小动物静态暴露染毒系统的组成与工作原理

　　小动物静态暴露染毒系统专为科研人员对小动物进行吸入毒性研究、药物研发等实验而设计。该系统模拟特定的气体环境，让小动物在静态下吸入含有目标物质的气溶胶或气体，从而研究这些物质对小动物生理机能、呼吸系统等方面的影响。适用于：小鼠，大鼠，豚鼠，兔子等动物。小动物静态暴露染毒系统的组成与工作原理

　　一、系统组成

　　(一)染毒腔体

　　1. 材质与结构：采用透明耐高温材料(如聚碳酸酯)或不锈钢制成，具备良好的密封性能，可容纳多只小动物(如小鼠、大鼠等)。腔体内部尺寸根据实验动物体型设计，确保动物有足够活动空间且避免过度拥挤影响染毒效果。通常为圆柱形或方形，配备密封门或盖，门上设有观察窗和操作孔，方便观察动物状态及进行采样等操作。

　　2. 分隔装置：内部可设置多层不锈钢网格隔板或可拆卸式分隔栏，将腔体划分为不同区域，用于单独或分组暴露不同种类、批次的小动物，防止动物相互干扰或争斗，同时保证染毒气体能均匀分布到各个区域。

　　(二)气路控制系统

　　1. 毒气发生源：依据染毒物质的性质，可分为气体钢瓶直接供气(如二氧化碳、一氧化碳等压缩气体)、液态挥发气化装置(对于易挥发的液态毒物，通过加热或空气流动促使其挥发成气体，如苯、甲醛等)以及化学反应生成毒气装置(利用特定化学反应产生所需毒气，如某些固体与液体反应生成氯气等)。各类毒气发生源均配备精确的流量调节阀和压力表，以控毒气输出的速度和压力。

　　2. 气体混合室：由不锈钢或耐腐蚀塑料制成，内部装有风扇和导流板，确保进入的毒气与稀释气体(如空气、氮气等)充分混合均匀。混合室连接毒气发生源和染毒腔体，通过管道将混合后的气体输送至腔体内。

　　3. 流量控制器与阀门：采用高精度质量流量控制器(MFC)，能够精确调节毒气和稀释气体的流量，实现不同浓度染毒气体的配制。阀门包括截止阀、球阀等，用于控制气路的通断，确保系统在正常运行、维护或紧急情况下能可靠地切断或开启气路。

　　(三)温度湿度调节系统

　　1. 温控模块：主要由加热元件(如电热丝、加热膜等)和温度传感器(如热电偶、铂电阻温度计)组成。加热元件分布在染毒腔体的外壁或内部特定位置，当腔体内温度低于设定值时，温控系统启动加热，使温度升高；当温度达到设定值后，停止加热，维持腔体内温度稳定。温度传感器实时监测腔体内温度，并将信号反馈给温控仪，以便精确控制加热过程。

　　2. 湿控模块：通过超声波加湿器或蒸汽发生器向腔体内引入水蒸气调节湿度。湿度传感器(如电容式湿度传感器、毛发湿度计等)持续监测腔体内湿度，当湿度低于设定范围时，湿控系统启动加湿操作；若湿度过高，则通过通风装置或除湿设备(如硅胶除湿柱)降低湿度，确保腔体内湿度始终保持在适宜范围内，满足小动物生存及染毒实验要求。

　　(四)监测与控制系统

　　1. 气体浓度监测仪：安装在染毒腔体内，采用红外光谱、电化学、光离子化等检测原理，实时监测腔体内染毒气体的浓度，并将数据传输至控制系统。一旦气体浓度偏离设定值，系统可发出警报并自动调整气路流量或采取其他纠正措施，保证染毒浓度的准确性和稳定性。

　　2. 生理参数监测设备：配备视频监控系统，可实时观察小动物的行为、活动状态等；还可连接心电图(ECG)、呼吸频率监测仪等生理信号采集设备，通过植入式或非植入式传感器获取小动物的心率、呼吸频率等生理参数，以便研究染毒对小动物生理功能的影响。

　　3. 中央控制系统：以计算机为核心，集成专门的控制软件，实现对整个染毒系统的自动化控制。操作人员可通过软件界面设定染毒参数(如毒气浓度、温度、湿度、染毒时间等)，系统自动按照设定参数运行，并实时显示和记录各项参数数据、动物状态信息等。同时，中央控制系统具备故障诊断和报警功能，当系统出现异常时，能及时提示故障原因并提供解决方案。

　　(五)废气处理系统

　　1. 吸收装置：采用酸碱中和、活性炭吸附等化学吸收方法或物理吸附手段，对排出的染毒废气进行处理。例如，对于酸性气体(如氯气、二氧化硫等)，可使用氢氧化钠溶液进行中和吸收；对于碱性气体(如氨气)，则用酸液吸收；活性炭吸附可用于去除多种有机或无机毒气。吸收装置内填充有相应的吸收剂，废气经过时与吸收剂充分接触反应，去除有毒成分。

　　2. 过滤装置：在吸收装置后串联高效空气过滤器(如 HEPA 过滤器)，进一步过滤掉废气中的颗粒物、微生物等杂质，确保排放到大气中的气体符合环保要求，防止对环境和人员造成危害。

　　3. 排风设备：选用耐腐蚀、防爆的排风机，将经过处理后的废气抽出并排放至室外。排风机的风量和风压需根据染毒系统的规模、废气产生量等因素合理选择，以保证废气能顺利排出，维持染毒腔体内气压稳定。

　　二、工作原理

　　(一)染毒前准备

　　1. 根据实验目的和方案，选择合适的小动物并分组，将其放置于染毒腔体的分隔区域内。

　　2. 检查系统的密封性、各仪器设备的连接情况以及电源供应等是否正常。

　　3. 通过控制系统设定染毒参数，包括毒气种类、浓度、温度、湿度、染毒时间等。同时，启动温度湿度调节系统，使染毒腔体内的温湿度逐渐达到设定值。

　　(二)染毒过程

　　1. 开启气路控制系统，毒气发生源产生的毒气与稀释气体按设定流量进入气体混合室，在风扇和导流板的作用下充分混合均匀后，由送气管路送入染毒腔体内。此时，监测系统中的气体浓度监测仪实时监测腔体内毒气浓度，并将数据传输至中央控制系统。若浓度偏离设定值，中央控制系统会自动调整气路流量或采取其他补偿措施，确保染毒浓度的准确性。

　　2. 在染毒过程中，温度湿度调节系统持续工作，维持染毒腔体内的温湿度稳定在设定范围内。生理参数监测设备同步采集小动物的心率、呼吸频率等生理信号以及视频监控系统记录动物的行为状态，这些数据实时传输至中央控制系统并进行存储和分析。

　　3. 随着染毒时间的推移，小动物在设定的温湿度和染毒浓度环境下暴露于毒气中，从而模拟实际污染或中毒场景，研究人员可观察到毒气对小动物的各种影响，如行为变化、生理功能紊乱等。

　　(三)染毒结束后处理

　　1. 当达到设定的染毒时间后，中央控制系统关闭气路控制系统，停止毒气供应。同时，启动废气处理系统，将染毒腔体内的毒气抽出并进行净化处理，使其符合环保排放标准后排出。

　　2. 打开染毒腔体的密封门或盖，取出小动物进行后续观察、检测或处置。对染毒腔体内部进行清洁消毒，清除残留的毒气、动物排泄物等污染物，检查各仪器设备是否有损坏或异常情况，为下一次实验做好准备。