Name: Ein Protokoll zur Erkennung und Scavenging Gas-Phase Free Radicals in Mainstream Cigarette Smoke (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-02T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: Erfahren Sie die Quantifizierung von Gasphasen-Freiradikalen im Zigarettenrauch mittels Spin-Trapping-ESR-Spektroskopie. Diese Methode ermöglicht die Bewertung der Radikal-Auffangkapazität natürlicher Antioxidantien.

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Diese Arbeit wurde vom National Institute of Health, NIH Stipendium Nr. / NCRR P41-RR 016292 (für ACERT) unterstützt.

1. Materialien Alle Lösungsmittel in dieser Arbeit verwendet wurden analysenrein. Der Spin-Trap, einschließlich N-tert-Butyl-α-phenylnitron (PBN) und die Standard-Spin-Label 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperinyoxyl (TEMPO) wurden von Sigma bezogen und verwendet wurden wie geliefert. Die Anlage Antioxidantien wurden kommerziell von Swanson, Inc. USA erhalten. 2. Vorbereitung von Zigarettenrauch und Analyse von freien Radikalen <ol><li> Zur Einführung Antioxidantien in den Filter, wurden die Antioxidantien Pycnogenol und Traubenkernextrakt zunächst in 95% Ethanol gelöst, während Lycopin in Aceton gelöst wurde. Das Lösungsmittel Bände unterscheiden sich je nach Antioxidans Löslichkeit. </li><li> Die Menge der Antioxidantien von 0,4 mg / Filter verwendet wurde. Sie wurden dann mit 10 mg Aktivkohle beschichtet. Zu diesem Zweck Aktivkohle wurde für ~ 12 Std mit dem Antioxidans Lösung unter anaeroben Bedingungen, filtriert und getrocknet unter Vakuum gerührt. </li> Antioxidantien wurden dann in die herkömmlichen Acetat-Filter (CA-Filter) eingeführt. Zu diesem Zweck wurde der Filter in zwei Teile geschnitten. Die beschichteten Werk Antioxidantien wurden zwischen zwei Stücken des Filters und umwickelt es mit einem Stück Klebeband eingesetzt, um einen Filter zu bilden - Antioxidans-Filter-Sandwich (Abb. 1A). Dieser kombinierte Filter wurde anschließend Zigarettensträngen Tabak enthaltend befestigt. Die Steuerung der Filter in der gleichen Weise wie die antioxidative Filter außer kein Antioxidans gemacht wurde aufgenommen. <li> Vor dem Rauchen Simulation wurden die Forschungs-Zigaretten ausgepackt und in einer konstanten Luftfeuchtigkeit (20 ° C, 60% relative Feuchte) mit einer gesättigten NaBr-Lösung für ein Minimum von 2 Tagen. </li><li> Smoking-Simulation für die Routineanalytik bei Raumtemperatur wurde mit einem Single-Port-Gerät, das Rauchen, wie in Abb. 1 dargestellt, besteht aus einer Wasserstrahlpumpe oder GAST DOA-P104-BN Vakuumpumpe / Kompressor (Benton Harbor, Mich) verbunden der Spin-TrappingMontage durch eine T-Kreuzung mit einem Ende offen. Puffs wurden, indem Sie das offene Ende, das offen zwischen den Zügen blieb durchgeführt. Der Gasstrom wurde durch Durchflussmesser kontrolliert und eingestellt auf ~ 2,2 SCFH = 17,5 ml / s durch Verstellen eines Ventils zwischen der Pumpe und der Entlüftung installiert. </li><li> Die Forschungs-Zigaretten wurden unter der Bedingung, puff Volumen von 35 ml für eine Dauer von 2 Sekunden geraucht wiederholt sich alle 60 Sekunden, ähnlich wie bei 1. Smoking-Simulation für die quantitative Abschätzung der Gasphase freie Radikale wurde in Zusammenarbeit mit der Spin-Trapping-System wie in Abb. durchgeführt. 1. </li><li> Zehn intensive Puffs (35 ml / Hub) wurden für jede Zigarette genommen. Gas-Phase freien Radikalen wurden durch das Bestehen der MCS durch eine Cambridge Filter gesammelt und dann in die Spin Trapping-Lösung (0,05 M PBN in Benzol, 2,0 ml) eingeführt. </li><li> Nach dem letzten Zug, war das Blasen Überfüllungslösung wieder auf sein ursprüngliches Volumen (2,0 ml) mit der gleichen Benzol. Ein Aliquot wurde in einem ~ 25 übertragen0 mm lang, 3 mm ID Glasrohr an einem Ende verschlossen. </li><li> Die Trapping-Lösung wurde sauerstoffarmes mit einem Gefrier-Pump-Auftau-Prozedur. Es wurde unter flüssigem Stickstoff eingefroren und ein Vakuum angelegt. Dann war es unter Argon-Atmosphäre aufgetaut, so dass eingeschlossene Gasblasen zu entkommen, und wieder eingefroren. Nach diesem Zyklus dreimal wiederholt wurde, wurde das Rohr zugeschmolzen unter Vakuum und in weitere ESR-Messungen. Dieser Schritt ist erforderlich, da Sauerstoff, der gut löslich in Benzol, erweitert ESR-Linien von organischen Resten. Desoxygenierung dramatisch verbessert das Signal-Rausch-Verhältnis. </li><li> X-Band ESR-Spektren wurden auf einem Bruker EMX-Spektrometer bei einer Frequenz von 9,34 GHz unter Standard-Bedingungen aufgezeichnet. Das Spektrometer-Einstellungen in den meisten Experimenten verwendet wurden: Center-Bereich 3312.5G, Scanbreite 80G, Modulationsamplitude 0.5G, Zeitkonstante 82 Mikrosekunden