動物實驗臭氧暴露箱設計與原理

動物實驗臭氧暴露箱是用于研究臭氧（O?）對生物體影響的專業(yè)設備，主要用于小鼠暴露實驗、動物細胞實驗及復合污染物（如PM2.5與臭氧聯(lián)合）的毒性研究?。

1 基本結構與材料選擇

臭氧暴露箱的設計需要綜合考慮實驗需求、動物福利和安全標準。一個完整的臭氧暴露箱系統(tǒng)通常由箱體、供氣系統(tǒng)、臭氧發(fā)生系統(tǒng)、濃度控制系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)和安全防護系統(tǒng)組成。

箱體材料的選擇至關重要，因為臭氧具有強氧化性，容易與普通材料發(fā)生反應。理想的箱體材料應具備以下特性：耐腐蝕、不釋放有害物質、良好的密封性和足夠的機械強度。目前常用的材料包括：

不銹鋼 (SUS304 或 SUS316)：具有優(yōu)異的耐腐蝕性和機械強度，是高濃度臭氧環(huán)境的首選材料

玻璃：透明度高，便于觀察，但易碎且不適用于動態(tài)實驗

丙烯酸 (有機玻璃)：透明度好，耐腐蝕性較強，適用于中小型暴露箱

聚四氟乙烯 (PTFE)：具有極強的耐腐蝕性，但成本較高

箱體結構設計需要考慮動物舒適度和實驗操作便利性。對于嚙齒類動物，標準暴露箱通常設有多層籠架，每層可容納多只動物，確保空氣流通均勻。箱體內應配備自動供水系統(tǒng)和排泄物收集裝置，以維持清潔的實驗環(huán)境。同時，箱體應設計合理的觀察窗和操作口，便于實驗人員進行觀察和操作。

2 工作原理與控制系統(tǒng)

臭氧暴露箱的工作原理基于臭氧的強氧化性和可控釋放特性。當氧氣通過高壓電場或紫外線臭氧發(fā)生器時，部分氧分子會轉化為臭氧分子，這一過程稱為 "臭氧化"。通過精確控制臭氧發(fā)生器臭氧的生成速率和空氣流量，維持箱內穩(wěn)定的臭氧濃度。

控制系統(tǒng)主要包括以下幾個部分：

臭氧濃度控制模塊：根據(jù)傳感器反饋信號調節(jié)臭氧生成量，確保濃度穩(wěn)定在設定值

溫度控制模塊：通過加熱或制冷系統(tǒng)維持箱內溫度在適宜范圍

濕度控制模塊：調節(jié)空氣濕度，避免干燥或潮濕影響實驗結果

空氣流量控制模塊：確保足夠的換氣次數(shù)，維持箱內空氣新鮮度

數(shù)據(jù)采集與記錄系統(tǒng)是現(xiàn)代臭氧暴露箱的重要組成部分。該系統(tǒng)能夠實時采集并存儲各項環(huán)境參數(shù)，包括臭氧濃度、溫度、濕度、氣壓等，為后續(xù)數(shù)據(jù)分析提供依據(jù)。

國內廠商北京同林科技有限公司，提供動物實驗臭氧暴露系統(tǒng)所需設備，包括低濃度臭氧發(fā)生器（UV-M2）、臭氧檢測儀、氣泵、流量計、臭氧暴漏箱、臭氧尾氣分解器（F800）等。該系統(tǒng)適合小鼠大鼠臭氧實驗、動物細胞實驗、植被實驗、大氣臭氧層模擬、光化學煙霧實驗、臭氧檢測儀臭氧校準，標準臭氧發(fā)生器等應用。