Name: פרוטוקול לאיתור גז הדחה בשלב רדיקלים חופשיים עשן סיגריות רגילה (וידאו) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-02T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: חקור את ריכוז הרדיקלים החופשיים בעשן סיגריות באמצעות ספקטרוסקופיית ESR עם מלכודת ספין. השיטה מאפשרת הערכת יכולת נטרול של נוגדי חמצון צמחיים כמו ליקופן ותמצית זרעי ענבים.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

עבודה זו נתמכה על ידי המכון הלאומי האמריקאי לבריאות, NIH מענק מס / NCRR P41-RR 016292 (עבור ACERT).

1. חומרים כל ממיסים המשמשים בעבודה זו היו בכיתה מגיב. מלכודת ספין, כולל N-טרט-בוטיל-α-phenylnitrone (PBN) ואת התווית ספין תקן 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperinyoxyl (טמפו) התקבלו סיגמא שימשו המסופקים. נוגדי חמצון המפעל התקבלו מסחרית של סוונסון, Inc בארה"ב. 2. הכנת עשן סיגריות וניתוח של רדיקלים חופשיים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי להציג חומרים נוגדי חמצון לתוך המסנן, פיקנוגנול נוגדי חמצון תמצית זרעי ענבים היו מומסים הראשון אתנול 95%, ואילו הליקופן היה מומס אצטון. הכרכים ממס היו שונים בהתאם מסיסות נוגדי חמצון. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כמות נוגדי החמצון של 0.4 מ"ג / פילטר היה בשימוש. הם היו מצופים אז עם 10 מ"ג של פחם פעיל. לשם כך פחם פעיל היה נרגש עבור ~ 12 שעות עם הפתרון נוגד חמצון בתנאים אנאירוביים, מסונן מיובשים תחת ואקום. </li> נוגדי חמצון הוכנסו מכן לתוך המסנן אצטט קונבנציונלי (ע"א לסנן). לענין זה, מסנן נחתך לשני חלקים. המפעל נוגדי חמצון מצופה הוכנסו בין שתי פיסות המסנן עטוף בפיסת קלטת כדי ליצור מסנן - נוגד חמצון, מסנן כריך (איור 1A). מסנן זה בשילוב צורפה לאחר מכן מוטות סיגריות המכילות טבק. בקרת המסנן נעשה באותה דרך כמו מסנן נוגד חמצון, למעט נוגדי חמצון לא נוספה. <li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הסימולציה עישון, סיגריות המחקר היו פרקה והמשיך בסביבת לחות קבועה (20 ° C, לחות יחסית של 60%) באמצעות פתרון NaBr רווי מינימום של 2 ימים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סימולציה עישון לניתוח שגרתי בוצע בטמפרטורת הסביבה באמצעות מכשיר חד נמל העישון אשר, כפי שמוצג תמונה 1, מורכב aspirator מים או גסט DOA-P104-BN משאבת ואקום / מדחס אוויר (בנטון הארבור, Mich) המחובר על השמנה, ספיןהרכבה דרך צומת-T עם קצה אחד פתוח. נפחא בוצעו על ידי פקיקה את הקצה הפתוח אשר נותרה פתוחה בין שאיפות. זרימת הגז נבדקה על ידי מד זרימת ולהגדיר ב ~ 2.2 SCFH = 17.5 mL / s על ידי התאמת שסתום ממוקם בין המשאבה לבין פורקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סיגריות המחקר היו מעושן בתנאים של נפח נשיפה של 35 מ"ל למשך של 2 שניות חוזר כל 60 שניות, בדומה 1. סימולציה עישון לאמידה כמותית של גז שלב רדיקלים חופשיים בוצע בשיתוף עם מערכת ספין השמנה כפי שמוצג באיור. 1. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> עשרת פחזניות אינטנסיבי (35 mL / נשיפה) נלקחו כל סיגריה. גז שלב רדיקלים חופשיים נאספו על ידי העברת MCS דרך מסנן קיימברידג' לרפד ולאחר מכן הציג את הפתרון ספין השמנה (0.05 מ 'PBN ב בנזין, 2.0 מ"ל). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר נשיפה האחרון, הפתרון השמנה מבעבע היה וסידרה נפח הראשונית שלה (2.0 מ"ל) עם בנזן זהה. Aliquot הועבר אל ~ 250 מ"מ אורך, 3 מזהה מ"מ זכוכית צינור אטום בקצה אחד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפתרון היה deoxygenated השמנה באמצעות הליך הקפאת-pump-ההפשרה. זה היה קפוא תחת חנקן נוזלי, ו - ואקום יושמה. אז זה היה מופשר תחת אווירה ארגון, המאפשר בועות גז שנלכדו לברוח, קפוא שוב. לאחר מחזור זה חזר על עצמו שלוש פעמים, הצינור היה להבה חתום תחת ואקום ומשמש במדידות שקיעת דם נוספת. צעד זה נדרש כי חמצן, אשר מסיסה היטב בנזן, מרחיב קווי שקיעת דם של רדיקלים אורגניים. Deoxygenation משפר באופן דרמטי את יחס האות לרעש. