Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
JoVE Journal Chemistry
Click here for the English version

Chemistry

Elektronik Sigara Aerosol üçüncü nesil makine-Vaping aygıt tarafından nesil: toksikolojik çalışmalar uygulamaya

Published: August 25, 2018 doi: 10.3791/58095
Automatic Translation
1, 1, 2, 2, 3, 3, 1
1Department of Comparative Biomedical Sciences, School of Veterinary Medicine, Louisiana State University, 2Department of Environmental Sciences, College of the Coast & Environment, Louisiana State University, 3SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc.

Summary

Elektronik Sigara (e-cig) kullanıcılar dünya çapında artıyor. Az, ancak, inhale e-cig aerosoller tarafından indüklenen sağlık etkileri hakkında bilinir. Bu makalede, bir e-cig aerosol üretimi tekniği hayvan Etkilenmeler ve sonraki toksikolojik çalışmalar için uygun. Böyle protokolleri deneysel olarak tekrarlanabilir ve standart e-cig pozlama sistemleri kurmak için gereklidir.

Abstract

Elektronik Sigara (e-cig) cihazlar ısı özellikle nemlendirici, nikotin ve lezzet kimyasallar oluşan bir sıvı (e-sıvı) üzerinden inhalable bir aerosol üretmek için kullanın. Üretilen aerosol parçacıkları, ince ve süper ince ve potansiyel olarak nikotin ve aldehitler, hangi insan sağlığı için zararlı olabilir içerir. E-cig kullanıcılar bu aerosoller nefes ve üçüncü nesil ile e-cig cihazların, kontrol tasarım özellikleri (direnç ve voltaj) e-sıvılar ve şişirme profil seçimi ek olarak. Bu inhale aerosoller toksisite önemli ölçüde etkileyebilir anahtar faktörlerdir. E-cig, ancak, zorlu ve karmaşık çoğunlukla standart değerlendirmelerin ve e-cig modelleri ve markalar, hem de e-sıvı tatlar ve piyasada mevcut olan çözücüler sayısız çeşitleri için devamsızlık nedeniyle araştırmadır. Bu konuları e-cig araştırma protokolleri, e-cig aerosol üretimi ve karakterizasyonu teknikleri ile başlayan uyum için acil bir ihtiyaç vurgulayın. Çalışmada bu sorunu üzerinde bir ayrıntılı adım adım e-cig aerosol üretimi teknik gerçekçi ve gerçek çekim senaryoları temsilcisi olduğu düşünülen belirli deneysel parametrelerle açıklayarak odaklanır. Metodoloji dört bölüme ayrılır: hazırlık, pozlama, sonrası pozlama analizi, artı temizlik ve bakım cihazın. İki tür e-sıvı ve çeşitli gerilimler kullanarak temsilcisi sonuçları kütle konsantrasyonu, parçacık boyutu dağıtım, kimyasal bileşimi ve farelerde kotinin düzeyleri açısından sunulmuştur. Bilgisayar kontrollü çekim senaryoları, otomatik temsilcisi vaping topografya profilleri de dahil olmak üzere geniş bir yelpazesi için izin verdiği bu veri değerini toksikolojik araştırmalar, dışında kullanılan e-cig pozlama sistemi ile çok yönlülük gösterir.