Zykluszeit 40 sec. </li><li> Der Spin-Trap-Addukte sind relativ stabil bei dem Experiment Bedingungen, die in einigen Fällen required 25-Ansammlungen, die in der Regel dauerte ca. 20 min. Doch nach 12 Stunden die Intensität der ESR-Signale in Benzol-Losung ging um einen Faktor von ~ 5. </li><li> Zur Quantifizierung der Konzentration des Trapping-Addukt, war seine anfängliche ersten Ableitung ESR-Spektrum integriert. Die daraus resultierende Absorptionsspektrum zeigt ein breites Singulett Hintergrund, wahrscheinlich aufgrund Ruß / Teer-Produkte in den Rauch enthalten sind. Nach Abzug von diesem Hintergrund getrennt Triplett des Trapping-Addukt wurde ein weiteres Mal (Abb. 2) integriert. </li></ol> 3. Repräsentative Ergebnisse Die meisten der freien Radikale in brennende Zigarette produzierten Rauch (Gasphase) sind sofort und instabil. Um diese Reste zu beobachten Spin-Trap-Technik eingesetzt wird. Es fängt in der Gasphase freie Radikale durch die Umwandlung in ein Spin-Addukt, das stabiler ist und von ESR (Abb. 1) festgestellt werden. In der vorliegenden Studie, die Spin-Trap-Lösung von 0,05M PBN wurde verwendet, um Rauch Gasphase freie Radikale, die ein Gemisch aus Sauerstoff-und Kohlenstoff-zentrierte Radikale, die schwer zu 15 separate, sind zu sammeln. In unserem Fall ist aber die beobachteten Hyperfeinaufspaltung Konstanten a N = 13.7G und H = 1.95g sind sehr ähnlich zu den entsprechenden Werten für Trapping-Addukte von Alkoxyl freie Radikale (Ro.) 2, was darauf hindeutet, dass sie das Hauptprodukt sind. Wir zeigten, dass schwache ESR-Signale und geringen Reproduzierbarkeit in unseren ersten Messungen beobachtet werden (Abb. 2) wurden aufgrund der Feuchtigkeit in den Rauch fließen. Um dieses Problem zu lösen, haben wir einen flüssigen Stickstoff (LN2) trap zwischen dem Cambridge-Filter und der Spin-Trap-Lösung. Die LN 2-Falle entfernt Wasser aus der MCS Flow durch schnelles Einfrieren und eroberte es auf der Innenwand der Glasröhre. Diese stark ESR-Signale verbessert und erlaubt für hoch reproduzierbare Ergebnisse (Abb. 3). Die Menge der eingeschlossenen freien Radikalen wurde mit einemReferenzprobe. Für Kontrollproben ohne Antioxidantien, war die typische Addukt-Konzentration in Benzol durch Vergleich seiner Doppelintegral Spektrum mit einem Doppel-Integral-Spektrum für bekannte Konzentration des TEMPO schätzungsweise 1,24 pM (Abb.2). Da die Menge an Luft ging durch jede Zigarette beim Rauchen war ~ 350 ml, gibt dieser eine Schätzung für das freie Radikal-Konzentration in der Gasphase von MCS von ~ 7.1X10 -9 M und einer Gesamtzahl von Radikalen aus der Gasphase gefangen einer ganzen Zigarette ~ 1.5x10 15. Eine Schätzung für die gesamte Menge an freien Radikalen im Rauch einer Zigarette ganzen, darunter Gas-und partikulären Phase, war ~ 10 16 freie Radikale 9. Verschiedene Ebenen des Spüleffekt von pflanzlichen Antioxidantien auf Gasphase freie Radikale in main stream Zigarettenrauch beobachtet. Deren Aufräumen Raten wurden in Abb. dargestellt. 4. Lycopin und Traubenkernextrakt zeigten die höchsten Raten bei niedrigener betrug für Pycnogenol (Abb. 4) beobachtet. <img alt="Abbildung 1" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 1"> Abbildung 1. Ein Diagramm der verbesserten Rauchen Simulation Design für das Sammeln der Gasphase freie Radikale in den Mainstream-Zigarette zu rauchen (MCS) mit Spin-Trap. MCS wurde durch eine Wasserstrahlpumpe durch CA-Filter, dann Cambridge-Filter (Gelbfilter) gezogen und durch ein Flüssigstickstofffalle zu H 2 O. entfernen Die Gasphasen-Produkten ging schließlich zu fangen Spin und sprudelte durch die Spin-Trap-Lösung. Pflanze Antioxidans wurde zwischen zwei Stücken von herkömmlichen Acetat-Filter gesetzt (Vergrößerte in Kreis A) an Zigaretten, freie Radikale im MCS abzufangen. <img alt="Abbildung 2" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 2"> Abbildung 2. Eine quantitative Schätzung für die Spin-Trapping-Addukt-Konzentration in Benzol erfordert Subtrahieren einer breiten Hintergrund Signal von der ersten Integrationl Spektrums. Die Hyperfeinstruktur-Parameter für die Spin-Trapping-Addukt sind H = 1,95 G, ein N = 13.7G. <img alt="Abbildung 3" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 3"> Abbildung 3. Passing durch LN2 Falle wesentlich verbessert die Qualität der ESR-Signale durch Spin-Trapping von MCS erhalten. <img alt="Abbildung 4" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig4.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Abbildung 4"> Abbildung 4. Wirkung von natürlichen Antioxidantien auf die Konzentration an freien Radikalen in MCS. Die relativen Signalintensitäten sind: Kontrolle - 100%, Pycnogenol - 55%, Traubenkernextrakt - 12%, Lycopin - 10%.

