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Bioengineering

Un microcontrolador funciona dispositivo para la generación de extractos líquidos de Aerosol de humo y electrónicos cigarrillo cigarrillo convencional

doi: 10.3791/56709 Published: January 18, 2018

Summary

Aquí, describimos un aparato de laboratorio programable que puede utilizarse para crear extractos de aerosol de humo y electrónicos del cigarrillo del cigarrillo convencional. Este método proporciona una herramienta útil para hacer comparaciones directas entre cigarrillos convencionales y los cigarrillos electrónicos y es un punto de entrada accesibles a la investigación de cigarrillo electrónico.

Abstract

Los cigarrillos electrónicos son el producto de tabaco más popular entre medio y secundaria y son el producto de tabaco alternativa más popular entre los adultos. Alta calidad, investigación reproducible sobre las consecuencias del uso del cigarrillo electrónico es esencial para la comprensión emergentes problemas de salud pública y elaboración de pruebas basado en normativa. Mientras un número creciente de trabajos discuten los cigarrillos electrónicos, hay poca consistencia en los métodos a través de grupos y muy poco consenso en los resultados. Aquí, describimos un aparato de laboratorio programable que puede utilizarse para crear extractos de aerosol de humo y electrónicos del cigarrillo del cigarrillo convencional. Este protocolo detalla las instrucciones para el montaje y operación de dicho dispositivo y muestra el uso del extracto generado en dos aplicaciones de ejemplo: una en vitro ensayo de viabilidad celular y cromatografía de gases-espectrometría de masas. Este método proporciona una herramienta para hacer comparaciones directas entre cigarrillos convencionales y los cigarrillos electrónicos y es un punto de entrada accesibles a la investigación de cigarrillo electrónico.

Introduction

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A pesar de un esfuerzo concentrado por las organizaciones de salud, consumo de productos de tabaco sigue siendo la principal causa de muerte evitable en todo el mundo, con la mayoría de estas muertes atribuidas al cigarrillo fumar1. Desde su incursión en el mercado en 2003, los cigarrillos electrónicos han ido creciendo en popularidad entre usuarios de productos de tabaco. En la actualidad, los cigarrillos electrónicos son la alternativa más popular a los cigarrillos convencionales entre los estadounidenses adultos (~ 5%)2 y el sistema de entrega de nicotina más popular entre medio (~ 5,3%) y secundaria (~ 16%)3. Si continúan las tendencias actuales, los cigarrillos electrónicos pueden esperarse para sustituir cigarrillos convencionales para las generaciones futuras. Sin embargo, las consecuencias para la salud del uso del cigarrillo electrónico todavía no están claros.

Investigación sobre los cigarrillos electrónicos no comenzó en serio hasta que el cigarrillo electrónico renombre aumentó rápidamente en 20133,4. Desde entonces, se han empleado un número de diferentes modelos para abordar la cuestión de su toxicidad. Sin embargo, los resultados de muchos estudios son contradictorios, y si bien parece que los cigarrillos electrónicos son generalmente menos tóxicos que los cigarrillos convencionales, no hay ningún consenso actual sobre las consecuencias para la salud del cigarrillo electrónico utilizar5, 6 , 7. nuestros estudios anteriores indican que los cigarrillos electrónicos son significativamente menos tóxicos para el endotelio vascular que los cigarrillos convencionales, a pesar de su capacidad de causar daños en el ADN y la inducción de oxidativa estrés y muerte celular8 . Sin embargo, más investigación es necesaria antes de que podemos sacar conclusiones firmes sobre las consecuencias para la salud del uso del cigarrillo electrónico.

