[實用新型]細胞培養基中大氣顆粒物采集裝置

有效

• 申請號: 201420845675.1
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN204401001U
• 公開（公告）日: 2015-06-17
• 發明（設計）人: 張杭君;方文迪;王彬浩;王丹丹
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學
• 主分類號: C12M1/38
• 分類號: C12M1/38;C12M1/26
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于環境毒理學領域，具體涉及一種細胞培養基中大氣顆粒物采集裝置。

背景技術

空氣為地球生命繁衍和人類發展的基礎，它的狀態和變化，時時處處影響到人類的活動與生存。2013年，中國霧霾問題嚴重，各地爆發大面積霧霾。以北京為例，僅1月份就出現了26天霧霾天氣。霧霾天氣的出現，對人類健康造成了嚴重影響，增加了呼吸道感染發病率和其他并發癥的產生幾率。尤其是PM2.5顆粒物，其與較粗的大氣顆粒物相比，具有粒徑小，面積大，活性強，易附帶有毒、有害物質（例如，重金屬、微生物等），且在大氣中的停留時間長、輸送距離遠，因而對人體健康和大氣環境質量的影響更大。

然而目前對于霧霾中顆粒物的毒性研究并不深入，大量研究只是通過大數據形式來說明PM2.5的升高與呼吸道疾病住院人數或肺癌發病率呈正相關，缺少基礎試驗研究及理論支持。其主要原因是PM2.5顆粒物提取難，其中包括提取過程復雜。目前PM2.5顆粒物的提取主要采用將采集PM2.5顆粒物的聚四氟乙烯濾膜放入2ml的無菌水中進行水域超聲，然后干燥，稱取質量，再用無菌水配置含PM2.5的暴露液，并將其在-20℃保存，待細胞毒性測試時使用。這種方法存在以下三個缺陷：1、排除了PM2.5中可溶性顆粒物；2、顆粒物提取過程中可能存在凝結，造成粒徑改變；3、暴露過程為一次性暴露，與實際蓄積性暴露存在較大區別，因此目前對PM2.5提取方法具有缺陷，造成毒性評價不全面。

現階段有關大氣細顆粒物收集裝置以及滅菌裝置已取得一定的成果，專利號為201010208349.6、發明名稱為“三通道大氣顆粒物采樣器”的專利即提供了一種采集不同粒級大氣顆粒物的裝置；專利號為201110408426.7、發明名稱為“PM2.5級粉塵收集及所攜帶病菌殺滅的凈化處理裝置”的專利提供了一種粉塵滅菌的裝置；但上述兩種裝置尚無法應用于大氣顆粒物對細胞的毒性評價中。為此，有必要研究和開發新型的、集大氣顆粒物收集、滅菌、細胞暴露為一體的裝置，為大氣顆粒物毒性評價提供新的技術和思路，這對于降低大氣細顆粒物的環境風險和對人群健康的危害具有重要意義。

發明內容

本實用新型的目的是針對現有技術的不足，提供一種高效、操作簡單、污染物收集全面的細胞培養基中大氣顆粒物采集裝置，克服大氣顆粒物提取復雜，提取過程中易造成部分污染物缺失、難以準確反映PM10和PM2.5對人體各組織細胞危害的缺陷，使大氣細小顆粒物毒性評價更為準確。

為解決上述技術問題，本實用新型的技術方案如下：

本實用新型包括筒體、顆粒物過濾系統、顆粒物除菌系統和細胞暴露系統；所述的筒體為頂部開放、底部封閉的圓筒形，內壁用兩塊隔板分隔成上層、中層和下層；所述的顆粒物過濾系統包括膜固定架和濾膜；所述膜固定架的底部封閉，整體嵌套在筒體的內壁上層；多張濾膜分層放置在膜固定架上；所述的顆粒物除菌系統包括鐵環、紫外滅菌燈和導氣軟管；上部隔板的底部和下部隔板的頂部均固定有紫外滅菌燈；所述的導氣軟管設置在筒體中層，整體沿豎直方向呈螺旋狀，并通過鐵環固定；導氣軟管的上端穿過上部的隔板并伸入膜固定架底部，下端穿過下部的隔板；導氣軟管的下端設有流量計和可調泵；所述的細胞暴露系統包括溫度測定控制系統、加熱系統和U型管；筒體的下層側壁開設有細胞培養皿進口，門板蓋住細胞培養皿進口；所述的U型管整體設置在筒體下層，且外端伸出筒體外；導氣軟管的下端及U型管伸出筒體外的一端均設有單向閥；所述的溫度測定控制系統和加熱系統均設置在筒體下層，組成控溫系統；所述的溫度測定控制系統、加熱系統、可調泵和紫外滅菌燈均與定時器串聯后接入總電路。

所述的筒體固定于可調三腳架上。

所述的紫外滅菌燈配有開關，可調節紫外線強度，也可手動調節紫外暴露時間。

所述的筒體下層和門板的內側壁均涂有隔熱層。

所述的細胞暴露系統還包括培養皿放置平臺，所述的培養皿放置平臺設置在筒體底部。

氣體由導氣軟管的頂部流向底部時其上的單向閥打開，氣體由U型管的內端流向外端時其上的單向閥打開。

本實用新型具有的有益效果：

本實用新型集大氣顆粒物收集和細胞毒性暴露于一體，可避免現有大氣顆粒物毒性評價過程中存在大氣顆粒物提取復雜，提取過程中污染物缺失，從而造成評價不全面的問題，使大氣顆粒物污染物毒性評價有機地與當地污染物監測數據結合，全面準確地評價不同區域大氣污染物毒性特點。本實用新型操作簡便，設計巧妙，易于實施，便于運輸，毒性評價準確。

附圖說明