刻不容缓！大气臭氧浓度升高，与PM2.5复合型动物暴露染毒研究

一）Environment & Health等期刊重要研究结果

1.1近日，北京大学、杜克大学等科研团队在Environment & Health期刊上发表了一项题为"Children’s Lung Function Was Lower in 2017–2018 than in 1995–1996: The Roles of Air Quality Change and Individual-level Risk Factors"的重要研究成果。研究指出，尽管环境空气质量整体有所改善，但儿童肺功能的下降并未得到有效缓解，而大气臭氧浓度升高可能是导致这一现象的重要原因之一。细颗粒物（PM2.5）、可吸入颗粒物（PM10）、氮氧化物（NOx）和二氧化硫（SO2）浓度的变化与儿童肺功能的变化之间并无显著关联。这表明，尽管这些污染物在整体空气质量改善中起到了重要作用，但它们可能并非导致儿童肺功能下降的主要因素。

与上述污染物不同，臭氧（O3）浓度的增加与儿童肺功能的显著下降密切相关。在进一步将PM2.5作为协变量进行调整后，研究发现，O3浓度每增加一个四分位距（IQR，即4 ppb），男孩和女孩的肺功能指标均出现了显著下降。

1.2 西安交通大学公共卫生学院吴少伟教授团队从住院风险角度系统量化了2013-2017年我国《大气十条》实施后空气质量改善的人群健康效益，应用时空深度森林模型模拟了研究期间室外空气PM_2.5及其6种主要组分（包括黑碳、硫酸根、硝酸根、铵根、氯离子、有机颗粒物）日均浓度，发现黑碳是PM2.5污染改善人群健康效益的主要贡献组分。相关研究成果于2025年3月14日在国际顶级医学期刊Nature Medicine上发表。

（二）臭氧与PM2.5复合型动物吸入暴露染毒实验方案

一、引言

臭氧（O₃）和PM2.5是常见的大气污染物，单独暴露已证实对呼吸系统、心血管系统及免疫系统具有毒性作用。然而，实际环境中污染物常以复合形式存在，其联合毒性机制尚不明确。本研究拟利用北京元森凯德生物技术有限公司研制的【臭氧动物暴露装置】和 【PM2.5动物吸入暴露染毒装置】，建立复合暴露模型，系统评价臭氧与PM2.5的联合毒性效应，为环境健康风险评估提供科学依据。

二、实验材料与设备

1. 实验动物

   - 品系：SPF级C57BL/6小鼠（或SD大鼠）  

   - 数量：80只（雌雄各半，随机分组）  

   - 饲养条件：温度22±2℃，湿度50±10%，12小时光暗循环，自由饮食饮水。

2. 核心实验仪器设备

   - 臭氧动物暴露装置（制造商：北京元森凯德生物技术有限公司YSKD）：臭氧浓度范围0.1~10 ppm，精度±0.05 ppm。  

   - PM2.5动物暴露染毒装置或小动物细颗粒物或悬液的肺气管递送装置（制造商：北京元森凯德生物技术有限公司YSKD）：可发生燃煤源、尾气源或标准粉尘PM2.5，浓度范围50~1000 μg/m³，粒径分布0.1~2.5 μm。  

   - 复合暴露染毒舱：支持臭氧与PM2.5同时或分时段暴露，配有气体混合均匀系统。

3. 检测仪器

   - 臭氧浓度监测仪（紫外吸收法）  

   - PM2.5实时监测仪（激光散射法）  

   - 生化分析仪（ELISA、RT-PCR、流式细胞仪等）  

   - 病理切片系统（HE染色、免疫组化）。

三、实验设计

1. 实验分组

注：暴露周期为28天，可根据预实验结果调整。

2. 复合暴露模式

- 同步暴露：臭氧与PM2.5同时通入暴露舱，确保气体混合均匀（需验证两污染物无化学反应干扰）。  

- 分时段暴露：上午臭氧暴露3小时，下午PM2.5暴露3小时（模拟昼夜污染特征）。

四、预期的研究成果

1. 明确臭氧与PM2.5复合暴露的协同或拮抗效应。  

2. 揭示复合污染致肺损伤的关键通路（如氧化应激-炎症级联反应）。  

3. 为修订环境空气质量标准提供实验依据。

北京元森凯德生物技术有限公司 研制生产的动物雾化吸入给药仪器，主要包括大/小动物肺部气管直接递送装置、动物口鼻吸入、仅鼻腔给药、全身式暴露染毒、动物烟气/PM2.5染毒系统、粉尘气溶胶发生器、液体气溶胶发生器、臭氧/二氧化氮动物气体暴露装置、动物高低压氧舱等。

附：北京元森凯德生物技术有限公司（BEIJING YSKD BIO-TECHNOLOGY CO.,LTD），简称元森凯德（YSKD），2013年成立于北京中关村科技园，是一家专业从事生命科学类实验仪器研制、生产与销售的科技创新型企业。服务毒理学、药理学、免疫学、生物安全、大气污染物、化学物质毒性鉴定、临床前药物开发与安全性评价、呼吸系统、环境与健康等领域。

部分用户案例：哈佛大学，麻省理工学院，新加坡国立大学，瑞士苏黎世联邦理工学院，中国科学院上海药物研究所，中国中医科学院中药研究所，丽珠医药集团股份有限公司，康龙化成（宁波）生物医药有限公司，中日医院呼吸病学研究中心/中日友好临床医学研究所，北京中医药大学，中国药科大学，沈阳药科大学，复旦大学，浙江大学，四川大学，中南大学湘雅医学院等
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