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> X-Band שקיעת דם ספקטרה נרשמו על ספקטרומטר Bruker EMX בתדר של 9.34 GHz בתנאים סטנדרטיים. ההגדרות ספקטרומטר בשימוש ברוב הניסויים היו: מרכז השדה 3312.5G, סריקת רוחב 80G, אפנון משרעת 0.5g, קבוע הזמן 82 מיקרו שניות, זמן סריקה 40 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלכודת adducts ספין הם יציבים יחסית לתנאי הניסוי, אשר במקרים מסוימים required 25 הצטברויות, אשר בדרך כלל לקח ~ 20 דק '. עם זאת, לאחר 12 שעות את עוצמת האותות שקיעת דם בתמיסה בנזין ירד בפקטור של ~ 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כדי לכמת את הריכוז של adduct השמנה, הראשונה נגזרת הקשת הראשונית שקיעת דם היה משולב. ספקטרום הבליעה שהתקבל מראה רקע גופיה רחבה, ככל הנראה בשל פיח / זפת המוצרים הכלולים העשן. לאחר ניכוי רקע זה שלישיה הפרידה של adduct השמנה היה משולב עוד פעם אחת (איור 2). </li></ol> 3. נציג תוצאות רוב הרדיקלים החופשיים המיוצרים סיגריה בוערת עשן (שלב גז) הם רגעי ובלתי יציב. על מנת לצפות אלה רדיקלים טכניקה מלכודת ספין הוא מועסק. היא לוכדת גז שלב רדיקלים חופשיים על ידי להפוך אותם adduct ספין שהוא יותר יציב והוא יכול להיות מזוהים על ידי שקיעת דם (תמונה 1). במחקר הנוכחי, הפתרון ספין מלכודת של 0.05M PBN שימש לאיסוף גז עשן שלב רדיקלים חופשיים, שהם תערובת של רדיקלים חמצן ופחמן ממוקדת אשר קשה להפריד בין 15. במקרה שלנו, לעומת זאת, פיצול קבועים נצפתה hyperfine = N 13.7G ו = H 1.95G דומים מאוד לערכים המתאימים עבור לכידת adducts של רדיקלים חופשיים alkoxyl (RO.) 2, מה שמראה כי הם המוצר העיקרי. הראינו כי אותות חלשים reproducibility שקיעת דם נמוך נצפתה במדידות הראשוניות שלנו (איור 2) היו בשל הלחות בזרימת עשן. כדי לפתור בעיה זו, הוספנו חנקן נוזלי (LN2) מלכודת בין מסנן קיימברידג' הפתרון למלכודת הספין. מלכודת 2 LN מוסר מזרימת מים MCS על ידי הקפאה מהירה ללכוד אותו על הקיר הפנימי של צינור הזכוכית. זה השתפר מאוד אותות שקיעת דם ואפשרו תוצאות לשעתקו מאוד (איור 3). כמות הרדיקלים החופשיים לכודים נקבע באמצעותהתייחסות המדגם. לקבלת דוגמיות לשלוט ללא חומרים נוגדי חמצון, ריכוז adduct טיפוסי בנזן מוערך על ידי השוואה של הספקטרום נפרד כפולה עם קשת אינטגרלי כפול ריכוז ידוע של קצב היה 1.24 מיקרומטר (Fig.2). מאז כמות האוויר עבר כל סיגריה בזמן העישון ~ 350 מ"ל, זה נותן אומדן ריכוז רדיקלים חופשיים גז בשלב של MCS של ~ 7.1X10 מ -9, וכן סך של רדיקלים לכודים משלב גז סיגריה שלמה של ~ 1.5X10 15. אומדן הסכום הכולל של הרדיקלים החופשיים בעשן הסיגריה כולה, כולל גז והן בשלב חלקיקים, היה 10 ~ 16 רדיקלים חופשיים 9. רמות שונות של השפעת הדחה של הצמח חומרים נוגדי חמצון על גז שלב הרדיקלים החופשיים בעשן סיגריות הזרם המרכזי נצפו. שיעורי הדחה שלהם הוצגו איור. 4. ליקופן ותמצית זרעי ענבים הראו את השיעורים הגבוהים ביותר תוך נמוךשיעור אה נצפתה פיקנוגנול (Fig.4). <img alt="איור 1" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 1"> באיור 1. תרשים של תכנון סימולציה משופר עישון לאיסוף גז שלב הרדיקלים החופשיים בעשן הסיגריות המיינסטרים (MCS) באמצעות מלכודת ספין. MCS צויר על ידי aspirator מים דרך מסנן CA, אז קיימברידג' מסנן (מסנן צהוב) ועבר דרך מלכודת חנקן נוזלי כדי להסיר H 2 O. הגז בשלב מוצרים ולבסוף הלך ספין מלכודת מבעבע דרך הפתרון למלכודת הספין. נוגדי חמצון הצמח הונח בין שתי פיסות מסננים אצטט קונבנציונאלי (מוגדל במעגל) מצורף סיגריה כדי לחפש רדיקלים חופשיים MCS. <img alt="איור 2" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 2"> באיור 2. הערכה כמותית של ריכוז ספין השמנה adduct ב בנזן דורש הפחתת אות רקע רחב של Integra firstאני קשת. פיצול hyperfine הפרמטרים adduct ספין השמנה הם = 1.95 G H, N = 13.7G. <img alt="איור 3" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 3"> באיור 3. כשעברו LN2 מלכודת משמעותי משפר את איכות אותות שקיעת דם מתקבל על ידי לכידה ספין של MCS. <img alt="איור 4" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig4.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="איור 4"> איור 4. השפעת נוגדי חמצון טבעיים על ריכוז של רדיקלים חופשיים MCS. עוצמות אות יחסית הם: שליטה - 100%, פיקנוגנול - 55%, תמצית זרעי ענבים - 12%, ליקופן - 10%.

