Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove

Bioengineering

一种单片机操作装置, 用于生成传统卷烟烟雾和电子烟气溶胶中的液体萃取物

doi: 10.3791/56709 Published: January 18, 2018

Summary

在这里, 我们描述一个可编程的实验室设备, 可用于创建传统卷烟烟雾和电子香烟气溶胶提取物。这种方法为直接比较传统卷烟和电子卷烟提供了一个有用的工具, 是电子卷烟研究中一个容易进入的切入点。

Abstract

电子卷烟是中、高中学生最受欢迎的烟草产品, 是成人中最受欢迎的替代烟草产品。对电子卷烟使用的后果进行高质量、重复性的研究, 对于了解新出现的公共卫生问题和制定基于证据的监管政策至关重要。虽然越来越多的论文讨论电子卷烟, 但在各组的方法上几乎没有一致性, 对结果的共识也很少。在这里, 我们描述一个可编程的实验室设备, 可用于创建传统卷烟烟雾和电子香烟气溶胶提取物。本协议详细说明了该设备的组装和操作, 并演示了在两个示例应用程序中使用生成的提取物: 一个体外细胞活力测定和气相色谱质谱。该方法提供了一种直接比较传统卷烟和电子卷烟的工具, 是电子卷烟研究中一个容易进入的切入点。

Introduction

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

尽管保健组织作出了集中的努力, 但烟草产品的使用仍然是全世界可预防死亡的主要原因, 其中大多数死亡归因于吸烟的1。自2003年进入市场以来, 电子卷烟在烟草产品用户中的知名度越来越高。目前, 电子香烟是最流行的替代传统香烟在美国成年人 (〜 5%)2和最流行的尼古丁传递系统中间 (〜 5.3%) 和高中生 (〜 16%)3。如果目前的趋势继续下去, 电子卷烟有望取代传统的香烟, 为子孙后代。然而, 电子卷烟使用的健康后果仍不清楚。

电子卷烟的研究直到 2013年3,4的电子卷烟普及程度迅速增加, 才开始认真。自那时以来, 采用了一些不同的模式来解决其毒性问题。然而, 许多研究的结果是相互矛盾的, 虽然电子卷烟的毒性一般低于传统卷烟, 但目前没有就电子香烟的健康后果达成共识使用5,6,7. 我们以前的研究表明, 电子卷烟对血管内皮的毒性要比传统的香烟低得多, 尽管它们有能力引起 DNA 损伤和诱导氧化应激和细胞死亡,8.然而, 在我们得出关于电子卷烟使用的健康后果的确切结论之前, 需要进行更多的研究。

由于常规卷烟是可预防的血管疾病的主要病因9, 因此对电子卷烟使用的血管健康风险的兴趣与日俱增, 如101112。为了研究电子香烟对血管系统的影响, 我们的实验室开发了一个单片机操作的冒烟/vaping 设备 (图 1)8。该装置能够在水或有机溶剂中产生传统卷烟烟雾或电子香烟气溶胶的液体萃取物。由于气流由可调式气流调节器和 PBASIC 定时程序的组合控制, 因此该装置可根据任意数量的用户定义的协议来生成提取物。在这里, 我们详细介绍了该设备的组装和操作以及两个潜在的应用:体外细胞活力评估和气相色谱质谱。

Figure 1
图 1: 吸烟/Vaping 设备.为吸烟/vaping 装置的物理装配示意图在香烟或香烟象电子香烟 (电子烟) 配置 (A) 和坦克电子香烟配置 (B)。组件键: 1) 吸入口;2) 初级收藏器;3) 溢流器;4) 傅书礼瓶真空疏水阀;5) 一般开式电磁阀;6) BS1 单片机;7) 气流调节器;8) 510 螺纹电子烟罐底座。请单击此处查看此图的较大版本.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

