Method Article

Sterowane mikrokontrolerem urządzenie do wytwarzania płynnych ekstraktów z konwencjonalnego dymu papierosowego i aerozolu z papierosów elektronicznych

DOI:

10.3791/56709

⸱

January 18th, 2018

 ,  ,  ,  , 
1Cell & Molecular Biology, Tulane University, 2Biomedical Engineering, Tulane University, 3Cell & Molecular Biology & Ophthalmology, Tulane University

In This Article

Summary

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Tutaj opisujemy programowalne urządzenie laboratoryjne, które może być używane do tworzenia ekstraktów konwencjonalnego dymu papierosowego i aerozolu z papierosów elektronicznych. Metoda ta stanowi użyteczne narzędzie do bezpośrednich porównań między tradycyjnymi papierosami a papierosami elektronicznymi i stanowi przystępny punkt wyjścia do badań nad papierosami elektronicznymi.

Abstract

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Elektroniczne papierosy są najpopularniejszym produktem tytoniowym wśród gimnazjalistów i licealistów oraz najpopularniejszym alternatywnym produktem tytoniowym wśród dorosłych. Wysokiej jakości, powtarzalne badania nad konsekwencjami używania papierosów elektronicznych są niezbędne do zrozumienia pojawiających się problemów zdrowia publicznego i opracowania polityki regulacyjnej opartej na dowodach. Podczas gdy coraz więcej artykułów omawia papierosy elektroniczne, istnieje niewielka spójność metod w różnych grupach i bardzo mały konsensus co do wyników. W tym miejscu opisujemy programowalne urządzenie laboratoryjne, które można wykorzystać do tworzenia ekstraktów z konwencjonalnego dymu papierosowego i aerozolu z papierosów elektronicznych. Protokół ten zawiera szczegółowe instrukcje dotyczące montażu i obsługi wspomnianego urządzenia oraz demonstruje zastosowanie wygenerowanego ekstraktu w dwóch zastosowaniach próbek: teście żywotności komórek in vitro i spektrometrii mas chromatografii gazowej. Metoda ta zapewnia narzędzie do bezpośrednich porównań między tradycyjnymi papierosami a papierosami elektronicznymi i jest dostępnym punktem wyjścia do badań nad papierosami elektronicznymi.

Introduction

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Pomimo skoncentrowanych wysiłków organizacji zdrowotnych, używanie wyrobów tytoniowych pozostaje główną przyczyną możliwych do uniknięcia zgonów na całym świecie, przy czym większość tych zgonów przypisuje się paleniu papierosów1. Od momentu wejścia na rynek w 2003 roku papierosy elektroniczne zyskują na popularności wśród użytkowników wyrobów tytoniowych. Obecnie papierosy elektroniczne są najpopularniejszą alternatywą dla tradycyjnych papierosów wśród dorosłych Amerykanów (~5%)2 oraz najpopularniejszym systemem dostarczania nikotyny wśród uczniów szkół średnich (~5,3%) i licealnych (~16%)3. Jeśli obecne trendy się utrzymają, można się spodziewać, że papierosy elektroniczne zastąpią tradycyjne papierosy dla przyszłych pokoleń. Jednak konsekwencje zdrowotne używania papierosów elektronicznych pozostają niejasne.

Badania nad elektronicznymi papierosami nie rozpoczęły się na dobre, dopóki popularność elektronicznych papierosów nie wzrosła gwałtownie w 2013 roku3,4. Od tego czasu zastosowano wiele różnych modeli, aby odpowiedzieć na pytanie o ich toksyczność. Jednak wyniki wielu badań są sprzeczne i chociaż wydaje się, że papierosy elektroniczne są generalnie mniej toksyczne niż tradycyjne papierosy, obecnie nie ma zgody co do konsekwencji zdrowotnych używania papierosów elektronicznych5,6,7. Nasze poprzednie badania wskazują, że elektroniczne papierosy są znacznie mniej toksyczne dla śródbłonka naczyń krwionośnych niż tradycyjne papierosy, pomimo ich zdolności do powodowania uszkodzeń DNA oraz indukcji stresu oksydacyjnego i śmierci komórki8. Konieczne są jednak dalsze badania, zanim będziemy mogli wyciągnąć jednoznaczne wnioski na temat konsekwencji zdrowotnych używania papierosów elektronicznych.

