Generatie van elektronische sigaret aërosol door een apparaat van de derde-generatie-Machine-Vaping: toepassing op toxicologisch onderzoek
August 25th, 2018
Elektronische sigaret (e-cig) gebruikers zijn toeneemt wereldwijd. Weinig, echter is bekend over de effecten op de gezondheid geïnduceerd door geïnhaleerde e-cig aërosolen. Dit artikel beschrijft een e-cig aërosol generatie techniek geschikt voor dierlijke blootstellingen en latere toxicologische studies. Dergelijke protocollen moeten experimenteel reproduceerbaar en gestandaardiseerde e-cig blootstelling systemen opzetten.
Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvraagstukken op het gebied van inhalatietoxicologie, met betrekking tot het continuüm van de blootstelling aan het aërosolblootstellingseffect van elektronische sigaretten. Het grote voordeel van deze techniek is dat de computergestuurde scenario's voor blootstelling aan aërosolen van elektronische sigaretten automatische representatieve vaping topografieprofielen omvatten. Na het opzetten van de apparatuur in een goed geventileerde ruimte, weegt u een nieuwe schone 25-millimeter filter en noteert u het gewicht.
Plaats de filter in een cassette. Plaats de cassette in lijn met de persoonlijke bemonsteringspomp in een stroommeter die geschikt is om te testen op een stroom van één liter per minuut. Om te beginnen met het voorbereiden van het elektronische sigarettenapparaat, schroef de verstuiver in de tankbasis, voeg twee tot drie druppels e-sigaretvloeistof toe aan de verstuiver en zorg ervoor dat de katoen verzadigd is om een droge verbranding te voorkomen.
Plaats de tankhuls in de tank en schroef vervolgens de tankbasis met de verstuiver in de tankhuls. Schroef de geassembleerde tank op de e-sigaretenheid. Zorg ervoor dat de tankopening naar boven wijst en plaats de afdekking op de bovenkant van de tank.
Plaats de e-sigaretenheid voorzichtig op de basisplaat onder de magneetventiel. Gebruik een tweewegklepbevestiging en een stuk slang om het uiteinde van de e-sigaretenheid te verbinden met het onderste deel van de condensor. Zorg ervoor dat het bovenste uiteinde van de condensor correct is aangesloten op het aërosoolgenererende systeem en de aërosoolblootstellingskamer.
Controleer of het aërosoolconcentratiemeetinstrument op de uitgang van de aërosoolblootstellingskamer is geplaatst. Verwijder de tankafdekking en vul de tank met 10 milliliter e-sigaretvloeistof bestaande uit gelijke delen propyleenglycol en plantaardige glycerine. Vervang vervolgens de tankafdekking.
Op de dag van het experiment, zet de computer en het aërosoolconcentratiemeetinstrument aan. Start de bedieningssoftware. Klik op experimenteer sessie en selecteer het juiste onderzoek.
Kies de sjabloon voor het e-sigaretenexperiment. Voer in het nieuwe experimentvenster een naam in voor de experimentele sessie. Typ in het venster experimenteigenschappen de initialen van de operator in het vak operator en klik op OK. Start hierna de kalibratiewizard.
In het venster kanaalkalibratie, bevestig dat er een vinkje staat in het vak aërosoolconcentratiemeetinstrument. Klik vervolgens op volgende. In het venster waarde toepassen, klik op volgende.
Voer een doelwaarde invoer van nul gram per kubieke meter in. Plaats de t-vormige kalibratie-invoeg in de gleuf om het kalibratieproces te voltooien. Druk vervolgens op volgende om naar het volgende venster te gaan.
Voer de waarde van het aërosoolconcentratiemeetinstrument in en druk op volgende. Bekijk het venster kalibratieresultaten en klik op volgende. Om de kalibratie te voltooien, klikt u op voltooien.
Test vervolgens pompen één en twee zoals beschreven in de gebruikershandleiding. Wanneer u wordt gevraagd om het starten van de registratie van continue gegevens te bevestigen, klikt u op ja. Wanneer u wordt gevraagd om het standaardprofiel te starten, klikt u op ja.
Als u een in vivo inhalatiestudie uitvoert, plaatst u de muizen in een gehele lichaamsblootstellingskamer. Ga onmiddellijk naar het profielenvenster en klik met de rechtermuisknop op het gewenste profiel. Scroll naar beneden naar taak starten om een bias flow van frisse lucht in de blootstellingskamer te starten.
Wanneer u klaar bent om het e-sigareten aërosoolgeneratie- en blootstellingsexperiment te starten, klikt u met de rechtermuisknop op het gewenste profiel in het profielenvenster. Scroll naar beneden naar profiel starten en klik er met de linkermuisknop op om het te selecteren. Noteer de concentratie gemeten door het aërosoolconcentratiemeetinstrument.
Zorg ervoor dat de e-vloeistof gedurende de hele duur van de blootstelling in de tank beschikbaar is. U zult in staat zijn om de e-sigaret aërosool in de kamer te zien gaan. Nadat de gewenste blootstellingsduur is bereikt, stopt u het experiment door met de rechtermuisknop op het profiel te klikken.
Scroll naar beneden naar profiel stoppen en klik er met de linkermuisknop op om het te selecteren. Zorg ervoor dat de bias flow onmiddellijk na de voltooiing van het blootstellingsprofiel wordt gestart. Verwijder de proefpersonen uit de blootstellingskamer en breng ze terug naar hun kooicage en kamer.
Los vervolgens de cassette met de filter van de pomp en noteer de tijd dat deze is verwijderd. Plaats de filter in een exsiccator en laat deze minimaal 48 uur drogen. Weeg de filter met de opgehoopte e-sigaret aërosool deeltjes en noteer het gewicht.
