ナノ粉末から安定したナノ粒子のエアロゾルを作成するシステム

漏斗ベースのエアロゾル化の設定が効果的（エアロゾル中に空気流速度によって定量化することができる）選択されたエネルギー入力レベルでの粉末粒子を活性化することができます。発生部位での粒子の動きと衝突が粉末凝集体を破壊し、一定速度で同じ大きさの分布の浮遊粒子を放出する、平衡状態に達します。安定したエアロゾルは、統計的に有意な結果を生成するために、このようなSMPSのような高サイズの解像度であっても、低速測定機器のための十分な時間である最大2時間、30分から最後にすることができます。セットアップは、このようなナノ粒子粉末など貴重な材料をテストするための利点であることができる、試験材料の少量を必要とします。

しかし、システムの環境およびプロセスパラメータが有意に試験結果に影響を与えることができます。反復可能なデータを生成するには、標準的な操作手順は、厳密にexperi全体に従わなければなりませんメント。このシステムを使用してエアロゾル化試験を行う場合、次の側面を慎重に考慮すべきです。

まず、意味のある結果を得るためには、セットアップの内部部品は、テストのためのクリーンな環境を提供することが重要です。汚染物質の潜在的な供給源は、周囲の粒子と、以前の実験からの試験材料です。周囲の粒子の効果は、通常は、すぐにエアロゾル化および希釈フローが導入されたとして、比較的早く姿を消しました。しかし、残留物質からの干渉は、実験を通して持続することができます。生成されたエアロゾル粒子がシステムを通って流れるように、それらは、輸送管、屈曲点とコネクタの狭いチャネル、及び混合の内面と測定室の内壁に堆積することができます。これらの部品が適切に前新実験に清掃されていない場合は、先に堆積された材料は、常にメインストリームに再懸濁することができますエアロゾル流の、このように試験結果を妨害します。

次に、粉末充填工程は、非常に慎重に行われるべきです。ここで最も重要な問題は、材料の非常に少量を使用している場合は特に、セットアップに供給される粉末の量です。所与のエアロゾル流量で、粉末の少量は、より低いエアロゾル濃度を生成し、そしておそらく粉末の単位重量当たりのより高いエネルギー入力に対して、より小さなサイズの粒子。また、試験物質（ 例えば 、相対湿度および温度）のための貯蔵条件は、粉末のエアロゾル化挙動と粉塵²²のレベルに影響を与えることが示されています。そのため、原料粉末は常に可能で、同じ大気条件に保たれるべきです。

第三に、実験の開始時にエアロゾル化の流れの調整が大幅に試験結果に影響を与えます。流れの急激な増加は、大きな粉末粒子のuを吹きます空気中にpとは劇的に、実験の残りのために利用可能な材料の量を減らす、ファンネル表面上にそれらすべてを広げます。結果は、不十分な粉末に失敗したテストである可能性があります。

ここで説明するセットアップは、このシステムの中核部分を複製しようとすると、標準化された実験装置を使用して構築されていないため、次の側面を考慮すべきです。標準的な実験の分別ファンネルは、エアロゾル発生器（これらは加圧条件下で使用すべきではないことに注意してください）​​として使用することができます。異なる形状の分別漏斗は、実験で試験した、と彼らは合わせ漏斗に同様の機能を提供します。埋め込まれた輸送管を有するゴム製シール部は、漏斗蓋として使用することができます。

異なる形状が、同様のボリュームの混合及び測定区画を使用することができます。大きすぎる区画が大幅に時間NEを遅らせることに注意してください安定したエアロゾルの条件（濃度）に達するeded。必要な時間は考慮合計空気流量とコンパートメントの容積を取ることによって推定することができます。プロセスは、大規模な希釈流を使用することによって促進することができるが、最終的な粒子数濃度が劇的による希釈に減少させることができることに留意されるべきであり、これは、エアロゾルの粒度分布、並びに測定器の性能（依存に影響を与える可能性それらの検出限界で）。導電性材料を推奨します。

移送管の長さは、一般的な実験室の設定に応じて、変化してもよいです。しかし、長さは、その輸送中にかなりの粒子損失を避けるために、できるだけ短く保たれるべきです。粒子浸透率は、アカウント粒径、空気流量、チューブの直径および長さを考慮して、心のいずれか重力堆積ベアリング等により計算することができます。拡散損失、またはその両方。

異なる特性決定方法が用いられてもよいです。しかし、空気供給（希釈​​流）は、全サンプリング流量と一致するように調整されるべきです。十分な空気の供給は、このような結論ミスにつながる周囲の粒子の描画、測定室の負圧になります。異なる空気供給源が使用されるが、それらは、粒子を含まないか、高効率フィルターと空気を予め治療することを保証することができます。

このエアロゾル化方法の1つの主要な制限は、比較的長期間にわたって安定した粒子の生成を維持するために、試験粉末の良好な流動性を必要とすることです。このような高水分含量を有する親水性粉末として粘着性材料は、多くの場合、エアロゾル化プロセスの初期段階で流れを停止し、非常に低い粒子濃度を生成します。この問題を解決する可能性のある方法は、原料粉末のような乾燥・sの前処理を含むことができますその流動性を改善するように、O。使用後の原材料の保管状態は良好に維持されるべきで、 例えば 、乾燥した環境にし、適切な温度下に保ちます。実験中、より高いエアロゾル流量（0.5 L /分）と原料の大量（ 例えば 、500mg）を使用することができます。さらに、希釈の流量を低下させることは、測定チャンバ内の粒子濃度を増加させることができます。

この方法の別の制限は、空気中の粒子発生率（測定チャンバ内こうして粒子数濃度）の再現性です。変動の特定のレベルはまだ存在しています。改善の可能な方法は、材料の損失、及び十分に制御さエアロゾル流量を減少させるより明確送り処理です。

ここで説明するシステムおよびプロトコルは、様々な用途に使用することができます。試験物質の比較的少量を使用することは、潜在的に、Vの方法を行います粉末の粉塵をテストするための代替ツールとしてaluable。いくつかの一般的な材料のための私達のシステムによって生成される浮遊粒子のレベルの順位は、このような回転ドラム^15,17、連続ドロップ^23、およびボルテックスシェーカー法²⁴などの既存のエアロゾル化システム^19、で観察されたものと同様でした。さらに、調整可能なエネルギー入力（空気流量）は、ナノ粒子粉末の凝集体の安定性を研究するために使用することができます。最後に、安定したエアロゾルの生成は、in vivoまたはin vitro毒性試験でのための空中工業ナノ粒子の信頼できる情報源として役立つことができます。制御可能な粒子濃度は、用量依存性の生物学的応答の分析を可能にします。液体懸濁剤を使用して、他のエアロゾル化の方法に比べて、提示された方法は、そのような材料懸濁し、懸濁液中の粒子の物理化学的特性の修飾（としての潜在的な問題を回避する、例えば 、gglomeration、表面特性）。