用于微生物氣溶膠動態(tài)吸入實驗暴露濃度監(jiān)測的采檢方法

徐雄利，潘滬湘，任小孟，陳 茜，袁海霞，陳雙紅

正確的采樣方法是微生物氣溶膠暴露的評價基礎。由于進行動態(tài)吸入染毒實驗的動物染毒控制裝置是一個相對封閉獨立的系統(tǒng)，而微生物氣溶膠因自身特性，與化合物氣體相比更易發(fā)生沉降，以致其暴露濃度的穩(wěn)定性較差。故當進行微生物氣溶膠動態(tài)吸入實驗時，其有效暴露濃度需進行多個時間點連續(xù)采樣監(jiān)測，常規(guī)的采樣方法因條件限制無法勝任。根據(jù)實驗需求，筆者摸索出一個適用于限制條件下的連續(xù)采樣方法，現(xiàn)報道如下。

1 材料與方法

1.1 液氣類動式染毒控制裝置 微生物氣溶膠動態(tài)吸入毒性實驗是依托HOPE-MED 8050F液氣類動式染毒控制裝置(天津合普工貿有限公司)進行。該動式染毒控制裝置主要由染毒柜，樣品霧化發(fā)生裝置、機械通風系統(tǒng)3部分組成。染毒柜為1個體積為630 L透明可視化動物艙，有進出氣孔、溫度、濕度及壓力測定裝置。柜體中下部設采樣孔有管線連接與外側屏蔽柜帶手動閥門的采樣口相連，底部可隨時排污;樣品霧化發(fā)生裝置包括氣液泵盒及定量自動控制裝置，工作進氣流量為(2.3±1.0)m3/h，菌懸液氣化量為5 ml/min，菌懸液由定量泵直接給入霧化，霧化顆粒直徑＜20μm;機械通風系統(tǒng)由空氣壓縮機、氣體濾過器、氣體流量控制、流量顯示計等組成。該裝置主體結構如圖1。

圖1 HOPE-MED 8050F液氣類動式染毒控制裝置主體結構

1.2 微生物氣溶膠采樣方法 利用QC-2型大氣采樣儀(北京市勞動保護科學研究所)提供采樣動力，以一次性無菌注射器為采樣工具，對染毒柜內空氣進行采樣。QC-2型大氣采樣儀進氣口經(jīng)橡膠管與HOPE-MED 8050F液氣類動式染毒控制裝置上帶手動閥門的采樣口連接;出氣口經(jīng)橡膠管排氣于裝有消毒液的容器。以0.5 L/min的流量從染毒柜向外抽氣，抽氣30 s，以平衡采樣口、連接管線及染毒柜內壓力與氣溶膠濃度;而后采集50 ml染毒柜內空氣作為微生物氣溶膠暴露的監(jiān)測樣本。以50 ml一次性注射器在與HOPEMED 8050F液氣類動式染毒控制裝置采樣口連接的橡膠管進針，緩慢抽拉至50 ml，反復抽吸2次，以減少針筒管壁對微生物氣溶膠的吸附。第3次抽吸的50 ml柜內氣體以氣過液面的方式，緩慢注入含50 ml濃度為0.45%NaCl溶液的無菌收集瓶中，震搖后靜置于冰面2 h，取其中200μl液體至90 mm普通營養(yǎng)瓊脂平板，共3個平行平板，以無菌玻棒均勻平推至干燥，于37℃培養(yǎng)24～48 h后進行菌落計數(shù)。

空艙實驗時，微生物氣溶膠連續(xù)霧化發(fā)生2 h，每個采樣口，每30 min進行1次采樣，每個樣本進行3個平行平板培養(yǎng)，實驗過程重復3次。動物吸入毒性實驗時，次微生物氣溶膠連續(xù)霧化發(fā)生2 h，每30 min進行1次采樣，每個樣本進行3個平行平板培養(yǎng)，連續(xù)進行3次相同條件的重復實驗。

