本發(fā)明屬于毒性測試，具體涉及一種動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置、實驗方法及應(yīng)用。

背景技術(shù)：

1、隨著今年來經(jīng)濟快速發(fā)展及城市化進程的加快，世界衛(wèi)生組織及各國政府對空氣污染的健康標準均逐步加嚴，針對空氣污染環(huán)境事件的健康危害的評估和治理、防范研究就變得越來越重要，因此通過實驗裝置真實（或模擬）以獲取科學(xué)數(shù)據(jù)，用來評估人類或動物在實際污染環(huán)境中的健康風(fēng)險，并進一步支持環(huán)境保護和公共衛(wèi)生政策的制定，就變得非常迫切。

2、針對大氣環(huán)境污染等環(huán)境事件的實驗技術(shù)，目前主要以實驗室模擬污染物氣溶膠發(fā)生或環(huán)境取樣后在實驗室開展研究為主，由于環(huán)境空氣（氣溶膠）組成十分復(fù)雜，且其組分和濃度容易受環(huán)境變化而發(fā)生物理或化學(xué)變化，常用的兩種方法既缺乏真實性，又缺乏時效性，無法快速真實的對污染等環(huán)境事件的現(xiàn)場進行毒性評價。

3、為了解決實驗室模擬所存在的問題，公開號為cn114145880a的中國發(fā)明申請公開了一種多通道模塊化動物吸入暴露箱和暴露系統(tǒng)，其包括試驗箱，試驗箱的側(cè)開口上鉸接有側(cè)門，試驗箱上設(shè)置有進霧口、檢測口、進氣口和出氣口，試驗箱內(nèi)用于放置實驗動物。該發(fā)明的多通道模塊化動物吸入暴露箱，既適用于實驗室內(nèi)劑量、條件可控的染毒實驗研究，又適用于實際環(huán)境的室外暴露研究，即實驗動物既可暴露于霧化的氣溶膠顆粒、模擬染毒氣體、尾氣、煙氣等，又可暴露于外界實際大氣環(huán)境，且可通過模塊化組合，同時實現(xiàn)對多組動物、不同目標污染物、不同染毒劑量的同時暴露研究。但是，該專利申請技術(shù)需要采用體積較大的試驗箱、潔凈空氣瓶等，整體設(shè)備體積大，質(zhì)量重，管路繁雜，難以快速部署；暴露艙為上下平行分布，側(cè)門能夠打開與外界大氣連通，但無法保證進入到暴露艙內(nèi)氣體濃度的一致性，也難以準確調(diào)節(jié)每個暴露艙內(nèi)的暴露濃度，不能自動運行，因此難以滿足快速部署并快速完成在環(huán)境污染事件現(xiàn)場進行暴露實驗的需求。

4、在便于攜帶方面，公開號為cn114767318a的發(fā)明申請，公開了一種便攜式動物呼吸暴露實驗系統(tǒng)，包括供氣裝置、顆粒物暴露艙、第一溫濕度計和顆粒物檢測儀、真空泵等，供氣裝置包括體積較大的空壓機、真空泵和氣溶膠發(fā)生裝置，僅有一個暴露艙；該文獻并未記載如何實現(xiàn)便攜，實際上由于各組成部件均為獨立結(jié)構(gòu)，在運輸前需要將各部分拆分、分別打包、裝箱，運輸?shù)浆F(xiàn)場后再各自解封、安裝；由于其采用的空壓機和氣溶膠發(fā)生裝置、顆粒物暴露艙的體積大、質(zhì)量重，實際上也難以滿足快速包裝、運輸、解封、部署和自動運行等的需求。

5、因此，現(xiàn)有的動物大氣染毒暴露實驗設(shè)備，體積大、質(zhì)量重、管路繁雜，均無法實現(xiàn)輕量化、集中裝箱、快速攜帶至環(huán)境污染事件現(xiàn)場，快速部署進行暴露實驗的需要；同時其暴露艙數(shù)量少、管路連接復(fù)雜，實驗方法繁瑣，不能在同一時間內(nèi)開展多個濃度梯度實驗，并且無法保證所有濃度梯度實驗暴露艙中現(xiàn)場空氣污染物（或氣溶膠粒徑）分布的一致性，影響實驗數(shù)據(jù)的準確性，并且獲得的實驗數(shù)據(jù)之間可比性也較差。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于，提供一種輕量化、體積小、管路簡潔、采用固定箱體容置和攜帶的動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置、實驗方法及應(yīng)用，通過對裝置結(jié)構(gòu)和實驗方法的同步改進，在實現(xiàn)裝置便攜的同時，還大幅簡化了部署與實驗步驟，能夠在現(xiàn)場的同一時間內(nèi)開展多組、多個濃度梯度實驗，同時可保證所有濃度梯度實驗暴露艙中現(xiàn)場暴露氣體（或氣溶膠粒徑）分布的一致性，使裝置自動運行、精準控制，保證實驗數(shù)據(jù)的準確性，以進一步應(yīng)用于大氣染毒暴露毒性評價及大氣環(huán)境污染的快速健康風(fēng)險評估，解決上述現(xiàn)有技術(shù)的多種問題。

2、本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的而提供如下的技術(shù)方案：

3、一種動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置，其特征在于，其包括模塊化設(shè)計并可拆卸式連接的主便攜箱及暴露實驗單元，副便攜箱及實驗支持單元；