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</ol>

Keine Interessenskonflikte erklärt.

Eine zuverlässige Schätzung der Wirkung verschiedener Radikalfänger in Tabakrauch erfordert eine reproduzierbare Methode zur quantitativen Bestimmung der freien Radikale. Zuvor 1, hat es sich gezeigt, dass kleine Mengen von höherer Konzentration Spin-Trap-Lösungen in nicht-polaren Lösungsmitteln am effektivsten Trapping freie Radikale aus dem Tabakrauch werden. Zigarettenrauch enthält immer Wasserdampf aus der Verbrennung von organischen Verbindungen und die Restfeuchte in Tabak, der am Ende in den Fang Lösungsmittel. Diese Beimischung von Wasser in die PBN-Spin-Trap-Lösung deutlich verringert die Lebensdauer der Spin Trapping-Addukte und die Intensität ihrer ESR-Signale. Das Entfernen dieser Feuchtigkeit durch einfache Weitergabe MCS durch eine U-förmige Röhre mit flüssigem Stickstoff gekühlt dramatisch verbessert die Qualität der ESR-Spektren in unseren Experimenten, obwohl einige Bruchteil der Gasphase Radikale können auch auf der gefrorenen Oberfläche aufgefangen werden. Mit tseine Technik, die wir relative Effizienz verschiedener Radikalfängereigenschaften natürlichen Verbindungen in Zigarettenfilter eingeführt verglichen. Wir fanden, dass Lycopin und Traubenkernöl-Extrakt sofort nach dem Aufnehmen in Zigarettenfilter der Lage sind, abzufangen bis zu 90% von freien Radikalen aus der Gasphase MSC. Solch hohe Bindungskapazität Reihen dieser billigen leicht verfügbaren natürlichen Verbindungen zu den effizientesten berichtet freie Radikale Protektoren wie Hämoglobin und shikonine 8,14. Doch in unseren Experimenten Zigarettenfilter mit studierte natürlichen Antioxidantien geladen verloren einen spürbaren Teil ihrer Bindungskapazität nach einer Woche Lagerung bei Raumtemperatur. Die Lösung dieses Problems kann stimulieren die künftige Anwendung von Lycopin und Traubenkernextrakt in kommerziellen Zigarettenfilter.

