GB_T 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.docx

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1、ICS13.100CCSC52三B中华人民共和国家标准GB/1423112023/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Nanotcchno1.ogics-CharacterizationofIianopartic1.csininha1.ationexposurechambersforinha1.ationtoxicitytesting(ISO10808:2010,11)1)2023f3-17发布2023-10-01实施国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会本文件按照GB.，T1.1.-2020不准化工作林则第1部分：标准化文件的结构和起草规则3的规定起草

2、,本文件等同采用ISO10808:201()纳米技术吸入毒性研究中呼吸炼酒舱内纳米颗粒的表征3.请注意本文件的某些内容可能涉及专利.本文件的发布机构不承担识别专利的说任，本文件由中国科学院提出.木文件由全国纳米技术标准化技术委员会(SAC/TC279)归口木文件起草单位；国家纳米科学中心、广东粤港澳大湾区国家纳米科技创新研究院。本文件主要起草人：白茄、陈春英、肉百全.含有银、金、碳、氯化怦、二氧化钛和口化硅纳米颗粒的纳米技术产品懈长迅速.陆若产品应用范闱的扩大,人群暴源于纳米颗粒的风险也在逐步增加,尤其是纳米技术产业的从业人员处于纳米颗粒的尾寤风险之中。如果纳米颗粒从产品中释放出来,那么公众也

3、将处于纳米颗粒基森风险中。虽然毒理学中树H滴注或灌注的方法研究了纳米材料的毒性，并提供了一屿重要的毒理学信息，但它并没有反映吸入携族的实际情况，也没有提8般入纵露风险评估所需的数据。此外，呼吸毒理学通常采用大米作为研窕对象，人们希望能够采用与人类相关的试验取ft这种动物实验方法10。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.为了进行纳米颗粒的呼吸强理学研究,有必要对1呼吸舱内纳米尺寸颗粒的浓%尺寸和分布特征进行监测.监测细颗粒或粗颗粒的传统方法，如称重法，不足以用于纳米珈粒，囚为纳米特性参数(如颗粒表面枳、珈粒数目等)可能是关键的决定因素,需进行监测.本文件提供了一系列的呼吸

4、然露舱内纳米颗粒监测方法，既包括差分迂移分析系知DMAS).用测地颗粒数吊、尺寸、分布、表面积和估算质V浓度：也包括应用透射电子显微镜(TEM)或者扫描电子显然镜(SEM)进行形貌表征：还包括应用X射线能量色散谱(TEM-EDXA)进行化学成分分析.本文件还包括位统的质量浓度监测和其他的理化性质监测，可根据毒理学评价需求选择使用，这些方法评估了纳米尺寸颗粒的表面枳、质fit浓度、颗粒分布、组分和分散性，为吸入毒性测陷i果提供了有效分析手段(B17,18纳米技术吸入毒性研究中呼吸暴露舱内纳米IK粒的衰征1本文件提供了吸入毒性研究中呼吸系需股内可吸入纳米厩粒的表征，包括旗粒质崎、尺寸分布、散盘浓度

5、和组分.2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的现意性引用而构成本文件必不可少的条款.其中,注H期的引用文ft.仅该日期对应的版本适用于本文件：不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的他改球)适用于本文件.ISO10312环境空气石棉纤难的测定直接转移透射电子显微镜法(AmbiCntair-De1.crminationofasbestosfibres-Directtransfertransmissione1.ectronmicroscopymethx1.ISO15900粒度分布测定气溶胶粒子的差分电迂移分析(DetCrmiMtiOnofpartic1.esizedistributionDi

6、fferentia1.e1.ectrica1.mobi1.ityana1.ysisforacnso1.partic1.es1SO.TS27687纳米科技纳米物体的术语和定义纳米煤粒、纳米纤维和纳米片(Nanotechn-O1.ogics-Termino1.ogyanddefinitionsfornanoobjccisNanopa11ic1.c.nanofibcrandnanop1.atc)注：GBT322W2015纲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(1SOTS27687：2CO8.IDT)OECDNo.39吸入毒性试验导则GuidanceDoCUmenIOnInha1.at

