شخصية أخذ العينات باستخدام تقنيات في المختبر يمكن أن توفر معلومات شاملة بشأن الآثار البيولوجية للهباء الجوي في مكان العمل. ¹ التعرض للملوثات في الهواء وتشمل التعرض لهذه المادة الكيميائية ذاتها، أن عينات الهواء التي تم جمعها، تحت ظروف المغمورة حيث عرض الغاز إلى تعليق خلية، التعرض المتقطع استخدام جهاز مثل الروك، أو مباشرة التعرض في واجهة الهواء السائل (على). ² كثير من هذه التقنيات تجري مع الخلايا التي نمت في تعليق أو جمع العينات قبل التعرض، كل منها يمكن أن تؤثر على الدراسة السمية نظراً للتغيرات المحتملة في الأيروسول. ³ تجنب هذه التغييرات، المختبر يمكن نقله إلى الحقل باستخدام عدة في المختبر على الثقافة تعرض النظم المستخدمة في الأدب،^{،،من45،،من67 8،،}من^910،11،،من¹²¹³ ولكن قليلة متوفرة تجارياً. ^{8 , 9 , 12} هذه النظم غالباً ما تكون ضخمة، لا سيما عندما بما في ذلك أدوات لتنظيم درجة الحرارة والرطوبة للبيئة الخلوية ومعدل تدفق الأيروسول عينة. باستخدام بيفيك، التعرض للهباء الجوي يمكن أن يؤديها خارج إعداد مختبر تقليدية أو داخل منطقة التنفس أثناء محاكاة ظروف استنشاق.

أن تحديد من الهباء الجوي ترسب في المختبر مهم للتحقيق في الآثار الصحية بسبب استنشاق. منطقة التنفس، منطقة حدود 30 سم من الفم والأنف،¹⁴ حاسمة الأهمية لفهم التعرض للجسيمات النانوية وربط التأثيرات البيولوجية الموجودة في الرئتين. ² في كثير من الأحيان، الترسب في الخلايا يعرف كفاءة ترسيب، الجسيمات المودعة على وتناول الخلايا مقسوماً على الجسيمات التي تديرها إلى^6،نظام¹⁵ أو بصورة جماعية بنفس المبالغ. ^{4 , 16} الأساليب الحالية لقياس الهباء الجوي في منطقة التنفس هي عامل التصفية على أساس والتقاط الجزيئات على مدى فترة معينة أخذ عينات واستخدام عوامل التصفية لإجراء مزيد من التجارب. ¹⁷ الرصد الشخصي يتطلب نظام صغيرة التي تأتي مع المفاضلة العينات أقل.

هناك الكثير من النهج لتحديد الآثار الصحية الناجمة عن التعرض للهباء الجوي. النموذج على يسمح للأيروسول تدار مباشرة إلى الخلايا عن طريق الهواء كما هو الحال في سيناريو تعرض حقيقي، حتى الآن أكثر فعالية من حيث التكلفة ووقتاً أقل كثافة مما في فيفو الدراسات بينما يقلد الحواجز الهواء السائل مثل العيون، الجلد، والرئتين. خلايا الرئة نمت على لديها القدرة على توليد طبقة حاجز الاستقطاب،^18،19 التي تنتج الصفات الفسيولوجية التي تشبه في فيفو الرئة ظهارة، بما في ذلك إنتاج مخاط والفاعل بشكل خاص خطوط خلايا الشعب الهوائية أو التهاب، أهداب الضرب وتقاطعات ضيق¹⁹ ،^19،20 وخلية الاستقطاب. ¹⁸ تغييرات كهذه يمكن أن تؤثر على الاستجابة الخلوية قياسه في دراسات السمية. ²¹ بالإضافة إلى ذلك، على نموذج في المختبر نتائج يتعرضون غالباً أكثر حساسية من الخلايا عن طريق تعليق نماذج²² ، وهم قادرون لنموذج السمية الحادة في فيفو استنشاق. ^{23 , 24} لذلك، نظام تعرض على التي قادرة على إجراء قياسات داخل منطقة التنفس خطوة تالية طبيعية.

بتعريض الخلايا للهباء الجوي مباشرة على مصدر للانبعاثات، يحدث التحقيق في آثار جميع الغازات والمركبات شبه المتطايرة، والجسيمات المتورطين في الخليط. عندما يتم جمع الخليط في عامل تصفية، لم يتم التقاطها بالغازات والمركبات المتطايرة ولا يمكن التحقيق في الخليط كله. وبالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي إعادة تشكيل الجزيئات في شكل مسحوق أو تعليق سائل إلى التجميع أو التفاعلات الموائع والجسيمات، مثل حل، في تعليق السائل. ^{25 , 26} عندما تتم إضافة جسيمات الهباء الجوي إلى السائل، هناك إمكانية أعلى للتكتل، وتشكيل^{27 25،}كورونا البروتين أو²⁸ أو التفاعل مع المركبات في السائل، التي يمكن أن تؤثر على الترسيب و تؤثر في استجابة بيولوجية. ^{29 , 30}