Introduction

Elektronik Sigara (e-cigs) kullanımına bağlı bilimsel toplumda etkin tartışılır güvenliğidir. Bir yandan, üreticiler ve tüccarlar e-cigs potansiyel yararları bir zarar azaltma ürün birçok zararlı madde mevcut geleneksel sigara, halk sağlığı politikası karar vericiler ise ortadan kaldırılması nedeniyle geçerli sigara içenler için tanıtımı uzun vadeli insan sağlığı pozlama1,2veri yokluğu hakkında endişeli vardır. E-Cigs 1) Nikotin teslimatı için bir yedek araç ve 2) olarak sigara bırakma aygıt3en az iki farklı amaca hizmet. Merkezleri hastalık kontrol ve önleme (CDC), 2014, göre 9 milyondan fazla yetişkin Amerikalı e-cigs düzenli olarak kullanılır. 2013-2014 lise öğrencileri arasında e-cig kullanımı fazla % 300 oranında artış4. Daha güvenli bir sigara alternatif olarak, e-cigs gençler de olduğu gibi yetişkin1,2,4ve göz önüne alındığında e-cigs hakkında popüler henüz kanıtlanmamış, iddiaları arasında yükselen kullanılmasına göz önüne alındığında, anahtar bilimsel sorular için ele alınması gereken e-cig kullanımı insan sağlığı için potansiyel riskine de yol açar olup olmadığını belirlemek özellikle bu solunum sistemi1,2. E-cigs önce ABD'de 2007'de, yalnızca çok ticari, ancak sınırlı çalışmalar taşınan dışarı e-cig aerosol Etkilenmeler vitro etkileri ve akciğer yapı, fonksiyon ve genel sağlık5,6 , 7 , 8 , 9 , 10 , 11. bu nedenle, vitro, in vivo ve epidemiyolojik veri kamu politikaları ve e-cigs tüketimi ilgili düzenlemeler kurmak yardımcı olmak için önemlidir. Ancak, güvenilir ve tekrarlanabilir bilimsel kanıt ortaya çıkan bu alandaki üretim ilk standart e-cig şişirme rejimler kurulmasını ve laboratuvar ayarları ortamlarda tekrarlanabilir pozlama nesil gerektirir insan tüketimi yansıtıcı.

Üçüncü nesil e-cig aygıtı, piyasada bulunan en az bir Isıtma Bobin (atomizer) bir lityum pil oluşur. E-cig cihazın güç denetleyicisi çeşitli gerilimler çalışabilir. Bu e-cig cihazlar bir rezervuar içine e-cig sıvı (e-sıvı) tanıtıldı, da mevcuttur. E-sıvı, olarak da bilinen e-suyu, esas olarak nikotin, lezzeti ve taşıyıcı çözücüler (nemlendirici), sık sık propilen glikol (PG), bitkisel gliserin (VG) ve su oluşur. Beri ABD Gıda ve İlaç Dairesi (FDA) göre e-sıvılar "olarak genellikle güvenli olarak kabul" bir karışımı oluşur (GRAS) Gıda Kimyasalları ve nemlendirici artı nikotin lezzet katkı maddesi, onlar kabul edilebilir gıda güvenli olarak. Ancak, bu sıvı formülasyonlar e-cig aygıt üzerinden vaped olduğunda, e-sıvı fiziksel-kimyasal özelliklerini değiştirir ve bir aerosol veya carbonyls, özellikle aldehid içeren buharı üreten atomizer tarafından ısıtılır 12,13bileşikleri. Bu aldehitler termal bozulması ve hidroksil radikalleri14,15,16,17oluşumu da verim glikoller oksidasyonunu tarafından oluşturulur. E-cig aerosol var olmayan bu aldehitler vaped altında belirli koşullar13, formaldehit, asetaldehit, acetol, acrolein, glycidol ve diasetil eklediğinizde, tüm bunların ile güçlü insan sağlığı üzerinde olumsuz etkileri olduğu bilinmektedir bir kanıtlanmış insan kanserojen15,16,17olan formaldehit. Buna ek olarak, e-cig aerosol da güzel (250-950 nm)18,19 oluşmaktadır ve süper ince inflamasyon ve oksidatif stres mekanizmalarını aracılığıyla pulmoner toksisite neden olduğu bilinmektedir (44-97 nm)20 parçacıklar 17. e-sıvı, i.ekompozisyona göre., bireysel bileşenlerin yüzdesini e-sıvı, toplam formülasyonu, hem de vape için kullanılan sıcaklık etkiler e-cig cihaza uygulanan gerilim mevcut aerosol partiküler madde (TPM) konsantrasyonu değişir ve farklı düzeylerde parçacıkların yanı sıra belirli vaping koşullar19,21 altında üretilecek göstermiştir aldehitler konsantrasyonları neden . Bu aerosoller e-cig aygıtlarının gerilim kontrol e-cig kullanıcılar tarafından inhale. Voltaj seçim nikotin teslim hızı, aerosol üretim ve yanma hissi12kişisel tercihlerine göre. Böylece, daha iyi e-çiğ ve e-sıvı üretim ve tüketim ilkelerine ilişkin yeterli düzenlemeleri için bilimsel kanıt sağlamak amacıyla bu aerosoller özelliklerini anlamak için zorunludur.