<ol><li>Baum, S. L., Anderson, I. G. M., Baker, R. R., Murphy, D. M., Rowlands, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+spin+resonance+and+spin+trap+investigation+of+free+radicals+in+cigarette+smoke%3A+development+of+a+quantification+procedure%5BTitle%5D)+AND+%22Analytica+Chimica.+Acta%22%5BJournal%5D)">Electron spin resonance and spin trap investigation of free radicals in cigarette smoke: development of a quantification procedure.</a> Analytica Chimica. Acta. 481, 1-13 (2003).</li>
<li>Bluhm, A. L., Weinstein, J., Sousa, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free+radicals+in+tobacco+smoke%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Free radicals in tobacco smoke.</a> Nature. 229, 500-500 (1971).</li>
<li>Church, D. F., Pryor, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free-radical+chemistry+of+cigarette+smoke+and+its+toxicological+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Health.+Perspect%22%5BJournal%5D)">Free-radical chemistry of cigarette smoke and its toxicological implications.</a> Environ. Health. Perspect. 64, 111-126 (1985).</li>
<li>Deliconstantinos, G., Villiotou, V., Stavrides, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scavenging+effects+of+hemoglobin+and+related+heme+containing+compounds+on+nitric+oxide%2C+reactive+oxidants+and+carcinogenic+volatile+nitrosocompounds+of+cigarette+smoke.+a+new+method+for+protection+against+the+dangerous+cigarette+constituents%5BTitle%5D)+AND+%22Anticancer.+Res%22%5BJournal%5D)">Scavenging effects of hemoglobin and related heme containing compounds on nitric oxide, reactive oxidants and carcinogenic volatile nitrosocompounds of cigarette smoke. a new method for protection against the dangerous cigarette constituents.</a> Anticancer. Res. 14, 2717-2726 (1994).</li>
<li>Hecht, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tobacco+smoke+carcinogens+and+lung+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+National+Cancer+Institute%22%5BJournal%5D)">Tobacco smoke carcinogens and lung cancer.</a> Journal of the National Cancer Institute. 91, 1194-1210 (1999).</li>
<li>Kodama, M., Kaneko, M., Aida, M., Inoue, F., Nakayama, T., Akimoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free+radical+chemistry+of+cigarette+smoke+and+its+implication+in+human+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Anticancer.+Res%22%5BJournal%5D)">Free radical chemistry of cigarette smoke and its implication in human cancer.</a> Anticancer. Res. 17, 433-437 (1997).</li>
<li>Nair, A. K., Brandt, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+smoking+on+health+care+costs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Oklahoma+State+Medical+Association%22%5BJournal%5D)">Effects of smoking on health care costs.</a> Journal of Oklahoma State Medical Association. 93, 245-250 (2000).</li>
<li>Nishizawa, M., Kohno, M., Nishimura, M., Kitagawa, A., Niwano, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Presence+of+Peroxyradicals+in+Cigarette+Smoke+and+the+Scavenging+Effect+of+Shikonin%2C+a+Naphthoquinone+Pigment%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Pharm.+Bull%22%5BJournal%5D)">Presence of Peroxyradicals in Cigarette Smoke and the Scavenging Effect of Shikonin, a Naphthoquinone Pigment.</a> Chem. Pharm. Bull. 53, 796-799 (2005).</li>
<li>Pryor, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+and+the+involvement+of+free+radical+reactions+in+chemical+carcinogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Br.+J.+Cancer%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke and the involvement of free radical reactions in chemical carcinogenesis.</a> Br. J. Cancer. 8, 19-23 (1987).</li>
<li>Pryor, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+radicals+and+the+role+of+free+radicals+in+chemical+carcinogenicity%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Health.+Perspect%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke radicals and the role of free radicals in chemical carcinogenicity.</a> Environ. Health. Perspect. 105, 875-882 (1997).</li>
<li>Rozzi, N. I., Singh, R. K., Vierling, R. A., Watkins, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supercritical+fluid+extraction+of+lycopene+from+tomato+processing+byproducts%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agric.+Food.+Chem%22%5BJournal%5D)">Supercritical fluid extraction of lycopene from tomato processing byproducts.</a> J. Agric. Food. Chem. 50, 2638-2643 (2002).</li>
<li>Shopland, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tobacco+use+and+its+contribution+to+early+cancer+mortality+with+a+special+emphesis+on+cigarette+smoking%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental.+Health.+Perspectives%22%5BJournal%5D)">Tobacco use and its contribution to early cancer mortality with a special emphesis on cigarette smoking.</a> Environmental. Health. Perspectives. 103, 131-142 (1995).</li>
<li>Shrikhandle, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wine+products+with+health+benefits%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Res.+Int%22%5BJournal%5D)">Wine products with health benefits.</a> Food Res. Int. 33, 469-474 (2000).</li>
<li>Valavanidis, A., Haralambous, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+study+by+electron+paramagnetic+resonance+of+free+radical+species+in+the+mainstream+and+sidestream+smoke+of+cigarettes+with+conventional+acetate+filters+and+%27bio-filters%27%5BTitle%5D)+AND+%22Redox.+Rep%22%5BJournal%5D)">A comparative study by electron paramagnetic resonance of free radical species in the mainstream and sidestream smoke of cigarettes with conventional acetate filters and 'bio-filters'.</a> Redox. Rep. 6, 161-171 (2001).</li>
<li>Valavanidis, A., Vlachogianni, T., Fiotakis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tobacco+smoke%3A+involvement+of+reactive+oxygen+species+and+stable+free+radicals+in+mechanisms+of+oxidative+damage%2C+carcinogenesis+and+synergistic+effects+with+other+respirable+particles%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Environmental+Research+and+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Tobacco smoke: involvement of reactive oxygen species and stable free radicals in mechanisms of oxidative damage, carcinogenesis and synergistic effects with other respirable particles.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 6, 445-462 (2009).</li>
</ol>

