二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，它包括吸煙室(1)，與吸煙室(1)通過(guò)管路相連的二手煙收集瓶(2)和老化混合室(3)，通過(guò)管路與二手煙收集瓶(2)和老化混合室(3)均相連的暴露室(4)。該二手煙和三手煙的生成和研究系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可操作性強(qiáng)，使用方便，可廣泛用于二手煙和三手煙的研究，該系統(tǒng)可模擬煙氣產(chǎn)生，生成二手煙和三手煙，可制備得到用于生物學(xué)或材料研究的二手煙或三手煙暴露標(biāo)本，也可以用于二手煙老化或二手煙和空氣中其它污染物反應(yīng)后的成分研究，具有重要的意義和應(yīng)用前景。
【專(zhuān)利說(shuō)明】二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種室內(nèi)污染研究設(shè)備，具體涉及一種二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]一手煙(主流煙)是指吸煙者直接吸入肺部的煙霧。二手煙是指他人吸入來(lái)自香煙燃燒的支流煙(約占85%)和吸煙者吐出的主流煙(約占15%)的混合煙霧。最新研究表明，煙草對(duì)人體的影響除了一手煙和二手煙，還有三手煙。三手煙是指吸煙后殘留在物體表面和灰塵中的煙霧污染物。研究表明，三手煙可通過(guò)以下機(jī)制生成:1) 二手煙氣相中某些化合物在物體表面吸附，并再次釋放至空氣中；2) 二手煙中的顆粒物沾染家具、墻壁、地毯和衣服等，再次懸浮進(jìn)入空氣；3) 二手煙中某些化合物，如尼古丁，附著在物體表面，與大氣中臭氧、亞硝酸或其它物質(zhì)反應(yīng)生成第二代有毒物。
[0003]研究三手煙的危害，首要的問(wèn)題是明確三手煙的成分。初步研究結(jié)果顯示三手煙氣相化合物至少有數(shù)十個(gè)。隨著研究的深入，三手煙的成分列表將會(huì)逐漸增長(zhǎng)。不同材料對(duì)煙霧殘留的吸附能力將影響物體表面的三手煙污染物濃度。三手煙中化合物與環(huán)境中常見(jiàn)的污染物，如燃?xì)?、油漆、涂料、建筑材料所散發(fā)的有機(jī)物或者流入室內(nèi)的其它大氣污染物也可能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成其它的毒性化合物，另外目前三手煙還缺乏系統(tǒng)的基礎(chǔ)和臨床毒理學(xué)研究。
[0004]二手煙，三手煙的研究面臨的一個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題是:模擬二手煙、三手煙產(chǎn)生的實(shí)驗(yàn)環(huán)境及制備二手煙、三手煙污染的標(biāo)本。目前國(guó)內(nèi)外尚未見(jiàn)有二手煙和三手煙產(chǎn)生和暴露的實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)，這為研究帶來(lái)很大不便。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]發(fā)明目的:本實(shí)用新型的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，操作使用方便，可生成二手煙和三手煙的系統(tǒng)。該系統(tǒng)可制備得到用于生物學(xué)或材料研究的二手煙或三手煙暴露標(biāo)本，或者用于二手煙老化或二手煙和空氣中其它污染物反應(yīng)，因此可廣泛用于二手煙和三手煙的研究。
[0006]技術(shù)方案:為了實(shí)現(xiàn)以上目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:
[0007]一種二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，它包括吸煙室，與吸煙室通過(guò)管路相連的二手煙收集瓶和老化混合室，通過(guò)管路與二手煙收集瓶和老化混合室均相連的暴露室；