7、ionToxivityStudies)OECDNo.403急性吸入毒性YACUtCInha1.aiionToxicity)注：(iU21.fi(-3XK化学品急性吸入毒性试验方法(OEcDNa*ft1981、(JH.D4333XHM()D)OECDNo.412亚急性吸入毒性：28天试5创)(SUbaCUICInha1.a1.iunTOXiCi1.y:28-DayStudy)法GRT2175420OS化学品28天/14天重复剂量吸入毒性试验方法田)W.，112:20后IDDOECDN.413亚t性吸入i性：90iS(SubchrunicInhu1.atiunTOXiCiIy:90-DayStud

8、y)注：GBT217652008化学品亚慢性吸入狗性试脸方法(OECDNa413:1981.1DT)3*wwxISO15900和IS(XrS27687界定的以及下列术语和定义适用于本文件.3.1 900M3.1.1差分电迁移分级/differentia1.e1.ectrica1.mobi1.ityC1.aSSifiEDEMC差分电迂移谙仪differentia1.e1.ectrka1.InobiIi1.ySipectrometerQEMS能选择合适尺寸的气溶股颗粒进入并通过对附的通道的分级器.1该导则由经济合作与发展囹*0KD)出版。汨DEMC根据嘶嫡气动用力平衡I附中每个做粒的I隔力，那粒尺

9、寸进行分级,被分级的做他具忏不同的尺寸.这I花们携带的电荷数盘行关,也1.jaMCY向操作条件H聃理尺寸所决定的电迁移数周仃关.来源：ISO159(Xk200927有修改3.1.2差分迁移分析系统diffcrat,i,(X.来源：ISO15900:200925.有修改X2呼吸暴露舱inha1.ationexposurechamber呼吸舲inha1.ationchamber暴露舱exposurechamber采用外吸或全身暴溺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险装置.注1:术语“做”与“仅头部”和“仅I麻”含义相闻注2:改编F1.OECDNo.4)3、OEeDNO412和O

10、EeDNO.413.M3纳米颗粒发生系统nanopa11ic1.cgenerationsystem用于制得粒径分布和浓度可控的纳米颗粒气溶胶的装置，3.4呼吸带breathingzone实验动物呼吸的位置.注1:对Fwf1.d1.市动.不故ITf来耀的女收购物，好啜金得怡内所行的地，的是“w.F酒向我柒乜映装在龙子里的实验动物,动物用子所能到达的砥楙仃呼吸瓶对广械匕卿脚M物,鼻卿晌的-攸夬期刊属1.*F吸血海：术语“咽帝”用于确保期F般伍的行人气样本的检期不正确的取样方法是从中及轮顶部进行软粒浓度桧测,然而动物却在底部求露.XS几何平均直径coc1.ricmeandia11H1.er:WID用

11、颗粒的对数I1.径测定颗粒尺寸分布的集中趋势，用DMAS计算可得：VV,1.n(.注2：根抠研究目的确定是否需要对电荷进行中和.如果需要对电荷分布进行表征.则应在研究中进行详细说明和测定.注3：为了减少沉失,实际使用的越小K度的导电管的直径与仪器接11型套.4.2 .4一个/多个呼吸能和配套设备，比如取样探针和取样管，应按照Ora）No.403,OECDNo.412和OECDNo.413进行选挥，以确定取样偏差。注：取样歧管系统包括管道、电爸附相域K他潸，用于将样品从编淞传送至在线监测设备，4.2.5吸入试脸中使用的测壮仪零直按照ISO15900进行校准和/或测试.DMAS通常在工厂校准.并成

12、记录在报告中.注：IIbb/FDMAS期期1过程中,仃必要定期进行例E.4.3 体M求4.3.1 应按照OECDNo.403、OECDNo.412、OECDNO.413和OECDNo.39进行。4.3.2 在暴露期间，待刈物质浓僮宜尽可能保持恒定，并依据分析方法进行连续和/或间歇监冽.1.3.3应进行呼吸带取样以确定暴露情况.4.3.4为了与OECDNO.403、OECDNo.41.2,OECDNO.413和OECDNo.39保持致，宜连续监测供给气流和续斫舱中的气流速度。直使用空气流盘计以确定参数在一定范眼内。4.3.5应连续监测呼吸舱内部和弑近呼吸带的温度和湿度.宜使用温度和湿度传感器以确