1. 装置的装配

  1. 将100毫升傅书礼烧瓶 (图 1, #4) 固定在钢制圆环架上, 并通过填充50克氯化钙来形成一个真空阱, 作为干燥剂。用橡胶通孔塞子密封烧瓶, 用石蜡膜包裹塞子接合处, 并在孔中运行吸管。
  2. 使用乙烯基油管, 将吸管从塞子延伸到 t 形交叉软管连接器。
  3. 使用乙烯基油管, 连接两个器 (图 1, #2 & #3), 并将第二个器的输出连接到 t 形交叉管接头。
  4. 使用乙烯基油管, 连接第一个器的输入端口作为吸入端口 (图 1, #1)。
  5. 使用乙烯基油管, 将傅书礼烧瓶的侧臂连接到气流调节器 (图 1, #7) 的输入端口和气流调节器的出口端到真空泵。
  6. 根据图 2A中的示意图组装电路。
  7. 通过串行适配器和制造商的软件, 将 PBASIC 程序诚 bs1 (图 2B, 也可在 https://github.com/ChastainAnderson/SVL) 上载到 BS1 微控制器 (图 1, #6)。
  8. 将510螺纹底座 (图 1 #8) 置于环形支架夹具中。
  9. 使用乙烯基油管, 将电磁阀 (图 1, #5) 连接到 t 型交叉管接头的自由端。
    注: 该设备应完整, 并准备运行, 检查所有接头, 以确保他们是空气紧张, 并应用软管钳和真空润滑脂的需要。

Figure 2
图 2: 电气示意图和 PBASIC 代码.图 2A显示用于装配所需电路的电气示意图, 以激活正常打开的电磁阀和按钮激活电子烟的加热线圈 (通过510螺纹电子烟罐底座)。加热线圈的电气参数 (P: 功率;R: 电阻;和 I: 电流) 的预测, 并应经验验证用万用表后组装。图 2B显示了在图 2A中控制电路所需的 PBASIC 计时程序 (也可在 https://github.com/ChastainAnderson/SVL 中使用)。定时常数 SVT & 间隙 (#5 & #6) 是以 ms 为单位, 并设置为2秒的激活时间, 并在二十八年代停机.请单击此处查看此图的较大版本.

2. 样品贮存和制备

  1. 在室温下, 将所有未开封的传统和电子卷烟样品存放在密闭的塑料袋中。
  2. 一旦打开, 在 4 c 的密闭塑料袋中储存样品, 用纸巾吸收多余的水分。
  3. 预平衡所有样品在室温下盒60% 湿度至少30分钟前使用。

3. 卷烟烟雾/电子烟气溶胶萃取装置的一般操作

  1. 使用分析天平确定每个电子烟 cartomizer/罐前 vaping 的质量。前/后 vaping 重量的差异将用于确定适当的剂量。
    注: 3R4F 参考卷烟被假定含有0.7 毫克的尼古丁, 而商业卷烟品牌的尼古丁含量可以用传统的分析方法13来确定。
  2. 对于样品应用 1, 用4.3 毫升内皮细胞培养基填充原器的储层。样品应用 2, 用5毫升丙酮填充油层。
  3. 准备用于提取的电子香烟或常规香烟:
    1. 如果使用传统的卷烟, 在过滤器周围应用一条清晰的胶带, 并在卷烟纸加入过滤器的地方放置一个容易看到的标记。
    2. 如果使用香烟, 如电子烟, 确保电池是很好的充电和 cartomizer 紧拧到电池。
    3. 如果使用电子香烟罐, 确保在油箱内装上适当数量的电子香烟液体, 并将油箱拧到510螺纹底座上。
  4. 将常规或电子卷烟的尖端插入吸入式端口 (图 1, #1), 并用软管钳固定。
  5. 打开真空泵。
  6. 调整流量计, 以拉动1.65 升/分钟, 以确保55毫升粉扑超过2秒。
  7. 打开微控制器。如果使用传统的香烟, 点燃香烟的第一个粉扑。
  8. 运行, 直到预计的预期浓度 (在部分每百万或% 重量/体积) 达到。
  9. 使用分析天平确定每个电子烟 cartomizer/罐在汽化后的质量。将此测量与步骤3.1 中所采取的测量值进行比较, 以确定所消耗的总质量。计算溶剂的消耗质量/体积的浓度。使用所消耗的尼古丁的摩尔浓度, 使产品正常化。
    1. 如果消耗的质量不足, 则将电子卷烟退回设备并进一步消耗。
    2. 如果消耗了足够或过剩的质量, 请继续。