[0008]所述的吸煙室與定時(shí)泵相連，吸煙室內(nèi)部安裝有香煙固定底座；所述的定時(shí)泵與暴露室相連；
[0009]所述的二手煙收集瓶?jī)?nèi)插入有側(cè)支管，側(cè)支管側(cè)支管與管路相連；
[0010]所述的老化混合室連接有加樣管；
[0011]所述的暴露室包括暴露室本體，安裝在暴露室本體上的上下滑動(dòng)門(mén)，安裝在暴露室本體內(nèi)的樣品架，安裝在暴露室本體內(nèi)部上方的紫外燈；
[0012]所述的暴露室連接有空氣驅(qū)動(dòng)泵和檢測(cè)儀。
[0013]作為優(yōu)選方案，以上所述的二手煙和三手煙的生成和研究系統(tǒng)，所述的吸煙室上連接有帶控制閥的通氣管，作為更優(yōu)選方案，通氣管上設(shè)有空氣過(guò)濾器。
[0014]本實(shí)用新型所述的吸煙室可由耐熱玻璃材料制作，中間底部設(shè)置一金屬制香煙固定底座，將香煙垂直放置，底部通過(guò)金屬導(dǎo)管連接吸煙室外的定時(shí)泵，此泵可按時(shí)驅(qū)動(dòng)，模仿吸煙動(dòng)作。吸入定時(shí)泵的為主流煙，可通過(guò)分流閾進(jìn)入暴露室或通風(fēng)柜口排出。煙頭產(chǎn)生的為支流煙，吸煙室的支流煙與通氣管進(jìn)入的新鮮空氣混合，通過(guò)連接管道進(jìn)入暴露室。
[0015]本實(shí)用新型所述的二手煙收集瓶，吸煙室支流煙通過(guò)控制閥和側(cè)支管進(jìn)入二手煙收集瓶，收集瓶中存有液體，未被液體吸收的煙，通過(guò)冒泡方式進(jìn)入暴露室。進(jìn)入二手煙收集瓶的氣相物質(zhì)部分溶解于瓶中存放的緩沖液或其它液體，收集這些二手煙液體樣本可做化學(xué)分析或處理生物標(biāo)本用。
[0016]本實(shí)用新型所述的老化混合室:支流煙可按實(shí)驗(yàn)需要進(jìn)入位于吸煙室上方的混合室，在此支流煙在封閉環(huán)境下自然老化，也可與其它空氣污染物混合或反應(yīng)，然后進(jìn)入暴露室?；旌鲜铱捎刹讳P鋼或玻璃制作，空氣污染物(包括臭氧O3、亞硝酸Η0Ν0、二氧化氯C102、甲醛CH2O等氣體)經(jīng)與老化混合室連接的加樣管進(jìn)入。這些氣體也可經(jīng)加樣管不經(jīng)反應(yīng)直接進(jìn)入暴露室。
[0017]作為優(yōu)選方案，以上所述的二手煙和三手煙的生成和研究系統(tǒng)，所述的暴露室底部設(shè)有廣3個(gè)風(fēng)扇，可加速暴露室內(nèi)氣體混合均勻。
[0018]作為優(yōu)選方案，以上所述的二手煙和三手煙的生成和研究系統(tǒng)，所述暴露室設(shè)有氣道，可經(jīng)此加入氣體或取樣。
[0019]作為優(yōu)選方案，以上所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，所述的檢測(cè)儀包括粒子濃度檢測(cè)儀或化學(xué)成分檢測(cè)儀或者其它檢測(cè)儀器。
[0020]本實(shí)用新型所述的暴露室可由機(jī)玻璃加內(nèi)貼或不銹鋼制作室壁，前面設(shè)有透明有機(jī)玻璃制造的可開(kāi)啟的上下滑門(mén)，便于觀察。暴露室標(biāo)準(zhǔn)尺寸可為Ixlxlm (體積為lm3)。暴露室里面安裝有樣品架，待暴露的各種三手煙樣本和材料放置于樣品架上，當(dāng)然也可以置于暴露室內(nèi)部的四壁。支流煙進(jìn)入暴露室由左側(cè)的空氣泵驅(qū)動(dòng)，空氣泵將支流煙“吸入”暴露室。空氣泵也可用于清除每次實(shí)驗(yàn)之間暴露室的氣體殘余。
[0021]本實(shí)用新型在暴露室內(nèi)頂部安置紫外燈，可用于后續(xù)做細(xì)胞處理的待暴露樣本的消毒處理。
[0022]作為優(yōu)選方案，以上所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，所述的老化混合室和暴露室相連的管路上安裝有控制閥，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要開(kāi)啟或關(guān)閉控制閥。