Como los cigarrillos convencionales son una causa importante de enfermedad vascular puede prevenir9, hay un creciente interés en el riesgo para la salud vascular del cigarrillo electrónico uso10,11,12. Para estudiar los efectos de los cigarrillos electrónicos en el sistema vascular, nuestro laboratorio desarrolló un microcontrolador funcionado fumar/vaping dispositivo (figura 1)8. Este dispositivo es capaz de generar extractos líquidos de cualquier aerosol de humo o electrónicos cigarrillo cigarrillo convencional en solventes orgánicos o acuosos. Flujo de aire es controlada por la combinación de un regulador de flujo de aire ajustable y un programa de sincronización de PBASIC, el dispositivo puede utilizarse para generar extractos según cualquier número de protocolos definidos por el usuario. Aquí detallamos el montaje y funcionamiento de este dispositivo, así como dos posibles aplicaciones: en vitro evaluación de viabilidad celular y cromatografía de gases-espectrometría de masas.

Figure 1
Figura 1: dispositivo de fumar/Vaping. Esquema para el montaje físico del dispositivo de fumar/vaping cigarrillo como cigarrillo electrónico (e-cig) configuración (A) y la configuración del cigarrillo electrónico de depósito (B). Componente clave: 1) Puerto de inhalación; 2) impactor de colección primaria; 3) impactor desbordamiento; 4) trampa vacío del frasco Buchner; 5) normalmente abierta válvula de solenoide; 6) microcontrolador BS1; 7) regulador de caudal de aire; 8) 510 rosca base de tanque de cigarrillo electrónico. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Protocol

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1. montaje del dispositivo

  1. Garantizar un 100 mL frasco de Buchner (figura 1, #4) a un anillo de acero soporte y crear una trampa de vacío relleno con 50 g de cloruro de calcio como un desecante. Sellar el frasco con un tapón de goma por el agujero, envuelva a la Unión del tapón con la película de parafina y ejecutar una pipeta por el orificio.
  2. Utilizando tubería de vinilo, conectar la pipeta que se extiende desde el tapón a un conector de manguera t-intersección.
  3. Con tubería del vinilo, conectar entre sí los dos impinger (figura 1, #2 y #3) y conecte la salida de impactor segundo a conector de la manguera de intersección t.
  4. Con tubería del vinilo, conecte el puerto de entrada de la primer impactor para servir como puerto de inhalación (figura 1, #1).
  5. Con tubería del vinilo, conecte el brazo lateral del matraz Buchner al puerto de entrada de un regulador de flujo de aire (figura 1, #7) y el puerto de salida del regulador de flujo de aire a una bomba de vacío.
  6. Montar el circuito según el esquema en la figura 2A.
  7. Cargar el programa PBASIC SVL.bs1 (figura 2B, también disponible en https://github.com/ChastainAnderson/SVL) para el microcontrolador BS1 (figura 1, #6) por medio de un adaptador serial y software del fabricante.
  8. Lugar del 510 base roscada (figura 1 #8) en un anillo de soporte de abrazadera.
  9. Con tubería del vinilo, conecte la válvula de solenoide (figura 1, #5) para liberar el extremo del conector de la manguera de la t-intersección.
    Nota: El dispositivo debe ser completo y listo para funcionar, comprobar todas las juntas para asegurarse de que son herméticas y aplique abrazaderas y grasa para vacío según sea necesario.

Figure 2
Figura 2: esquema eléctrico y código PBASIC. Figura 2A muestra el esquema eléctrico para el montaje del circuito eléctrico necesario para activar la válvula de solenoide normalmente abierto y el serpentín de calentamiento botón activado cigarrillos electrónicos (a través de la 510 roscado electrónico cigarrillo el tanque base). Los parámetros eléctricos de la bobina de calefacción (P: potencia; R: resistencia; y I: corriente) se proyectan y deberá verificarse empíricamente con una multímetro post Asamblea. Figura 2B muestra el programa de sincronización de PBASIC necesario para controlar el circuito de la figura 2A (también disponible en https://github.com/ChastainAnderson/SVL). Las constantes de tiempo SVT & IPT (#5 y #6) están en unidades de ms y se establecen para proporcionar un tiempo de activación de 2 segundos y un tiempo de inactividad de 28 s. haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

2. almacenamiento y preparación de la muestra

  1. Guarde todas las muestras de cigarrillos convencionales y electrónicos sin abrir en la oscuridad en bolsas de plástico herméticas a temperatura ambiente.
  2. Una vez abierto, guardar las muestras en bolsas de plástico herméticas a 4 º c, con una toalla de papel para absorber el exceso de humedad.
  3. Pre-equilibrar todas las muestras en un humidor de temperatura ambiente en ~ 60% de humedad de por lo menos 30 minutos antes de usarlo.