Bilimsel araştırma bağlamında ele alınması gereken 1 olarak ilgili birkaç sorun vardır) çeşitli e-cig aygıt yapılandırmalarını ve işlem seçenekleri hangi e-cig Kullanıcı-ebilmek seçmek; 2) deneysel ayarları22yılında kullanılmak üzere standart temsilcisi insan vaping topografya profilleri eksikliği. Bu e-cig araştırma protokolleri, e-cig aerosol üretimi ve karakterizasyonu teknikleri22ile başlayan uyum için acil bir ihtiyaç vurgular. Çalışmada bu sorunu üzerinde ayrıntılı adım adım e-cig aerosol üretimi tekniği, gerçekçi ve gerçek çekim senaryoları temsilcisi olduğu düşünülen belirli deneysel parametrelerle açıklayarak odaklanır. Bu çalışma aynı zamanda e-cig aerosol'ın TPM konsantrasyon, gerilim etkisi değerlendirmek fareler tüm vücut inhalasyon için yapılandırılmış bir ticari bilgisayar kontrollü pozlama sistemi içine entegre bir üçüncü kuşak vaping aygıtı kullanarak oluşturulan amaçlamaktadır çalışmalar. Üretimi ve karakterizasyonu e-cig aerosoller, dahil olmak üzere bu deneysel protokol açıklaması temsilcisi kurulması için standart e-cig şişirme rejimleri için sonraki ayarlama bir laboratuvar katkıda bulunabilir toksikolojik çalışmalar.

Protocol

Fareler yer alan ve olarak ele NIH Kılavuzu ile bakım ve Laboratuvar hayvanlarının kullanımı için. Tüm yordamları ve fareler içeren iletişim kuralları Louisiana State Üniversitesi Kurumsal hayvan bakım ve kullanım Komitesi tarafından kabul edildi. Aşağıda verilen açıklama ekipman kullanılan, belirli tablo malzemeleri/ekipman içinde belirtildiği gibi. Tüm hava ikmal HEPA filtre.

1. hazırlık

  1. Çalışma & ekipman
    1. Gerekli onayları almak (Örn., IACUC) ve eğitimler için çalışma.
    2. Set-up ekipman yeterince havalandırılmış bir alanda ve faaliyete ile bilgi edinin.
  2. Gravimetrik ölçümleri
    1. Temiz yeni 25 mm filtre tartın. Ağırlığı kaydetmek. Filtre bir kaset yerleştirin.
    2. Kaset filtreli bir kişisel örnekleme pompa ve bir akış ölçer 1 L/min (LPM) bir akışı için test edecek kadar yeterli doğrultusunda yerleştirin.
  3. Elektronik Sigara aygıt
    1. Atomizer tank Bankası (Şekil 1) canı cehenneme.
      Not: Atomizers bobinleri dirençleri de 0,15 ile içeren, 0.5 veya 1,5 Ω mevcuttur.
    2. Kritik adım: birkaç damla (2-3) e-cig sıvı pamuk Doymuş ve kuru yanık (Şekil 2) oluşturmak değil emin olmak için atomizer ekleyin.
    3. Tank kol tank içine yerleştirin. O zaman, atomizer ile temel tank tank kol (Şekil 1) canı cehenneme.
    4. E-cig birim üzerine montajı tankı boş ver. Tank açılış yukarı bakacak ve kapak üstünde tepe-in belgili tanımlık tank (Şekil 1) koymak emin olun.
    5. E-cig birim solenoid vana dalan kolu döndürerek kendi Bankası tabağa koy. Yerde ne zaman, böylece e-cig birim tetikleyici düğmesini kullanarak hizalayabilirsiniz yerine geri döndürün.
    6. E-cig birim ucunu alt kısmında kondansatör ile için (Şekil 3) boru bir parça ve bir iki yönlü vana eki takın.
    7. Kondansatör üst uç sistemi ve aerosol pozlama odası ile uygun boru üreten aerosol doğru şekilde bağlandığından emin olun.
    8. Kritik adım: aerosol konsantrasyon ölçüm aleti aerosol pozlama odası çıkışında yer aldığından emin olun.
    9. Kritik adım: tank kapağını çıkarın ve tank e-cig sıvı 10 mL ile doldurulması. Tank kapağı yerine takın.
      Not: Bu birimi 2-h pozlama süresi için yeterli olur.