[0023]作為優(yōu)選方案，以上所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，所述的二手煙收集瓶和暴露室相連的管路上安裝有控制閥，可根據(jù)實(shí)驗(yàn)需要開(kāi)啟或關(guān)閉控制閥。
[0024]作為優(yōu)選方案，以上所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，所述的老化混合室內(nèi)設(shè)有加熱裝置和溫度傳感器。加熱裝置可加快老化速度。
[0025]本實(shí)用新型提供的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，可放置于通風(fēng)柜內(nèi)，或在室外進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。
[0026]有益效果:本實(shí)用新型提供的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0027]本實(shí)用新型提供的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合理，可操作性強(qiáng)，使用方便，可廣泛用于二手煙和三手煙的研究，該系統(tǒng)可模擬煙氣產(chǎn)生，生成二手煙和三手煙，該系統(tǒng)可制備得到用于生物學(xué)或材料研究的二手煙或三手煙暴露標(biāo)本，也可以用于二手煙老化或二手煙和空氣中其它污染物反應(yīng)后的成分研究。該系統(tǒng)可為研究二手煙或三手煙的危害提供實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，具有重要的意義和應(yīng)用前景。

【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0028]圖1為本實(shí)用新型提供的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0029]下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本實(shí)用新型，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說(shuō)明本實(shí)用新型而不用于限制本實(shí)用新型的范圍，在閱讀了本實(shí)用新型發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對(duì)本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求所限定的范圍。
[0030]實(shí)施例1
[0031]如圖1所示,一種二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng),它包括吸煙室(I),與吸煙室(I)通過(guò)管路相連的二手煙收集瓶(2)和老化混合室(3)，通過(guò)管路與二手煙收集瓶⑵和老化混合室⑶均相連的暴露室⑷；
[0032]所述的吸煙室⑴與定時(shí)泵(5)相連，吸煙室⑴內(nèi)部安裝有香煙固定底座(6)；所述的定時(shí)泵(5)與暴露室(4)相連；
[0033]所述的二手煙收集瓶(2)內(nèi)插入有側(cè)支管(7)，側(cè)支管側(cè)支管(7)與管路相連；
[0034]所述的老化混合室(3)連接有加樣管(8)；
[0035]所述的暴露室(4)包括暴露室本體，安裝在暴露室本體上的上下滑動(dòng)門(mén)(9)，安裝在暴露室本體內(nèi)的樣品架(10)，安裝在暴露室本體內(nèi)部上方的紫外燈(11);
[0036]所述的暴露室(4)連接有空氣驅(qū)動(dòng)泵(12)和檢測(cè)儀(13)。
[0037]以上所述的二手煙和三手煙的生成和研究系統(tǒng)，所述的吸煙室(I)上連接有帶控制閥的通氣管(14)。
[0038]以上所述的二手煙和三手煙的生成和研究系統(tǒng)，所述的暴露室⑷底部設(shè)有3個(gè)風(fēng)扇(15)。所述暴露室(4)開(kāi)設(shè)有氣道(16)。