אין ניגודי אינטרסים הכריז.

אומדן מהימן של ההשפעה של רדיקלים חופשיים נבלות שונים בעשן הטבק דורש טכניקה לשחזור לגילוי כמותי של רדיקלים חופשיים. 1 בעבר, הוכח כי כמויות קטנות של ספין גבוה יותר ריכוז פתרונות מלכודת קוטבי ממיסים יעילים ביותר השמנה רדיקלים חופשיים מתוך עשן טבק. עשן סיגריות מכיל תמיד אדי מים מן הבעירה של תרכובות אורגניות ואת הלחות שאריות טבק אשר יכול בסופו של הממס השמנה. זו תערובת של מים הפתרון למלכודת הספין PBN מקטין באופן משמעותי את חייו של adducts השמנה ספין את עוצמת האותות שקיעת דם שלהם. הסרת הלחות באמצעות MCS פשוט עובר דרך צינור בצורת U מקורר עם חנקן נוזלי באופן דרמטי לשפר את איכות ספקטרה שקיעת דם בניסויים שלנו, למרות שחלק שבריר של גז שלב הרדיקלים יכול להיות לכוד גם על משטח קפוא. שימוש לאהטכניקה שלו השווינו את היעילות היחסית של שונות הרדיקלי הדחה תרכובות טבעיות הציג לתוך פילטרים של סיגריות. מצאנו כי הליקופן ואת זרעי ענבים לחלץ מיד לאחר שילוב לתוך פילטרים לסיגריות יכולים לחפש עד 90% של רדיקלים חופשיים מ MSC השלב גז. כזו יכולת הדחה מדרג גבוה התרכובות הללו זול טבעי וזמין בין מגיני דיווח היעילה ביותר רדיקלים חופשיים כמו המוגלובין shikonine 8,14. ובכל זאת, מסננים בניסויים שלנו סיגריה עמוסה למד נוגדי חמצון טבעיים איבד חלק ניכר של כושר הדחה שלהם לאחר שבוע של אחסון בטמפרטורת החדר. לפתרון בעיה זו יכולה לגרות היישום העתידי של ליקופן ותמצית זרעי ענבים מסננים סיגריות מסחריות.

