Um microcontrolador operado dispositivo para a geração de extratos líquidos de aerossol de cigarro eletrônico e fumo cigarro convencional
Summary
Aqui, descrevemos um aparelho de laboratório programáveis que pode ser usado para criar extratos de aerossol de cigarro eletrônico e fumaça de cigarro convencional. Este método fornece uma ferramenta útil para fazer comparações diretas entre cigarros convencionais e cigarros eletrônicos e é um ponto de entrada acessível para pesquisa de cigarro eletrônico.
Abstract
Cigarros eletrônicos são o produto de tabaco mais popular entre os estudantes do ensino médio e médio e o produto de tabaco alternativo mais popular entre os adultos. Alta qualidade, reprodutível pesquisas sobre as consequências do uso de cigarro eletrônico é essencial para compreensão emergentes preocupações de saúde pública e elaboração de provas com base política reguladora. Enquanto um número crescente de jornais discutem os cigarros eletrônicos, há pouca consistência nos métodos através de grupos e muito pouco consenso sobre os resultados. Aqui, descrevemos um aparelho de laboratório programáveis que pode ser usado para criar extratos de aerossol de cigarro eletrônico e fumaça de cigarro convencional. Este protocolo detalha instruções para a montagem e a operação do referido dispositivo e demonstra o uso do extrato gerado em dois aplicativos de exemplo: um em vitro ensaio da viabilidade celular e cromatografia gasosa-espectrometria de massa. Este método fornece uma ferramenta para fazer comparações diretas entre cigarros convencionais e cigarros eletrônicos e é um ponto de entrada acessível para pesquisa de cigarro eletrônico.
Introduction
Apesar de um esforço concentrado por organizações de saúde, uso do produto do tabaco continua a ser a principal causa de morte evitável em todo o mundo, com a maioria destas mortes atribuídas ao cigarro fumar1. Desde que entrou no mercado em 2003, os cigarros eletrônicos têm crescido em popularidade entre os usuários de produtos de tabaco. Atualmente, os cigarros eletrônicos são a alternativa mais popular de cigarros convencionais entre adultos americanos (~ 5%)2 e o mais popular sistema de entrega de nicotina entre médio (~ 5,3%) e estudantes do ensino médio (~ 16%)3. Se as tendências atuais continuarem, cigarros eletrônicos podem ser esperados para substituir cigarros convencionais para as gerações futuras. No entanto, as consequências do uso de cigarro eletrônico saúde permanecem obscuros.
Pesquisa sobre cigarros eletrônicos não começou a sério até cigarro eletrônico popularidade rapidamente aumentou em 20133,4. Desde aquela época, um número de diferentes modelos têm sido empregado para abordar a questão da sua toxicidade. No entanto, os resultados de muitos estudos são conflitantes, e enquanto parece que os cigarros eletrônicos são geralmente menos tóxicos do que cigarros convencionais, não há nenhum consenso atual sobre as consequências do cigarro eletrônico saúde usar5, 6 , 7. nossa pesquisa anterior indica que os cigarros eletrônicos são significativamente menos tóxicos para o endotélio vascular do que cigarros convencionais, apesar de sua capacidade de causar danos ao DNA e a indução da morte de stress e célula oxidativa8 . No entanto, mais pesquisa é necessária, antes podemos tirar conclusões firmes sobre as consequências para a saúde do uso de cigarro eletrônico.
Como os cigarros convencionais são das principais causas de doença vascular evitável9, há um crescente interesse no risco para a saúde vascular do cigarro eletrônico usar10,11,12. A fim de estudar os efeitos dos cigarros eletrônicos no sistema vascular, nosso laboratório desenvolveu um microcontrolador operado fumar/vaping dispositivo (Figura 1)8. Este dispositivo é capaz de gerar extratos líquidos de aerossol de cigarro eletrônico ou fumo qualquer cigarro convencional em solventes aquosos ou orgânicos. Como o fluxo de ar é controlado pela combinação de um regulador de fluxo de ar ajustável e um programa de sincronismo PBASIC, o dispositivo pode ser usado para gerar extratos de acordo com qualquer número de protocolos definidos pelo usuário. Aqui detalhamos a montagem e operação deste dispositivo, bem como duas aplicações potenciais: em vitro avaliação da viabilidade celular e cromatografia gasosa-espectrometria de massa.
