一种用于气溶胶取样的新型便携式体外曝光盒

该协议意义重大，因为 PIVEC 允许将细胞培养直接暴露在现实世界中的气溶胶中。系统可以警告样本相同的空气，一个人呼吸，使一种新型的空气质量监测。这项技术的主要优点是，在台式系统（如入院源或呼吸区）无法进入的位置，可以轻松捕捉到培养的肺细胞上的气溶胶。

演示这个程序的将是林恩·雷多博士，一个刚从我实验室毕业的博士，和纳撒尼尔·威加尔博士，一个本科生，一个本科生，我的实验室。对于本实验，在测试前 24 小时存储测试材料和受控环境。要组装干散体系统，请将球阀连接到四英寸长、1/8 尺寸螺纹管的一端。

这用作粒子料斗。通过粒子漏斗的开端，放入所需量的铜纳米颗粒。然后用另一个球阀关闭粒子漏斗。

将两英寸长、1/8 尺寸的管道连接到阀门。在两英寸管道周围放置一个三英寸长、1/2 英寸外径管。在短管内插入 HEPA 滤清器，确保流量方向通过球阀。

使用螺纹连接，将真空发生器连接到其他球阀。然后，将真空发生器连接到储气罐。将 1/4 英寸外径管在真空发生器的插座上，将其连接到实验装置。

转动储气罐上的主阀和调节阀以设置所需的流量。打开球阀，最接近 HEPA 过滤器，然后打开离真空发生器最近的球阀。在关闭它们之前，在特征或曝光过程中保持打开状态。

首先球阀最接近真空发生器，然后球阀最接近 HEPA 过滤器。关闭油箱上的主阀和调节阀以停止流量。要进行清理，请使用 70% 乙醇清洗球阀和真空发生器。

将金属管放入灭菌器中进行灭菌。在空气液体界面培养细胞后，允许细胞平衡24小时。要组装，请将 PIVEC 基座与井朝上连接，并将单元培养插入适配器连接到顶部。

使用微移子将四毫升细胞培养基添加到 PIVEC 基底的井中。使用钳子将细胞培养插入放在适配器中。当 PIVEC 顶部部分朝上时，请连接到适配器。

小心地用单层胶带包裹 PIVEC。推动连接 PIVEC 顶部和底部的 37 毫米盒式磁带。将 1/4 英寸带刺适配器放入盒式入口和插座中。

将电阻加热器与底座的导线缠绕在 PIVEC 周围。要安全的磁带。用八轮铝箔包裹PIVEC，用于绝缘，用胶带固定。

将 1/2 英寸外径油管连接到 PIVEC 顶部的适配器。从无菌水中去除多孔管，放在 PIVEC 顶部的管内。将系统转移到烟气罩上，将 PIVEC 夹在环架上并固定。

通过将气溶胶发生器出口处的 1/4 英寸直径管与多孔管连接，将 PIVEC 连接到气溶胶系统。通过 Y 连接器将 PIVEC 的出口连接到连接到 HEPA 过滤器和真空泵的 1/4 英寸直径管。打开阀门，将泵流量设置为每分钟 0.5 升。

在关闭阀门并关闭泵之前，将电池暴露在铜纳米颗粒中十分钟。从气溶胶系统中拆下 PIVEC。用钳子拿出细胞培养插入物，放在无菌井盘中，开始所需的生物测定。

建议曝光时间点，将插入物放回二氧化碳培养箱。使用滴管从 PIVEC 吸气介质。使用70%乙醇清洗PIVEC，并在下一次实验前用紫外线消毒至少30分钟。

PIVEC 的特点是使用三种尺寸的铜纳米粒子来确定沉积效率。在24井设计中，整体观察了增加的沉积，然后是6个井的设计。与40纳米和800纳米铜颗粒相比，100纳米的铜颗粒略有下降。

铜纳米粒子气溶胶的颗粒数浓度由基于滤波器的扫描移动性粒子变光器以及光学粒子尺寸测量确定。通过确定 37 毫米过滤器与细胞培养插入之间的剂量关系，可以加快暴露后分析。比较显示，800纳米铜粒子的p值小于0.05有很强的相关性。

与整个文献中的体外垂直流暴露系统相比，PIVEC 在所测试的颗粒尺寸范围内的沉积效率与报告值相当或增加。需要记住的最重要的事情是，虽然该协议演示了PIVEC在实验室环境中的使用，但它旨在测量接触地点的细胞对气溶胶的反应。进行现场测试时，必须确定测试气溶胶的沉积效率。

沉积效率决定细胞暴露的粒子沉积剂量。可以进行额外的生物测定，以调查更多的细胞反应端点由于暴露。PIVEC 用于评估 3D 打印过程中产生的气溶胶（如金属粘结剂喷射和熔丝制造）产生的细胞响应。

使用纳米粒子，特别是气溶胶形式的纳米粒子，可能是危险的，任何暴露都应在烟气罩中进行。蜂窝工作应在生物安全柜中完成。