פרוטוקול לאיתור גז הדחה בשלב רדיקלים חופשיים עשן סיגריות רגילה

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

עישון סיגריות קשור סרטן אנושיים. זה כבר דיווחו כי רוב מקרי המוות מסרטן הריאות נגרמים על ידי עישון סיגריות 5,6,7,12. למרות המלחים טבק ומוצרים נלווים בשלב החלקיקים של עשן הסיגריות הם הגורמים העיקריים של מחלות הקשורות ו מוטגניות מסרטנים, עשן סיגריות מכיל כמויות משמעותיות של רדיקלים חופשיים נחשבים גם כקבוצה חשוב של חומרים מסרטנים 9,10. רדיקלים חופשיים לתקוף מרכיבי התא על ידי מבנה חלבונים, שומנים פוגע רצפי DNA ולהגדיל את הסיכון לפתח סוגים שונים של סרטן. רדיקלים בשאיפה לייצר adducts שתורמים רבות של ההשפעות הבריאותיות השליליות של עישון טבק בריאה 3. מחקרים שנערכו כדי להפחית את הרדיקלים החופשיים בעשן הסיגריות כדי להקטין סיכונים של פגיעה הנגרמת מעישון. זה כבר דווח כי המוגלובין heme המכיל תרכובות יכול חלקית לחפש תחמוצת החנקן, תגובתיאוקסידנטים nitrosocompounds נדיפים מסרטנים של 4 עשן סיגריות. &quot;ביו מסנן&quot; כלל פחמן המוגלובין מופעל שימש לחפש רדיקלים חופשיים להסיר עד 90% של רדיקלים חופשיים של עשן סיגריות 14. עם זאת, בשל חוסר יעילות, עלות, זה לא היה ממוסחר בהצלחה. מחקר נוסף הראה יעילות הדחה טובה של shikonin, רכיב של צמחי מרפא סיניים 8. במחקר הנוכחי, אנו מדווחים פרוטוקול מציגה משותף תמציות נוגדי חמצון טבעיים לתוך מסנן את הסיגריה הדחה בשלב גז רדיקלים חופשיים עשן סיגריות מדידת ההשפעה לחפש על שלב רדיקלים חופשיים גז בעשן הסיגריות המיינסטרים (MCS) באמצעות ספין השמנה אלקטרונים ספין תהודה (שקיעת דם) ספקטרוסקופיה 1,2,14. הראינו יכולת הדחה גבוה של ליקופן ותמצית זרעי ענבים אשר יכול להצביע על יישום עתידם פילטרים של סיגריות. יתרון חשוב של המקצוענים האלהאוכלי נבלות pective היא שהם ניתן לקבל כמויות גדולות של מוצרי לוואי של תעשיית עגבניות או יין בהתאמה 11,13

ספין השמנה ספקטרוסקופיה שקיעת דם שימש ללמוד את ההשפעה של נוגדי החמצון ליקופן צמח, פיקנוגנול ותמצית זרעי ענבים על הדחה גז שלב הרדיקלים החופשיים בעשן הסיגריות.

עישון סיגריות קשור לסוגי סרטן בבני אדם. דווח כי מרבית מקרי המוות מסרטן הריאה נגרמים מעישון סיגריות 5,6,7,12. ...

