气-液界面暴露自动控制系统是一种为体外模拟人体呼吸道细胞在气液交界状态下的生理反应而设计的精密技术平台，广泛应用于吸入毒理学、药物研发、环境健康及新烟草研究等领域。以下从系统原理、核心优势、技术参数及应用领域四个方面进行详细介绍：

一、系统原理

气-液界面暴露自动控制系统通过高精度控制气体流量、温度、湿度及培养基供给，模拟呼吸道细胞在自然环境中的暴露条件。系统采用径向对称分布气路设计，确保每个暴露通道的气溶胶流量、温度控制重复性极高。同时，每个通道配备独立稀释入口，可通过高精度稀释空气实现灵活的多浓度分组实验。系统内置高精度电加热模块与湿度传感器，通过PID算法实现37℃±0.2℃恒温控制及≥95%相对湿度维持，模拟呼吸道黏膜的湿润环境。

二、核心优势

1.高通量设计：系统支持16个独立暴露单元，可同时进行多组平行实验，大幅提升实验效率。例如，在研究不同浓度气溶胶对细胞的影响时，系统可分2-5组实现5个浓度梯度实验和对照组实验。

2.高精度控制：所有通道单独配备高精度质量流量控制器，确保各通道气溶胶浓度一致性优于±5%。同时，系统支持超微量培养液取样口，实验过程中可实时超微量取样（100微升），便于对培养液进行动态分析。

3.全自动控制：系统通过软件全自动控制气液界面暴露条件，并可对整体实验方案进行保存并选用。主要界面包括气密性自动检测、培养基自动加注、过量培养基自控抽排、实验程序编辑及自动清洗等。此外，系统支持各种气溶胶发生器控制软件的嵌入，实现一套软件对暴露和气溶胶发生的控制。

4.模块化扩展：系统支持扩展QCM微天平模块及CO₂自动控制通道，为长时间气液界面暴露提供5%CO₂条件，满足更复杂的实验需求。

三、技术参数

以德伯科技ACP16系统为例，其主要技术参数如下：

应用范围：满足细胞体外的良好培养并进行气态、颗粒物（超细颗粒物及纳米颗粒）、液态以及复杂化合物混合态物质在气-液界面进行暴露（含病毒）。

通道数：16个径向结构设计，适用于Falcon或Transwell12孔板或24孔板规格的细胞培养小室。

温控范围：集成式360度电加热恒温系统，温度恒定为37℃，温控精度≤0.2℃。

相对湿度：≥95%，内置全自动控制湿度。

气溶胶流量：流量范围0-30ml/min，≤±1.5%F.S。

稀释空气流量：流量范围0-30ml/min，≤±1.5%F.S。

培养基流量控制：0-10mL/min。

废气处理：99.99%（@0.3微米）。

四、应用领域

1.吸入毒理学研究：评估气溶胶对上皮细胞、巨噬细胞等的急慢性影响。例如，研究PM2.5颗粒物吸入染毒实验、煤、矿等环境微颗粒物吸入毒理实验等。

2.新烟草与电子雾化产品评价：定量研究颗粒物沉积与细胞应答。例如，研究电子烟气溶胶对呼吸道细胞的毒性效应及转录组效应。

3.空气污染与环境健康研究：模拟PM2.5、纳米颗粒等对呼吸道细胞的作用。例如，研究工业废气、交通尾气等污染暴露的细胞模型研究。

4.药物吸入制剂研发：评估雾化药物在气道上皮的递送与细胞反应机制。例如，研究布地奈德吸入剂在气道上皮的渗透效率与细胞活性变化。