متحكم يعمل الجهاز لتوليد السائل مقتطفات من الهباء الجوي السجائر الإلكترونية ودخان السجائر التقليدية
Summary
وهنا يصف لنا جهاز مختبر القابلة لبرمجة التي يمكن استخدامها لإنشاء مقتطفات من الهباء الجوي السجائر الإلكترونية ودخان السجائر التقليدية. هذا الأسلوب يوفر أداة مفيدة لإجراء مقارنات مباشرة بين السجائر التقليدية والسجائر الإلكترونية، وهي نقطة إدخال موجوداً في البحوث السجائر الإلكترونية.
Abstract
السجائر الإلكترونية هي نتاج التبغ الأكثر شعبية بين الأوسط والمدرسة العالية ومنتجات التبغ البديلة الأكثر شعبية بين الكبار. عالية الجودة، البحوث استنساخه على عواقب استخدام السجائر الإلكترونية أمر أساسي لفهم الناشئة من شواغل الصحة العامة وصياغة الأدلة القائمة على السياسة التنظيمية. في حين أن عددا متزايداً من ورقات مناقشة السجائر الإلكترونية، يوجد اتساق قليلاً في أساليب عبر المجموعات والقليل جداً توافق الآراء بشأن النتائج. وهنا يصف لنا جهاز مختبر القابلة لبرمجة التي يمكن استخدامها لإنشاء مقتطفات من الهباء الجوي السجائر الإلكترونية ودخان السجائر التقليدية. هذا البروتوكول تفاصيل تعليمات للجمعية وتشغيل الجهاز المذكور، ويوضح استخدام المقتطف الذي تم إنشاؤه في التطبيقين عينة: في المختبر خلية بقاء المقايسة واللوني للغاز-قياس الطيف الكتلي. هذا الأسلوب يوفر أداة لإجراء مقارنات مباشرة بين السجائر التقليدية والسجائر الإلكترونية، وهي نقطة إدخال موجوداً في البحوث السجائر الإلكترونية.
Introduction
على الرغم من جهد مركز من منظمات الصحة، يظل استخدام منتجات التبغ السبب الرئيسي للوفاة التي يمكن توقيها في جميع أنحاء العالم، مع معظم هذه الوفيات التي تعزى إلى التدخين السجائر1. منذ دخولها إلى السوق في عام 2003، نمت السجائر الإلكترونية شعبية بين مستخدمي منتجات التبغ. في الوقت الراهن، السجائر الإلكترونية هي البديل الأكثر شعبية للسجائر التقليدية بين البالغين الأمريكيين (~ 5%)2 ونظام تقديم النيكوتين الأكثر شعبية بين الأوسط (~ 5.3 في المائة) والمدرسة العالية (~ 16%)3. وإذا استمرت الاتجاهات الحالية، يمكن توقع السجائر الإلكترونية لتحل محل السجائر التقليدية للأجيال المقبلة. بيد أن العواقب الصحية المترتبة على استخدام السجائر الإلكترونية لا تزال غير واضحة.
البحوث المتعلقة بالسجائر الإلكترونية لم تبدأ بشكل جدي حتى السجائر الإلكترونية شعبية زادت بسرعة في عام 20133،4. ومنذ ذلك الحين، استخدمت عددا من النماذج المختلفة لمعالجة مسألة سميتها. ولكن نتائج دراسات كثيرة متضاربة، وبينما يبدو أن السجائر الإلكترونية عموما أقل سمية من السجائر التقليدية هناك أي توافق في الآراء الحالية على العواقب الصحية للسجائر الإلكترونية استخدام5، 6 , 7-ابحاثنا السابقة تشير إلى أن السجائر الإلكترونية إلى حد كبير أقل سمية للبطانة الوعائية من السجائر التقليدية، على الرغم من قدرتها على إلحاق ضرر الحمض النووي، وإدخال عنصر مؤكسد الإجهاد وخلية الموت8 . ومع ذلك، إجراء مزيد من البحوث ضروري قبل أننا يمكن استخلاص استنتاجات ثابتة حول الآثار الصحية لاستخدام السجائر الإلكترونية.