Ponieważ tradycyjne papierosy są główną przyczyną chorób naczyniowych, którym można zapobiec9, rośnie zainteresowanie ryzykiem dla zdrowia naczyń krwionośnych związanym z używaniem papierosów elektronicznych10,11,12. W celu zbadania wpływu papierosów elektronicznych na układ naczyniowy, nasze laboratorium opracowało urządzenie do palenia/waporyzacji sterowane mikrokontrolerem (Rysunek 1)8. To urządzenie jest w stanie generować płynne ekstrakty konwencjonalnego dymu papierosowego lub aerozolu z papierosów elektronicznych w rozpuszczalnikach wodnych lub organicznych. Ponieważ przepływ powietrza jest kontrolowany przez połączenie regulowanego regulatora przepływu powietrza i programu czasowego PBASIC, urządzenie może być używane do generowania wyciągów zgodnie z dowolną liczbą protokołów zdefiniowanych przez użytkownika. W tym miejscu szczegółowo opisujemy montaż i działanie tego urządzenia, a także dwa potencjalne zastosowania: ocenę żywotności komórek in vitro i spektrometrię mas metodą chromatografii gazowej.

figure-introduction-1
Rysunek 1: Urządzenie do palenia/waporyzacji. Schemat fizycznego montażu urządzenia do palenia/waporyzacji zarówno w konfiguracji papierosów/papierosów elektronicznych (e-papierosów) (A), jak i w konfiguracji papierosów elektronicznych w zbiorniku (B). Klucz komponentu: 1) Port inhalacyjny; 2) pierwotny impinger kolektora; 3) impinger przelewowy; 4) Syfon próżniowy kolby Buchnera; 5) normalnie otwarty zawór elektromagnetyczny; 6) Mikrokontroler BS1; 7) regulator przepływu powietrza; 8) Gwintowana podstawa zbiornika na papierosy elektroniczne 510. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Protocol

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

1. Montaż urządzenia

  1. Przymocuj 100 ml kolby Buchnera (Rysunek 1, #4) do stalowego stojaka pierścieniowego i utwórz pułapkę próżniową, napełniając ją 50 g chlorku wapnia, aby służyła jako środek osuszający. Uszczelnić kolbę gumowym korkiem z otworem przelotowym, owinąć złącze korka folią parafinową i przepuścić pipetę przez otwór.
  2. Za pomocą rurki winylowej podłącz pipetę wystającą od korka do złącza węża o przekroju litery T.
  3. Za pomocą rurki winylowej połącz ze sobą dwa impingery (Rysunek 1, #2 i #3) i podłącz wyjście drugiego impingera do złącza węża o przekroju t.
  4. Używając rurki winylowej, podłącz port wejściowy pierwszego impingera, aby służył jako port inhalacyjny (Rysunek 1, #1).
  5. Za pomocą rurki winylowej podłącz boczne ramię kolby Buchnera do portu wejściowego regulatora przepływu powietrza (Rysunek 1, #7) i port wyjściowy regulatora przepływu powietrza do pompy próżniowej.
  6. Zmontuj obwód zgodnie ze schematem w Rysunek 2A.
  7. Wgraj program PBASIC SVL.bs1 (Rysunek 2B, dostępny również pod adresem https://github.com/ChastainAnderson/SVL) do mikrokontrolera BS1 (Rysunek 1, #6) za pomocą adaptera szeregowego i oprogramowania producenta.
  8. Umieść podstawę z gwintem 510 (Rysunek 1 #8) w stojaku pierścieniowym clamp.
  9. Za pomocą rurki winylowej podłącz zawór elektromagnetyczny (Rysunek 1, #5) do wolnego końca złącza węża o przekroju t.
    UWAGA: Urządzenie powinno być kompletne i gotowe do pracy, sprawdź wszystkie połączenia, aby upewnić się, że są szczelne i w razie potrzeby nałóż zaciski do węży i odkurz smar.