4. 过滤和贮存

  1. 如果提取物是用于细胞培养, 过滤通过0.22 µm PES 注射器过滤器。
  2. 立即使用提取物或存储在-80 c。作为准备安德森的一部分, et al.8, 电子烟气雾剂被证明是稳定的至少两个星期, 和两年的香烟烟雾的稳定性已建立由骗子, et al.13

5. 清洗设备

  1. 每次提取后, 用70% 乙醇和去离子水冲洗该装置的油管和储油层, 以防止样品之间的携带。
  2. 在漂洗之后, 简要地运行空的设备允许气流帮助烘干线。

6. 样品应用 1: 中性红吸收细胞活力测定

  1. 以4.3 毫升的内皮细胞生长培养基进行提取。
  2. 一天前, 种子人脐静脉内皮细胞进入96井板, 密度为 1 x 104细胞/在100µL 内皮细胞生长培养基。
  3. 用100µL 的新鲜内皮细胞培养基取代原有的内皮细胞培养基来治疗细胞, 以作为对照或75µL 的内皮细胞生长培养基, 混合25µL 2 毫米消耗的尼古丁浓度提取物 (1.4 毫克将尼古丁消耗到4.3 毫升内皮细胞生长培养基中), 最终浓度为500µM, 作为治疗。
  4. 由于香烟烟雾和电子烟气溶胶中的许多成分都是挥发性的, 所以使用铝箔密封来保持油井的密闭。
  5. 孵育板 24个 h 在37° c 和 5% CO2
  6. 准备中性红染色溶液:
    1. 创建一个100x 中性红股票解决方案, 溶解33毫克的中性红色染料到10毫升的缓冲盐溶液。
    2. 使用前不久, 稀释100x 库存溶液1:100 在细胞培养基中创建1x 中性红染色液。
    3. 孵育中性红染色液在37° c 至少30分钟之前使用和立即使用。
      注意: 有些晶体在孵化过程中沉淀是正常的。应注意避免将这些晶体应用于细胞培养井。如果需要, 22 µm 过滤器可用于过滤中性红色股票和染色解决方案。
  7. 去除提取物, 并添加100µL 中性红染色溶液每井, 使用过量创造至少三空白井为适当的量化。
  8. 在37° c 和 5% CO2的 2-4 h 处孵育盘。
  9. 去除中性红染色液, 在 PBS 中浸泡3x 冲洗。
  10. 应用中性红脱污液 (50% 去离子水, 49% 乙醇, 1% 乙酸)。
  11. 室温下至少孵育10分钟。
  12. 读取 540 nm 的吸光度。
  13. 通过将空白井的平均值减去平均值和正则化到空白调整控制井值的平均值来分析数据。

7. 样品应用 2: 气相色谱质谱

  1. 在5毫升丙酮中进行提取。
  2. 运行的设备, 以达到最终的浓度为100分之每百万 (重量的 e 液体消耗/丙酮体积) 的样品。
  3. 使用精密玻璃注射器, 注入1µL 到注射器的 GC-MS 装置。在250° c 的条件下注入1:20 分裂比例的气相色谱/四极谱仪系统, 配有带有以下烤箱协议的 ZB-5 柱: 1 分钟在50° c;斜坡10° c/分至140° c;舷梯20° c/分钟到300° c 并且举行10分钟。
  4. 将产生的质量谱与目标库相匹配, 以确定气溶胶成分。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