[0039]以上所述的二手煙和三手煙的生成和研究系統(tǒng)，:所述的檢測(cè)儀(13)包括粒子濃度檢測(cè)儀或化學(xué)成分檢測(cè)儀。
[0040]以上所述的二手煙和三手煙的生成和研究系統(tǒng)，所述的老化混合室(3)和暴露室(4)相連的管路上安裝有控制閥。所述的二手煙收集瓶(2)和暴露室(4)相連的管路上安裝有控制閥。
[0041]以上所述的二手煙和三手煙的生成和研究系統(tǒng)，所述的老化混合室(3)內(nèi)設(shè)有加熱裝置和溫度傳感器。
[0042]實(shí)施例2制備處理細(xì)胞的三手煙材料
[0043]現(xiàn)以準(zhǔn)備處理細(xì)胞的三手煙材料為實(shí)施例，說(shuō)明本實(shí)用新型系統(tǒng)的工作原理和操作步驟。為研究三手煙對(duì)人體培養(yǎng)細(xì)胞的影響，需要準(zhǔn)備經(jīng)三手煙暴露過(guò)的細(xì)胞培養(yǎng)液。
[0044]將3麗Whatman層析紙(纖維素類(lèi)材料)放入暴露室(4)，打開(kāi)紫外燈(11)對(duì)樣本和室內(nèi)進(jìn)行消毒處理，4小時(shí)后關(guān)閉。
[0045]點(diǎn)燃吸煙室(I)內(nèi)香煙(選擇常見(jiàn)的品牌)，打開(kāi)定時(shí)泵(5)，以每分鐘吸2秒的頻率泵動(dòng)。打開(kāi)空氣驅(qū)動(dòng)泵(12)和相關(guān)控制閥使吸煙室(I)中的支流煙直接進(jìn)入暴露室(4)。另外，主流煙同時(shí)經(jīng)定時(shí)泵(5)和連接導(dǎo)管進(jìn)入暴露室(4)。此過(guò)程可持續(xù)5 — 10小時(shí)。結(jié)束時(shí)將部分層析紙樣本立刻放入封閉良好的無(wú)菌容器，存放于-20度實(shí)驗(yàn)室用冰箱待用，此為二手煙樣本。余下部分在暴露室中繼續(xù)放置15個(gè)小時(shí)，然后放入封閉良好的無(wú)菌容器,存放于-20度，此為三手煙樣本。暴露室(4)中顆粒相物質(zhì)的濃度(g / m3)由連接暴露室(4)的檢測(cè)儀(13)測(cè)定，從而估算樣本的總含煙物質(zhì)量和單位體積含煙物質(zhì)量(g/cm3)。
[0046]實(shí)施例3制備處理細(xì)胞用的三手煙和亞硝酸反應(yīng)材料
[0047]為研究三手煙中化合物與環(huán)境中常見(jiàn)污染物亞硝酸(HONO)的反應(yīng)物對(duì)細(xì)胞的影響，將暴露室(4)中的3MM Whatman層析紙經(jīng)以上實(shí)施例2三手煙步驟處理后，放入亞硝酸氣體至暴露室(4)中，反應(yīng)半小時(shí)至一小時(shí)后，將層析紙樣本放入封閉良好的無(wú)菌容器，存放于-20度待用。通過(guò)將NaNOjP H2SO4兩種溶液在外置的玻璃容器內(nèi)混合生成HONO氣體，玻璃容器與老化混合室(3)相連接，HONO氣體從而進(jìn)入老化混合室(3)和煙氣反應(yīng)。
[0048]實(shí)施例4收集二手煙可溶性氣相物質(zhì)
[0049]為研究二手煙氣相物質(zhì)(二手煙的主要毒性成份)對(duì)細(xì)胞的影響，支流煙經(jīng)支流管進(jìn)入無(wú)菌處理過(guò)的二手煙收集瓶(2)，二手煙收集瓶(2)存有一定量的DMEM細(xì)胞培養(yǎng)液，二手煙中成份，尤其是水溶性化合物，溶解于培養(yǎng)液中。收集的培養(yǎng)液經(jīng)液體除菌過(guò)濾器(0.2微米)處理，用于化合物濃度分析、細(xì)胞處理和毒性分析。
[0050]實(shí)施例5不同室內(nèi)材料吸附三手煙的研究
[0051]為研究不同室內(nèi)材料吸附二手煙和三手煙中常見(jiàn)化合物的能力，將待測(cè)樣品如地毯、窗簾、衣物、沙發(fā)布等織物放入暴露室(4)，點(diǎn)燃香煙，打開(kāi)定時(shí)泵(5)，以每分鐘2秒的頻率泵動(dòng)。打開(kāi)空氣驅(qū)動(dòng)泵(12)和相關(guān)控制閥使吸煙室(I)中的支流煙直接進(jìn)入暴露室
