氣-液界面暴露自動控制系統是一種為體外模擬人體呼吸道細胞在氣液交界狀態下的生理反應而設計的精密技術平臺，廣泛應用于吸入毒理學、藥物研發、環境健康及新煙草研究等領域。以下從系統原理、核心優勢、技術參數及應用領域四個方面進行詳細介紹：

一、系統原理

氣-液界面暴露自動控制系統通過高精度控制氣體流量、溫度、濕度及培養基供給，模擬呼吸道細胞在自然環境中的暴露條件。系統采用徑向對稱分布氣路設計，確保每個暴露通道的氣溶膠流量、溫度控制重復性極高。同時，每個通道配備獨立稀釋入口，可通過高精度稀釋空氣實現靈活的多濃度分組實驗。系統內置高精度電加熱模塊與濕度傳感器，通過PID算法實現37℃±0.2℃恒溫控制及≥95%相對濕度維持，模擬呼吸道黏膜的濕潤環境。

二、核心優勢

1.高通量設計：系統支持16個獨立暴露單元，可同時進行多組平行實驗，大幅提升實驗效率。例如，在研究不同濃度氣溶膠對細胞的影響時，系統可分2-5組實現5個濃度梯度實驗和對照組實驗。

2.高精度控制：所有通道單獨配備高精度質量流量控制器，確保各通道氣溶膠濃度一致性優于±5%。同時，系統支持超微量培養液取樣口，實驗過程中可實時超微量取樣（100微升），便于對培養液進行動態分析。

3.全自動控制：系統通過軟件全自動控制氣液界面暴露條件，并可對整體實驗方案進行保存并選用。主要界面包括氣密性自動檢測、培養基自動加注、過量培養基自控抽排、實驗程序編輯及自動清洗等。此外，系統支持各種氣溶膠發生器控制軟件的嵌入，實現一套軟件對暴露和氣溶膠發生的控制。

4.模塊化擴展：系統支持擴展QCM微天平模塊及CO?自動控制通道，為長時間氣液界面暴露提供5%CO?條件，滿足更復雜的實驗需求。

三、技術參數

以德伯科技ACP16系統為例，其主要技術參數如下：

應用范圍：滿足細胞體外的良好培養并進行氣態、顆粒物（超細顆粒物及納米顆粒）、液態以及復雜化合物混合態物質在氣-液界面進行暴露（含病毒）。

通道數：16個徑向結構設計，適用于Falcon或Transwell12孔板或24孔板規格的細胞培養小室。

溫控范圍：集成式360度電加熱恒溫系統，溫度恒定為37℃，溫控精度≤0.2℃。

相對濕度：≥95%，內置全自動控制濕度。

氣溶膠流量：流量范圍0-30ml/min，≤±1.5%F.S。

稀釋空氣流量：流量范圍0-30ml/min，≤±1.5%F.S。

培養基流量控制：0-10mL/min。

廢氣處理：99.99%（@0.3微米）。

四、應用領域

1.吸入毒理學研究：評估氣溶膠對上皮細胞、巨噬細胞等的急慢性影響。例如，研究PM2.5顆粒物吸入染毒實驗、煤、礦等環境微顆粒物吸入毒理實驗等。

2.新煙草與電子霧化產品評價：定量研究顆粒物沉積與細胞應答。例如，研究電子煙氣溶膠對呼吸道細胞的毒性效應及轉錄組效應。

3.空氣污染與環境健康研究：模擬PM2.5、納米顆粒等對呼吸道細胞的作用。例如，研究工業廢氣、交通尾氣等污染暴露的細胞模型研究。

4.藥物吸入制劑研發：評估霧化藥物在氣道上皮的遞送與細胞反應機制。例如，研究布地奈德吸入劑在氣道上皮的滲透效率與細胞活性變化。