كما السجائر التقليدية من أسباب الرئيسية لأمراض الأوعية الدموية9، هناك اهتمام متزايد بالمخاطر الصحية والأوعية الدموية من السجائر الإلكترونية استخدام10،،من1112. ومن أجل دراسة آثار السجائر الإلكترونية على نظام الأوعية الدموية، وضعت لدينا مختبر متحكم دقيق تشغيل جهاز التدخين/فابينج (الشكل 1)8. هذا الجهاز غير قادرة على توليد السائل مقتطفات من الهباء الجوي السجائر الإلكترونية أو دخان السجائر التقليدية أما في المذيبات العضوية أو مائي. كما يتم التحكم في تدفق الهواء بالجمع بين منظم تدفق هواء قابل لتعديل وبرنامج توقيت PBASIC، يمكن استخدام الجهاز لتوليد المستخلصات وفقا لأي عدد من بروتوكولات المعرفة من قبل المستخدم. ونحن هنا بالتفصيل بالجمعية وتشغيل هذا الجهاز، فضلا عن اثنين من التطبيقات المحتملة: في المختبر خلية استمرارية التقييم واللوني للغاز الكتلي.
رقم 1: جهاز التدخين/فابينج- التخطيطي للجمعية المادية للجهاز التدخين/فابينج في السجائر/السجائر مثل السجائر الإلكترونية (e-cig) التكوين (A) وتكوين السجائر الإلكترونية للدبابات (ب). المكونات الرئيسية: 1) ميناء الاستنشاق؛ 2) مرطام جمع الأولية؛ 3) تجاوز مرطام؛ 4) بوخنر قارورة فخ الفراغ؛ 5) عادة فتح صمام الملف اللولبي؛ 6) BS1 متحكم دقيق؛ 7) منظم تدفق الهواء؛ 8) 510 ترابط الدبابات السجائر الإلكترونية الأساسية. الرجاء انقر هنا لمشاهدة نسخة أكبر من هذا الرقم-
Protocol
Representative Results
Discussion
العناصر الأكثر أهمية لهذا البروتوكول هي ضمان الجهاز نظيفة في البداية وإنهاء كل استخراج، وضمان أن جميع الأختام الحفاظ على ذلك تدفق الهواء أن تظل متسقة. إذا لم يتم تنظيف الجهاز بشكل صحيح، هناك خطر تحمل أكثر بين العينات. بالإضافة إلى ذلك، إذا كان الجهاز هو ترك غير نظيفة لفترة ممتدة من الوقت ا?…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
الكتاب تقر مساعدة الدكتور روبرت دوتسون “إدارة جامعة تولين في الخلية” والبيولوجيا الجزيئية لمساعدته في تحرير المخطوطة والدكتور جيمس باند من “قسم الكيمياء جامعة تولين” للمساعدة التي قدمها مع تصميم بروتوكول الكتلي. أصحاب البلاغ كذلك تقر إدارة جامعة تولين للخلية والبيولوجيا الجزيئية وقسم الكيمياء جامعة تولين لما تقدمه من الدعم واستخدام الفضاء والمعدات. وأيد هذا العمل “زمالة أبحاث العلوم التنظيمية التبغ المنتج” إلى جيم أندرسون من جامعة تولين مدرسة العلوم والهندسة.
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 |
References
- World Health Organization. . WHO Report on the Global Tobacco Epidemic, 2011. , (2011).
- Weaver, S. R., Majeed, B. A., Pechacek, T. F., Nyman, A. L., Gregory, K. R., Eriksen, M. P. Use of electronic nicotine delivery systems and other tobacco products among USA adults, 2014: results from a national survey. Int. J. Public Health. 61 (2), 177-188 (2016).
- Singh, T., et al. Tobacco Use Among Middle and High School Students – United States, 2011–2015. MMWR Morb. Mortal. Wkly. Rep. 65 (14), 361-367 (2016).
- Corey, C. G., Ambrose, B. K., Apelberg, B. J., King, B. A. Flavored Tobacco Product Use Among Middle and High School Students–United States, 2014. MMWR Morb. Mortal. Wkly. Rep. 64 (38), 1066-1070 (2015).
- Pisinger, C., Døssing, M. A systematic review of health effects of electronic cigarettes. Prev. Med. 69, 248-260 (2014).
- Callahan-Lyon, P. Electronic cigarettes: human health effects. Tob. Control. 23 (Suppl 2), ii36-ii40 (2014).
- Dinakar, C., O’Connor, G. T. The Health Effects of Electronic Cigarettes. N. Engl. J. Med. 375 (14), 1372-1381 (2016).
- Anderson, C., Majeste, A., Hanus, J., Wang, S. E-cigarette aerosol exposure induces reactive oxygen species, DNA damage, and cell death in vascular endothelial cells. Toxicol. Sci. Off. J. Soc. Toxicol. , (2016).
