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Bioengineering

Um microcontrolador operado dispositivo para a geração de extratos líquidos de aerossol de cigarro eletrônico e fumo cigarro convencional

doi: 10.3791/56709 Published: January 18, 2018

Summary

Aqui, descrevemos um aparelho de laboratório programáveis que pode ser usado para criar extratos de aerossol de cigarro eletrônico e fumaça de cigarro convencional. Este método fornece uma ferramenta útil para fazer comparações diretas entre cigarros convencionais e cigarros eletrônicos e é um ponto de entrada acessível para pesquisa de cigarro eletrônico.

Abstract

Cigarros eletrônicos são o produto de tabaco mais popular entre os estudantes do ensino médio e médio e o produto de tabaco alternativo mais popular entre os adultos. Alta qualidade, reprodutível pesquisas sobre as consequências do uso de cigarro eletrônico é essencial para compreensão emergentes preocupações de saúde pública e elaboração de provas com base política reguladora. Enquanto um número crescente de jornais discutem os cigarros eletrônicos, há pouca consistência nos métodos através de grupos e muito pouco consenso sobre os resultados. Aqui, descrevemos um aparelho de laboratório programáveis que pode ser usado para criar extratos de aerossol de cigarro eletrônico e fumaça de cigarro convencional. Este protocolo detalha instruções para a montagem e a operação do referido dispositivo e demonstra o uso do extrato gerado em dois aplicativos de exemplo: um em vitro ensaio da viabilidade celular e cromatografia gasosa-espectrometria de massa. Este método fornece uma ferramenta para fazer comparações diretas entre cigarros convencionais e cigarros eletrônicos e é um ponto de entrada acessível para pesquisa de cigarro eletrônico.

Introduction

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Apesar de um esforço concentrado por organizações de saúde, uso do produto do tabaco continua a ser a principal causa de morte evitável em todo o mundo, com a maioria destas mortes atribuídas ao cigarro fumar1. Desde que entrou no mercado em 2003, os cigarros eletrônicos têm crescido em popularidade entre os usuários de produtos de tabaco. Atualmente, os cigarros eletrônicos são a alternativa mais popular de cigarros convencionais entre adultos americanos (~ 5%)2 e o mais popular sistema de entrega de nicotina entre médio (~ 5,3%) e estudantes do ensino médio (~ 16%)3. Se as tendências atuais continuarem, cigarros eletrônicos podem ser esperados para substituir cigarros convencionais para as gerações futuras. No entanto, as consequências do uso de cigarro eletrônico saúde permanecem obscuros.

Pesquisa sobre cigarros eletrônicos não começou a sério até cigarro eletrônico popularidade rapidamente aumentou em 20133,4. Desde aquela época, um número de diferentes modelos têm sido empregado para abordar a questão da sua toxicidade. No entanto, os resultados de muitos estudos são conflitantes, e enquanto parece que os cigarros eletrônicos são geralmente menos tóxicos do que cigarros convencionais, não há nenhum consenso atual sobre as consequências do cigarro eletrônico saúde usar5, 6 , 7. nossa pesquisa anterior indica que os cigarros eletrônicos são significativamente menos tóxicos para o endotélio vascular do que cigarros convencionais, apesar de sua capacidade de causar danos ao DNA e a indução da morte de stress e célula oxidativa8 . No entanto, mais pesquisa é necessária, antes podemos tirar conclusões firmes sobre as consequências para a saúde do uso de cigarro eletrônico.

Como os cigarros convencionais são das principais causas de doença vascular evitável9, há um crescente interesse no risco para a saúde vascular do cigarro eletrônico usar10,11,12. A fim de estudar os efeitos dos cigarros eletrônicos no sistema vascular, nosso laboratório desenvolveu um microcontrolador operado fumar/vaping dispositivo (Figura 1)8. Este dispositivo é capaz de gerar extratos líquidos de aerossol de cigarro eletrônico ou fumo qualquer cigarro convencional em solventes aquosos ou orgânicos. Como o fluxo de ar é controlado pela combinação de um regulador de fluxo de ar ajustável e um programa de sincronismo PBASIC, o dispositivo pode ser usado para gerar extratos de acordo com qualquer número de protocolos definidos pelo usuário. Aqui detalhamos a montagem e operação deste dispositivo, bem como duas aplicações potenciais: em vitro avaliação da viabilidade celular e cromatografia gasosa-espectrometria de massa.