(4)。此過(guò)程持續(xù)5 — 10小時(shí)，結(jié)束后將樣品用5%甲醇溶液進(jìn)行洗脫，用液態(tài)色譜分析被吸附化合物的濃度并進(jìn)行比較。分析物包括尼古丁、可替寧、3-乙烯基吡啶、煙草特有亞硝胺和麥斯明等。
[0052]實(shí)施例6新型納米材料吸附三手煙的研究實(shí)例
[0053]為研究新型納米材料吸附二手煙和三手煙中常見(jiàn)化合物的能力，將待測(cè)樣品以及作為對(duì)照的其它材料如活性碳按相同重量放入暴露室(4)，點(diǎn)燃香煙，打開(kāi)定時(shí)泵(5)，以每分鐘2秒的頻率泵動(dòng)。打開(kāi)空氣驅(qū)動(dòng)泵(12)和相關(guān)控制閥使吸煙室中的支流煙和主流煙均直接進(jìn)入暴露室(4)。此過(guò)程持續(xù)10小時(shí)以達(dá)到飽和吸收容量，結(jié)束后將納米材料和對(duì)照組材料用5%甲醇溶液進(jìn)行洗脫，用液態(tài)色譜分析被吸附化合物的濃度并計(jì)算各分析物的飽和吸收容量。分析物包括尼古丁、可替寧、3-乙烯基吡啶、煙草特有亞硝胺、麥斯明、苯等標(biāo)記物。
[0054]以上所述僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，其特征在于:它包括吸煙室(1)，與吸煙室(I)通過(guò)管路相連的二手煙收集瓶(2)和老化混合室(3)，通過(guò)管路與二手煙收集瓶(2)和老化混合室(3)均相連的暴露室⑷； 所述的吸煙室(I)與定時(shí)泵(5)相連，吸煙室(I)內(nèi)部安裝有香煙固定底座(6);所述的定時(shí)泵(5)與暴露室(4)相連； 所述的二手煙收集瓶(2)內(nèi)插入有側(cè)支管(7)，側(cè)支管(7)與管路相連； 所述的老化混合室(3)連接有加樣管(8)； 所述的暴露室(4)包括暴露室本體，安裝在暴露室本體上的上下滑動(dòng)門(mén)(9)，安裝在暴露室本體內(nèi)的樣品架(10)，安裝在暴露室本體內(nèi)部上方的紫外燈(11); 所述的暴露室(4)連接有空氣驅(qū)動(dòng)泵(12)和檢測(cè)儀(13)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，其特征在于:所述的吸煙室(I)上連接有帶控制閥的通氣管(14)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，其特征在于:所述的暴露室(4)底部設(shè)有廣3個(gè)風(fēng)扇(15)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，其特征在于:所述暴露室(4)開(kāi)設(shè)有氣道(16)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，其特征在于:所述的檢測(cè)儀(13)包括粒子濃度檢測(cè)儀或化學(xué)成分檢測(cè)儀。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，其特征在于:所述的老化混合室(3)和暴露室(4)相連的管路上安裝有控制閥。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，其特征在于:所述的二手煙收集瓶(2)和暴露室(4)相連的管路上安裝有控制閥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的二手煙和三手煙的生成和暴露的研究系統(tǒng)，其特征在于:所述的老化混合室(3)內(nèi)設(shè)有加熱裝置和溫度傳感器。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK204214699SQ201420451572
【公開(kāi)日】2015年3月18日 申請(qǐng)日期:2014年8月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月12日
【發(fā)明者】成森平, 杭渤, 夏彥愷 申請(qǐng)人:南京濟(jì)行醫(yī)藥科技有限公司