Figura 1: dispositivo de fumar/Vaping. Esquema para a montagem física do dispositivo fumar/vaping em tanto o cigarro como cigarro eletrônico (e-cig) configuração (A) e a configuração de cigarro eletrônico do tanque (B). Componente chave: 1) porto de inalação; 2) impactor coleção principal; 3) impactor de estouro; 4) armadilha vácuo do balão Buchner; 5) válvula solenoide normalmente aberto; 6) BS1 microcontrolador; 7) regulador de fluxo de ar; 8) 510 rosca base tanque de cigarro eletrônico. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.
Protocol
Representative Results
Discussion
Os elementos mais críticos do presente protocolo são assegurar que o dispositivo é limpo no início e fim de cada extração, e garantindo que todos os selos são mantidos assim que o fluxo de ar permanece consistente. Se o dispositivo não é devidamente limpos, há um risco de transportar sobre entre amostras. Além disso, se o dispositivo é deixado impuro por um período prolongado de aerosol condensado tempo e secas solvente pode bloquear o sistema. Nota que é normal para lá para ser uma queda de pressão quand…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Os autores reconhecem a ajuda do Dr. Robert Dotson da Tulane University departamento de célula e Biologia Molecular, por sua assistência em editar o manuscrito e Dr. James Bollinger de Tulane University departamento de química por sua assistência com projeto de protocolo de espectrometria de massa. Os autores mais reconhecem a Tulane University departamento de célula e Biologia Molecular e Tulane University departamento de química por seu apoio e o uso do espaço e equipamento. Este trabalho foi financiado por uma bolsa de pesquisa do tabaco produto regulamentar ciência para C. Anderson, da escola da Universidade de Tulane da ciência e engenharia.
Materials
| 12 V AC/DC Wall Mount Adaptor | Digi-Key | T1099-P5P-ND | |
| 2.2 Ohm Resistors | Digi-Key | A105635-ND | Used in tandem to generate the 4.4 Ohm resistance in Figure 2A |
| 330 Ohm Resistors | Digi-Key | 330QBK-ND | |
| 510 Threaded Base | NJoy | N/A | Recovered by dismantalling a second generation NJoy electronic cigarette |
| Acetic Acid, Glacial | Sigma-Aldritch | A6283 | |
| Acetone (Chromatography Grade) | Sigma-Aldritch | 34850 | |
| Basic Stamp Project Board | Digi-Key | 27112-ND | This board contains the BS1 Microcontroller, serial adaptor, power switch, and a barrel pin connector for the AC/DC Wall Mount Adaptor |
| Basic Stamp USB to Serial Adapter | Digi-Key | 28030-ND | An optional component to allow the BS1 serial adaptor to communicate through USB |
| Buchner Flask (Vacuum Flask) 250 mL | VWR | 10545-854 | |
| Clear Tape | 3M | S-9783 | |
| Clear Vinyl Tubing, 3/8" ID | Watts | 443064 | |
| EGM-2 Endothelial Cell Culture Medium | Lonza | CC-3162 | |
| Ethanol | Pharmco-Aaper | 111000200 | |
| Flow Regulator | Dwyer | VFA-23-BV | |
| Gas Chromatograph | Varian | 450-GC | |
| Glass Syringe, 10 mL | Sigma-Aldritch | Z314552 | |
| Glass Syringe, 10 µL | Hamilton | 80300 | |
| High Vacuum Silicon Grease | Dow Corning | 146355D | |
| Hose Clamp | Precision Brand | 35125 | |
| Human Umbilical Vein Endothelial Cells | ATCC | PCS-100-013 | |
| Mass Spectrometer | Varian | 300-MS | |
| Midget Impinger | Chemglass | CG-1820-01 | |
| Neutral Red | Sigma-Aldritch | N4638 | |
| Paraffin Film | 3M | PM-992 | |
| Plate Seal Roller | BioRad | MSR0001 | |
| Plate Seal; Foil | Thermo | 276014 | |
| Ring Stand 20" | American Educational Products | 7-G15-A | |
| Solenoid Valve (normally open) | US Solid | USS2-00081 | |
| Solid State Relay | Digi-Key | CLA279-ND | |
| Stand Clamp | Eisco | CH0688 | |
| Syringe Filter, PES, 0.22 um | Millipore | SLGP033RS | |
| Syringe, 10 mL | BD Syringe | 309604 | |
| Through Hole Stopper, Size 6 | VWR | 59581-287 | |
| Vacuum Pump | KNF Neuberger | N86KTP |
Referências
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