3. general funcionamiento del dispositivo de extracción de cigarrillo cigarrillo electrónico humo Aerosol

  1. Determinar la masa de cada cigarrillo del cartomizer/tanque pre-vaping utilizando una balanza analítica. La diferencia en peso de pre/post post vaping se utilizará para determinar la dosificación apropiada.
    Nota: se supone que contiene 0,7 mg de nicotina los cigarrillos de referencia 3R4F, y el contenido de nicotina de marcas de cigarrillos comerciales puede ser determinado por métodos analíticos convencionales13.
  2. Para la aplicación de ejemplo 1, llene el depósito de impactor primaria con 4,3 mL de medio de cultivo de células endoteliales. Para la aplicación de ejemplo 2, llene el depósito con 5 mL de acetona.
  3. La preparación del cigarrillo electrónico o cigarrillo convencional para la extracción:
    1. Si utiliza un cigarrillo convencional, aplique un trozo de cinta adhesiva transparente alrededor del filtro y poner una marca fácilmente visible donde el papel de cigarrillo se une con el filtro.
    2. Si se usa un cigarrillo electrónico-cigarrillo, asegúrese de que la batería está bien cargada y el cartomizador firmemente atornillada a la batería.
    3. Si utiliza un tanque de cigarrillo electrónico, asegúrese de que un volumen adecuado de líquido de cigarrillo electrónico en el tanque y atornille el tanque en la base de rosca 510.
  4. Inserte la punta del cigarrillo convencional o electrónica en el puerto de inhalación (figura 1, #1) y asegúrelos con una abrazadera de manguera.
  5. Encienda la bomba de vacío.
  6. Ajustar el medidor de flujo para tirar de 1,65 L/minuto para asegurar un soplo 55 mL durante 2 segundos.
  7. Gire en el microcontrolador. Si se usa un cigarrillo convencional, enciende el cigarrillo en la primera bocanada.
  8. Ejecutar hasta que proyecta deseada concentración (en partes por millón o % peso/volumen) se logra.
  9. Determinar la masa de cada tanque cartomizer cigarrillo electrónico después de la vaporización utilizando una balanza analítica. Comparar esta medida para la medida tomada en el paso 3.1 para determinar el total de masa consumida. Calcular la concentración del consumo masa/volumen de solvente. Utilizar la concentración molar de la nicotina consumida para normalizar entre los productos.
    1. Si se consumía una masa insuficiente, retomar el cigarrillo electrónico en el dispositivo y consumir más.
    2. Si se consumía una masa suficiente o exceso, proceder.

4. filtración y almacenamiento

  1. Si el extracto es utilizado para el cultivo celular, filtrar con un filtro de jeringa PES de 0,22 μm.
  2. Utilice los extractos inmediatamente o almacenar a-80 º c. Como parte de la preparación de Anderson, et al. 8, aerosol de cigarrillo electrónico fue demostrada para ser estable durante al menos dos semanas, y la estabilidad del cigarrillo humo hasta por dos años se ha establecido por estafadores, et al. 13.

5. limpieza del dispositivo

  1. Después de cada extracción, enjuague la tubería y depósitos del dispositivo con etanol al 70% y agua desionizada para evitar llevan entre muestras.
  2. Después de enjuagar, brevemente el equipo puede utilizar vacío para permitir el flujo de aire para el secado de las líneas.

