORATORY ANIMALS WITH REGULATED LEVEL OF DELIVERY OF THE EXPECTING SUBSTANCE
CN209878545U (en) Atmospheric aerosol smoke system for double-chemical simulation of atmospheric environment
RU186137U1 (en) Automatic inhaler for laboratory animals
CN210199073U (en) Inhalation type dynamic contamination device