המטרה הכללית של הליך זה היא למדוד את כמות הרדיקלים החופשיים בעשן טבק בזרם הראשי ולהעריך את יכולת הניקוי (scavenging) של מספר נוגדי חמצון. דבר זה מושג תחילה על ידי הכנת מסננים המכילים מספר תרכובות ניקוי שונות, כמו גם בקרות ללא מסנן ניקוי. לאחר ההכנה, מבוצע סימולציית עישון בעזרת עשן של סיגריות מחקר, העובר דרך תמיסת לכידה בספין (spin trapping solution).לאחר מכן נעשה שימוש בתהודה ספין של אלקטרונים (Electron spin resonance), המקוצרת כ-ESR, להקלטת ספקטרומים של רדיקלים שנלכדו וכן של דגימות ייחוס. ספקטרומי ה-ESR שהתקבלו יעברו לאחר מכן אניליזה שגרתית במטרה להפריד את האות של רדיקלי שלב הגז שנלכדו מהרקע, ולכמת את ריכוז הרדיקלים באמצעות דגימת ייחוס. בסופו של דבר, התוצאות מספקות מידע כמותי על תכולת הרדיקלים החופשיים בעשן סיגריות בזרם המרכזי והערכות של קיבולת הסריקה (scavenging capacity) של נוגדי חמצון טבעיים באמצעות ספקטרוסקופיית ESR של לכידת ספין.היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני שיטות קיימות לניתוח עשן סיגריות, כגון כרומטוגרפיה גזית, הוא ש-ESR רגישה באופן ספציפי לרדיקלים חופשיים. להשלכות של טכניקה זו עשוי להיות תפקיד בצמצום ההשפעות המסוכנות של עשן סיגריות, מכיוון שרדיקלים חופשיים מהווים קבוצה מרכזית של חומרים קרצינוגניים. שיטה זו יכולה לספק תובנות במחקרי רדיקלים חופשיים בעשן סיגריות, וניתן להחילה גם על מערכות אחרות, כגון פליטות עשן תעשייתי ועשן סיגריות. המרכז הלאומי למחקר ביו-רפואי לטכנולוגיית תהודה ספין אלקטרונית, הידוע גם כ-cert, הוא תוצרי של ניסיוננו הנרחב בפיתוח טכנולוגיית ESR מודרנית.עבור חוקרים העוסקים בתהודה של ספין אלקטרונים, אנו מציעים מגוון רחב של שירותים עבורם ועבור הקהילה הביו-רפואית. אנו מעמידים את המתקנים שלנו לרשות המשתמשים באופן קבוע כדי להחדיר נוגדי חמצון למסנן סיגריות. ראשית, המיסו את נוגדי החמצון, pycnogenol ותמצית ענבים ב-95% ethanol, והמיסו lycopene באצטון.כוון את נפחי הממס בהתאם למסיסות נוגדי החיסון. לאחר מכן, ערבב את נוגדי החיסון המומסים עם פחם פעיל תחת תנאים אנאירוביים למשך כ-12 שעות. תנאים אנאירוביים מושגים על ידי הזרמת בועות של Argonne דרך התערובת תוך כדי ערבוב.לאחר הדגירה, סננו את התמיסה ויבשו תחת ואקום. לאחר מכן, הכניסו את נוגדי החמצון והפחמן למסנן אצטט קונבנציונלי על ידי חיתוך המסנן תחילה לשני חלקים. הכניסו את נוגדי החמצון מהצמח המצופים בין שני חלקי המסנן כדי ליצור "סנדוויץ'" של מסנן נוגדי חמצון, והחזירו אותו אל תוך גליל נייר הסיגריה.הכינו את מסנן הביקורת באופן דומה למסנן הנוגัด-חמצון, למעט הוספת הנוגัด-חמצון לפני הגדרת הניסוי. יש להוציא את סיגריות המחקר מאריזתן ולשמור אותן בסביבה בעלת לחות קבועה באמצעות תמיסת נתרן ברומיד רוויה למשך יומיים לפחות. הוציאו את גלילי הסיגריות המכילים טבק וחברו אותם למסנן המשולב.בצעו סימולציית עישון לצורך ניתוח שגרתי בטמפרטורת החדר באמצעות מכשיר עישון בעל פתח אחד, המורכב משואב מים או משאבת ואקום/מדחס אוויר המחוברים למערכת ללכידת ספינים (spin trapping) באמצעות חיבור T עם קצה פתוח אחד. השתמשו במד ספיקה כדי לבדוק את זרימת הגז וכווןו לכ-2.2 standard cubic feet per hour על ידי כיוון שסתום הממוקם בין המשאבה לפתח האוורור. העשנו את סיגריות המחקר באמצעות שאיפה עוצמתית בנפח של 35 milliliters למשך שתי שניות, וחזרו על הפעולה בכל 60 שניות.יש לסגור את הקצה הפתוח של מכשיר העישון כדי לבצע שאיפות, ולהשאירו פתוח בין שאיפה לשאיפה. כאשר הקצה אינו סגור, זרימת האוויר דרך הסיגריה היא מועטה, מה שמתאים לתנאים שבין השאיפות. בצעו 10 שאיפות עזות עבור כל סיגריה, תוך איסוף רדיקלים חופשיים מהפאזה הגזית על ידי העברת עשן הסיגריה הראשי דרך רפידת סינון של Cambridge, ולאחר מכן ה wpכנסתו לתמיסת לכידת הספין (spin trapping).מלכודת החנקן הנוזלי מסירה אדי מים מהזרם הראשי של העשן, אך אינה משפיעה באופן מהותי על הרדיקלים בשלב הגז. לאחר הנשיפה האחרונה, העבירו מנה (aliquot) מהתמיסה המלכודת שעברה בועות לשפופרת דגימה מזכוכית בעלת קוטר פנימי של שלושה מילימטרים ואורך של כ-10 אינץ'. מכיוון שחמצן מרחיב ספקטרום ESR ומפחית את רגישות השיטה, הסירו חמצן מהתמיסה באמצעות שיטת freeze-pump-thaw, על ידי טבילה ראשונה של השפופרת בחנקן נוזלי, לאחר מכן ריקום של התמיסה בעזרת משאבת שמן, ולבסוף הפשרה של התמיסה תחת ארגון.חזרו על שיטת ההקפאה, השאיבה וההפשרה (freeze pump thaw) מספר פעמים. לאחר מכן, אטמו את המבחנה תחת ואקום. המבחנה מוכנה כעת.עבור מדידות ESR נוספות, רשמו ספקטראלי ESR של פס-X (X-band) בספקטרומטר Bruker EMX בתדר של 9.34 gigahertz. בתנאים סטנדרטיים, עיינו בפרוטוקול הכתוב עבור הגדרות הספקטרומטר האופייניות שנעשה בהן שימוש. עבור ניסויים אלו בצעו 25 צבירות ESR, אשר לוקחות בדרך כלל כ-20 דקות.למרות שסוכני מלכודת הספין (spin trap) יציבים יחסית בתנאי הניסוי לאחר 12 שעות, עוצמת אותי ה-ESR בתמיסת בנזן פחתה פי חמישה. כדי לכמת את ריכוז סוכן המלכודת, בצע אינטגרציה לספקטרום ה-ESR הראשוני של הנגזרת הראשונה. ספקטרום הבליעה המתקבל מראה רקע של סינגלט רחב, הנובע ככל הנראה מתוצרי פיח וזפת הכלולים בעשן.לאחר חיסור רקע זה, בצע אינטגרציה של השליש המופרד של הלוכד. חזור על הפעולה פעם נוספת כדי לקבל את ריכוז הרדיקל החופשי. ערכי האינטגרלים הכפולים עבור תמיסת לכידת הספין מושווים לאלו של תמיסת רדיקל ניטרוקס tempo בריכוז ידוע מהניסוי המוצג כאן, כמו גם לחישובים נוספים המופיעים בפרוטוקול הכתוב.התקבל ריכוז רדיקלים חופשיים בפאזה הגזית של עשן סיגריה בזרם המרכזי של כ-7.1 × 10⁻⁹ מולארי. על סמך נתון זה, נקבע כי המספר הכולל של רדיקלים שנלכדו מהפאזה הגזית של סיגריה שלמה הוא סביב 1.5 × 10¹⁵. במהלך ניסוי זה, מדידות ראשוניות הובילו לאותות ESR חלשים ולשחזור נמוך עקב הלחות בזרימת העשן.כדי לפתור בעיה זו, התווספה מלכודת חנקן נוזלי למכשיר סימולציית העישון בין מסנן קיימבריג' לבין תמיסת מלכודת הספין. מלכודת החנקן הנוזלי הסירה מים מזרימת עשן הסיגריה הראשית על ידי הקפאה מהירה ולכידה על הדופן הפנימית של צינור הזכוכית. דבר זה שיפר משמעותית את אותות ה-ESR ואפשר קבלת תוצאות עם רמת הדירות גבוהה.נצפו רמות שונות של אפקט ספיחה של נוגדי חמצון מצמחים על רדיקלים חופשיים בשלב הגז בעשן סיגריות בזרם המרכזי, ושיעורי הספיחה שלהם מוצגים. ליקופן ותמצית גרעיני ענבים הראו את השיעורים הגבוהים ביותר, בעוד ששיעור נמוך יותר נצפה עבור פיקנוגנול. ברגע שהטכניקה נלמדת, ניתן לבצעה בפחות משעה אחת אם היא מבוצעת כראוי.בעת ביצוע הפרוצדורה, חשוב להעביר את העשן דרך מלכודת חנקן נוזלי. פעולה זו משפרת את איכות ספקטרום ה-SR ואת ההדירות לאחר הפיתוח. הטכניקה סייעה לחוקרים בתחומי הבריאות והסביבה לחקור ולהעצים את נוכחותם של רדיקלים חופשיים המהווים סיכון בריאותי בתרכובות נדיפות שונות.לאחר צפייה בסרטון, תהיה לכם הבנה טובה כיצד לכמת רדיקלים חופשיים בעשן סיגריות בזרם המרכזי, וזאת במטרה להפחית את ההשפעות המסוכנות של העישון.