Na het berekenen van de totale concentratie fijnstof, noteert u de massa die zich op de filter heeft opgehoopt. Giet de e-vloeistof uit de e-sigarettank en maak de condensor leeg met behulp van de bijgevoegde spuit. Zorg ervoor dat de verstuiver spoel tijdens het experiment niet is verbrand.
Los de pomphoofden los en verwijder de connectoren en kleppen. Veeg eventueel overtollig e-vloeistof of opgehoopt vocht weg met behulp van een wattenstaafje of tissue. Reinig vervolgens de gehele lichaamsblootstellingskamers volgens de instructies van de fabrikant.
Zorg ervoor dat alle gecondenseerde e-vloeistof van de oppervlakken van de kamer wordt verwijderd. In deze studie wordt e-sigaret aërosool gegenereerd om de toxicologische impact ervan te bestuderen. De hier geziene gegevens zijn geregistreerd na een blootstellingssessie van twee uur met alleen de e-vloeistofbasis van het draagmiddeloplosmiddel.
Zoals verwacht, wordt de totale fijnstofconcentratie van het aërosool gezien te stijgen in de blootstellingskamer wanneer een hogere e-sigaret spanning wordt gebruikt. Een experimenteel e-sigaretblootstellingsomgeving wordt vervolgens gecreëerd op basis van huidige informatie over de persoonlijke voorkeuren van e-sigaret consumenten en wordt vervolgens gekarakteriseerd. Over een blootstelling
Overzicht
Dit artikel presenteert een methode voor het genereren van elektronische sigaret (e-sigaret) aerosolen voor toxicologische studies. De techniek maakt gecontroleerde blootstellingsscenario's mogelijk die kunnen helpen bij het beoordelen van de gezondheidseffecten van het inademen van e-sigaret aerosolen.
Belangrijkste Studiecomponenten
Wetenschapsgebied
- Toxicologie
- Inhalatieblootstelling
- Volksgezondheid
Achtergrond
- Het gebruik van elektronische sigaretten neemt wereldwijd toe.
- De gezondheidseffecten van e-sigaret aerosolen zijn niet goed begrepen.
- Standaardiseerde blootstellingssystemen zijn nodig voor onderzoek.
- Deze studie beoogt die lacune te vullen met een reproduceerbare methode.
Doel van het onderzoek
- Om een gestandaardiseerde e-sigaret aerosolgeneratietechniek te ontwikkelen.
- Om toxicologische studies over e-sigaret blootstelling te faciliteren.
- Om inzichten te bieden in de gezondheidseffecten van ingeademde e-sigaret aerosolen.
Gebruikte methoden
- Installatie van een computergestuurd aerosolblootstellingssysteem.
- Calibratie van instrumenten voor het meten van aerosolconcentratie.
- In vivo blootstelling van proefpersonen (bijv. muizen) aan e-sigaret aerosolen.
- Meting van de concentratie van fijnstof tijdens de blootstelling.
Belangrijkste resultaten
- Verhoging van de fijnstofconcentratie met hogere e-sigaret spanning.
- Identificatie van respiratoire irriterende stoffen in e-sigaret aerosol.
- Variëring in de samenstelling van de aerosol op basis van e-vloeistof ingrediënten.
- Totstandbrenging van een reproduceerbaar blootstellingsprofiel voor toekomstige studies.
Conclusies
- De ontwikkelde methode maakt gecontroleerde e-sigaret aerosol studies mogelijk.
- De bevindingen benadrukken de complexiteit van de samenstelling van e-sigaret aerosolen.
- Dit onderzoek draagt bij aan het begrijpen van de gezondheidsrisico's van e-sigaret gebruik.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
Standardized generation and characterization of electronic cigarette aerosol is critical for toxicological risk assessment in inhalation product R&D. This method enables controlled, reproducible exposure scenarios that support mechanistic de-risking and predictive confidence in early-stage safety evaluation. Harmonized protocols for aerosol generation directly impact portfolio decisions for inhaled therapeutics and consumer product safety studies.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Enables interrogation of inhalation toxicology hypotheses using realistic exposure profiles.
- Supports biological de-risking by quantifying particulate and chemical composition under controlled conditions.
- Facilitates predictive confidence in hazard identification for new inhaled compounds.
Screening & Assay Development
- Prepares validated aerosol exposure systems for downstream toxicological assays.
- Standardizes exposure parameters to ensure reproducibility and quantitative comparability.
- Enables scalable, computer-controlled exposure scenarios for compound evaluation.
Translational & Preclinical Research
- Aligns exposure conditions with real-world inhalation scenarios for translational relevance.
- Supports continuity from in vitro to in vivo toxicological validation.
- Provides mechanistic insight into aerosol-induced biological responses.
Pipeline & Workflow Integration
This aerosol generation method integrates into the discovery-to-preclinical continuum for inhaled product safety assessment.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing on aerosol toxicity and mechanistic pathways.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative exposure data for assay development.
- Analytics: Provides mass concentration, particle size, and chemical composition outputs for comparative analysis.
- Translational Research: Bridges laboratory exposure models with real-world inhalation profiles.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable platform for diverse aerosol toxicology studies.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence and reduces mechanistic ambiguity in inhalation toxicology.
- Operational Value: Delivers standardized, reproducible, and scalable exposure workflows.
- Strategic Value: Informs go/no-go decisions and reduces late-stage safety risk for inhaled products.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of inhaled compound advancement.
Implementation Considerations
- Requires expertise in aerosol science and inhalation toxicology.
- Needs calibrated aerosol generation and measurement instrumentation.
- Demands cross-team standardization of exposure parameters and data collection.
- Adaptable to various e-liquid formulations and device settings for model system flexibility.
- Careful handling and safety precautions are necessary due to hazardous aerosol components.