- U.S. Department of Health and Human Services. . The Health Consequences of Smoking: 50 Years of Progress. A Report of the Surgeon General. , (2014).
- Farsalinos, K., et al. Comparison of the Cytotoxic Potential of Cigarette Smoke and Electronic Cigarette Vapour Extract on Cultured Myocardial Cells. Int. J. Environ. Res. Public. Health. 10 (10), 5146-5162 (2013).
- Schweitzer, K. S., et al. Endothelial disruptive proinflammatory effects of nicotine and e-cigarette vapor exposures. Am. J. Physiol. – Lung Cell. Mol. Physiol. 309 (2), L175-L187 (2015).
- Putzhammer, R., et al. Vapours of US and EU Market Leader Electronic Cigarette Brands and Liquids Are Cytotoxic for Human Vascular Endothelial Cells. PLOS ONE. 11 (6), e0157337 (2016).
- Crooks, I., Dillon, D. M., Scott, J. K., Ballantyne, M., Meredith, C. The effect of long term storage on tobacco smoke particulate matter in in vitro genotoxicity and cytotoxicity assays. Regul. Toxicol. Pharmacol. 65 (2), 196-200 (2013).
- Roemer, E., et al. Mainstream Smoke Chemistry and in Vitro and In Vivo Toxicity of the Reference Cigarettes 3R4F and 2R4F. Beitr. Zur Tab. Contrib. Tob. Res. 25 (1), (2014).
- International Organization for Standards. . ISO 3088:2012 Routine analytical cigarette smoking machine – Definitions and standard conditions. , (2012).
- World Health Organization. . Standard Operating Procedure for Intense Smoking of Cigarettes. , (2012).
- Brown, C. J., Cheng, J. M. Electronic cigarettes: product characterisation and design considerations. Tob. Control. 23 (Suppl 2), ii4-ii10 (2014).
- Cooperation Centre for Scientific Research Relative to Tobacco. . CRM No. 81 – Routine Analytical Machine for E-Cigarette Aerosol Generation and Collection – Definitions and Standard Conditions. , (2015).
- Thorne, D., Adamson, J. A review of in vitro cigarette smoke exposure systems. Exp. Toxicol. Pathol. 65 (7-8), 1183-1193 (2013).
- Klus, H., Boenke-Nimphius, B., Müller, L. Cigarette Mainstream Smoke: The Evolution of Methods and Devices for Generation, Exposure and Collection. Beitr. Zur Tab. Contrib. Tob. Res. 27 (4), (2016).
- Baker, R. The Development and Significance of Standards for Smoking-Machine Methodology. Beitr. Zur Tab. Contrib. Tob. Res. 20 (1), (2014).
- Thorne, D., Crooks, I., Hollings, M., Seymour, A., Meredith, C., Gaca, M. The mutagenic assessment of an electronic-cigarette and reference cigarette smoke using the Ames assay in strains TA98 and TA100. Mutat. Res. Toxicol. Environ. Mutagen. 812, 29-38 (2016).
- Thorne, D., Larard, S., Baxter, A., Meredith, C., Gaҫa, M. The comparative in vitro assessment of e-cigarette and cigarette smoke aerosols using the γH2AX assay and applied dose measurements. Toxicol. Lett. 265, 170-178 (2017).
- Herrington, J. S., Myers, C. Electronic cigarette solutions and resultant aerosol profiles. J. Chromatogr. A. 1418, 192-199 (2015).
- Yu, V., et al. Electronic cigarettes induce DNA strand breaks and cell death independently of nicotine in cell lines. Oral Oncol. 52, 58-65 (2016).
- Ji, E. H., et al. Characterization of Electronic Cigarette Aerosol and Its Induction of Oxidative Stress Response in Oral Keratinocytes. PLOS ONE. 11 (5), e0154447 (2016).
- Morgan, D. L., et al. Chemical Reactivity and Respiratory Toxicity of the -Diketone Flavoring Agents: 2,3-Butanedione, 2,3-Pentanedione, and 2,3-Hexanedione. Toxicol. Pathol. 44 (5), 763-783 (2016).
- Cooperation Centre for Scientific Research Relative to Tobacco. . CRM No. 84 – Determination of Glycerin, Propylene Glycol, Water, and Nicotine in the Aerosol of E-Cigarettes by Gas Chromatographic Analysis. , (2017).