4、其中，暴露實驗單元的各組成部件均設(shè)置在主便攜箱內(nèi)，包括：

5、三聯(lián)暴露艙套件，抽氣過濾器，抽氣質(zhì)量流量控制器，稀釋空氣質(zhì)量流量控制器，稀釋空氣過濾器；

6、實驗支持單元的各組成部件均設(shè)置在副便攜箱內(nèi)，包括：

7、直流移動電源，正壓氣泵，負壓氣泵；

8、使用時將所述的主便攜箱及暴露實驗單元，副便攜箱及實驗支持單元同時攜帶到現(xiàn)場后，將各組成部件通過輸氣連接管相互連接，形成三聯(lián)裝動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置，并直接進行環(huán)境事件現(xiàn)場大氣染毒暴露實驗，可以同步進行低、中、高三個濃度的暴露實驗。

9、一種動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗方法，其特征在于，其包括如下步驟：

10、s1、現(xiàn)場同步實驗裝置準備

11、將動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置的主便攜箱及暴露實驗單元，副便攜箱及實驗支持單元，攜帶到實驗（環(huán)境事件）現(xiàn)場；

12、打開主便攜箱及副便攜箱的上蓋，將其中的暴露實驗單元與實驗支持單元的各組成部件取出，再將各組成部件通過輸氣連接管連接，或通過電線進行電性連接，形成三聯(lián)裝動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置；

13、s2、現(xiàn)場同步動物暴露染毒實驗準備

14、確定暴露實驗方案，包括暴露劑量、暴露過程控制，確定動物暴露染毒實驗的控制參數(shù)，準備實驗動物；

15、s3、現(xiàn)場同步進行動物暴露染毒實驗

16、將實驗動物分為三組動物，對應(yīng)裝入三聯(lián)裝動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置的一個單聯(lián)暴露艙室中，控制三聯(lián)裝動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置的各部分的運行參數(shù)，進行三聯(lián)同步暴露過程控制，直至持續(xù)到所需的時長；

17、在實驗過程中，三聯(lián)暴露艙套件中各聯(lián)獨立的單聯(lián)暴露艙室之間相互獨立工作；

18、控制通過同步控制進入各個單聯(lián)暴露艙室的稀釋空氣流量f-air與暴露氣溶膠流量f-aer，精確調(diào)節(jié)稀釋空氣流量與排氣流量，進而精確控制被吸入現(xiàn)場暴露氣體（或者氣溶膠）的流量，同步實現(xiàn)同時進行低、中、高三個濃度的梯度暴露染毒實驗；

19、s4、現(xiàn)場同步實驗裝置收納

20、實驗結(jié)束后，取下連接各組成部件的輸氣連接管，將各組成部件放回主便攜箱及副便攜箱的原處，扣合主便攜箱及副便攜箱的上蓋，然后將各組成部件安全、便攜運輸至下一實驗現(xiàn)場，重復(fù)步驟s1-s4，開展新的動物暴露染毒實驗。

21、一種所述的動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置，或所述的動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗方法，在大氣染毒暴露毒性評價及大氣環(huán)境污染的快速健康風(fēng)險評估中的應(yīng)用。

22、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下優(yōu)點和效果：

23、1、本發(fā)明針對現(xiàn)有動物大氣染毒暴露實驗設(shè)備與方法的多種不足，提供一種模塊化、輕量化設(shè)計，體積小、管路簡潔、采用固定箱體容置和攜帶的動物大氣染毒暴露的現(xiàn)場同步實驗裝置、實驗方法及應(yīng)用，通過對裝置結(jié)構(gòu)和實驗方法的同步改進，在實現(xiàn)將多聯(lián)裝暴露裝置便攜的同時，還大幅簡化了實驗步驟，并且能夠在同一時間內(nèi)開展多個濃度梯度實驗，同時可保證所有濃度梯度實驗暴露艙中現(xiàn)場空氣污染物（氣溶膠粒徑）分布的一致性，保證實驗數(shù)據(jù)的準確性、時效性、可比性，以進一步將實驗數(shù)據(jù)應(yīng)用于大氣染毒暴露毒性評價及大氣環(huán)境污染的快速、精準健康風(fēng)險評估。

24、2、本發(fā)明的實驗裝置，采用便攜式結(jié)構(gòu)設(shè)計，即整個實驗裝置置于兩個便攜式儀器箱內(nèi)，可以靈活攜帶至各種環(huán)境現(xiàn)場，能夠隨時開展動物暴露染毒實驗；同時為了能夠更加高效快速的開展毒性評價，采用多暴露艙同時多濃度暴露實驗設(shè)計，在同一時間內(nèi)開展多個濃度梯度實驗，以便更短時間完成；為了保證所有濃度梯度實驗暴露艙氣溶膠粒徑分布的一致性，本發(fā)明將多個暴露艙位置設(shè)計成三等分圓周對稱的徑向結(jié)構(gòu)布局，大幅簡化了多聯(lián)暴露氣體通路的設(shè)計，并且易于實現(xiàn)對實驗過程的精準、同步控制。

25、3、本發(fā)明提供的實驗裝置及方法相互結(jié)合，能夠以更真實的實驗條件，在現(xiàn)場同時開展多個濃度條件環(huán)境空氣的毒性評價實驗，且暴露實驗的氣溶膠組分分布一致性非常高，實驗數(shù)據(jù)更加真實有效和可比性，很好的解決了實際污染環(huán)境的快速健康風(fēng)險評估研究對現(xiàn)場實驗數(shù)據(jù)的多方面需求；本發(fā)明還可以兼顧實驗室內(nèi)的模擬實驗或采樣實驗，一機兩用，通過在實驗室內(nèi)模擬環(huán)境事件現(xiàn)場真實暴露場景（如空氣污染等），通過多濃度多梯度的精準控制，也可以使得到的實驗數(shù)據(jù)更具外推價值，能夠應(yīng)用于更多的研究領(lǐng)域，并且提高設(shè)備的綜合利用率。