التعرض على يستند إلى ثلاثة ملامح الهباء الجوي الرئيسية وسحابة تسوية، موازية وتدفق وتدفق عمودي. سحابة تسوية، يستخدم قبل التعرض للخلية واجهة الهواء السائل (ALICE)،⁴ نظام مجموعة حيث إيداع الجسيمات من خلال الجاذبية وديفوسيونال تسوية كما الأيروسول تعامل كوحدة واحدة. تدفق مواز، يستخدمها الالكتروستاتيكي الهباء الجوي في المختبر نظام التعرض (الطنف)⁵ والتعدد الثقافي التعرض الدائرة (MEC) ثانيا،⁶ يسمح للترسيب من خلال إضافة البراونية من خلال الشخصية تدفق. تدفق عمودي، المستخدمة من قبل ميكروسبرايير،⁷ “نانو الأيروسول الدائرة” للسمية في المختبر (ناسيفت) و¹¹ والتجاريه على أنظمة^8،،من^910،12، يضيف انحشار من جسيمات داخل منطقة الترسيب. كثير من هذه النظم التعرض الكبيرة والضخمة، التي تتطلب نظم الزائدة للهباء الجوي قبل التكييف، مضخات للتدفق، أو حتى تدفئة الغرف للحضانة للخلايا. هذا الحجم الكبير يقلل من قابلية للنظام. بدلاً من أخذ العينات مباشرة على مصدر للانبعاثات، هذه النظم غالباً ما يكون إلى الهباء مختبر أو النموذج التي تم إنشاؤها لتحليل العينات. يمكن أن تضيع تعقيد الأيروسول المنبعثة في الترجمة من الميدان إلى المعمل. بيفيك أصغر من النظم الحالية، مع مساحة سطح خارجي حوالي 460 سم² وتزن 60 غراما فقط، مع التحكم في الحرارة والرطوبة تدمج في نظام يسمح لجهاز محمول للغاية. انخفاض حجم ووزن السماح للنظام بأن ترتديه أو اتخاذها مصدرا للتعرض، وتسمح بأخذ العينات مباشرة.

الحجم الكبير لنظم التعرض الحالي يقلل أيضا من قدرة على القيام بأخذ العينات للتحقيق في التدرجات المكانية في تركيزات. هذا القرار مفتاح عند تحديد الآثار السمية للعديد من الإمكانيات البيئية والمخاطر المهنية مثل أنشطة هذه المسألة أو مكان العمل جسيمات عوادم المركبات التي يحدث فيها هباء. فورا بعد انتهاء الانبعاثات، يصبح هناك تباين المكاني في تركيز الجسيمات. وهذا ينمو مع الوقت تفريق الجزيئات في جميع أنحاء الغلاف الجوي، ويمكن تغيير هذه الآثار استناداً إلى الظروف المحيطة، مثل درجة الحرارة والضغط والرياح والشمس. يمكن أن تبدأ جسيمات إلى سن وأكسدة كذلك مرة المنبعثة^31،32 ومعدلات تشتيت تتأثر بالتضاريس؛ سيتم العثور على تركيزات أعلى في الوديان والإنفاق، وهي تباطؤ آثار التشتت، حيث يمكن العثور على تركيزات أقل حيث هناك مساحة كبيرة للتشتت. ³³ هذه التغييرات في معدلات انتشارها يمكن أن تكون لها آثار كبيرة على صحة الإنسان ويتبين عند مقارنة عدد البالغين المصابين بالربو الذين يعيشون المناطق الحضرية مقابل في البيئات الريفية. ³⁴ بينما العديد من التعرض لنظم تقديم عينات متعددة في وقت واحد، أنظمة متعددة اللازمة مع وفرة معدات كبيرة لتنفيذ القرار المكانية.

من خلال جلب المختبر إلى الميدان، يمكن تقليل وقت التحليل باستخدام الخلية كله كجهاز استشعار. بعد الآليات البيولوجية المعروفة ونقاط النهاية يمكن أن تساعد في تحديد تكوين الهباء الجوي وحجم. بسبب أساليب إزالة بطيئة، بما في ذلك إزالة mucociliary والبلعمه إزفاء، غالباً ما تتفاعل هذه الجسيمات مع الخلايا تقريبا من أيام لأسابيع³ توليد الأكسدة والالتهابات، وموت الخلية حتى. هذه النهاية البيولوجية يمكن أن يكون نقطة انطلاق لمسارات النتيجة السلبية لأمراض القلب والأوعية الدموية أو مرض الانسداد الرئوي المزمن. وبالإضافة إلى ذلك، يقوم وييمين et al. صفيف فحوصات في المختبر لمقارنة مع قيم الأدب للمدى القصير في فيفو سمية الاستنشاق. ³⁵ وكان من المتوقع في فيفو استجابة مع اثنين من أربع نتائج إيجابية من اختبار سيتوتوكسيسيتي عن طريق الإفراج نازعة لاكتات، الأكسدة من الجلوتاثيون تشكيل الحد وفوق أكسيد الهيدروجين والإصدار، والتهاب المحتملة من الجينات عامل نخر الورم ألفا. من أصل عشرة أكاسيد معدنية نانوسيزيد اختبار، اختبار ستة كنشط (أكسيد التيتانيوم وأكسيد الزنك وأكسيد السيريوم مختلفة أربعة) استخدام التعرض في المختبر مع التأكيد في فيفو. 

من أجل دراسة آثار الهباء الجوي في بيئة مهنية، وضعت لدينا مختبر بيفيك للتعرض في الميدان. بالإضافة إلى ذلك، يمكن ارتداؤها بيفيك لأخذ العينات الشخصي رصدها والتحقيق فيها التعرض لاستنشاق مثل كاسيت تصفية مم 37³⁶ أو أنظمة متعددة يمكن استخدامها لتحقيق القرار المكانية داخل منطقة معينة. هذا البروتوكول، بتوصيف واستخدام بيفيك يناقش فيه. بعد التعرض، ولوحظت الآثار البيولوجية من خلال فحوصات سيتوتوكسيسيتي.