在24小时内, 人类脐静脉内皮细胞暴露于传统的卷烟烟雾提取物 (EAE) 或电子香烟气溶胶提取物 (的), 有一个显着的 (控制与...... 控件 vs. EAE p< 0.01;n = 6) 细胞存活率降低 (图 3A)。提取物产生的膨化轮廓为 2, 2 秒, 55 毫升喷泡每分钟和正常化的基础上的摩尔浓度尼古丁的设备。暴露于500µM 消耗的尼古丁当量的学会极大地减少了活细胞到11.06 ±0.28% 的控制, 和暴露在500µM 消耗的尼古丁当量 EAE 减少可行的细胞到86.65 ±4.60% 的控制。

图 3B演示了基于气相色谱法从商用电子卷烟中分离电子卷烟元件的挥发性。这些成分通过四极质谱法进行鉴定。确定的组分, 按挥发性顺序, 包括: 丙二醇, 乙酰丙, 丁醇, 甘油, 尼古丁, 和 3-nitropthalic 酸。在产品标签1中披露了这些仅有的丙二醇、甘油和尼古丁。

Figure 3
图 3: 示例应用程序: 单元格生存能力和 GC-MS图 3A显示在500µM 的人脐静脉内皮细胞上进行的中性红吸收试验的结果, 该方法使用3R4F 研究参考香烟 (学会) 或电子香烟气溶胶从商业可利用的电子香烟 (EAE)。条形是平均标准偏差。由星号指示的两个尾、不成对、t 检验和结果确定的意义: ** P < 0.01;P < 0.001;n = 6。图 3B显示了丙酮中电子烟气溶胶溶解的气相色谱仪的结果。峰值代表了由保留时间 (挥发性) 排列的单个化合物, 并由四极质谱法鉴定。1) 丙二醇;2) 乙酰丙;3) 丁醇;4) 甘油;5) 尼古丁;6) 3-nitropthalic 酸。请单击此处查看此图的较大版本.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

or Start trial to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

本协议最关键的元素是确保设备在每次提取的开始和结束时都是干净的, 并确保所有的密封都保持稳定, 以使气流保持一致。如果设备没有被正确地清洗, 有风险在样品之间运载。此外, 如果设备在长时间内不洁, 凝结气溶胶和干溶剂就会堵塞系统。请注意, 这是正常的, 有一个压力下降时, 膨化一个传统的卷烟和气流表应调整, 以提供所需的气流期间的粉扑, 而不是当设备是拉动房间空气。该方法的一个关键特点是能够适应电子卷烟技术的进步。例如, 许多电子香烟需要按键式加热线圈的激活。该设备直接将加热线圈并入控制电路 (图 2A), 模拟按用户编程的时间间隔按下按钮。这种方法的主要局限性是由于缺乏具有良好特征的电子卷烟使用标准操作程序。虽然我们可以使用研究参考卷烟14和国际协议15,16常规卷烟, 我们只是将这些方法改编成电子香烟, 不能保证它适当模拟电子卷烟用户行为。此外, 该协议在液体介质中产生萃取物。虽然这是适当的某些细胞类型, 如内皮细胞, 其他细胞类型, 如气道细胞, 可以更好地研究通过直接接触电子香烟气溶胶。

此设备的性质允许它随着新的标准操作程序的开发而更新。一些修改的问题本身, 可以使设备适合特定的疑问。较早前电子香烟的型号, 电子香烟的功率更高, 包括17。在图 2A中介绍的示意图中, 与加热线圈和加热线圈本身相邻的电阻器可以被换为具有不同电阻值 (甚至可变电阻) 的元件, 以调节最终使用的电源aerosolize 电子烟液。最后理论力量在雾化器可以用常规功率等式计算:

Equation 1Equation 2
哪里 P: 力量;V: 电压;R: 电阻;和 I: 电流。

由于没有广泛接受的电子卷烟使用国际标准操作程序, 不同的团体可能希望采用不同的参数和膨化型材。一个普通的电子卷烟标准是 CORESTA CRM8118, 虽然一些组继续使用修改过的版本的常规吸烟协议, 如 ISO 3088:201215和谁 TobLabNet SOP 116。此外, 许多实验室继续使用实验室和/或机构的具体制度。在这种情况下, 我们使用了一个方形波粉扑剖面, 包括 2, 2 秒, 55 毫升粉扑每分钟;然而, 模块化的, 可编程性的设备允许它适应其他膨化型材的需要。通过调节空气流量表可以直接改变粉扑体积。通过改变程序诚 bs1 (图 2B、#5 & #6), 可以改变粉扑时间和加热线圈的激活时间。如果你想要 de 同步的膨化时间和活化时间, 这可以通过分裂 SVT 和间隙常数, 例如 SVT1表示加热电路和阀门电路的激活之间的时间, SVT2表示在阀门电路的激活和发热电路失活之间的时间, 以及 SVT3表示发热电路失活和阀电路失活之间的时间, 以及同样的间隙。虽然510线程基地是常见的许多坦克电子卷烟, 它不是普遍的。如果用户需要, 可以替换不同的螺纹底座。如果不需要方波剖面, 请用连续的编程元件更换空气流量计或电磁阀, 以重塑波形轮廓。

随着电子卷烟研究的进展, 电子烟熏装置的可用性和可获得性仍然是一个障碍。吸烟机已成为烟草产品研究的一个组成部分, 早在 1843, 今天有各种商业可用的吸烟机器的传统卷烟19,20。有多个既定的标准操作程序, 为传统的卷烟吸烟21。然而, 由于传统卷烟和电子香烟的设计差异以及电子卷烟品牌和型号之间的差异, 许多传统的吸烟设备无法准确地抽吸电子香烟,例如: 直径、PSI 要求以及基于激活17的传感器或按钮的需要。目前, 有一个异构商业领域的电子卷烟吸烟机, 包括设备, 包括设计用于直接气溶胶提取以及空气液体界面暴露 (如 Borgwalt22和 Vitrocell22,23)。尽管有商业选择, 许多小组, 继续使用在他们自己的实验室制造的设备为气溶胶提取10,11,12,24,25,26. 这种动机是多种多样的。在某些情况下, 研究人员试图更好地模拟人类行为10。其他人则试图保持与以前公布的卷烟烟雾研究12的连续性。还有一些人直接引用了商业替代品在实验室制造中的不作为动机24。这些设备采用多种形式, 在许多情况下, 使用实验室特定的协议。不幸的是, 这些设备和协议的机制、功效和能力经常被报告。

上面介绍的两个示例应用程序中的第一个 (图 3A) 演示了传统卷烟烟雾和电子香烟气溶胶对内皮细胞活性的影响。由于传统的卷烟烟雾已被证明是导致内皮细胞死亡和功能障碍的9, 有理由假设电子香烟气溶胶会有类似的效果。为了测试这一点, 我们暴露了人脐静脉内皮细胞的尼古丁当量水平的传统卷烟烟雾提取物或电子香烟气溶胶提取物24小时。虽然传统的卷烟烟雾和电子香烟气溶胶导致细胞活力有统计学意义的降低, 但电子香烟气溶胶诱导还原的影响大小是〜 13%, 而传统的减少香烟烟雾曝光率接近90%。虽然这种观点支持电子香烟对血管系统的危害比传统香烟少, 但它们仍然不安全。上述两种示例应用程序中的第二个 (图 3B) 演示了将电子烟气溶胶提取到有机溶剂中, 并通过质谱分析将其分离出来。所生成的组件列表提供了有关电子卷烟产品中标记的准确性的信息, 并突出显示了某些潜在的有害组件, 如乙酰丙 (23--2,4-)27。虽然在这个实验中发现的成分没有量化, 但量化可以由传统的分析技术, 如那些在 CORESTA CRM8428中提出。

在这里, 我们提出了一个可编程的实验室设备能够产生液体提取物从传统香烟烟雾或电子香烟气溶胶。该设备可容纳多种产品设计 (如电子卷烟的主要商业品牌), 并可根据用户的要求定制提取过程。在这个特定的例子中, 我们已经证明了在内皮细胞活力测定中生成的提取物的使用;但是, 此设备生成的提取物可应用于任何类型的单个单元格填充, 以及联合培养、外植体或其他试管模型。这些提取物与大量常用的生物测定相兼容, 包括活性氧的检测、细胞增殖化验和常规免疫染色。此外, 通过气相色谱质谱法分解电子卷烟提取物的组成的能力, 为详细研究个别气溶胶组分提供了一个出发点。总的来说, 该装置为电子卷烟的研究提供了一个方便的切入点。