2. maruz kalma

  1. Yazılım bağlantı
    1. Deneme günü, bilgisayarı açın. Ayrıca el ile güç düğmesine basarak ON aerosol konsantrasyon ölçüm aleti kapatmak hatırlıyorum.
    2. Çalışma yazılımını başlatın. Deneme oturum' ı tıklatın. Uygun çalışma seçin. E-cig deneme için şablonu seçin.
    3. Yeni deney penceresinde deneysel oturum için bir ad girin. İşleç kutusunda operatör baş harfleri deneme Properties penceresinde yazın. Tamam' ı tıklatın.
  2. Kanal ayarlama
    1. Yeterince aerosol üretimi sistemi kalibre için Kalibrasyon Sihirbazı'ndaki adımları izleyin.
      1. Adım 1: Tıklayın sonraki aerosol konsantrasyon ölçüm aleti (MicroDust Pro) kutusuna bir onay işareti olduğunu onayladıktan sonra kanal kalibrasyon penceresinde.
      2. Adım 2: Geçerli değeri penceresinde İleri' yi tıklatın. Adım 3: 0 g/m3hedef değer giriş girin. Adım 4: Yer T şeklinde kalibrasyon Ekle yuvasına kalibrasyon işlemini tamamlamak ve şu pencere açılır için sonraki basın.
      3. Aerosol konsantrasyon ölçüm aleti üzerinde okumak değeri girin. Sonraki bu değer girdikten sonra tuşuna basın. Kalibrasyon sonuçları penceresinde gözden geçirin ve İleri' yi tıklatın.
    2. Son adım: Kalibrasyon tamamlandı penceresinde, son' u tıklatın. Sistem akış için Test, test penceresinde pompalar 1 ve 2 (Kullanıcı el kitabına başvurun) sınayın.
    3. Onayla-"İster sürekli veri kaydı başlatmak?", Evet' i tıklatın. Onayla-"İster varsayılan profil başlayacak?", Evet' i tıklatın.
  3. Elektronik Sigara aerosol pozlama
    1. Vivo inhalasyon çalışma yapıyor, fareler Şu anda tüm vücut maruz chamber(s) koyun.
    2. Hemen profilleri pencereye git ve istenen profil üzerinde sağ tıklatın, pozlama chamber(s) içinde temiz hava bir önyargı akışını başlatmak için görevi başlatmak aşağı ilerleyin.
    3. E-cig aerosol oluşturma ve pozlama deneme başlatmak hazır olduğunuzda profilleri penceresinde istediğiniz profili sağ tıklatın, görevi başlatmak aşağı ilerleyin ve sol tıklama (Şekil 4) seçin.
    4. Kritik adım: aerosol konsantrasyon ölçüm aleti tarafından ölçülen konsantrasyon kaydetmek. Konsantrasyonu > 0 mg / m3olmalıdır.
      Not: Aygıt çalışma prensibi optik algılamanın dayanmaktadır ve bu sistemde maruz kalma seviyeleri odasında gerçek zamanlı olarak nitel bir değerlendirme sağlamak için kullanılır.
    5. O e-sıvı tankı pozlama süresi sırasında kullanılabilir olduğundan emin olun.
    6. İstenen pozlama süresi ulaştıktan sonra denemeyi durdurmak için profili sağ tıklatın, profil, kes aşağı ilerleyin ve seçmek için sol tıklayın. Önyargı akışı hemen pozlama profilinin tamamlanmasının ardından başlattı emin olun.
    7. Konular (hayvanlar) maruz kalma odasından kaldırın ve onların konut kafes ve odasına getirin.

3. sonrası maruz kalma Analizi

  1. Deneysel oturumun sonunda, işletim yazılım ve kapalı aerosol konsantrasyon ölçüm cihazı.
  2. Kaset filtreli pompadan bağlantısını kesin ve yazmak ne zaman o was çıkarmak zaman. Süzgeç bir desiccator yerleştirin ve en az 48 saat (tercihen 96 saat) Kuru filtre sağlar. Sonra birikmiş e-cig aerosol parçacıkları filtresiyle tartmak ve ağırlığı kaydetmek.
  3. Kitle puf23ücret açısından toplam partikül madde (TPM) konsantrasyonu hesaplayın.
    1. Kayıt kitle üzerinde filtre birikmiş. Örnekleme süresi ve pompa akışı kullanarak pozlama döneminde örneklenmiş toplam hacim hesaplamak.
    2. Filtre hava birimi tarafından toplanan kitle bölün.
      Not: TPM konsantrasyon birim birim başına ağırlık olarak ifade edilir. TPM konsantrasyon puffs kullanılan e-cig profil tarafından üretilen toplam sayısı bölün.