6. ejemplo de aplicación 1: Captación de rojo neutro análisis de viabilidad de la célula

  1. Realizar el extracto como arriba en 4,3 mL de medio de cultivo de células endoteliales.
  2. Un día antes, sembrar las células endoteliales de vena umbilical humana en 96 placas de pozos a una densidad de 1 x 104 células/wellin 100 μl de medio de cultivo de células endoteliales.
  3. Tratar las células sustituyendo el viejo medio de cultivo de células endoteliales por cada 100 μl de medio de cultivo fresco de células endoteliales para servir como un control o 75 μl de medio de cultivo de células endoteliales mezclado con 25 μl de un extracto de concentración de nicotina de 2 mM consumido (1,4 mg consumir nicotina en medio de cultivo de células endoteliales 4,3 mL) para una concentración final de 500 μm a servir como tratamiento.
  4. Como muchos de los componentes de ambas cigarrillo cigarrillo electrónico y humo en aerosol son volátiles, use un sello para mantener los pozos herméticos.
  5. Incubar la placa de 18 – 24 h a 37 ° C y 5% CO2.
  6. Preparar el rojo neutro solución de tinción:
    1. Crear una solución stock rojo neutro 100 x disolviendo 33 mg de colorante rojo neutro en 10 mL de solución salina tamponada.
    2. Poco antes de su uso, diluir 100 x 1: 100 de solución madre en medio de cultivo celular para crear 1 x rojo neutro solución de tinción.
    3. Incubar el rojo neutro solución a 37 ° C por al menos 30 min antes de uso y el uso de tinción inmediatamente.
      Nota: Es normal que algunos cristales que precipitan durante la incubación. Debe tenerse cuidado para evitar la aplicación de estos cristales a los pozos de la cultura de célula. Si es necesario, puede utilizarse un filtro de.22 μm para filtrar el stock de rojo neutro y soluciones de tinción.
  7. Extracto de quitar y añadir 100 μl de rojo neutro solución por exceso de uso, para crear al menos tres pozos en blanco para la correcta cuantificación de la coloración.
  8. Incube la placa en 2 – 4 h a 37 ° C y 5% CO2.
  9. Saque neutral red solución de tinción y lavar 3 veces por inmersión en PBS.
  10. Rojo neutro se aplica la solución (agua desionizada de 50%, 49% de etanol, ácido acético al 1%) de la mancha.
  11. Incubar al menos 10 min a temperatura ambiente con agitación.
  12. Leer absorbancia a 540 nm.
  13. Analizar datos, restando el valor promedio de los pocillos del blanco y la normalización a la media del valor bien control ajustado en blanco.

7. ejemplo de aplicación 2: cromatografía de gases espectrometría de masas

  1. Realizar extracción como por encima en 5 mL de acetona.
  2. El equipo puede utilizar para lograr una concentración final de ~ 100 partes por millón (peso del e-líquido consumido/volumen de acetona) de la muestra.
  3. Utilizando una jeringa de vidrio de precisión, inyectar 1 μl del inyector de un dispositivo de GC-MS. Inyectar a 250 ° C con un 1:20 dividir la relación en un sistema de cromatografía de gas/cuadrupolo acoplado espectrómetro equipado con una columna de ZB-5 con el siguiente protocolo de horno: 1 min a 50 ° C; rampa de 10 ° C/min a 140 ° C; rampa de 20 º C/min a 300 ° C y mantener durante 10 minutos.
  4. Coincidir con espectros de masas resultantes a la biblioteca de destino para identificar los componentes del aerosol.

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Representative Results

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Dentro de las 24 horas de la exposición de la vena umbilical humana las células endoteliales a Extracto de humo de cigarrillo convencional (CSE) o aerosol de cigarrillo electrónico extracción (EAE), hay un significativo (control vs CSE P < 0.001; control vs EAE P < 0,01; n = 6) reducción de la viabilidad de las células (Figura 3A). Los extractos fueron generados con un perfil que sopla de 2, 2 segundos, soplos de 55 mL por minuto y normalizaron en base a concentración molar de la nicotina consumida por el dispositivo. Exposición a 500 μm consumido nicotina equivalentes de CSE reduce considerablemente las células viables de 11.06 ± 0.28% del control, y exposición a 500 μm consumido nicotina equivalentes de EAE reduce células viables al 86,65 ± 4,60% de control.

