小鼠臭氧暴露染毒实验装置设计

一、系统组成

臭氧发生系统

臭氧发生器：选用医用或实验室级臭氧发生器（UV-M2臭氧发生器），臭氧浓度范围需覆盖实验需求（如0.5-5 ppm，可调）。

臭氧浓度监测：安装实时臭氧浓度检测仪（如紫外吸收法臭氧分析仪，品牌：同林、Eco Sensors、49i），连接数据记录系统。

流量控制：通过质量流量控制器（MFC）调节臭氧与空气的混合比例，确保浓度稳定。

暴露舱设计

材质：全玻璃或有机玻璃（PMMA）密封舱，避免臭氧与金属/橡胶反应（臭氧易腐蚀某些材料）。

容积：根据小鼠数量选择（如10-20只小鼠），确保活动空间符合伦理要求。

气体循环：

进气口：混合后的臭氧/空气由舱体底部均匀输入。

出气口：顶部连接臭氧破坏器（活性炭或加热分解装置）后排出，避免泄漏。

可选小型风扇促进舱内气体混合均匀。

对照组设置

平行设计清洁空气暴露舱（仅通过滤空气），其他条件与臭氧组一致。

环境控制

温湿度：舱内安装温湿度传感器，必要时通过空调或加湿器维持恒定条件（建议温度22±2℃，湿度50±10%）。

光照/噪音：保持标准动物房条件，避免额外应激。

安全防护

臭氧泄漏监测：在暴露舱周围安装臭氧报警器（阈值设定为0.1 ppm）。

尾气处理：所有出口气体需经高温分解或活性炭吸附后排放。

二、实验流程

预实验校准

空载测试臭氧浓度稳定性（如2 ppm持续4小时），验证传感器和发生器可靠性。

动物准备

小鼠适应性饲养7天后随机分组（臭氧组、对照组，每组至少6-8只）。

暴露前禁食4小时（根据实验需求调整）。

暴露过程

每日固定时段暴露（如9:00-11:00），持续7-14天（依研究目的调整）。

暴露期间实时记录浓度、温湿度，观察小鼠行为（如呼吸频率、活动度）。

采样与分析

暴露结束后取材（如支气管肺泡灌洗液、肺组织病理切片、炎症因子检测）。

三、关键注意事项

浓度准确性：臭氧半衰期短（约20-30分钟），需持续监测并动态调节流量。

动物福利：

单舱小鼠数量不宜过多，避免拥挤应激（如5只/10 L舱）。

暴露时间不超过4小时/天（急性实验可缩短）。

空白对照：确保对照组气体与臭氧组流量、温湿度一致。

材料兼容性：避免使用硅胶、天然橡胶等易被臭氧老化的材料。

四、设备清单与预算参考

项目            示例型号/规格 备注

臭氧发生器     /   UV-M2   /    0.1-10 ppm可调

臭氧分析仪 / 49i或106-L /实时监测

暴露舱 /定制PMMA舱（20-60L）/ 多舱并联设计

活性炭尾气处理装置 /  实验室通用型 /需定期更换

质量流量控制器 / 定制耐臭氧 / 控制臭氧/空气混合比例

五、验证与优化建议

通过亚甲基蓝褪色法验证臭氧浓度准确性。

预实验检测小鼠血清氧化应激标志物（如MDA、SOD），确认模型有效性。

此方案可根据具体实验需求（如慢性暴露、急性高浓度暴露）调整参数。建议在正式实验前进行多次系统稳定性测试。