Figure 1
Figura 1: dispositivo de fumar/Vaping. Esquema para a montagem física do dispositivo fumar/vaping em tanto o cigarro como cigarro eletrônico (e-cig) configuração (A) e a configuração de cigarro eletrônico do tanque (B). Componente chave: 1) porto de inalação; 2) impactor coleção principal; 3) impactor de estouro; 4) armadilha vácuo do balão Buchner; 5) válvula solenoide normalmente aberto; 6) BS1 microcontrolador; 7) regulador de fluxo de ar; 8) 510 rosca base tanque de cigarro eletrônico. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Protocol

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1. montagem do dispositivo

  1. Fixe um 100 mL frasco de Buchner (Figura 1, #4) para um anel de aço ficar e criar uma armadilha vácuo enchendo-o com 50 g de cloreto de cálcio para servir como um dessecante. Feche o frasco com uma rolha do através de-furo de borracha, enrole a junção de rolha com película de parafina e executar uma pipeta através do orifício.
  2. Usando o tubo de vinil, conectar-se a pipeta, estendendo-se desde a rolha para um conector de mangueira t-interseção.
  3. Usando o tubo de vinil, ligue o impactor dois (Figura 1, #2 e #3) uns aos outros e a saída da segunda impactor ao conector de mangueira t-interseção.
  4. Usando o tubo de vinil, conecte a porta de entrada da primeira impinger para servir como uma porta de inalação (Figura 1, #1).
  5. Usando o tubo de vinil, conectar o lado do braço do recipiente de Buchner a porta de entrada de um regulador de fluxo de ar (Figura 1, #7) e a porta de saída do regulador de fluxo de ar para uma bomba de vácuo.
  6. Monte o circuito de acordo com o esquema na Figura 2A.
  7. Fazer o upload o PBASIC programa SVL.bs1 (Figura 2B, também disponível em https://github.com/ChastainAnderson/SVL) para o microcontrolador BS1 (Figura 1, #6) por meio de um adaptador serial e software do fabricante.
  8. Lugar a 510 rosca base (Figura 1 #8) em um anel stand braçadeira.
  9. Com tubo de vinil, ligue a válvula de solenoide (Figura 1, #5) a extremidade livre do conector de mangueira de interseção de t.
    Nota: O dispositivo deve ser concluído e pronto para operação, verificar todas as juntas, para certificar-se que eles são ar apertado e aplicam abraçadeiras e graxa vácuo conforme necessário.

Figure 2
Figura 2: diagrama esquemático elétrico e PBASIC código. Figura 2A mostra o esquema elétrico para montar o circuito elétrico necessário activar ambos a válvula de solenoide normalmente aberta e a bobina de aquecimento de botão ativado cigarros eletrônicos (através de 510 rosca eletrônica cigarro tanque base). Os parâmetros elétricos da bobina do aquecimento (p: potência; R: resistência; e i: corrente) são projetadas e deve ser verificada empiricamente com um multímetro post assembly. Figura 2B exibe o programa de sincronismo PBASIC necessário para controlar o circuito na Figura 2A (também disponível em https://github.com/ChastainAnderson/SVL). As constantes de tempo SVT & IPT (#5 e #6) estão em unidades de ms e são definidas para fornecer um tempo de ativação de 2 segundos e um tempo de inatividade de 28 s. , por favor clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

2. armazenamento e preparação da amostra

  1. Armazene todas as amostras do cigarro convencional e eletrônico fechado às escuras em sacos de plástico herméticos em temperatura ambiente.
  2. Uma vez aberto, armazene as amostras em sacos de plástico herméticos a 4 ° c, com um papel toalha para absorver o excesso de umidade.
  3. Pre-equilibrar todas as amostras em um humidor de temperatura no ~ 60% de umidade pelo menos 30 minutos antes de usar.