Figura 3B muestra la separación basado en la volatilidad de los componentes del cigarrillo electrónico de un cigarrillo electrónico comercial por cromatografía de gases. Luego se identificaron los componentes mediante espectrometría de masas cuadrupolar. Componentes identificados, en orden de volatilidad, son: propilenglicol, propionil acetilo, clorobutanol, glicerol, nicotina y ácido 3-nitropthalic. De estos sólo propileno glicol, glicerol y nicotina fueron divulgados en la etiqueta del producto1.

Figure 3
Figura 3: usos de muestra: célula viabilidad y GC-MS. Figura 3A muestra los resultados de un ensayo de captación de rojo neutro realizados en células endoteliales de vena umbilical humana expuestas a 500 μm equivalentes de nicotina de cada cigarrillo convencional humo de un cigarrillo de referencia de investigación 3R4F (CSE) de consumir o aerosol de cigarrillo electrónico de un cigarrillo electrónico disponible comercialmente (EAE). Barras son media +/-desviación estándar. Significación determinada por dos cola, desapareado, t-test y los resultados indicaron por asteriscos: ** P < 0.01; P < 0.001; n = 6. Figura 3B muestra los resultados de una cromatografía de gas del aerosol del cigarrillo electrónico solubilizado en acetona. Picos representan compuestos individuales ordenados por tiempo de retención (volatilidad) y fueron identificados por espectrometría de masas cuadrupolar. 1) glicol de propileno; 2) acetil propionyl; 3) clorobutanol; 4) glicerol; 5) nicotina; 6) 3-nitropthalic ácido. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

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Discussion

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Los elementos más críticos de este protocolo asegurando que el dispositivo es limpiar al inicio y fin de cada extracción, y asegurando que todos los sellos se mantengan así ese flujo de aire permanece constante. Si el aparato no se limpia correctamente, hay un riesgo de llevar sobre entre las muestras. Además, si el dispositivo se deja impuro durante un largo período de aerosol condensado tiempo y secado solvente puede bloquear el sistema. Tenga en cuenta que es normal que allí para ser una caída de presión al soplar un cigarrillo convencional y el flujo de aire metro debe ajustarse para proporcionar el flujo de aire deseado durante el soplo, no mientras el dispositivo está sacando aire de la habitación. Una característica clave de este método es la capacidad de adaptarse para mantenerse al día con el avance de la tecnología del cigarrillo electrónico. Por ejemplo, muchos cigarrillos electrónicos requieren botón Presione activación de la bobina de calefacción. Este dispositivo incorpora directamente la bobina de calefacción en el circuito de control (figura 2A) imitando una pulsación cada usuario programado. Las principales limitaciones de este método surgen de la falta de bien caracterizados procedimientos de operación para el uso del cigarrillo electrónico. Mientras que podemos utilizar una investigación referencia cigarrillo14 y15,de protocolos internacionales16 para los cigarrillos convencionales, nos son simplemente adaptar estos métodos a los cigarrillos electrónicos y no puede garantizar es adecuadamente modelos de comportamiento de los usuarios del cigarrillo electrónico. Además, este protocolo produce extracto en un medio líquido. Mientras que esto es adecuado para ciertos tipos de células, como células endoteliales, otros tipos de células, como las células de las vías respiratorias, pueden estudió mejor a través de la exposición directa a los aerosoles de cigarrillo electrónico.

La naturaleza de este dispositivo le permite actualizarse como se desarrollan nuevos procedimientos de operación. Presentan varios puntos de la modificación que podría permitir que el dispositivo adaptar a preguntas específicas. Nuevos cigarrillos electrónicos abarcan un rango mayor de potencia que los anteriores modelos de cigarrillos electrónicos17. En el esquema presentado en la figura 2A, la resistencia junto a la calefacción de la bobina y la bobina de calefacción sí mismo podría ser intercambiada para componentes con valores de resistencia diferentes (o resistencia variable incluso) para modular la potencia final utilizada para transformar el líquido de cigarrillo electrónico. Potencia teórica final en el atomizador puede calcularse con las ecuaciones de energía convencional:

Equation 1oEquation 2
donde P: potencia; V: voltaje; R: resistencia; y I: corriente.