figure-protocol-1
Rysunek 2: Schemat elektryczny i kod PBASIC. Rysunek 2A pokazuje schemat elektryczny do montażu obwodu elektrycznego niezbędnego do aktywacji zarówno normalnie otwartego zaworu elektromagnetycznego, jak i cewki grzewczej papierosów elektronicznych aktywowanych przyciskiem (przez podstawę zbiornika papierosów elektronicznych z gwintem 510). Parametry elektryczne wężownicy grzewczej (P: Moc; R: Opór; i I: Current) są rzutowane i powinny być empirycznie zweryfikowane za pomocą montażu słupka multimetru. Rysunek 2B wyświetla program czasowy PBASIC potrzebny do sterowania obwodem w Rysunek 2A (dostępny również w https://github.com/ChastainAnderson/SVL). Stałe taktowania SVT i IPT (#5 i #6) są podane w jednostkach ms i są ustawione tak, aby zapewnić czas aktywacji wynoszący 2 sekundy i czas przestoju wynoszący 28 sekund. Kliknij tutaj, aby zobaczyć większą wersję tego rysunku.

2. Przechowywanie i przygotowanie próbki

  1. Przechowuj wszystkie nieotwarte próbki papierosów konwencjonalnych i elektronicznych w ciemności w hermetycznych plastikowych torebkach w temperaturze pokojowej.
  2. Po otwarciu należy przechowywać próbki w hermetycznych torebkach foliowych w temperaturze 4 ºC, z ręcznikiem papierowym w celu wchłonięcia nadmiaru wilgoci.
  3. Wstępnie zrównoważyć wszystkie próbki w humidorze o temperaturze pokojowej przy wilgotności ~60% przez co najmniej 30 minut przed użyciem.

3. Ogólne działanie urządzenia do ekstrakcji aerozoli z papierosów papierosowych/papierosów elektronicznych

  1. Określ masę każdego kartomizera/zbiornika do e-papierosów za pomocą wagi analitycznej. Różnica w masie przed i po waporyzacji zostanie wykorzystana do określenia odpowiedniego dawkowania.
    UWAGA: Zakłada się, że papierosy referencyjne 3R4F zawierają 0,7 mg nikotyny, a zawartość nikotyny w komercyjnych markach papierosów można określić za pomocą konwencjonalnych metod analitycznych13.
  2. W przypadku aplikacji próbki 1 należy napełnić zbiornik wciskacza pierwotnego 4,3 ml pożywki do hodowli komórek śródbłonka. W przypadku aplikacji próbki 2 napełnij zbiornik 5 ml acetonu.
  3. Przygotuj elektronicznego papierosa lub konwencjonalnego papierosa do ekstrakcji:
    1. Jeśli używasz tradycyjnego papierosa, nałóż kawałek przezroczystej taśmy wokół filtra i umieść łatwo widoczny znak w miejscu, w którym bibułka papierosowa łączy się z filtrem.
    2. Jeśli używasz papierosa, takiego jak e-papieros, upewnij się, że bateria jest dobrze naładowana, a kartomizer mocno przykręcony do akumulatora.
    3. Jeśli używasz zbiornika na papierosy elektroniczne, upewnij się, że do zbiornika załadowana jest odpowiednia ilość płynu do papierosów elektronicznych i przykręć zbiornik do podstawy gwintowanej 510.
  4. Włóż końcówkę konwencjonalnego lub elektronicznego papierosa do portu inhalacyjnego (Rysunek 1, #1) i zabezpiecz wężem clamp.
  5. Włącz pompę próżniową.
  6. Wyreguluj przepływomierz tak, aby pobierał 1.65 l/minutę, aby zapewnić zaciągnięcie 55 ml w ciągu 2 sekund.
  7. Włącz mikrokontroler. Jeśli używasz tradycyjnego papierosa, zapal papierosa przy pierwszym zaciągnięciu.
  8. Uruchamiać do momentu osiągnięcia przewidywanego pożądanego stężenia (w częściach na milion lub % masy/objętości).
  9. Określ masę każdego kartomizera/zbiornika e-papierosa po waporyzacji za pomocą wagi analitycznej. Porównaj ten pomiar z pomiarem wykonanym w kroku 3.1, aby określić całkowitą zużytą masę. Obliczyć stężenie zużytej masy/objętości rozpuszczalnika. Użyj stężenia molowego spożywanej nikotyny, aby znormalizować między produktami.
    1. Jeśli zużyto niewystarczającą masę, włóż elektronicznego papierosa z powrotem do urządzenia i spożywaj dalej.
    2. Jeśli zużyto wystarczającą ilość lub nadmiar masy, kontynuuj.

