小鼠臭氧暴露染毒實驗裝置設計

一、系統組成

臭氧發生系統

臭氧發生器：選用醫用或實驗室級臭氧發生器（UV-M2臭氧發生器），臭氧濃度范圍需覆蓋實驗需求（如0.5-5 ppm，可調）。

臭氧濃度監測：安裝實時臭氧濃度檢測儀（如紫外吸收法臭氧分析儀，品牌：同林、Eco Sensors、49i），連接數據記錄系統。

流量控制：通過質量流量控制器（MFC）調節臭氧與空氣的混合比例，確保濃度穩定。

暴露艙設計

材質：全玻璃或有機玻璃（PMMA）密封艙，避免臭氧與金屬/橡膠反應（臭氧易腐蝕某些材料）。

容積：根據小鼠數量選擇（如10-20只小鼠），確保活動空間符合倫理要求。

氣體循環：

進氣口：混合后的臭氧/空氣由艙體底部均勻輸入。

出氣口：頂部連接臭氧破壞器（活性炭或加熱分解裝置）后排出，避免泄漏。

可選小型風扇促進艙內氣體混合均勻。

對照組設置

平行設計清潔空氣暴露艙（僅通過濾空氣），其他條件與臭氧組一致。

環境控制

溫濕度：艙內安裝溫濕度傳感器，必要時通過空調或加濕器維持恒定條件（建議溫度22±2℃，濕度50±10%）。

光照/噪音：保持標準動物房條件，避免額外應激。

安全防護

臭氧泄漏監測：在暴露艙周圍安裝臭氧報警器（閾值設定為0.1 ppm）。

尾氣處理：所有出口氣體需經高溫分解或活性炭吸附后排放。

二、實驗流程

預實驗校準

空載測試臭氧濃度穩定性（如2 ppm持續4小時），驗證傳感器和發生器可靠性。

動物準備

小鼠適應性飼養7天后隨機分組（臭氧組、對照組，每組至少6-8只）。

暴露前禁食4小時（根據實驗需求調整）。

暴露過程

每日固定時段暴露（如9:00-11:00），持續7-14天（依研究目的調整）。

暴露期間實時記錄濃度、溫濕度，觀察小鼠行為（如呼吸頻率、活動度）。

采樣與分析

暴露結束后取材（如支氣管肺泡灌洗液、肺組織病理切片、炎癥因子檢測）。

三、關鍵注意事項

濃度準確性：臭氧半衰期短（約20-30分鐘），需持續監測并動態調節流量。

動物福利：

單艙小鼠數量不宜過多，避免擁擠應激（如5只/10 L艙）。

暴露時間不超過4小時/天（急性實驗可縮短）。

空白對照：確保對照組氣體與臭氧組流量、溫濕度一致。

材料兼容性：避免使用硅膠、天然橡膠等易被臭氧老化的材料。

四、設備清單與預算參考

項目            示例型號/規格 備注

臭氧發生器     /   UV-M2   /    0.1-10 ppm可調

臭氧分析儀 / 49i或106-L /實時監測

暴露艙 /定制PMMA艙（20-60L）/ 多艙并聯設計

活性炭尾氣處理裝置 /  實驗室通用型 /需定期更換

質量流量控制器 / 定制耐臭氧 / 控制臭氧/空氣混合比例

五、驗證與優化建議

通過亞甲基藍褪色法驗證臭氧濃度準確性。

預實驗檢測小鼠血清氧化應激標志物（如MDA、SOD），確認模型有效性。

此方案可根據具體實驗需求（如慢性暴露、急性高濃度暴露）調整參數。建議在正式實驗前進行多次系統穩定性測試。