ein protokoll zur erkennung und scavenging gas-phase free radicals in mainstream cigarette smoke

A Protocol for Detecting and Scavenging Gas-phase Free Radicals in Mainstream Cigarette Smoke

Zigarettenrauchen ist mit der menschlichen Krebsarten. Es wurde berichtet, dass die meisten der Todesfälle infolge von Lungenkrebs durch Zigarettenrauchen 5,6,7,12 verursacht werden. Obwohl Tabak Teer und verwandten Produkten in der Partikelphase von Zigarettenrauch Hauptursachen für krebserzeugende und erbgutverändernde Krankheiten sind, enthält Zigarettenrauch erhebliche Mengen an freien Radikalen, die auch als eine wichtige Gruppe von Karzinogenen 9,10 berücksichtigt. Freie Radikale greifen Zellbestandteile durch Schädigung Proteinstruktur, Lipide und DNA-Sequenzen und erhöhen die Risiken der Entwicklung verschiedener Krebsarten. Inhalative Radikale Addukte, dass viele der negativen gesundheitlichen Auswirkungen von Tabakrauch in der Lunge 3 beitragen. Es wurden Studien durchgeführt, um freie Radikale im Zigarettenrauch zu reduzieren, um die Risiken der durch Tabakkonsum verursachten Schäden zu verringern. Es wurde berichtet, dass Hämoglobin und Häm-haltigen Verbindungen konnten teilweise abzufangen Stickoxid-, Blind-Oxidantien und krebserregende flüchtige Nitrosoverbindungen von Zigarettenrauch 4. Ein &quot;bio-filter &#39;bestand aus Hämoglobin und Aktivkohle wurde verwendet, um die freien Radikale abzufangen und zu entfernen bis zu 90% der freien Radikale aus dem Zigarettenrauch 14. Doch aufgrund der Kosten-Ineffizienz, war es nicht erfolgreich vermarktet. Eine andere Studie zeigte eine gute Spülung Effizienz von Shikonin, eine Komponente der chinesischen Kräutermedizin 8. In der vorliegenden Studie berichten wir über ein Protokoll zur Einführung der gemeinsamen natürliches Antioxidans Extrakten in den Zigarettenfilter zum Abfangen Gasphase freie Radikale im Zigarettenrauch und Messung der abzufangen Wirkung auf Gasphase freie Radikale in den Mainstream-Zigarette zu rauchen (MCS) mit Spin-Trapping Elektronen-Spin-Resonanz (ESR)-Spektroskopie 1,2,14. Wir zeigten eine hohe Bindungskapazität von Lycopin und Traubenkernextrakt, die ihre zukünftige Anwendung in Zigarettenfilter Punkt könnte. Ein wichtiger Vorteil dieser Vor-pective Aasfresser ist, dass sie in großen Mengen von Nebenprodukten der Tomaten-oder Wein-Industrie bzw. 11,13 erhältlich

Spin-Trapping-ESR-Spektroskopie wurde verwendet, um die Wirkung von pflanzlichen Antioxidantien Lycopin, Pycnogenol und Traubenkernextrakt auf Spülgas-Phase freien Radikale im Zigarettenrauch zu studieren.