4. Filtracja i przechowywanie

  1. Jeśli ekstrakt ma być użyty do hodowli komórkowej, przefiltrować przez filtr strzykawkowy PES 0,22 μm.
  2. Ekstrakty należy zużyć natychmiast lub przechowywać w temperaturze -80 ºC. W ramach przygotowań do Andersona i wsp.8, wykazano, że aerozol z papierosów elektronicznych jest stabilny przez co najmniej dwa tygodnie, a stabilność dymu papierosowego przez okres do dwóch lat została ustalona przez Crooksa i wsp.13.

5. Czyszczenie urządzenia

  1. Po każdej ekstrakcji przepłucz rurki i zbiorniki urządzenia 70% etanolem i wodą dejonizowaną, aby zapobiec przenoszeniu między próbkami.
  2. Po wypłukaniu uruchom na krótko puste urządzenie, aby umożliwić przepływ powietrza w celu wspomagania suszenia przewodów.

6. Przykładowa aplikacja 1: Test żywotności komórek wychwytu neutralnej czerwieni

  1. Wykonaj ekstrakt jak powyżej w 4,3 ml pożywki do wzrostu komórek śródbłonka.
  2. Dzień wcześniej wysiewać ludzkie komórki śródbłonka żyły pępowinowej do 96 dołków o gęstości 1 x 104 komórek/studzienkę 100 μl pożywki do wzrostu komórek śródbłonka.
  3. Poddaj komórki działaniu poprzez zastąpienie starej pożywki do hodowli komórek śródbłonka 100 μl świeżej pożywki do hodowli komórek śródbłonka, która służy jako kontrola, lub 75 μl pożywki do wzrostu komórek śródbłonka zmieszanej z 25 μl ekstraktu o stężeniu nikotyny o stężeniu 2 mM (1,4 mg zużytej nikotyny w 4,3 ml pożywki do wzrostu komórek śródbłonka) w celu uzyskania końcowego stężenia 500 μM, które ma służyć jako leczenie.
  4. Ponieważ wiele składników zarówno dymu papierosowego, jak i aerozolu z papierosów elektronicznych jest lotnych, należy użyć uszczelki foliowej, aby zapewnić szczelność studzienek.
  5. Inkubować płytkę przez 18–24 godziny w temperaturze 37 °C i 5% CO2 .
  6. Przygotuj neutralny roztwór do barwienia na czerwono:
    1. Stwórz 100-krotnie neutralny czerwony roztwór podstawowy, rozpuszczając 33 mg neutralnego czerwonego barwnika w 10 ml buforowanego roztworu soli.
    2. Na krótko przed użyciem rozcieńczyć 100x roztwór podstawowy 1:100 w pożywce do hodowli komórkowych, aby uzyskać 1x neutralny roztwór do barwienia na czerwono.
    3. Przed użyciem inkubować obojętny roztwór do barwienia na czerwono w temperaturze 37 °C przez co najmniej 30 minut i natychmiast zużyć.
      UWAGA: To normalne, że niektóre kryształy wytrącają się podczas inkubacji. Należy zachować ostrożność, aby nie stosować tych kryształów do studzienek hodowli komórkowych. W razie potrzeby można użyć filtra .22 μm do przefiltrowania neutralnego czerwonego materiału i roztworów barwiących.
  7. Usuń ekstrakt i dodaj 100 μl neutralnego roztworu do barwienia na czerwono do studzienki, użyj nadmiaru, aby utworzyć co najmniej trzy ślepe studzienki w celu prawidłowego oznaczania ilościowego.
  8. Inkubować płytkę przez 2–4 godziny w temperaturze 37 °C i 5% CO2 .
  9. Usunąć neutralny czerwony roztwór barwiący i przemyć 3x przez zanurzenie w PBS.
  10. Zastosuj neutralny czerwony roztwór odbarwiający (50% wody dejonizowanej, 49% etanolu, 1% kwasu octowego).
  11. Inkubować przez co najmniej 10 minut w temperaturze pokojowej z wytrząsaniem.
  12. Odczyt absorbancji przy 540 nm.
  13. Analizuj dane, odejmując średnią wartość ślepej studzienki i normalizując do średniej wartości ślepej skorygowanej studzienki kontrolnej.