No ampliamente aceptada procedimiento operativo estándar internacional para el uso del cigarrillo electrónico, y diferentes grupos deseen emplear diferentes parámetros y perfiles que sopla. Un cigarrillo electrónico común estándar es CORESTA CRM8118, aunque algunos grupos continúan utilizando versiones modificadas de los protocolos de fumar cigarrillos convencionales como ISO 3088:201215 y que TobLabNet SOP 116. Además, muchos laboratorios continúan utilizando regímenes específicos de laboratorio o institución. En este caso, emplea un perfil de soplo de onda cuadrada de 2, 2 segundos, soplos de 55 mL por minuto; sin embargo, la naturaleza modular, programable del dispositivo le permite ser adaptado a otros perfiles que sopla según sea necesario. Volumen de soplo puede cambiarse directamente ajustando el medidor de flujo de aire. Tiempo de soplo y tiempo de activación de la bobina de calefacción pueden modificarse cambiando las constantes SVT y IPT en el programa SVL.bs1 (figura 2B, #5 y #6). Si uno de sincronizar el tiempo que sopla y el tiempo de activación, esto se puede hacer dividiendo las SVT y IPT constantes, por ejemplo, el SVT1 que representa el tiempo entre la activación del circuito de calefacción y el circuito de la válvula, SVT2 que representa el tiempo entre la activación del circuito de la válvula y la inactivación del circuito de calefacción y SVT3 que representa el tiempo entre la inactivación del circuito de calefacción y la inactivación del circuito de la válvula y asimismo para la IPT. Mientras que la base de rosca 510 es común en muchos cigarrillos electrónicos del tanque, no es universal. Una base diferente de rosca puede ser sustituida si el usuario requiere. Si no se desea un perfil de onda cuadrada, vuelva a colocar el medidor de flujo de aire o válvula de solenoide con un componente continuado programable para remodelar el perfil de la onda.

Como avances de investigación del cigarrillo electrónico, la disponibilidad y accesibilidad del cigarrillo electrónico dispositivos de fumar sigue siendo un obstáculo. Máquinas de tabaco de cigarrillo han sido una parte integral de investigación tabaco tan pronto como 1843 y hoy en día hay una gran variedad de máquinas disponibles comercialmente fumar cigarrillos convencionales19,20. Existen múltiples procedimientos de operación estándar establecidos para fumadores de cigarrillos convencionales21. Sin embargo, muchos dispositivos de fumar cigarrillos convencionales resultaron incapaces de exactamente fumar cigarrillos electrónicos debido a las diferencias de diseño entre cigarrillos convencionales y electrónicos y las diferencias dentro de modelos y marcas de cigarrillos electrónicos tales como: diámetro, requisitos del PSI y la necesidad de sensor o botón basan de activación17. Actualmente existe un heterogéneo campo comercial de máquinas de tabaco de cigarrillo electrónico que incluye dispositivos como dispositivos diseñados para la extracción de aerosol directo así como la exposición de interfaz líquido de aire (como Borgwalt22 Vitrocell 22,23). A pesar de la disponibilidad de opciones comerciales, muchos grupos continúan utilizando dispositivos fabricados dentro de su propio laboratorio para aerosol extracción 10,11,12,24, 25 , 26. las motivaciones para esto son variadas. En algunos casos, los investigadores buscan al mejor modelo de conducta humana10. Otros están tratando de mantener la continuidad con los estudios previamente publicados de humo de cigarrillo12. Todavía otros citan directamente la inaccesibilidad de alternativas comerciales como una motivación para laboratorio fabricación24. Estos dispositivos toman muchas formas y, en muchos casos, utilizan los protocolos específicos de laboratorio. Desafortunadamente, los mecanismos, eficacia y capacidades de estos dispositivos y protocolos se divulgan a menudo debajo.