13、定参数在一定范围内。4.3.6应对呼吸舱内排出的含有纳米颗粒的废气进行过漉处理.如有必要,废气被排到大气之前应进行化学无害化处理，51昉法5.1 *HR量的险尺寸分布和HOM求在吸入毒性研究中,对纳米颗粒进行表征时.基于数量的颗粒尺寸分布和总颗粒质量浓度是两个基本的测以参数.由于颗粒尺寸对揖性试验结果评价至关屯要，所以测定颗粒尺寸分布是有必要的.另一方面，J贞讣浓度已被作为吸入毒性试蛤中常用的剂量参数，这对于纳米颗粒诳性试骁也是必不可少的，因此，在纳米颗粒吸入毒性研究中需要选用合适的方法确定这两个参数值.5.2 基于数的m尺寸分布海定5.2.1 在颗粒独需过程中，采用的方法应能连续监测颗粒尺寸

14、分布，并且具有合适的时间分辨率，从而可检查Rii粒尺寸分布和浓度的稳定性.5.2.2 2.2在毒性测试中，动物呼吸带叛粒尺寸和浓度的可测域莅圉应涵Iifi整个暴露体系中的纳米颗粒气溶皎的尺寸和浓度范围.5.2.3 在动物呼吸指，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ISaiEC17025）.5.2.4颗粒尺寸的分辨率的足够精确,并且测量的颗粒尺寸范阚应足够宽,从而把数Ift分布数据转换成衣面杉域体枳分布数据。注：对于颗粒尺寸分布检测.DMAS是目前唯一徜足上还要求的能够测址100nm以下颗粒的仪微（详见ISOI5900）对于大于HMnm的颗粒可采用光学法.电学法、

15、飞行时间或空气动力学方法进行测定8.5.3质量浓度律定对于在而性试蛤中暴蹑广被试时象的纳米颗粒气溶胶，所选择的检测方法应准确、灵敏，并由定量限值确定.注1：BCm衰减建测仪（BAM）、锥形元件报偌微及天平fTBDM）、压电瓶f天平、过途重JA分析法等，均是基于对沈段上收集的颗粒进行化学分析，这些方法可满足纳米麻门班1浓位测成的要求4注2：通过阳骏粒密度,尤其是对于与块状材料密度类似的球形颖校,使从基于数出的尺寸分布数据得到质量浓度.然而，如枭版粒密度数据不准确或未知，则换算出的质碱檄会存在重大误差.只有当没有其他公认的方法满足测量要求时,才可从尺寸分布数据换算得到筋玳浓度.&4W舱5.4.1

16、对于全身蠡露脸,换气次数应在10h-15h-.对于鼻吸暴露舱，空气流量应至少是暴露动物标分钟通气量的两倍（例如，每只大取至少05Umin）.赛落舱内纳米籁粒的分布宜足均一的.5.4.2 温度和湿度应保持在研究确定的苞国内.注：OKTNa41.3中所述墨度保持在22C（irC）.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）,可超出此范用.5.4.3 舞辨的应维持珞微的负压（W5mm水柱）,以防止颗粒池iW到舱外.而于鼻吸暴盛，宜维持略微的正压，以保证实验动物能筋吸入颗粒。由于正压有可能造成煤粒的泄漏，所以弁吸鹭斫实验宜在设计良好的通风柜中进行（见OECDNo39.

17、5.4.4 在将个聚落舱中,供应的空气应含有足够的班气一一至少19%,并确保整个馨密舱的空气均匀.6Ia票评估6.1 应骁得如下数据以分析实验结果：a）使用DMAS.TEM.SEM等测量每个赛落舱内纳米颗粒数及尺寸分布（纳米级）、几何平均比径（GMD）和几何标准差（GSD）等数据。b）按照ISo10312中的方法，JIITEM或SEM去征颗粒形貌,O使用DMAS等测定抵个暴需舱内的顷粒数瓶浓度（每立方厘米丁气中的颗粒数目）:用沙股称重法计算暴露舱中的颗粒质量浓度SJ立方厘米空气中的颗粒重冰，单位为微克（UK）;或用DMAS等其他方法估算质瓜浓健.1）纳米颗粒的化学祖成.BKttAt椎.1）、I