Ein Protokoll zur Erkennung und Scavenging Gas-Phase Free Radicals in Mainstream Cigarette Smoke

Das Rauchen von Zigaretten wird mit menschlichen Krebserkrankungen in Verbindung gebracht. Es wurde berichtet, dass die meisten Todesfälle durch Lungenkrebs durch das Rauchen von Zigaretten verursacht werden 5,6,7,12. ...

Das übergeordnete Ziel dieses Verfahrens besteht darin, die Menge an freien Radikalen im Hauptstrom von Tabakrauch zu messen und die Radikalfängerkapazität mehrerer Antioxidantien zu bewerten. Dies wird erreicht, indem zunächst Filter hergestellt werden, die verschiedene unterschiedliche Fänger-Verbindungen sowie Kontrollen ohne Fänger-Filter enthalten. Anschließend erfolgt eine Rauchsimulation mit dem Rauch von Forschungszigaretten, der durch eine Spin-Falle-Lösung geleitet wird.Die Elektronenspinresonanz, abgekürzt ESR, wird anschließend verwendet, um Spektren eingefangener Radikale sowie von Referenzproben aufzuzeichnen. Die erhaltenen ESR-Spektren werden dann einer routinemäßigen Analyse unterzogen, um das Signal der eingefangenen Radikale in der Gasphase vom Hintergrund zu trennen und die Radikalkonzentration mithilfe einer Referenzprobe zu quantifizieren. Schließlich liefern die Ergebnisse quantitative Informationen zum Gehalt an freien Radikalen im Hauptstrom von Zigarettenrauch sowie Abschätzungen der Radikalfängerkapazität natürlicher Antioxidantien durch die ESR-Spektroskopie mit Spin-Falle.Der Hauptvorteil dieser Technik gegenüber den bestehenden Methoden der Tabakrauchanalyse, wie der Gaschromatographie, liegt darin, dass die ESR spezifisch empfindlich gegenüber freien Radikalen ist. Die Anwendungsmöglichkeiten dieser Technik können helfen, die schädlichen Wirkungen von Tabakrauch zu verringern, da Theoreticals eine bedeutende Gruppe von Karzinogenen darstellt. Diese Methode ermöglicht Einblicke in das Studium freier Radikale im Dichtungsdichtungsrauch und kann auch auf andere Systeme angewandt werden, wie beispielsweise industrielle Rauchabgase und Smacked. Das Nationale Biomedizinische Forschungszentrum für Elektronenspinresonanz-Technologie, auch bekannt als cert, ist eine Weiterentwicklung unserer umfangreichen Erfahrung in der Entwicklung moderner ESR-Technologie.Für Forscher, die auf dem Gebiet der Elektronenspinresonanz arbeiten, bieten wir eine breite Palette an Dienstleistungen für sie und die biomedizinische Gemeinschaft an. Unsere Einrichtungen stellen wir regelmäßig zur Verfügung, um Antioxidantien in den Zigarettenfilter einzubringen. Lösen Sie zunächst die Antioxidantien, Pycnogenol und Traubenextrakt in 95 %igem Ethanol und lösen Sie Lycopin in Aceton.Passt die Lösungsmittelvolumina je nach der Löslichkeit der Antioxidantien an. Anschließend werden die gelösten Antioxidantien unter anaeroben Bedingungen etwa 12 Stunden lang mit Aktivkohle unter Rühren vermischt. Die anaeroben Bedingungen werden erreicht, indem Argon durch die Mischung gebubbelt wird, während gerührt wird.Nach der Inkubation die Lösung filtrieren und unter Vakuum trocknen. Anschließend die Antioxidantien und die Kohle in einen herkömmlichen Acetatfilter einbringen, indem der Filter zunächst in zwei Stücke geschnitten wird. Die beschichteten pflanzlichen Antioxidantien zwischen zwei Teile des Filters legen, um ein Filter-Antioxidantien-Filter-Sandwich zu bilden, und dieses anschließend in den Zigarettenpapierzylinder zurückeinsetzen.Bereiten Sie den Kontrollfilter auf dieselbe Weise wie den Antioxidans-Filter vor, fügen Sie jedoch vor dem Versuchsaufbau kein Antioxidans hinzu. Die Forschungszigaretten sollten ausgepackt und mindestens zwei Tage lang in einer Umgebung mit konstanter Luftfeuchtigkeit mittels einer gesättigten Natriumbromidlösung aufbewahrt werden. Entnehmen Sie die Zigarettenstängel, die Tabak enthalten, und befestigen Sie sie am kombinierten Filter. Führen Sie die Rauchsimulation für die Routineanalyse bei Umgebungstemperatur mit einem Einzelport-Rauchgerät durch, das aus einem Wasserstrahlpumpe oder Vakuumpumpe beziehungsweise Luftkompressor besteht, der über eine T-Verbindung mit einem offenen Ende mit der Spin-Fängereinheit verbunden ist. Überprüfen Sie den Gasfluss mit einem Durchflussmesser und stellen Sie ihn durch Einstellung eines Ventils zwischen Pumpe und Abluft auf etwa 2,2 Standardkubikfuß pro Stunde ein. Rauchen Sie die Versuchszigaretten mit einem intensiven Zugvolumen von 35 Milliliter über eine Dauer von zwei Sekunden und wiederholen Sie dies