4. temizlik ve bakım

  1. E-e-cig tankı sıvı dökmek ve ekli Ģırınga kullanarak kondansatör boş. Atomizer bobin deneme sırasında yakmadım emin olun. Atomizer bobin her deneyden sonra değiştirin.
  2. Pompalar her deneyden sonra temiz. Pompa kafaları ayırmak ve bağlayıcılar ve vanalar kaldırın. Bir pamuklu çubukla veya doku kullanarak herhangi bir aşırı e-sıvı veya birikmiş nem silin.
  3. Tüm vücut çekim odası temiz. Üreticinin yönergeleri izleyin ve tüm yüzeyler arasında herhangi bir yoğun e-sıvı kaldırın.
    Not: Geri dönüşümsüz hasara neden alkol kullanımı önlemek için önerilir.

Representative Results

Tablo 1 , e-cig aerosol üretimi takiben 5-L tüm vücut odası içinde pozlama çevrenin özelliklerini gösterir. Bu veriler sadece taşıyıcı solvent e-sıvı temel, yani2-h pozlama oturumuyla sonuçlarıdır., PG ve VG 50/50 oranı lezzet veya nikotin yokluğu. Aerosol 0.5 Ω direnci ile üçüncü nesil pilli e-cig aygıt tarafından üretildi. Yedi e-cig gerilimleri toplam 70 mL puf hacmi, 3 sn puf süresi ve 1 dk aralıklarla bir topografya profili ile test edildi. Beklendiği gibi e-cig gerilim artan yüksek TPM konsantrasyonda aerosol kullanılan, gravimetrically hesaplanan kütle (mg) ile bildirildiği gibi puf pozlama odasında yol açar. Ancak, TPM konsantrasyon değişiklikleri okudu gerilim aralığında biraz sigmoidal bir yol izler. Gerilim ve TPM konsantrasyonu arasında ilişki 3,2 V 1.8 başlangıçta doğrusal ve 3.2 için 4,8 V arasında bir sonraki plato ile üstel bir sıçrama görüntüler.

Şekil 5 e-cig aerosoller tüm vücut çekim odası içinde fiziksel bir karakterizasyonu sonuçlarını gösterir. Parçacık numara konsantrasyon ve boyutu dağıtım bir tarama hareketliliği parçacık sizer kullanarak çeşitli deneysel koşullarda ölçüldü. Kitle ve numara konsantrasyonları yanı sıra parçacık boyutu dağılımları, ince ve süper ince parçacıklar, çoğunlukla oluşan geniş bir ayarlanabilir veya yoluyla değişikliğin çeşitli önceden tanımlanmış veya Kullanıcı tanımlı otomatik şişirme profilleri kullanarak elde edilebilir yazılımı (Şekil 6) yanı sıra e-cig aygıt tasarım seçenekleri (i.e., atomizer bobin direnci veya pil voltajı). Bu sonuçlar, deneysel bir ortamda, çok çeşitli olası insan e-cig topografya profilleri benzetimini yapmak için kullanılan pozlama sistemi çok yönlülüğünü vurgulamak.