3. general operação do dispositivo de aspiração de aerossol de cigarro eletrônico/fumo cigarro

  1. Determine a massa de cada cigarro pre-vaping cartomizer/tanque usando uma balança analítica. A diferença de peso vaping pre/post post será usada para determinar a dosagem apropriada.
    Nota: 3R4F cigarros de referência são assumidos como para conter 0,7 mg de nicotina, e o teor de nicotina de marcas de cigarros comerciais pode ser determinado por métodos analíticos convencionais13.
  2. Aplicativo de exemplo 1, encha o reservatório do impactor primário com 4,3 mL de meio de cultura de células endoteliais. Aplicativo de exemplo 2, encha o reservatório com 5 mL de acetona.
  3. Prepare o cigarro eletrônico ou cigarro convencional para extração:
    1. Se usar um cigarro convencional, aplique um pedaço de fita transparente em torno do filtro e colocar uma marca facilmente visível onde o papel de cigarro junta-se o filtro.
    2. Se usando um cigarro como cigarro, verifique se a bateria está bem carregada e o cartomizer firmemente parafusado à bateria.
    3. Se usando um tanque do cigarro eletrônico, certifique-se que um volume adequado de líquido cigarro eletrônico é carregado no tanque e Dane-se o tanque na base rosqueada 510.
  4. Insira a ponta do cigarro eletrônico ou convencional na porta de inalação (Figura 1, #1) e prenda com um grampo.
  5. Ligue a bomba de vácuo.
  6. Ajuste o medidor de vazão para puxar 1,65 L/minuto para garantir uma baforada de 55 mL mais de 2 segundos.
  7. Ligue o microcontrolador. Se usando um cigarro convencional, acenda o cigarro sobre a primeira tragada.
  8. Executar até projetada desejada concentração (em partes por milhão ou % peso/volume) é alcançado.
  9. Determine a massa de cada cigarro cartomizer/tanque após vaporização usando uma balança analítica. Compare essa medida para a medida tomada em passo 3.1 para determinar o total consumido em massa. Calcule a concentração de massa/volume consumido de solvente. Use a concentração molar de nicotina consumida para normalizar entre produtos.
    1. Se uma massa insuficiente foi consumida, retornar o cigarro eletrônico para o dispositivo e consumir mais.
    2. Se uma massa suficiente ou excesso foi consumida, prossiga.

4. filtração e armazenamento

  1. Se o extrato vai ser utilizada para cultura celular, filtre com um filtro de seringa PES de 0,22 µm.
  2. Usar os extratos imediatamente ou armazenar a-80 ° c. Como parte da preparação para Anderson, et al 8, aerossol de cigarro eletrônico foi demonstrado ser estável pelo menos duas semanas, e a estabilidade do cigarro por até dois anos foi estabelecida por bandidos, et al 13.

5. limpeza do dispositivo

  1. Após cada extracção, enxágue a tubulação e reservatórios do dispositivo com 70% de etanol e água deionizada para evitar transportam entre as amostras.
  2. Após enxaguar, brevemente, executar o dispositivo vazio para permitir o fluxo de ar auxiliar a secagem das linhas.