a-protocol-for-detecting-scavenging-gas-phase-free-radicals

Research

JoVE Journal

Bioengineering

הנדסה ביולוגית

תאים אפיתל ריאתי יכול להיות מבודד דרכי הנשימה של עכברים תרבותי בממשק אוויר נוזלי כמודל של אפיתל הנשימה מובחן. פרוטוקול מתואר לבידוד, culturing וחשיפת תאים אלה לעשן סיגריות המיינסטרים, כדי ללמוד התגובות מולקולרית רעלן זה סביבתיים.

בידוד של תאים אפיתל עכבר הנשימה וחשיפה לעשן סיגריות בבית ניסויית ממשק האוויר נוזלי

כימית biomimetic הרדיקלי מבוססת הוחלה ספריות בניין עד נחוצות לפיתוח סמן ביולוגי.

רדיקלים חופשיים בביולוגיה כימית: מהתנהגות כימית לפיתוח סמנים ביולוגיים

מטרת פרוטוקול זה היא לחשוף מודלים תלת-ממדיים של רקמות הסימפונות והאף האורגנוטיפיים האנושיים לעשן סיגריות מיינסטרים (CS) בממשק אוויר-נוזל. לאחר מכן נחקרת ההשפעה של CS על הרקמות באמצעות בדיקת פעילות ציטוכרום P450, מדידת פעימות ריסים וגישה של ביולוגיה מערכתית.