1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 10.0統(tǒng)計軟件對實驗數(shù)據(jù)進行方差分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 空艙實驗時，染毒柜內微生物氣溶膠均衡性采檢結果

在室溫為(20±1)℃，進氣流量為(2.3 ±0.1)m3/h，菌懸液氣化量為5 ml/min實驗條件下，每30 min分別從4個采樣口(A、B、C、D)抽取艙內空氣50 ml，進行微生物氣溶膠濃度測定，每個樣本進行3個平行平板培養(yǎng)。經(jīng)方差分析，染毒柜空氣中微生物氣溶膠濃度在各監(jiān)測點之間、不同采樣時間之間無明顯差異(P＞0.05)，見表1。

表1 空艙實驗時柜內微生物氣溶膠暴露濃度不同采樣口采樣結果比較

2.2 動物吸入染毒實驗時，染毒柜內微生物氣溶膠均衡性采檢結果

根據(jù)具體實驗要求選擇實驗動物，進行單次暴露時間為2 h的連續(xù)微生物氣溶膠吸入實驗。在室溫為(20±1)℃，進氣流量為(2.3±0.1)m3/h，菌懸液霧化量為5 ml/min條件下，每30 min分別從A、B采樣口抽取艙內空氣50 ml，用以測定微生物氣溶膠濃度，每個樣本進行3個平行平板培養(yǎng)。經(jīng)過3次相同條件的重復試驗，各次實驗的艙內微生物氣溶膠均保持穩(wěn)態(tài)濃度在(5.1～7.3)×107cfu/m3，各時間點的微生物氣溶膠暴露濃度均值差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)。

3 討論

動式吸入染毒實驗是用于研究毒物經(jīng)呼吸道吸入的毒性作用機理和防治措施等的重要實驗手段。目前有關化合物吸入染毒的毒理學研究已有較多報道，但微生物氣溶膠吸入染毒的毒理學研究報道甚少，關于實驗中微生物氣溶膠暴露濃度及穩(wěn)定性監(jiān)測的采檢方法鮮見報道。

動式吸入染毒實驗的首要技術要求在于:染毒物在柜內各點濃度分布均勻;染毒過程中濃度穩(wěn)定［1]。目前常用的生物氣溶膠的采樣方法大體分為沉降法、撞擊式采樣法、離心渦旋法等［2]，這些采樣方法及使用的采樣器均不可避免微生物氣溶膠外泄，而不適于現(xiàn)有的實驗條件。本課題組設計的方法是在不破壞動式染毒控制裝置密閉性的條件下，利用液氣類動式染毒控制裝置現(xiàn)有的采樣口，以一次性注射器為采樣工具，以0.45%NaCl溶液為采樣介質，以氣過液面的方式收集染毒柜內的微生物氣溶膠;通過對收集了微生物氣溶膠的采樣介質進行培養(yǎng)，并進行暴露濃度的計算。實驗結果表明，應用本方法采檢的微生物氣溶膠濃度在2 h內基本穩(wěn)定，不同時間及不同采樣口采樣濃度變化的差異無統(tǒng)計學意義(P＞0.05)，滿足微生物氣溶膠吸入毒性實驗的要求，同時也不會造成微生物氣溶膠外泄而影響周圍環(huán)境。本方法的建立為今后開展微生物氣溶膠的吸入毒性檢測和評價實驗提供了氣溶膠濃度及穩(wěn)定性監(jiān)測的有效采檢方法。

［1] 潘瑞輝，譚建琪，黃曙海，等.動式吸入染毒裝置對4種化學物質霧化效果的評價［J] .廣西醫(yī)科大學學報，2007，24(6):874-876.

［2] 張惠力，甄世祺，周明浩，等.生物氣溶膠采樣技術研究進展［J] .環(huán)境監(jiān)測管理與技術，2011，23(4):18-20.