(高清版)GBT 42311-2023 纳米技术 吸入毒性研究中呼吸暴露舱内纳米颗粒的表征

纳米技术吸入毒性研究中国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会I本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定本文件等同采用ISO10808:2010《纳米技术吸入毒性研究中呼吸暴露舱内纳米颗粒的表征》。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件ⅡGB/T42311—2023/IS暴露风险之中。如果纳米颗粒从产品中释放出来，那么公众也将处于纳米颗粒暴露风险中。虽然毒理纳米颗粒吸入毒理学的一个关注点是确保从业人员和消费者的健康。为本文件还包括传统的质量浓度监测和其他的理化性质监测，可根据毒理1下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文ISO10312环境空气石棉纤维的测定直接转移透射电子显微镜法(Ambientair—Determina-tionofasbestosfibres—Directtransfertransmissionelectronmicroscopymethod)ISO15900粒度分布测定气溶胶粒子的差分电迁移分析(Determinationofparticlesizedistri-bution—Differentialelectricalmobilityanalysisforaerosolparticles)ISO/TS27687纳米科技纳米物体的术语和定义纳米颗粒、纳米纤维和纳米片(Nanotechn-ologies—TerminologyanddefinitionsfornanoOECDNo.39吸入毒性试验导则¹(GuidanceDocumentonInhalationToxicityStudies)OECDNo.403急性吸入毒性¹(AcuteInhalationToxicity)OECDNo.413亚慢性吸入毒性：90天试验)(SubchronicInhalationToxicity:90-DayStudy)ISO15900和ISO/TS27687界定的以及下差分电迁移分级器differentialelectricalmobilityclassifier;DEMC差分电迁移谱仪differentialelectricalmobilityspectrometer;DEMS能选择合适尺寸的气溶胶颗粒进入并通过对应的通2差分迁移分析系统differentialmobilityanalyzingsystem;DMAS呼吸暴露舱inhalationexpos采用鼻吸或全身暴露的方法将实验动物暴露于吸入测试物质一定的时间和剂量的实验装置。纳米颗粒发生系统nanoparticlegenera呼吸带breathingzone几何平均直径geometricmeandiameter;GMDm——第一个通道；3几何标准差geometricstandarddeviation;GSD颗粒尺寸的分散度，由DMAS计算得到：中位直径countmediandiameter;CMD如果假设颗粒数目呈对数正态分布，则该直径等同于GMD。4待测物质监测方法4.1.1吸入暴露吸入毒理学研究中，对待测物质进行准确的表征是至关重要的。纳米吸入毒理学的目的是建立毒理学结果与待测物质的物理、化学性质的剂量指标之间的定量关系。4.1.2颗粒性质宜尽可能确定纳米颗粒的特定化学和物理性质。然而，由于缺少先验知识，所以宜尽可能确定更多湿性和形状，这对剂量的选择可能非常重要。4.2体系准备4.2.1纳米颗粒的发生系统与暴露舱连接之前，宜测试气溶胶颗粒的成分和纯度以保持其稳定性。在吸入暴露试验中，宜对气溶胶颗粒进行持续和/或间歇的分析，以确定颗粒尺寸分布的一致性，并且吸入暴露试验需连续进行。44.2.2应按照OECDNo.403、OECDNo.412及OECDNo.413准备呼吸舱和配套设备。4.2.5吸入试验中使用的测量仪器宜按照ISO15900进行校准和/或测试。DMAS通常在工厂校准，4.3.1应按照OECDNo.403、OECDNo.412、OECDNo.413和OECDNo.39进行。4.3.4为了与OECDNo.403、OECDNo.412、OECDNo.413和OEC给气流和暴露舱中的气流速度。宜使用空气流量计以确定参数在一定范围4.3.5应连续监测呼吸舱内部和靠近呼吸带的温度和湿度。宜使用温度和湿度传感器以确定参数在本的测量参数。由于颗粒尺寸对毒性试验结果评价至关重要，所以测定颗粒尺寸分布是有必要的。另一方面，质量浓度已被作为吸入毒性试验中常用的剂量参数，这对于纳米颗粒毒性试验也是必不可少5.2.3在动物呼吸带，颗粒尺寸和浓度测定宜准确，并且能通过适当的校准、参考标准进行验证(见5GB/T42311—2023/IS理想情况下，相对湿度宜保持在30%～70%,但在某些情况下(例如气溶胶测试),可超出此范围。良好的通风柜中进行(见OECDNo.39)。c)使用DMAS等测定每个暴露舱内的颗粒数量浓度(每立方厘米空气中的颗粒数目);用滤膜称重法计算暴露舱中的颗粒质量浓度[每立方厘米空气中的颗粒重量，单位为微克(μg)];或用d)纳米颗粒的化学组成。颗粒使用DMAS。67检测报告a)按照第6章内容对每个暴露舱内的纳米材料进行完整的表征；f)在试验准备期间开发的所有辅助信息(样品线损耗等)。b)颗粒携带的净电荷或使用静电中和器的信息。