Örnek olarak, bir deneysel e-cig pozlama ortam e-cig tüketicilerin kişisel tercihleri ile ilgili güncel bilgilere dayanarak oluşturulmuş ve daha sonra (Tablo 2) ile karakterizedir. Burada, e-cig aygıt 0.5 Ω bir bobin atomizer ile donatılmıştı ve 3.2'de V işletilmektedir. Kullanılan topografya profili test e-sıvı taşıyıcı solvent dahil ederken oluşuyordu 55 mL puf cilt, 3 sn puf süresi ve 30-s aralıkları (i.e., PG ve VG 50/50 oranında), yalnız ve 36 mg/mL nikotin ve tarçın lezzet ile birlikte (Tablo 2). 2-h maruz kalma sürecinde, bu poz profil puffs daha çok sayıda çizer ve ile karşılaştırıldığında daha önce istihdam 70 mL, min profil başına 1 puf tatmak daha yüksek bir toplam hacim sağlar (13,200 mL karşı 8.400 mL, sırasıyla). Sonuç olarak, daha küçük bir ortalama partikül kitle puf başına bu topografya profil için aynı gerilim ve benzer güç (Tablo 1, 2) altında elde edilir. Nikotin ve tarçın e-sıvı tadında varlığı puf başına partikül kitle üzerinde olumsuz bir etkisi olabilir göstermek için sonuçları görünüyor. Ancak, iki deneysel koşullar arasındaki fark istatistiksel anlamlılık düzeyi ulaşamamıştır.

(55-mL puf hacmi, 3 sn puf süresi ve 30-s aralıkları) ikinci topografya profiliyle oluşturulan e-cig aerosol kimyasal analizi sonuçları Tablo 3 ve Şekil 7gösterilir. Toplam 82 Puffs altında 3.2 V e-sıvı ile oluşturulan e-cig aerosol, PG ve VG, 36 mg/mL nikotin, 50/50 oranı oluşur ve tarçın tadı örnek üzerine daha sonra e-cig kimyasal karakterizasyonu için kullanılan silis tabanlı süzgeçler GC/MS teknikleri tarafından emisyon. Bu örnek hemen sonra kondansatör toplanmıştır. Çözümleme nikotin ve beklenen cinnamaldehyde ek olarak, acrolein, katekol ve benzothiazole gibi diğer bileşikler e-cig aerosol belirlendi ortaya. Bu kimyasal maddeler solunum tahriş edici bilinir ve e-sıvı ısıtmalı spreyli bir kez ve aerosol kompozisyon karmaşıklığı göster.

E-cig aerosol fiziko-kimya karakterizasyonu ek olarak istihdam e-cig jeneratör ve pozlama sistemi de hayvan pozlama için uygundur. Şekil 8' de, serum kotinin, konsantrasyon gösterildiği gibi büyük bir metaboliti nikotin, izlemek ya da maruziyetin e-cig aerosol için nikotin içeren onaylamak için kullanılabilir e-sıvılar farelerde. Mevcut örnek, e-cig aerosol maruz fareler onların serum kotinin konsantrasyon önemli bir artış gösterilmiştir.

Figure 1
Şekil 1. E-cig jeneratör deconstructed görünümü. Resim beste e-cig jeneratör (e-cig birim, tank temel, atomizer, tank, tank kol, boru adaptörü) çeşitli öğeleri gösterilmiştir.

Figure 2
Şekil 2. E-cig jeneratör atomizer. Görüntü nerede e-cig sıvı atomizer koymak.

Figure 3
Şekil 3. E-cig genel görünümü. Görüntü monte e-cig jeneratör ile uzatma, kondansatör de dahil olmak üzere gösterir.