6. exemplo de aplicação 1: Captação de vermelho neutro ensaio de viabilidade de células

  1. Execute o extrato como acima em 4,3 mL de meio de cultura de células endoteliais.
  2. Um dia antes, propagar as células endoteliais da veia umbilical humana em 96 placas bem em uma densidade de 1 x 104 células/wellin 100 µ l de meio de cultura de células endoteliais.
  3. Tratar as células, substituindo o velho meio de cultura de célula endotelial com qualquer 100 µ l de meio de cultura fresco endothelial da pilha para servir como um controle ou 75 µ l do meio de crescimento de células endoteliais misturado com 25 µ l de um extrato de concentração de nicotina consumida de 2mm (1,4 mg consumido nicotina em meio de cultura de células endoteliais de 4,3 mL) para uma concentração final de 500 µM para servir como tratamento.
  4. Como muitos dos componentes de ambos aerossol de cigarro eletrônico e fumaça de cigarro são voláteis, use um selo de alumínio para manter os poços hermético.
  5. Incubar a placa de 18 – 24 h a 37 ° C e 5% de CO2.
  6. Prepare o vermelho neutro solução de coloração:
    1. Crie 100 x vermelho estoque solução neutra dissolvendo 33 mg de corante vermelho neutro em 10 mL de solução salina tamponada.
    2. Pouco antes de usar, dilua 100 x solução 1: 100 em meio de cultura celular para criar 1 x vermelho neutro solução de coloração.
    3. Incube vermelho neutro, manchando a 37 ° C durante pelo menos 30 min antes da utilização e uso imediato.
      Nota: É normal que alguns cristais que precipitam durante a incubação. Deve ter cuidado para evitar a aplicação destes cristais nos poços de cultura de células. Se necessário, um calibre 22 µm filtro pode ser usado para filtrar o caldo vermelho neutro e soluções de coloração.
  7. Extrato de remover e adicionar 100 µ l de vermelho neutro, manchando a solução por bem, excesso de uso para criar pelo menos três poços em branco para a quantificação adequada.
  8. Incube a placa a 2 – 4 h a 37 ° C e 5% de CO2.
  9. Remover o vermelho neutro, manchando a solução e lavar 3x por submersão em PBS.
  10. Aplicar o vermelho neutro de manchar a solução (50% desionisada água, etanol de 49%, 1% de ácido acético).
  11. Incube a pelo menos 10 min à temperatura ambiente com agitação.
  12. Ler a absorbância a 540 nm.
  13. Analise dados por subtraindo o valor médio dos poços em branco e normalizar a média do valor bem controle ajustado em branco.

7. exemplo de aplicação 2: cromatografia em fase gasosa espectrometria de massa

  1. Realize a extração como acima em 5 mL de acetona.
  2. Executar o dispositivo para obter uma concentração final de ~ 100 partes por milhão (peso do e-líquido consumido/volume de acetona) de sua amostra.
  3. Utilizando uma seringa de vidro de precisão, Injete 1 µ l do injector de um dispositivo de GC-MS. Injetar a 250 ° C, com um 01:20 dividir a relação em um sistema de espectrômetro de cromatógrafo a gás acoplado/quadrupolo equipado com uma coluna de ZB-5 com o seguinte protocolo de forno: 1 min a 50 ° C; rampa de 10 ° C/min até 140 ° C; rampa de 20 ° C/min até 300 ° C e mantenha durante 10 min.
  4. Coincidir com os espectros de massa resultantes para biblioteca de destino para identificar componentes de aerossol.

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Representative Results

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24 horas depois da exposição da veia umbilical humana células endoteliais para extrato de fumaça de cigarro convencional (CSE) ou aerossol de cigarro eletrônico extrato (EAE), há uma significativa (controle vs CSE P < 0,001; controle vs EAE P < 0,01; n = 6) redução da viabilidade celular (Figura 3A). Extratos foram gerados com um perfil de sopro de 2, 2 segundos, sopros de 55 mL por minuto e normalizada com base na concentração molar de nicotina consumida pelo aparelho. Exposição a 500 µM consumido nicotina equivalentes do CSE dramaticamente reduz células viáveis para 11.06 ± 0,28% do controle, e exposição a 500 µM consumido nicotina equivalentes da EAE reduz células viáveis de 86,65 ± 4,60% do controle.