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

由杜兰大学管理的烟草产品管理科学研究金项目由奥客户服务管理事务处提供资金。

Acknowledgments

作者感谢杜兰大学细胞和分子生物学系的 Dr. 罗伯特. Dotson 协助编辑杜兰大学化学系的手稿和 Dr. 詹姆斯. 布林协助采用质谱法设计。作者进一步承认杜兰大学细胞和分子生物学系和杜兰大学化学系的支持和使用空间和设备。这项工作得到了烟草产品管理科学研究金和杜兰大学科学与工程学院安德森的支持。

Materials

Name Company Catalog Number Comments
12 V AC/DC Wall Mount Adaptor Digi-Key T1099-P5P-ND
2.2 Ohm Resistors Digi-Key A105635-ND Used in tandem to generate the 4.4 Ohm resistance in Figure 2A
330 Ohm Resistors Digi-Key 330QBK-ND
510 Threaded Base NJoy N/A Recovered by dismantalling a second generation NJoy electronic cigarette
Acetic Acid, Glacial Sigma-Aldritch A6283
Acetone (Chromatography Grade) Sigma-Aldritch 34850
Basic Stamp Project Board Digi-Key 27112-ND This board contains the BS1 Microcontroller, serial adaptor, power switch, and a barrel pin connector for the AC/DC Wall Mount Adaptor
Basic Stamp USB to Serial Adapter Digi-Key 28030-ND An optional component to allow the BS1 serial adaptor to communicate through USB
Buchner Flask (Vacuum Flask) 250 mL VWR 10545-854
Clear Tape 3M S-9783
Clear Vinyl Tubing, 3/8" ID Watts 443064
EGM-2 Endothelial Cell Culture Medium Lonza CC-3162
Ethanol Pharmco-Aaper 111000200
Flow Regulator Dwyer VFA-23-BV
Gas Chromatograph Varian 450-GC
Glass Syringe, 10 mL Sigma-Aldritch Z314552
Glass Syringe, 10 µL Hamilton 80300
High Vacuum Silicon Grease Dow Corning 146355D
Hose Clamp Precision Brand 35125
Human Umbilical Vein Endothelial Cells ATCC PCS-100-013 
Mass Spectrometer Varian 300-MS
Midget Impinger Chemglass CG-1820-01
Neutral Red Sigma-Aldritch N4638
Paraffin Film 3M PM-992
Plate Seal Roller BioRad MSR0001
Plate Seal; Foil Thermo 276014
Ring Stand 20" American Educational Products 7-G15-A
Solenoid Valve (normally open) US Solid USS2-00081
Solid State Relay Digi-Key CLA279-ND
Stand Clamp Eisco CH0688
Syringe Filter, PES, 0.22 um Millipore SLGP033RS
Syringe, 10 mL BD Syringe 309604
Through Hole Stopper, Size 6 VWR 59581-287
Vacuum Pump KNF Neuberger N86KTP

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  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).
一种单片机操作装置, 用于生成传统卷烟烟雾和电子烟气溶胶中的液体萃取物
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Anderson, C. A., Bokota, R. E., Majeste, A. E., Murfee, W. L., Wang, S. A Microcontroller Operated Device for the Generation of Liquid Extracts from Conventional Cigarette Smoke and Electronic Cigarette Aerosol. J. Vis. Exp. (131), e56709, doi:10.3791/56709 (2018).More

Anderson, C. A., Bokota, R. E., Majeste, A. E., Murfee, W. L., Wang, S. A Microcontroller Operated Device for the Generation of Liquid Extracts from Conventional Cigarette Smoke and Electronic Cigarette Aerosol. J. Vis. Exp. (131), e56709, doi:10.3791/56709 (2018).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
simple hit counter