7. Przykładowe zastosowanie 2: Chromatografia gazowa Spektrometria mas

  1. Przeprowadzić ekstrakcję jak powyżej do 5 ml acetonu.
  2. Uruchom urządzenie, aby osiągnąć końcowe stężenie ~100 części na milion (waga zużytego e-liquidu/objętość acetonu) próbki.
  3. Za pomocą precyzyjnej szklanej strzykawki wstrzyknąć 1 μl do wstrzykiwacza urządzenia GC-MS. Wstrzykiwać w temperaturze 250 °C w stosunku podziału 1:20 do sprzężonego chromatografu gazowego/spektrometru kwadrupolowego wyposażonego w kolumnę ZB-5 z następującym protokołem pieca: 1 min w temperaturze 50 °C; rampa od 10 °C/min do 140 °C; rampę od 20 °C/min do 300 °C i przytrzymać przez 10 minut.
  4. Dopasuj wynikowe widma masowe do biblioteki docelowej, aby zidentyfikować składniki aerozolu.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Results

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

W ciągu 24 godzin od wystawienia komórek śródbłonka ludzkiej żyły pępowinowej na konwencjonalny ekstrakt z dymu papierosowego (CSE) lub ekstrakt aerozolu z papierosów elektronicznych (EAE), następuje znaczne (kontrola vs. CSE P <0,001; kontrola vs. EAE P <0,01; n = 6) zmniejszenie żywotności komórek (Rysunek 3A). Ekstrakty zostały wygenerowane z profilem zaciągania się 2, 2 sekundy, 55 ml zaciągnięć na minutę i znormalizowane na podstawie molowe...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Discussion

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Najważniejszymi elementami tego protokołu jest zapewnienie, że urządzenie jest czyste na początku i na końcu każdego odsysania oraz zapewnienie, że wszystkie uszczelki są konserwowane, aby przepływ powietrza pozostał stały. Jeśli urządzenie nie zostanie odpowiednio wyczyszczone, istnieje ryzyko przeniesienia między próbkami. Dodatkowo, jeśli urządzenie zostanie pozostawione nieczyste przez dłuższy czas, skondensowany aerozol i wysuszony rozpuszczalnik mogą zablokować system. Należy pamiętać, że spadek ciśnienia podczas z...

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Disclosures

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Program stypendialny Tobacco Product Regulatory Science Research Fellowship zarządzany przez Tulane University jest finansowany przez Altria Client Services Regulatory Affairs.

Acknowledgements

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,

Autorzy dziękują za pomoc dr Robertowi Dotsonowi z Wydziału Biologii Komórkowej i Molekularnej Uniwersytetu Tulane za pomoc w redagowaniu manuskryptu oraz dr Jamesowi Bollingerowi z Wydziału Chemii Uniwersytetu Tulane za pomoc w projektowaniu protokołu spektrometrii mas. Autorzy wyrażają ponadto uznanie dla Wydziału Biologii Komórki i Biologii Molekularnej Uniwersytetu Tulane oraz Wydziału Chemii Uniwersytetu Tulane za ich wsparcie oraz wykorzystanie przestrzeni i sprzętu. Prace te były wspierane przez stypendium badawcze w dziedzinie regulacji produktów tytoniowych dla C. Andersona z Tulane University School of Science and Engineering.