Figura 3B demonstra a separação de volatilidade com base de componentes do cigarro eletrônico de um cigarro eletrônico comercial por cromatografia em fase gasosa. Então, os componentes foram identificados através de espectrometria de massa quadrupolo. Componentes identificados, em ordem de volatilidade, incluem: propilenoglicol, acetil propionil, clorobutanol, glicerol, nicotina e ácido 3-nitropthalic. Destes apenas propileno glicol, glicerol, e nicotina foram divulgadas sobre o rótulo do produto1.

Figure 3
Figura 3: aplicativos de exemplo: viabilidade e GC-MS. celular Figura 3A exibe os resultados de um ensaio de absorção de vermelho neutro a ser interpretados na veia umbilical humana células endoteliais expostas a 500 µM consumido equivalentes de nicotina ou convencional de fumaça de cigarro de um cigarro de referência de pesquisa de 3R4F (CSE) ou aerossol de cigarro eletrônico de um cigarro eletrônico disponível comercialmente (EAE). As barras são média +-desvio padrão. Teste t não pareado, significado determinado por dois de cauda, e os resultados indicam por asteriscos: * * P < 0,01; P < 0,001; n = 6. Figura 3B exibe os resultados de um cromatógrafo de gás de aerossol de cigarro eletrônico solubilizado na acetona. Picos representam compostos individuais, ordenados pelo tempo de retenção (volatilidade) e foram identificados por espectrometria de massa quadrupolo. 1) propilenoglicol; 2) acetil propionil; 3) clorobutanol; 4) glicerol; 5) nicotina; 6) ácido 3-nitropthalic. Clique aqui para ver uma versão maior desta figura.

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Discussion

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Os elementos mais críticos do presente protocolo são assegurar que o dispositivo é limpo no início e fim de cada extração, e garantindo que todos os selos são mantidos assim que o fluxo de ar permanece consistente. Se o dispositivo não é devidamente limpos, há um risco de transportar sobre entre amostras. Além disso, se o dispositivo é deixado impuro por um período prolongado de aerosol condensado tempo e secas solvente pode bloquear o sistema. Nota que é normal para lá para ser uma queda de pressão quando fumando um cigarro convencional e o fluxo de ar medidor deve ser ajustado para fornecer o fluxo de ar desejado durante a tragada, não enquanto o dispositivo está a puxar o ar do quarto. Uma característica-chave deste método é a capacidade de ser adaptado para acompanhar o avanço da tecnologia de cigarro eletrônico. Por exemplo, muitos cigarros eletrônicos exigem a ativação de imprensa botão da bobina de aquecimento. Este dispositivo incorpora diretamente a bobina de aquecimento para o circuito de controle (Figura 2A) imitando a pressionar um botão em intervalos programado de usuário. As limitações principais desse método surgem da falta de procedimentos habituais de funcionamento bem caracterizadas para uso de cigarro eletrônico. Enquanto podemos usar uma pesquisa referência cigarro14 e protocolos internacionais15,16 para cigarros convencionais, nós apenas adaptando esses métodos para cigarros eletrônicos e não posso garantir que ele apropriadamente modelos de comportamento do usuário de cigarro eletrônico. Além disso, este protocolo produz extrato em um meio líquido. Enquanto isto é apropriado para determinados tipos de células, como células endoteliais, outros tipos de células, como células das vias aéreas, podem ser melhor estudados através de exposição direta de aerossol de cigarro eletrônico.

A natureza deste dispositivo permite ser atualizado à medida que são desenvolvidos novos procedimentos habituais de funcionamento. Vários pontos de modificação apresentam-se o que poderia permitir que para o dispositivo para ser adaptado às questões específicas. Cigarros eletrônicos mais recentes abrangem uma gama maior de potência do que modelos anteriores de cigarros eletrônicos17. No esquema apresentado na Figura 2A, tanto o resistor adjacente para a aquecimento da bobina e a bobina de aquecimento em si pode ser trocado para componentes com valores de resistência diferentes (ou resistência variável mesmo) para modular a energia final usada para aerosolize o líquido do cigarro eletrônico. Potência teórica final no atomizador pode ser calculada com as equações de energia convencional:

Equation 1ouEquation 2
onde p: potência; V: tensão; R: resistência; e i: corrente.