alle 60 Sekunden.Das offene Ende der Rauchvorrichtung sollte zum Ausführen von Zügen verstopft und zwischen den Zügen offen gelassen werden. Während das Ende entstopft ist, entsteht kaum Zug durch die Zigarette, was den Bedingungen zwischen den Zügen entspricht. Führen Sie 10 intensive Züge pro Zigarette durch, wobei gasförmige freie Radikale gesammelt werden, indem der Hauptstrom des Zigarettenrauchs durch ein Cambridge-Filterpäckchen geleitet und anschließend in die Spin-Fängelösung eingeleitet wird.Die flüssigstickstoffgekühlte Falle entfernt Wasserdampf aus dem Hauptstromrauch, beeinflusst jedoch die Radikale in der Gasphase nicht wesentlich. Nach dem letzten Zug wird eine Aliquot des durchblasenden Fangmediums in ein etwa 25 cm langes Glasröhrchen mit einem inneren Durchmesser von drei Millimetern überführt. Da Sauerstoff die ESR-Spektren verbreitert und die Empfindlichkeit der Methode verringert, wird die Lösung mittels der Gefrier-Pumpen-Auftau-Methode deoxygeniert, indem das Röhrchen zunächst in flüssigen Stickstoff getaucht, die Lösung anschließend mit einer Ölpumpe evakuiert und danach unter Argon aufgetaut wird.Wiederholen Sie diese Gefrierpumpentau-Methode mehrmals. Verschließen Sie danach das Röhrchen unter Vakuum. Das Röhrchen ist nun bereit.Notieren Sie für weitere ESR-Messungen X-Band-ESR-Spektren an einem Bruker-EMX-Spektrometer bei einer Frequenz von 9,34 Gigahertz. Unter Standardbedingungen beachten Sie den schriftlichen Protokolltext mit den typischen Einstellungen des Spektrometers. Führen Sie für diese Experimente 25 ESR-Akkumulationen durch, was typischerweise etwa 20 Minuten dauert.Obwohl die Spin-Falle-Addukte unter den experimentellen Bedingungen nach 12 Stunden relativ stabil sind, nahm die Intensität der ESR-Signale in Benzollösung um einen Faktor fünf ab. Um die Konzentration des Falle-Addukts zu quantifizieren, integrieren Sie das anfängliche ESR-Spektrum der ersten Ableitung. Das resultierende Absorptionsspektrum zeigt eine breite Singulett-Untergrundlinie, die höchstwahrscheinlich auf Ruß- und Teerprodukte zurückzuführen ist, die in dem Rauch enthalten sind.Nach Subtraktion dieses Hintergrunds integrieren Sie das getrennte Triplett des Fangaddukts, um erneut die Konzentration der freien Radikale zu ermitteln. Die Werte der Doppelintegrale für die Spin-Fang-Lösung werden mit denen einer Lösung eines Nitroxyl-Radikals (Tempo) mit bekannter Konzentration aus dem hier dargestellten Experiment sowie mit zusätzlichen Berechnungen aus dem schriftlichen Protokoll verglichen.Eine Konzentration freier Radikale in der Gasphase des Hauptstroms von Zigarettenrauch von etwa 7,1 × 10⁻⁹ mol/l wurde ermittelt. Daraus wurde bestimmt, dass die Gesamtanzahl der aus der Gasphase einer ganzen Zigarette gefangenen Radikale etwa 1,5 × 10¹⁵ beträgt. Während dieses Experiments führten anfängliche Messungen aufgrund der Feuchtigkeit im Rauchstrom zu schwachen ESR-Signalen und geringer Reproduzierbarkeit.Um dieses Problem zu lösen, wurde ein Flüssigstickstoff-Falle zwischen dem Cambridge-Filter und der Spin-Falle-Lösung an der Rauchsimulationsvorrichtung angebracht. Die Flüssigstickstoff-Falle entfernte Wasser aus dem Hauptstrom des Zigarettenrauchs, indem es dieses durch schnelles Einfrieren an der Innenwand des Glasrohrs festhielt. Dadurch wurden die ESR-Signale erheblich verbessert und hochgradig reproduzierbare Ergebnisse ermöglicht.Es wurden unterschiedliche Stufen der Abfangwirkung pflanzlicher Antioxidantien gegenüber gasförmigen freien Radikalen im Hauptstrom von Zigarettenrauch beobachtet, und ihre Abfangraten werden dargestellt. Lycopin und Traubenkernextrakt wiesen die höchsten Raten auf, während für Pycnogenol eine niedrigere Rate beobachtet wurde. Sobald die Methode beherrscht ist, kann sie bei korrekter Durchführung in weniger als einer Stunde durchgeführt werden.Wenn der Versuch durchgeführt wird, ist es wichtig, den Rauch durch eine Flüssigstickstofffalle zu leiten. Dies verbessert die Qualität der SR-Spektren und die Reproduzierbarkeit nach der Entwicklung. Die Technik half Forschern im Gesundheits- und Umweltbereich dabei, das Vorkommen gesundheitsgefährdender freier Radikale in verschiedenen flüchtigen Verbindungen zu untersuchen und zu bewerten.Nachdem Sie sich das Video angesehen haben, sollten Sie ein gutes Verständnis dafür haben, wie man Freie Radikale im Hauptstrom von Tabakrauch quantifiziert, um die schädlichen Wirkungen des Rauchens zu verringern.