18、ASa1.重估莽球粉粉尺寸可很大的澳，所以不宜好球彩教使用DVAS.基于粒柱的DM,S厨量浓度估计方法对琴球形IWft会产生误差.6.2 宣获得如下数据分析实验结果：u）表面枳16,参考ISoKBI2或ISQTR13014:b）纳米颗粒体积，参考ISo10312：c）使用TEM和SEM表征形貌和分散性,参考ISOTR13014和ISO927&6:（J）使用X射线能谱去征表面化学，咨考IS。TRI3OI4U1.ISO10312位用电子能谐进行化学分折，参考ISOTR18394;e）测定颗粒所带净电荷，i已泉气溶胶中和器的使用情况及其在条娈设备中的位罚7枪潮岫7.1 检测报告应与检测过程一致.7.

19、2 检测报告应包括：a）按照第6堂内容对每个暴露舱内的纳米材料进行完整的表征；b）待测物质（生产商编码、产品目录或配方编号、批号或生产口期、商品名等），以及颗粒卡悬时的处理和操作参数；0使用的所有设备和仪滞（生产厂家或产M编号、序列码或生产H期、怙牌等）：d）呼吸舱中的气济谜度：O呼吸皱中的温度和空气湿度：0在试验准备期间开发的所有辅助信息（样M线损耗等）。73检测报告还宜包括：a）表面化学信总，按照ISO10312或其他方法测定；b颗粒携带的净电荷或使用静电中和器的信息。MA(MMi)吸入毒性试中纳米曲k征舞例A.1A.1.1血图A.I展示了研究板纳米颗粒吸入毒性效应的仪涔袋置系统，该系统可

20、发出三种不同浓度的纳米服粒，实验中使用的银纳米财粒由99.99%的纯银线制备.该系统使用了文氏管型稀煤器和整体购粒转移探头由两个同心圆柱体组成它们之间的空间是稀拜气体的通道9.因此,气体通过由分流湍尖端的内管和内表面形成的窄间照,高速气流在位干分流器探针尖端中心的分流器扎周围产生压降.该压降符源气溶胶吸入分流孔,使气溶胶与分流探头内的洁存过泄空气混合.由于吸入压力(负压)的着稀拜气流速发的增大而增大，因此通过孔的稀择气体流速也会增大.该系统发出高、中、低三个不同浓度的纳米厥粒,分别通过三个不同必露俄“稀程零1通过质量流量捽制零2(MFe)控制高浓度气流与鞘气的混合来发出中浓度气溶胶.稀择涔2用

21、相同的方式,通过质量流量控制涔3(MFC)捽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301.min.然后与200Umin洁净空气混合后流入高浓度腔室12,13如果使用三个颗粒发生甥，年个发生器产生一种浓度的气流分别通入驻隔舱，则不再需要使用稀科器“短个暴摒舱中使用两个取样探头进行熟米颗粒的酷测，取样探头工作原理与税择器中的分流探头相同。诲个暴露舱的样品收集由DMAS的电极阀岐方控制.A.,2WRWMUm应对斑个呼吸舱中纳米颗粒的尺寸分布情况进行单独测定。使用DMAS进行相关检浏，该设需包括针210电荷中和群，差分迁移率分析仪(DMA)和凝聚粒子计数器(CpC).DMA和C

22、pC的操作条件是气流U5Umin,多分放气溶胶空气流汆1.5Umn可以检测1.98nm-64.9nm的颗粒U3。将纳米颗粒收集在含有碳腴的电镜铜网(200目)上,然后在透射电子显微境HBo卜观察.放大10万倍后,以1机选择数百个购货，在75kV的加速电压下观察，用X射线能破色微谱仪(EDXA)进行分析13,A1.2标引说明I能件和工艺说明B差分电迂移分拨JB(DhMC);CIBW.对照犯C2f%,饪浓度姐IO时啜她中浓模绿C4I1.f吸怆,高浓防n；D稀择器：E气崩：F过港除尘Zi；G纳米蹶粒发牛.器：H高效过速ShM一版M流吊控制;S(MFC):N中和戏(21。阳)：P电脑：S*分迁移分析系