Como não há nenhum amplamente aceito internacional o procedimento padrão para o uso do cigarro eletrônico, e grupos diferentes podem desejar empregar diferentes parâmetros e perfis de sopro. Um cigarro eletrônico comum padrão é CORESTA CRM8118, embora alguns grupos continuam a usar versões modificadas dos protocolos de fumar cigarro convencional como ISO 3088:201215 e quem TobLabNet SOP 116. Além disso, muitos laboratórios continuam a usar regimes específicos de laboratório e/ou instituição. Neste caso, usamos um perfil de sopro de onda quadrada consistindo de 2, 2 segundos, sopros de 55 mL por minuto; no entanto, a natureza modular do dispositivo programável permite ser adaptado para outros perfis de sopro, conforme necessário. Volume de sopro pode ser alterada diretamente ajustando o medidor de fluxo de ar. Tempo de sopro e tempo de ativação de bobina de aquecimento podem ser alteradas, alterando o SVT e IPT constantes no programa SVL.bs1 (Figura 2B, #5 e #6). Se alguém deseja sincronizar elimina o tempo de sopro e o tempo de ativação, isto poderia ser feito dividindo as constantes SVT e o IPT, por exemplo, SVT1 que representa o tempo entre a ativação do circuito de aquecimento e o circuito de válvula, SVT2 que representa o tempo entre a ativação do circuito da válvula e a inactivação do circuito de aquecimento e SVT3 que representa o tempo entre a inactivação do circuito de aquecimento e a inactivação do circuito da válvula e da mesma forma para o IPT. Enquanto a base de rosca 510 é comum em muitos cigarros eletrônicos do tanque, não é universal. Uma base diferente de rosca pode ser substituída se o usuário necessitar. Se um perfil de onda quadrada não for desejado, substitua o medidor de fluxo de ar ou válvula solenoide com um componente contínuo programável para reformular o perfil de onda.

Como progride de pesquisa do cigarro eletrônico, a disponibilidade e a acessibilidade do cigarro eletrônico dispositivos de fumar continua a ser um obstáculo. Máquinas de fumo de cigarro tem sido parte integrante da investigação de produtos do tabaco tão cedo como 1843 e hoje há uma variedade de máquinas disponíveis comercialmente fumar cigarros convencionais19,20. Existem vários procedimentos operacionais padrão estabelecidos para de fumar de cigarro convencional21. No entanto, muitos dispositivos de fumar cigarro convencional provaram incapazes de precisão fumando cigarros eletrônicos devido as diferenças de projeto entre cigarros convencionais e eletrônicos e as diferenças dentro do cigarro eletrônico de marcas e modelos, tais como: diâmetro, requisitos de PSI e a necessidade de sensor ou botão com base ativação17. Atualmente, há um campo heterogêneo e comercial de máquinas de fumar cigarro eletrônico que inclui dispositivos, incluindo dispositivos projetados para extração de aerossol direto, bem como a exposição de interface líquido ar (tais como Borgwalt22 e Vitrocell 22,,23). Apesar da disponibilidade de opções comerciais, muitos grupos, continuam a usar dispositivos fabricados dentro de seu próprio laboratório para aerossol extração 10,11,12,24, 25 , 26. as motivações para isso são variadas. Em alguns casos, os pesquisadores buscam melhor modelo de comportamento humano10. Outros estão tentando manter a continuidade com os estudos anteriormente publicados de fumaça de cigarro12. Ainda outros diretamente citam a inacessibilidade de alternativas comerciais como uma motivação para no laboratório de fabricação24. Estes dispositivos tomam muitas formas e, em muitos casos, usam protocolos específicos de laboratório. Infelizmente, os mecanismos, eficácia e capacidades destes dispositivos e protocolos são frequentemente sob-relatou.

