比较电子烟雾与香烟烟雾在一种新型模型中的效应 体内 暴露系统

本视频的主要目标是介绍一种电子烟雾和香烟烟雾暴露舱的构建与操作方法，该装置易于调节，可向啮齿类动物递送电子烟雾和烟草烟雾，以研究相关的健康问题。这些暴露舱有助于开展实验，使我们能够确定电子烟雾和烟草烟雾对健康的有害影响，尤其是在肺部和心血管疾病领域。这些暴露舱结构简单、成本低廉，且可根据需要灵活调整，以适应不同的吸入或呼出时间，模拟人类吸烟习惯。

利用这些暴露舱，我们可以使啮齿类动物暴露于含或不含尼古丁的电子烟雾中，以研究尼古丁在肺癌、慢性阻塞性肺疾病（COPD）、过敏和哮喘等疾病中的作用。烟草烟雾暴露舱将帮助我们在啮齿类动物中建立由香烟烟雾诱导的疾病模型，例如腹主动脉瘤。这将有助于我们理解启动该疾病的生化变化。

这些暴露室将有助于确定电子烟的使用是否比传统烟草烟雾更安全。然后，将内径为1/4英寸的硅胶管切成两段，每段15厘米，并将管的两端分别连接到T型接头的两侧。将两根管子穿过 chamber 盖前端预先打好的孔，使T型接头位于暴露室内。

然后用胶带将管路固定在盖子上。接着，将硅胶管的自由端连接到两个微型气泵的输出端，并使用双面胶带将气泵固定在培养室盖子上。剪一段4厘米长的硅胶管，将其一端连接至其中一个气泵的输入端。

这是在使用腔室时插入电子烟的位置。确保管子的直径能够与电子烟末端紧密贴合。接下来，将一段新的硅胶管一端连接到另一台空气泵的进气端。

该泵会将室内空气引入腔室。因此，管路末端应置于通风橱外。管路长度并无严格要求，但应尽可能短，以减少气流阻力。

在腔室内，使用双面胶带固定两个小挂钩，用于放置氧气和一氧化碳气体监测仪。构建香烟烟雾暴露腔室时，首先准备一个类似于电子烟腔室的装置，但需进行一些修改。首先，按照随附的文字实验方案构建香烟点燃装置。

将一根新的硅胶管一端连接到香烟点火装置，另一端连接到空气泵的进气侧。然后在使用过程中，将香烟点火装置放置在通风橱内但暴露于暴露室外。接下来，将另一根新的硅胶管一端连接到另一个空气泵。

由于该泵会将室内空气引入腔室，因此请将此管的末端置于通风橱外。然后在腔室前壁上切出数个宽度为五毫米的垂直狭缝，并在外部安装一个计算机风扇，使其覆盖该开口。确保风扇的正面朝向腔室，从而使风扇通过开口将空气吹入腔室。

使用如图所示的微控制器来控制风扇和空气泵。请按照随附文本方案中的详细说明组装微控制器，并尽可能将其放置在通风橱外部。选用体重为450至520克的成年大鼠，并根据其将接受的暴露类型进行分组。

从尾静脉采集 500 微升血液，在 4 摄氏度条件下以 20,000 ×g 离心 30 分钟，以分离血清。确保在整个操作过程中样品始终置于冰上冷却。按照试剂盒说明书，使用可替宁 ELISA 试剂盒测定每只动物血清中可替宁的基础浓度。

对于电子烟暴露舱的日常操作，首先使用70%乙醇清洁舱内，然后用去离子水清洁。让其自然晾干，直至舱体完全干燥，大约需要30分钟。此外，清洁后应在舱体底部放置一块干净的吸水垫。

接下来，校准气体监测仪，并将整个监测仪安装在舱室内的墙壁上。清洁并校准后，将一组大鼠放入舱内。确保电子烟已充满电，然后将电子烟插入进气管中。

在90分钟暴露期间持续监测电池和电子烟液的余量。准备就绪后，开启空气泵并启动计时器。暴露过程中，观察气体监测仪，确保氧气浓度不低于20%，一氧化碳浓度为0 ppm。

当暴露时间达到90分钟时，移除电子烟并继续运行气体泵以排出剩余的蒸气。待蒸气排尽后，取出大鼠并清洁暴露室。在实验方案结束时，暴露后约一小时，从每只大鼠的尾静脉采集500微升血液，并测定每只动物体内可替宁的水平。

开始烟草烟雾暴露前，需像之前一样清洁暴露舱，重新校准监测设备，并将合适的动物放入舱内，每次最多三只。将一支香烟插入香烟点燃装置，放置到位，使香烟末端紧贴加热元件。然后打开香烟点燃装置，直至烟头开始阴燃。

点燃香烟后，启动泵吸系统，开始计时，并观察香烟燃烧至结束。然后使用镊子小心地从香烟点火装置中取出已燃尽的香烟。监测一氧化碳和氧气的浓度水平。

确保一氧化碳水平不超过 1,000 ppm，氧气水平不低于 20%。必要时调节电脑风扇，因为适当的时序和运行时长对于防止一氧化碳积聚至关重要。四分钟后，关闭抽气系统，并重复该过程，使烟草烟雾暴露总时长达到完整的 90 分钟。暴露结束后，继续开启抽气系统以排出残留烟雾。

当一氧化碳浓度降至100 ppm以下时，取出大鼠并清洁暴露室。暴露后约一小时，从大鼠尾静脉采集500微升血液，测定每只动物的可替宁水平。在引入1R6F香烟烟雾的过程中，每30秒记录一次暴露室内的一氧化碳浓度。

此处显示的结果来自连续三个四分钟周期的平均值。在测试过程中，一氧化碳浓度未超过每百万分之一千。相比之下，在电子烟暴露系统中，整个暴露期间一氧化碳浓度均未检出。

可替宁是尼古丁的主要代谢产物，本研究检测了动物在暴露前及暴露后一小时血清中的可替宁含量。结果显示，暴露前的可替宁水平相似，而接受电子烟雾和香烟烟雾暴露的动物，其血清可替宁浓度均处于临床相关范围内。这些暴露舱有助于向啮齿类动物递送稳定且具有临床相关性的电子烟雾和香烟烟雾，从而推动电子烟和香烟烟雾对健康危害的研究工作。

一旦掌握，该技术若操作得当，约两小时内即可完成。这些暴露舱最大的优势之一在于其通用性，可兼容任意品牌的电子烟或电子烟液。我们可利用这些暴露舱来研究不同风味的无尼古丁电子烟雾是否具有任何不良健康影响。

电子烟雾和烟雾诱导的啮齿类动物疾病模型将有助于我们为这些疾病提供更有效的治疗药物。请务必注意，操作香烟点火装置时涉及加热元件，可能具有极高危险性。您应咨询消防主管，确保实验室空间具备相应的安全要求。