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Materials

List of materials used in this article
NameCompanyCatalog NumberComments
Adapter ścienny 12 V AC/DCDigi-KeyT1099-P5P-ND
Rezystory 2,2 OhmDigi-KeyA105635-NDUżywany w tandemie do generowania rezystancji 4,4 Ohm na rysunku 2A
Rezystory 330 OhmDigi-Key330QBK-ND
510 Podstawa gwintowanaNJoyN/AOdzyskany przez demontaż elektronicznego papierosa
NJoy drugiej generacjiKwas octowy, lodowatySigma-AldritchA6283
Aceton (klasa chromatograficzna)Sigma-Aldritch34850
Podstawowa pieczęć Płytka projektowaDigi-Key27112-NDTa płyta zawiera mikrokontroler BS1, adapter szeregowy, wyłącznik zasilania i złącze bębnowe do adaptera ściennego AC/DC
Basic Stamp Adapter USB na szeregowyDigi-Key28030-NDOpcjonalny komponent umożliwiający komunikację adaptera szeregowego BS1 przez USB
Kolba Buchnera (kolba próżniowa) 250 mlVWR10545-854
Przezroczysta taśma3MS-9783
Przezroczyste rurki winylowe, 3/8" IDWatts443064
EGM-2 Pożywka do hodowli komórek śródbłonkaLonzaCC-3162
EtanolPharmco-Aaper
111000200 Regulator przepływuDwyerVFA-23-BV
Chromatograf gazowyVarian450-GC
Szklana strzykawka, 10 mlSigma-AldritchZ314552
Szklana strzykawka, 10 &mikro; LHamilton80300
Wysokopróżniowy smar silikonowyDow Corning146355D
Zacisk wężaPrecyzyjna marka35125
Ludzkie komórki śródbłonka żyły pępowinowejATCCPCS-100-013 
Spektrometr masVarian300-MS
Midget ImpingerChemglassCG-1820-01
Neutralny czerwonySigma-AldritchN4638
Folia parafinowa3MPM-992
Wałek uszczelniający płytęBioRadMSR0001
Uszczelka płytowa; FoliowyThermo276014
20 "Amerykańskie produkty edukacyjne7-G15-A
(normalnie otwarty)US SolidUSS2-00081
Przekaźnik półprzewodnikowyDigi-KeyCLA279-ND
Zacisk stojakaEiscoCH0688
Filtr strzykawkowy, PES, 0,22 ummiliporówSLGP033RS
Strzykawka,strzykawka 10 ml BD309604
korkiem z otworem przelotowym, rozmiar 6VWR59581-287
Pompa próżniowaKNF NeubergerN86KTP
stojak pierścieniowy Zawór elektromagnetyczny

References

$$\rightleftharpoonup{xx}$$ $$\longleftharp{xx}$$, $$\longrightharp{xx}$$,
  1. World Health Organization. WHO Report on the Global Tobacco Epidemic, 2011. , Italy. (2011).
  2. 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).
  3. 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).
  4. 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).
  5. Pisinger, C., Døssing, M. A systematic review of health effects of electronic cigarettes. Prev. Med. 69, 248-260 (2014).
  6. Callahan-Lyon, P. Electronic cigarettes: human health effects. Tob. Control. 23 (Suppl 2), ii36-ii40 (2014).
  7. Dinakar, C., O'Connor, G. T. The Health Effects of Electronic Cigarettes. N. Engl. J. Med. 375 (14), 1372-1381 (2016).
  8. 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).
  9. U.S. Department of Health and Human Services. The Health Consequences of Smoking: 50 Years of Progress. A Report of the Surgeon General. , Atlanta, GA. U.S. Department of Health and Human Services, Centers for Disease Control and Prevention, National Center for Chronic Disease Prevention and Health Promotion, Office on Smoking and Health (2014).
  10. 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).
  11. 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).
  12. 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).
  13. 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).
  14. 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).
  15. International Organization for Standards. ISO 3088:2012 Routine analytical cigarette smoking machine – Definitions and standard conditions. , (2012).
  16. World Health Organization. Standard Operating Procedure for Intense Smoking of Cigarettes. , (2012).
  17. Brown, C. J., Cheng, J. M. Electronic cigarettes: product characterisation and design considerations. Tob. Control. 23 (Suppl 2), ii4-ii10 (2014).
  18. 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).
  19. Thorne, D., Adamson, J. A review of in vitro cigarette smoke exposure systems. Exp. Toxicol. Pathol. 65 (7-8), 1183-1193 (2013).
  20. 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).
  21. Baker, R. The Development and Significance of Standards for Smoking-Machine Methodology. Beitr. Zur Tab. Contrib. Tob. Res. 20 (1), (2014).
  22. 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).
  23. 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).
  24. Herrington, J. S., Myers, C. Electronic cigarette solutions and resultant aerosol profiles. J. Chromatogr. A. 1418, 192-199 (2015).
  25. 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).
  26. 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).
  27. 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).
  28. 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).

Access restricted. Please log in or start a trial to view this content.

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Tags

Cigarette Smoke ExtractElectronic Cigarette AerosolMicrocontroller Operated DeviceGas Chromatography Mass SpectrometryNeutral Red Uptake AssayEndothelial Cell ViabilityVacuum Pump SystemAirflow RegulatorAnalytical Balance0 22 Micron Filter

Related Articles