（1）实验原理

知识点：共 9个

1.化学物体内吸收、分布、清除相关基本概念

2.大气颗粒物采样与检测方法

3.大气颗粒物在体内的吸收分布与清除

4.大气颗粒物的健康效应

5.水中亚硝酸盐采样与检测方法

6.亚硝酸盐在体内的吸收分布与清除

7.亚硝酸盐的健康效应

8.相关动物实验操作过程和关键技术（染毒、生物样本取材和分析等）

9.动物实验生物安全知识

（2）核心要素仿真设计

本项目利用虚拟仿真技术模拟环境采样、环境污染物在体内的吸收分布清除和健康效应、动物实验等实际操作情境，从实验流程、动物实验等来看，整体仿真度基本接近实际现实。

实验方法与步骤

系统中设置了PM2.5和水的采样、人体吸收分布与清除、动物实验、实验考核等多个模块。学生首先获取账号、密码，通过上传至公共平台的虚拟仿真软件自学实验原理、实验方法和注意事项等完成学习，并根据提示进行不同模块操作和考核。教师登录系统进行后台监控和查看评阅实验报告，并针对存在的问题进行讲解。

实验操作流程

一． 大气细颗粒物（PM2.5）在体内的吸收分布与排出

首先进行PM2.5采样，学生需要学习重量法、β射线法、光散射法三种采样方法，并进行重量法实验操作：清洗切割器，查看环境温压，检查采样器流量和气密性，称量滤膜采样前后质量。采样操作结束后学习PM2.5在人体的沉积、清除、分布过程和健康风险。学生还要进行PM2.5暴露仓染毒动物实验：放置小鼠到暴露仓，连接大气颗粒物浓缩系统，用流量计检测暴露仓气密性，用颗粒物检测仪检测PM2.5浓度，对小鼠进行气管滴注染毒和肺泡灌洗。

二． 水中亚硝酸钠在体内的吸收分布与排出

首先进行自来水水样采集：打开水龙头放水数分钟，排出管内沉积物，荡洗采样容器三次，采样完成后试样放入低温冰箱保存。水样采集操作结束后学生学习水中亚硝酸盐的三种测定方法（离子色谱法、气相分子吸收光谱法和重氮-偶联分光光度法）和亚硝酸盐在人体内的吸收、分布、代谢和排泄过程。最后进行亚硝酸钠体内吸收分布排出的动物实验：小鼠灌胃，使用毛细管对小鼠进行眼眶取血，测定并制作NO₂含量标准曲线、检测小鼠血中NO₂浓度并绘制时间变化趋势曲线， 将小鼠放入代谢笼内，留取尿液，观察小鼠中毒反应，颈椎脱臼处死小鼠，剪开小鼠，胸腔和腹腔，取出脏器待测。

（1）学生交互性操作步骤，共 23 步

（2）交互性步骤详细说明

I．大气细颗粒物在体内的吸收分布与清除

1.点击大气细颗粒物按钮，进入大气细颗粒物实验界面。如图所示：

在大气细颗粒物污染界面选择PM2.5采样按钮，进入PM2.5采样实验。如图所示：

1.1重量法

（1）用无水乙醇清洗切割器，点击右箭头按钮进入下一步操作。如图所示：

（2）查看环境温压。

（3）查看采样流量，进行气密性检查。如图所示：

（4）称量滤膜质量。如图所示：

（5）将滤膜放入采样器中，采样后查看采样时间。

（6）再次称量滤膜质量。

1.2 β射线法。如图所示：

1.3光散射法。如图所示：

2. 体内吸收分布代谢过程。如图所示：

3.动物实验

（1）将同笼小鼠放入暴露仓的同一格。如图所示：

（2）连接大气颗粒物浓缩系统与暴露仓。如图所示：

（3）用流量计检查暴露仓气密性。

（4）用颗粒物检测仪检测两个仓颗粒物浓度。

（5）对小鼠进行气管滴注操作。

（5）对小鼠进行肺管灌注操作。

II．亚硝酸钠在体内的吸收分布与清除

1. 点击NaNO₂按钮，进入NaNO₂实验界面。在大气细颗粒物污染界面选择PM2.5采样按钮，进入PM2.5采样实验。如图所示：

2.水样采集与检测

（1）打开水龙头，放水数分钟，排出管内沉积物。如图所示：

（2）移动采样容器至水龙头处完成三次荡洗。

（3）移动采样容器至水龙头处采样。

（4）将水样放入低温保存期。如图所示：

2. 体内吸收分布代谢过程。如图所示：

3.动物实验

（1）使用灌胃针对小鼠进行灌胃。如图所示：

（2）使用毛细管对小鼠进行眼眶取血。

（3）用移液枪转移0.2ml亚硝酸钠标准液到试管1。如图所示：

（4）用移液枪转移硫酸锌0.6ml至试管1中。

（5）用移液枪取氢氧化钠0.1ml至试管1中。

（6）拖动试管1至离心机。

（7）使用移液枪将上清液1ml到试管2，定容至2ml。

（8）摇匀显色剂试剂瓶，用移液枪转移4ml显色剂加入试管2。

（9）用普通滴管将试管2中的液体取出少许，滴入比色皿，左右摇晃完成润洗。如图所示：

（10）用普通滴管将试管2中的液体转移至比色皿。

（11）将比色皿放入光度计，点击把手，按照参比测量样品吸光度。如图所示：

（12）将小鼠放入代谢笼内留取尿液。如图所示：

（13）观察小鼠中毒反应。

（14）颈椎脱臼处死小鼠。

（15）剪开小鼠胸部和腹部皮肤，剪开腹腔和胸腔，取出脏器。

I．大气细颗粒物在体内的吸收分布与清除：无

II．亚硝酸钠在体内的吸收分布与清除：

（1）实验结果：如图所示：

（2）实验结论：

血中NO₂含量(ug/ml)=从标准曲线上查得或算得的微克数(μg)/分析时的取量(ml)

染毒后，小鼠血中NO₂浓度在短时间内达到高峰，随后随时间推移稳定减少。