4-1 奈米及次微米微粒產生與監測 4-1-1 奈米及次微米氧化鋅微粒的產生
本微粒產生系統可產生氧化鋅奈米及次微米微粒，此系統由工研院所研 發（圖1-1、1-2及圖2），以「爐管氣流反應器」原理製造，利用蒸發-凝結機 制來形成微粒。爐管氣流反應器就是利用爐管加溫，使固體蒸發形成飽和蒸 汽，再降溫凝結成氣膠微粒。整套裝置可分為蒸發區與凝結區，所謂的蒸發 區是指爐管的部分，凝結區則是發生在稀釋器出口端到暴露腔（exposure chamber）入口之間。將金屬鋅置入耐高溫之容器中，放置於爐管內，爐管 之前端則通入乾淨之空氣作為輸送氣體（carrier gas），其功能在於將蒸汽分 子攜帶出爐管，凝結機制開始作用以形成奈米級之氣膠，帶至暴露腔，而凝 結區之作用除了降溫凝結之外，同時可利用乾淨空氣來稀釋微粒濃度以減少 因微粒碰撞，而產生膠結。所通入之輸送氣體、反應氣體及稀釋氣體以質量 流量控制系統（Mass Flow Control system）監控。爐內之溫度、蒸發面積、
輸送氣體以及稀釋氣體的流量，均對微粒的粒徑及濃度有影響。
4-1-2 監測系統
微粒產生系統除了微粒的產生外，還包括了即時監測系統，微粒產生後 於暴露腔（exposure chamber）進行混和，並以次微米（10-1100 nm）微粒粒 徑濃度分佈自動監測儀（SMPS+CPC，圖1-3）監測粒徑分佈及數目濃度。
另外，於暴露腔腔體側面的採樣孔接上四用氣體偵測儀（MicroRAE plus）
監測氧氣濃度。
4-2 實驗動物
本實驗所使用的是8週雄性的Sprague Dawley rats（SD rats），購自樂斯
科生物科技股份有限公司，飼養於台灣大學實驗動物中心。本研究計畫通過 台大醫學院暨公衛學院動物實驗管理小組審查，符合動物實驗倫理規範。
4-3 實驗設計
我們利用呼吸暴露（inhalation exposure）的方式對實驗動物進行奈米氧 化鋅微粒的暴露。在相同操作條件下（表1），分別進行Exposure Ι組（30nm，
5hrs）以及Exposure II組（30nm，10hrs）的暴露，而對照組則以未填入鋅粉 於爐管內，採用空燒的方式進行暴露（5hrs）。另外在不同操作條件下進行 Exposure III組（250nm，10hrs）的暴露。每組皆於暴露後24小時進行犧牲，
並採集周邊血液樣本，測試血液中血球數目（CBC/DC）及細胞激素的濃度
（IL-6、TNF-α），同時採集其肺泡灌洗液（BALF）進行肺部發炎及傷害指 標的分析，包括總細胞數（所有白血球之總數，Total cells）、血球分類計數
（Cell differential counts）、乳酸脫氫酵素（LDH）及總蛋白質（Total protein）
含量。
4-4 全身性呼吸暴露模式（whole-body inhalation exposure）
將實驗動物放置於暴露腔中，供給飼料、水及墊料進行暴露，並監測暴 露腔中的氧氣濃度以及溫度。以奈米產生器產生氧化鋅微粒，通入暴露腔進 氣管，通過整流板，使微粒均勻分散於暴露腔內，暴露腔腔體大小為 103×102×176 cm3。
4-5 系統性發炎反應指標分析
老鼠以腹腔注射50 mg/kg之Pentobarbitol進行麻醉，以腹腔動脈採全血2 ml 置 於 EDTA tube ， 將 檢 體 送 至 台 大 動 物 中 心 以 全 自 動 血 球 分 析 儀
（MEDONIC CA530）檢測周邊血液血球及分類計數（CBC/DC）。剩餘的全 血收集至Citrate tube，離心3000 rpm/15分鐘後取出上清液約500 μl置於1.5 ml eppendorff 中，使用Rat IL-6及TNF-α ELISA kit（R&D systems, Inc.）進行IL-6
以及TNF-α指標分析。
4-6 肺泡灌洗液發炎損傷指標分析
切開老鼠氣管，將氣管套上PE管，以pH 7.4緩衝液（PBS）打入肺臟內，
體積計算為28 ml/kg（接近75% 肺容積），來回沖洗約4次，將肺泡灌洗液置 於冰上以利後續實驗進行。將離心機先預冷4℃，肺泡灌洗液離心1000轉/10 分鐘，離心後，取上清液0.5 ml置於送檢專用管，送至台大動物中心以自動 血清乾式生化分析儀（SPOTCHEM SP4410）檢測乳酸脫氫酵素（LDH）含 量及以自動血清濕式生化分析儀（Bio Systems BTS-370 Plus）檢測總蛋白質
（Total protein）含量。準備染色劑（trypan blue），取100 μl肺泡灌洗液和100 μl染劑混合均勻，取適量到細胞計數器上，使用顯微鏡或倒立式顯微鏡計算 九 宮 格 之4 大 格 的 平 均 值 計 數 總 細 胞 數 。 沈 澱 物 部 份 以 低 速 離 心 機
（cytospin），600轉/5分鐘，用吹風機盡快烘乾固定，再用劉氏染色劑染色，
A劑染30秒，B劑染1分30秒，會出現金屬光澤，用水沖洗背面，以光學顯微 鏡顯微鏡計算200個細胞內含多少巨噬細胞、嗜中性白血球、嗜酸性白血球、
淋巴球。再利用細胞計數算出每毫升含有多少巨噬細胞、嗜中性白血球、嗜 酸性白血球、淋巴球。
4-7 統計方法分析
本研究以SAS system for windows 9.0 版統計軟體進行分析，實驗數據 以平均值加減標準差（mean ± SD）表示，暴露組與控制組及暴露組之間之 比較以Wilcoxon Rank Sum test，P<0.05視為有統計上顯著差異。
4-8 實驗架構