23、统(DMAS):U越细我聚粒子计数器(UCPCkZ化学洗流器.yA1.新豺己过滤空气：A2燥并过谑空气，A3蒲效过逑空气，ii2001.in:A4含在纳米理粒的空气，渝i301.min:A5指H1.的沽冷空气.曲中；低“BA.I*入毒性研究中用于分做和IU1.不一纳米粒液度的系修A.2倍梁拳倒图A.2和图AJ展示了在3个真实景舟附中纳米银颗粒的尺寸分布.纳米期粒发生器的运行参数为外加电压85V(II3OC).我气流速301.Zmin纳米银颗粒的几何平均直径(GMDJ、几何标准差(GSD)和总粒粒浓度在蒲浓度暴裾啦中,分别为15.38nm.1.58U1.6310t1.ft.cm在中浓慢必理舱中.

24、分别为12.60nm、1.53和1.60X10,默粒数/cm”在低浓度暴露检中,分别为12.61nm.1.52和1.6610r9.681.0,J.041.073.33101.1.6610,3.480.19*上H.74O.M1.35X)0a2,68041.43IOX8iO75.21.(1.931.1.吃I22.O2下1.1.20.Ig1.28i2.24X1041.38X10*14.25X107ft.73IO2.21X10CaOO231总14.77O.I1.1.32101.T9i01.1.4IXIO,2,87IO75.M10,1.45XI0i61.241.52动物If级带.笼内动料呼吸带下方.考文

25、献IISO9276-5Representationofresu1.tsofpartic1.esizeana1.ysisPart5:MC1.hodSofca1.cu1.ationre1.atingtopartic1.esizeana1.ysesusing1.ogarithmicnorma1.probabi1.itydistribution2ISO9276-6Representationofresu1.tsOfpartic1.eSizCana1.ysisPart6:1)CSCriPtiVCandquantitativerepresentationofpartic1.eshapeandmoho1.(

26、)gy3ISO10801Nanotechno1.ogiesGenerationofmeta1.nanoprtic1.esforinha1.ationtoxicitytestingusingthecvaporation/condcnsationmethod4IS0TR12885Nanotechno1.ogiesHea1.thandsafetypracticesinoccupationa1.settings5)1SO,TR13014Nanotechno1.ogiesGuidanceonphysico-chemica1.characterizationofengineerednanosca1.ema

27、teria1.sfortoxico1.ogicassessment6)ISO.,IEC17025Genera1.requi11jnentsforthecompetenceoftestingandca1.ibration1.aboratories7ISO.TR18394Surfacechemica1.ana1.ysisAugere1.ectronspectroscopyDerivationofchemica1.information8)IS0TR27628Workp1.aceatmosphcrsUhraftnc.nanopartic1.candnano-structuredaeroso1.sIn

28、ha1.ationexoureCharacierizaiionandassessment9HN.K.H,JUNG.C.H.CHO1.M.an1.1.EEJ.S.ParicIesamp1.ingandrea1.timesizedistributionmeasurementinH2,O2TEOSdiffusionf1.amcj.Nanopartic1.cRcs.3p.161-170(2001)IIOGO1.DBERG.X.M.an-artic1.egeneratorusingasma1.1.ceramicheatertorinha1.ationIoxicitystudy.Inha1.ationTo

29、xico1.ogy.19.pp.745-751(20(7)13J1.JHJUNGJH,KIM,SSYOONJU.PARKJDCHO1,BS.CHUNGYH.KWON.1.H.JEONGJ.HAN.B.S.SHIN.J.H.,SUNGJ.H.SONG.K.S.andYU.IJ.Twenty-cight-1.ayinha1.ationtoxicitystudyofsi1.vernanoparticIcsinSpragucDaw1.cyRatsJnhaIationToxicBogy.9H0),pp.857-871(27)14)KU.B.K.anso1.MeasurcnwncPrinuip1.es,Tcchniques.a11dApp1.ications.VanNostrandReinhO1.d,NewYork(1993)21.IUnitedStatesEnvironmenta1.PnxeciionAgency.Prevention.pes(icidesandtoxicsubstances(7IO1.),EPA712-C-98-2O4.EPAHea1.thEffectsTestGuide1.inesOPPTS870.3465(1998)90DInha1.ationTOXiCiMUSEPA