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Research

Forschung

JoVE Journal

Bioengineering

Biotechnik

Pulmonale Epithelzellen aus den Atemwegen von Mäusen isoliert und kultiviert bei Luft-Flüssigkeit-Grenzfläche als ein Modell der differenzierten respiratorischen Epithels. Ein Protokoll ist für die Isolierung, Kultivierung und Freilegen dieser Zellen zu Mainstream Zigarettenrauch beschrieben, um molekulare Antworten zu diesem Umweltgift zu studieren.

Isolierung von Maus respiratorischen Epithelzellen und der Exposition gegenüber Experimental Zigarettenrauch bei Air Liquid-Interface

Source: Li, T., et al. Studying Effects of Cigarette Smoke on Pseudomonas Infection in Lung Epithelial Cells. J. Vis. Exp. (2020).This video demonstrates how cigarette smoke extract weakens antimicrobial defense in lung epithelial cells by reducing AMP production, leading to increased bacterial invasion. The procedure measures intracellular bacterial load to assess the impact of smoke exposure on host-pathogen interactions.

Analyzing the Effects of Cigarette Smoke on Antimicrobial Defense in Lung Epithelial Cells

Radical-basierte biomimetische Chemie hat zur Gebäude-up-Bibliotheken, die für Biomarker-Entwicklung angewendet.

Free Radicals in Chemical Biology: ab chemisches Verhalten, um Biomarker Entwicklung

Das Ziel dieses Protokolls ist es, menschliche organotypische 3D-Bronchial- und Nasengewebemodelle dem Mainstream-Zigarettenrauch (CS) an der Luft-Flüssig-Grenzfläche auszusetzen. Der Einfluss von CS auf das Gewebe wird dann mit Hilfe eines Cytochrom-P450-Aktivitätsassays, einer Zilienschlagmessung und eines systembiologischen Ansatzes untersucht.