A primeira das duas aplicações exemplo apresentado acima (Figura 3A) demonstra os efeitos do aerossol de cigarro eletrônico e fumaça de cigarro convencional na viabilidade celular endotelial. Como o fumo do cigarro convencional foi demonstrado para causar células endoteliais morte e disfunção9, é razoável a hipótese de que o cigarro eletrônico aerossol teria um efeito semelhante. Para testar isso, estamos expostos a veia umbilical humana células endoteliais a nicotina níveis equivalentes de extrato de fumaça de cigarro convencional ou aerossol de cigarro eletrônico extrair por 24 h. Enquanto ambos aerossol de cigarro eletrônico e fumaça de cigarro convencional causar reduções estatisticamente significativas na viabilidade celular, o tamanho do efeito de redução de aerossol induzido o cigarro eletrônico é ~ 13%, enquanto a redução após convencional exposição de fumaça de cigarro se aproxima de 90%. Enquanto isso suporta a ideia de que os cigarros eletrônicos são menos nocivos para o sistema vascular do que cigarros convencionais, eles são ainda não é seguros. A segunda das duas aplicações exemplo apresentado acima (Figura 3B) demonstra esse aerossol de cigarro eletrônico extraído em solvente orgânico pode ser separado em seus componentes e analisado através de espectrometria de massa. A lista de componente gerada fornece informações sobre a precisão de rotulagem em produtos do cigarro eletrônico e destaca certos componentes potencialmente prejudiciais como acetil propionil (2,3-pentanedione)27. Enquanto os componentes identificados neste experimento não foram quantificados, quantificação pode ser realizada por técnicas analíticas convencionais, tais como as apresentadas no CORESTA CRM8428.

Aqui, apresentamos um dispositivo programável laboratório capaz de gerar extrato líquido de aerossol de cigarro eletrônico ou fumo o cigarro convencional. Este dispositivo pode acomodar um diversificado leque de projetos de produto (por exemplo, as marcas líderes comerciais de cigarro eletrônico) e o processo de extração pode ser personalizado com as especificações do usuário. Neste caso específico, temos demonstrado o uso do extrato gerado em um ensaio de viabilidade de células endoteliais; no entanto, os extratos gerados por este dispositivo poderiam ser aplicados a qualquer tipo de população única célula bem como co-cultura, explante ou outro modelo in vitro . Estes extratos são compatíveis com um grande número de ensaios biológicos usados com frequência, incluindo deteção de espécies reactivas de oxigénio, ensaios de proliferação celular e imuno-coloração convencional. Além disso, a capacidade de quebrar a composição do cigarro eletrônico extrato através de cromatografia gasosa-espectrometria de massa fornece um ponto de partida para estudos detalhados de componentes individuais do aerossol. Em geral, este dispositivo fornece um ponto de entrada acessível para pesquisa de cigarro eletrônico.

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Disclosures

O programa de bolsa de pesquisa do tabaco produto regulamentar ciência administrado pela Universidade de Tulane é financiado pelos assuntos regulatórios da Altria cliente serviços.

Acknowledgments

Os autores reconhecem a ajuda do Dr. Robert Dotson da Tulane University departamento de célula e Biologia Molecular, por sua assistência em editar o manuscrito e Dr. James Bollinger de Tulane University departamento de química por sua assistência com projeto de protocolo de espectrometria de massa. Os autores mais reconhecem a Tulane University departamento de célula e Biologia Molecular e Tulane University departamento de química por seu apoio e o uso do espaço e equipamento. Este trabalho foi financiado por uma bolsa de pesquisa do tabaco produto regulamentar ciência para C. Anderson, da escola da Universidade de Tulane da ciência e engenharia.

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

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Um microcontrolador operado dispositivo para a geração de extratos líquidos de aerossol de cigarro eletrônico e fumo cigarro convencional
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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).

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