7GB/T42311—2023/IS(资料性)图A.1展示了研究银纳米颗粒吸入毒性效应的仪器装置系统，该系统可发出三种不同浓度的纳米颗粒，实验中使用的银纳米颗粒由99.99%的纯银线制备。该系统使用了文氏管型稀释器和整体颗粒端的内管和内表面形成的窄间隙，高速气流在位于分流器探针尖端中心的分流器孔周围产生压降。该压降将源气溶胶吸入分流孔，使气溶胶与分流探头内的洁净过滤空气混合。由度的纳米颗粒，分别通过三个不同暴露舱。稀释器1通过质量流量控制器2(MFC)控制高浓度气流与鞘气的混合来发出中浓度气溶胶。稀释器2用相同的方式，通过质量流量控制器3(MFC)控制中浓度气流与鞘气的混合发出低浓度气溶胶。颗粒发生器运行流量为30L/min,然后与200L/min洁净空气原理与稀释器中的分流探头相同。每个暴露舱的样品收集由DMAS的电磁阀歧管A.1.2呼吸舱浓度监测括钋210电荷中和器，差分迁移率分析仪(DMA)和凝聚粒子计数器(CPC)。DMA和CPC的操作条件纳米颗粒收集在含有碳膜的电镜铜网(200目)上，然后在透射电子显微镜(TEM)下观察。放大10万倍8A3GMNBFEM——质量流量控制器(MFC);气流纳米颗粒浓度图A.1吸入毒性研究中用于分散和监测不同纳米颗粒浓度的系统A.2结果举例图A.2和图A.3展示了在3个真实暴露舱中纳米银颗粒的尺寸分布。纳米颗粒发生器的运行参数为外加电压85V(1130℃),载气流速30L/min。纳米银颗粒的几何平均直径(GMD)、几何标准差(GSD)和总颗粒浓度在高浓度暴露舱中，分别为15.38nm、1.58和1.63×10⁶颗粒数/cm³;在中浓度暴露舱中，分别为12.60nm、1.53和1.60×10⁵颗粒数/cm³;在低浓度暴露舱中，分别为12.61nm、1.52和1.66×10⁴颗粒数/cm³。9YY130X092图A.2高、中、低浓度暴露舱中颗粒尺寸分布，对数线性坐标[13]1——高浓度组图A.3高、中、低浓度暴露舱中颗粒尺寸分布，对数-对数坐标[13]GB/T42311—2023/ISO108图A.4和图A.5仅显示了每个取样器流速下颗粒GMD和GSD的微小变化。图A.4不同取样流量时，中浓度暴露舱内总数量浓度分布(几何平均直径和几何标准差)[13图A.5不同取样流量时，低浓度暴露舱内总数量浓度分布(几何平均直径和几何标准差)[13]通过18h的监测，对银颗粒尺寸分布的变化情况进行测定。图A.6、图A.7和图A.8显示不同暴露舱中颗粒总数量浓度(几何平均直径和几何标准差)随时间的变化。图A.9显示X射线能量色散谱的变化，图A.10显示累积尺寸分布。图A.6纳米银颗粒总数量浓度/颗粒发生量的变化(几何平均直径和几何标准差)[13]图A.7纳米银颗粒几何平均直径随时间变化(几何平均直径和几何标准差)[13]GB/T42311—2023/ISO108图A.8纳米银颗粒总数量浓度/颗粒发生量的几何标准差随时间变化(几何平均直径和几何标准差)[13]图A.9纳米颗粒的X射线能量色散谱显示只含有银组分[13GB/T42311—2023/ISO108图A.10银纳米颗粒的累积尺寸分布表明中位数直径的变化[13]动物试验的真实暴露条件包括高、中、低3个剂量的暴露舱中颗粒的几何平均直径、总数量浓度、总表面积浓度、总体积和质量浓度，如表A.1所示。根据颗粒直径，假设颗粒为球形，将块体银材料的密度作为质量浓度，使用DMAS软件计算表面积、体积和质量。由于银纳米颗粒未发生团聚，并近似球形，因此从粒径分布数据中可以得到近似的比表面积浓度。表A.128d吸入毒性实验中银纳米颗粒的分布(平均值±SE)[13]组别样品点颗粒数/cm³00000低下总中上1.04×10⁸±1.65×10”下总高上下总动物呼吸带。[1]ISO9276-5Representationofresultsofparticlesizeanalysis—Part5:Me[3]ISO10801Nanotechnologies—Gener[5]ISO/TR13014Nanotechn[7]ISO/TR18394Surfacechemicalanalys[8]ISO/TR27628Workplaceatmosphers—Ultrafine,nanoparticleandnano-structure[9]AHN,K.H.,JUNG,C.H.,tributionmeasurementinH2/02/TEOSdiffusionflam[10]GOLDBERG,A.M.andHARTUNG,T.Pr[11]HINDS,W.C.,Aerosol[12]JI,J.H.,JUNG,J.H.,YU,L.J.andKIM,S.S.Long-termstabilitycharacteristicsofananop-articlegeneratorusingasmallceramicheaterforinhalationt[13]JI,J.H.,JUNG,J.H.,KIM,S.S.,YOON,J.U.,PARK,J.DKWON,I.H.,JEONG,J.,HAN,B.S.,SHIN,J.H.,SUNG,J.H.,SONG,K.S.andYU,I.J.Twenty-Nanodrops1-6.5nminDi[15]KU,B.K.andMAYNARD,A.D.Comparingaerosolsurfasioncharging.J.Aero[16]FISSAN,H.,NEUMANN,S.,TRAMPE,A.,PUI,D.Y.H.andprincipleofaninstrumentmeasuringlungdepositednanoparticlesurfacearea.J.NanoparticleR,9