Folgenabschätzung Wiederholte Exposition von organotypischen 3D bronchiale und nasale Zellkulturmodelle zu Whole Zigarettenrauch

Unter Verwendung optimierter ex vivo Assays aus humanen mononukleären Blutzellen (PBMC) haben wir gezeigt, dass ein brennbares Tabakprodukt die rezeptorvermittelten intrazellulär sekretierten Zytokine und die zytolytische Fähigkeit von Effektor-PBMCs deutlich unterdrückt. Diese Schnelltests können bei der Produktbewertung und dem Verständnis der potenziellen Langzeitwirkungen der Tabakexposition nützlich sein.

Methoden zur Zytotoxizität und Immunsuppression mit brennbarem Tabakwaren Vorbereitungen Bewerten

Ziel der Studie war es, die biologische Wirkung von 15 Zigarettenrauchbestandteilen mit einer Kombination aus einem impedanzbasierten Echtzeit-Zellanalysator und einer High-Content-Screening (HCS)-basierten Plattform für die toxikologische Bewertung in vitro zu bewerten. Diese Studie gibt Aufschluss über die wirksamen Dosen, die Toxizität und die Wirkungsweisen der getesteten Verbindungen.

High Content Screening-Analyse die toxikologischen Wirkungen von gefährlichen und potenziell gefährlichen Inhaltsstoffe (HPHC) zur Bewertung

Dieses Protokoll beschreibt eine Methode, um Nagetiere elektronischen Zigarettendampf (E-Dampf) und Zigarettenrauch auszusetzen. Die Belichtungskammern werden durch die Modifizierung von Anästhesiekammern mit einem automatisierten Pumpensystem konstruiert, das E-Dampf- oder Zigarettenrauch an Nagetiere liefert. Dieses System kann leicht modifiziert werden, um viele experimentelle Endpunkte unterzubringen.

Vergleich der Effekte von elektronischen Zigarettendampf und Zigarettenrauch in einem Roman<em&gt; In vivo</em&gt; Belichtungssystem

Hier beschreiben wir eine programmierbare Laborgerät, das verwendet werden kann, um Auszüge der herkömmlichen Zigarette Rauch und elektronische Zigarette Aerosol zu erstellen. Diese Methode bietet ein nützliches Werkzeug, um direkte Vergleiche zwischen herkömmlichen Zigaretten und e-Zigaretten und ist zugänglich Einstiegspunkt in die elektronische Zigarette-Forschung.

Ein Mikrocontroller betrieben Gerät zur Erzeugung von flüssige Extrakte aus herkömmlichen Zigarette Rauch und elektronische Zigarette Aerosol

Elektronische Zigarette (e-Cig) Benutzer steigen weltweit. Jedoch ist wenig, über die gesundheitlichen Auswirkungen induziert durch eingeatmete e-Cig Aerosole bekannt. Dieser Artikel beschreibt eine e-Cig Aerosol Generation Technik für tierische Belichtungen und anschließende toxikologische Studien geeignet. Solche Protokolle sind erforderlich, um experimentell reproduzierbar und standardisierte e-Cig Belichtung Systeme zu etablieren.

Generation der elektronischen Zigarette Aerosol durch einen dritten Generation Maschine dampfen: Anwendung auf toxikologische Studien

Wir beschreiben hier Methoden zur sensiblen und genauen Quantifizierung der Läsionen 8-oxo-7,8-Dihydro-2 '-deoxyguanosine (8-oxodGuo),1, N6-etheno-2 '-deoxyadenosine (1,N6-dAdo) und 1,N2- Etheno-2 '-deoxyguanosine (1,N2-dGuo) in der DNA. Die Methoden wurden zur Beurteilung der Auswirkungen von Umgebungsfeinstaub (PM 2,5) inGeweben (Lunge, Leber und Niere) von exponierten A/J-Mäusen eingesetzt.

Quantifizierung von drei DNA-Mäsionen durch Massenspektrometrie und Bewertung ihrer Niveaus in den Themen von Mäusen, die der zämatten Feinstaub ausgesetzt sind

Erfahren Sie die Quantifizierung von Gasphasen-Freiradikalen im Zigarettenrauch mittels Spin-Trapping-ESR-Spektroskopie. Diese Methode ermöglicht die Bewertung der Radikal-Auffangkapazität natürlicher Antioxidantien.

Ein Protokoll zur Erkennung und Scavenging Gas-Phase Free Radicals in Mainstream Cigarette Smoke

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