La primera de las dos aplicaciones de ejemplo presentado arriba (Figura 3A) muestra los efectos del aerosol de humo y electrónicos del cigarrillo del cigarrillo convencional sobre viabilidad de las células endoteliales. Como el humo del cigarrillo convencional se ha demostrado para causar muerte y disfunción de células endoteliales9, es razonable la hipótesis de que el cigarrillo electrónico aerosol tendría un efecto similar. Para probar esto, hemos expuesto las células endoteliales de vena umbilical humana a la nicotina niveles equivalentes de extracto de humo de cigarrillo convencional o aerosol de cigarrillo electrónico extracción durante 24 h. Mientras que ambos aerosol de humo y electrónicos cigarrillo cigarrillos convencionales causan reducciones estadísticamente significativas en la viabilidad celular, el tamaño del efecto de la reducción de aerosol inducida por el cigarrillo electrónico es ~ 13% mientras que la reducción después de convencional exposición del humo del cigarrillo se acerca a 90%. Mientras que esto apoya la idea de que los cigarrillos electrónicos son menos perjudiciales para el sistema vascular que los cigarrillos convencionales, son todavía no seguros. La segunda de las dos aplicaciones de ejemplo presentado arriba (figura 3B) muestra ese aerosol cigarrillo electrónico extraído en disolvente orgánico puede ser separada en sus componentes y analizado mediante espectrometría de masas. La lista de componentes generada proporciona información acerca de la exactitud de las etiquetas en los productos de cigarrillo electrónico y destaca ciertos componentes potencialmente dañinos como acetil propionyl (2,3-pentanedione)27. Mientras que no se cuantificaron los componentes identificados en este experimento, la cuantificación puede realizarse por técnicas analíticas convencionales como las presentadas en CORESTA CRM8428.

Aquí, hemos presentado un dispositivo de laboratorio programable capaz de generar extracto líquido del aerosol de cigarrillos electrónicos o humo de cigarrillo convencional. Este dispositivo puede acomodar una gran variedad de diseños de productos (por ejemplo, las principales marcas comerciales de cigarrillos electrónicos) y el proceso de extracción puede ser personalizado para especificaciones del usuario. En este caso concreto, hemos demostrado el uso del extracto generado en un análisis de viabilidad de células endoteliales; sin embargo, los extractos de este dispositivo se podrían aplicar a cualquier tipo de población unicelular como co-cultivo, explante u otro modelo en vitro . Estos extractos son compatibles con un gran número de ensayos biológicos utilizados como detección de especies reactivas del oxígeno, ensayos de proliferación celular, inmuno-tinción convencional. Por otra parte, la capacidad de analizar la composición del extracto de cigarrillo electrónico a través de cromatografía de gases-espectrometría de masas proporciona un punto de partida para estudios detallados de los componentes del aerosol individual. En general, este dispositivo proporciona un punto de entrada accesibles a la investigación de cigarrillo electrónico.

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Disclosures

El programa de beca de investigación en ciencia reguladora tabaco producto administrado por la Universidad de Tulane es financiado por Altria cliente servicios asuntos regulatorios.

Acknowledgments

Los autores reconocen la asistencia del Dr. Robert Dotson de la Tulane University Departamento de biología celular y Molecular para su asistencia en editar el manuscrito y el Dr. James Bollinger de Tulane University Departamento de química por su ayuda con diseño de protocolo de espectrometría de masas. Los autores más reconocen el Departamento de Universidad de Tulane de celular y Biología Molecular y Tulane University Departamento de química por su apoyo y el uso de espacio y equipo. Este trabajo fue financiado por una beca de investigación ciencia reguladora de tabaco productos a C. Anderson de la Universidad de Tulane Escuela de Ciencia e ingeniería.

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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Un microcontrolador funciona dispositivo para la generación de extractos líquidos de Aerosol de humo y electrónicos cigarrillo cigarrillo 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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