הערכת השפעה של חשיפה חוזרת ונשנית של דוגמניות תרבות רקמות Organotypic 3D הסימפונות ובאף לעשן סיגריות שלמות

באמצעות מבחני תאים חד-גרעיניים מדם היקפי אנושי (PBMC) ex vivo, הראינו כי תכשיר מוצר טבק דליק מדכא באופן ניכר ציטוקינים המופרשים תוך תאיים בתיווך קולטנים ויכולת ציטוליטית של PBMCs אפקטיביים. בדיקות מהירות אלה עשויות להיות שימושיות בהערכת המוצר והבנת ההשפעות הפוטנציאליות ארוכות הטווח של חשיפה לטבק.

שיטות להערכת Cytotoxicity ודיכוי חיסוני של תכשירי מוצרים דליקים טבק

מטרת המחקר הייתה להעריך את ההשפעה הביולוגית של 15 מרכיבי עשן סיגריות באמצעות שילוב של מנתח תאים בזמן אמת מבוסס עכבה ופלטפורמה מבוססת סינון בעל תוכן גבוה (HCS) להערכה טוקסיקולוגית במבחנה. מחקר זה מספק מידע על מינונים יעילים, רעילות ודרכי פעולה של התרכובות שנבדקו.

ניתוח הקרנת תכולה גבוהה כדי להעריך את ההשפעות טוקסיקולוגי של מזיקים מזיקים מרכיבים (HPHC)

פרוטוקול זה מתאר שיטה לחשוף מכרסמים אדי סיגריה אלקטרונית (E-אדי) ועשן סיגריות. תאי החשיפה בנויים על ידי שינוי תאי הרדמה עם מערכת שאיבה אוטומטית המספקת עשן אדים או עשן סיגריות למכרסמים. מערכת זו יכולה בקלות להיות שונה כדי להתאים רבים endpoints ניסיוני.

השוואת ההשפעות של אדי סיגריה אלקטרונית עשן סיגריה ברומן<em&gt; בויבו</em&gt; מערכת חשיפה

כאן, אנו מתארים את התקן מעבדה לתכנות יכול לשמש ליצירת תמציות של תרסיס עשן ואלקטרוניקה סיגריה סיגריה קונבנציונלי. שיטה זו מספקת כלי שימושי עבור ביצוע ההשוואה הישירה בין סיגריות קונבנציונאלי סיגריות אלקטרוניות, הוא נקודת כניסה נגישה לתוך המחקר סיגריה אלקטרונית.

מיקרו-בקר המופעל התקן לדור של נוזלי תמציות קונבנציונאלי סיגריה סיגריה עשן ואלקטרוניקה תרסיס

סיגריה אלקטרונית (e-סיגריה) משתמשים הן הגוברת ברחבי העולם. מעט, עם זאת, ידוע על ההשפעות הבריאותיות המושרה על ידי אירוסולים בשאיפה e-סיגריה. מאמר זה מתאר שיטת דור תרסיס e-cig מתאים חשיפות בעלי חיים, מחקרים מאוחרים יותר רעילות. פרוטוקולים כזה נדרש להקים מערכות חשיפה מתוקננת הדירים השפעול e-סיגריה.

דור של תרסיס סיגריה אלקטרונית על ידי מכשיר הדור השלישי המכונה-Vaping: יישום מחקרים רעילות

אנו מתארים כאן שיטות לקוונפיקציה רגיש ומדויק של נגעים 8-אוקסו-7, 8-dihydro ידרו-2'-deoxyguanosine (8-oxodGuo), 1,n6-etheno-2'-deoxyadenosine (1,n6-דאדו) ו-1,N2- etheno-2'-deoxyguanosine (1,N2-dguo) ב-DNA. השיטות הוחלו על הערכת ההשפעות של חומר מקיף חלקיקי הסביבה (PM2.5) ברקמות (ריאות, כבד וכליות) של עכברים חשופים A/J.

קוונפיקציה של שלוש נגעים DNA ידי ספקטרומטר המוני והערכה של רמות שלהם ברקמות של עכברים חשופים החומר מקיף חלקיקים עדינים

פרוטוקול זה מדגים את המחקר של ההשפעות הפתופיסיולוגיות של עשן סיגריות (CS) עם מערכת חשיפה לכל הגוף (WBIS) (WBIS) מובנית בתוך הבית. מערכת זו יכולה לחשוף בעלי חיים CS בתנאים חוזרים מבוקרים למחקר של השפעות בתיווך CS על אמפיזמה ריאות hematopoiesis.

חשיפה לעשן סיגריות בעכברים באמצעות מערכת שאיפה לכל הגוף

חקור את ריכוז הרדיקלים החופשיים בעשן סיגריות באמצעות ספקטרוסקופיית ESR עם מלכודת ספין. השיטה מאפשרת הערכת יכולת נטרול של נוגדי חמצון צמחיים כמו ליקופן ותמצית זרעי ענבים.

פרוטוקול לאיתור גז הדחה בשלב רדיקלים חופשיים עשן סיגריות רגילה

גלה סרטונים נוספים