Figure 4
Şekil 4. E-cig jeneratör yazılımı çalışan. Resim vaping profil seçim yazılımı gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 5
Şekil 5. Fiziksel karakterizasyonu temsilcisi: e-cig aerosoller 5 L odasında bir üçüncü nesil e-cig jeneratör tarafından üretilen (A) oluşturulabilir maruz kalma koşulları hakkında e-cig aygıt güç (6-40 W) ve (B) bu e-cig aerosoller etkisini gösterir ince ve süper ince parçacıklar oluşur. Parçacık numara konsantrasyon ve boyutu dağıtım tarama bir hareketlilik parçacık sizer kullanılarak ölçüldü. Pozlama parametreleri: atomizer'ın direniş 0,5 Ω ve gerilim 1,8 4,8 V; değişen vaping bir topografya profil süresinin ya 3 s puf, 70 mL puf cilt altında her 60 s veya 3 s puf süresi, 55 mL cilt her 30 puf s; bir e-sıvı kullanarak PG ve çok iyi bir 50/50 oranı oluşur. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 6
Şekil 6. Otomatik oluşturulabilir profilleri şişirme ayarlanacağını veya yolu ile belgili tanımlık bilgisayar yazılımı değiştirilmiş. Görüntüleri anahtar vaping topografya faktörler, puf birim, puf süresi, puf aralığı ve puf profil gibi girmek için kullanılan profil Oluştur Sihirbazı ' nın bir adım gösterir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 7
Şekil 7. GC/MS spektrumu için e-cig aerosol sonuçlanır. Tablo 3' te açıklandığı gibi e-cig aerosol 3,2 V vaping 55 mL puf cilt, 3 s puf süresi ve 30 s aralıkları ile bir e-sıvı PG ve VG 50/50 oranı oluşan bir topografya profil altında ayarlamak 0.5 Ω bobin atomizer e-cig cihazla kullanacaðýnýz üretildi , 36 mg/mL nikotin ve tarçın lezzet. E-cig aerosol 82 puffs örneği hemen sonra daha sonra kimyasal analiz için gaz kromatografi - kütle spektrometresi (GC/MS) teknikleri kullanılan silis tabanlı filtre üzerine kondansatör toplanmıştır. (A)tüm boyutları; (B) Zoom in Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 8
Şekil 8. E-cig pozlama sistemi hayvan çalışmaları için şematik. Tüm vücut e-cig aerosol inhalasyon sistem(a)hayvan pozlama için uygundur, kotinin ile e-cig seviyelerinde mainstream sigara dumanı Etkilenmeler düzeylere karşılaştırılabilir erkek BALB/C fare (B) maruz. Hava grubu kotinin düzeyleri 0,3-1.2 ng/mL. N = *p < 0,05, Grup başına 6. Mouse/fare kotinin ELISA. Pozlama parametreleri: atomizer'ın 1.5 Ω direnç ve pil voltajı set ve 4,2 V, sırasıyla; vaping altında bir topografya profil 3 s puf süresinin ve 55 mL puf birim her 30 s; bir e-sıvı kullanarak 36 mg/mL nikotin, tarçın lezzet ve bir 50/50 PG/VG oranı oluşur. Fareler 0,12 ± bir TPM konsantrasyon maruz 2 h/gün 28 gün denetimleri filtre-havaya maruz ise, e-cig aerosol 0,09 mg/puf. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

E-cig voltaj (V) E-cig güç (W) Kütle başına puf (mg) Odası Oda sıcaklığı (oC)
Bağıl nem oranı (%)
1.8 6.3 ± 0,3 0.005 ± 0,004 46.0 ± 3.3 23,7 ± 0,6
2.3 8,8 ± 0,1 0,009 ± 0,005 27,8 ± 9.1 24.0 ± 0,6
2,55 10,6 ± 0.2 0,021 ± 0.008 53.2 ± 1.2 23,2 ± 0.2
2.8 12.4 ± 0,3 0,061 ± 0,073 51.3 ± 1.1 24.2 ± 0,6
3.2 15.8 ± 0,6 0,065 ± 0,013 56.6 ± 2,3 23.1 ± 0.2
3.7 23.3 ± 0,6 0.741 ± 0.417 51,2 ± 5.5 23,6 ± 0.5
4,8 40,4 ± 1.3 0.823 ± 0.198 25,4 ± 7,7 23,7 ± 0.5

Tablo 1. Test E-cig aygıt parametreleri ve maruz kalma koşulları 0.5 Ω bobin atomizer ile 5 L pozlama odasında. Topografya profil için 2 h pozlama: 70 mL puf hacmi, 3 s puf süresi ve 1 dk aralıklarla, sadece taşıyıcı solvent e-sıvı baz, i.e., 50/50 oranı PG ve VG. Bütün gerilim nüsha test edildi (n = 3). Verileri ortalama ± standart sapma (SD) ifade edilir.

E-cig voltaj (V) E-cig güç (W) E-sıvı nikotin (mg/mL) E-sıvı lezzet Kütle başına puf (mg) Odası Oda sıcaklığı (oC)
Bağıl nem oranı (%)
3.2 16.6 ± 0.2 0 Hiçbiri 0.273 ± 0.184 47.4 ± 3.9 23,6 ± 0.2
3.2 15,9 ± 1.3 36 Tarçın 0,102 ± 0.078 59.6 ± 3.1 22,7 ± 0.2

Tablo 2. Test E-cig aygıt parametreleri ve maruz kalma koşulları 0.5 Ω bobin atomizer ile 5 L pozlama odasında. Topografya profil için 2 h pozlama: 55 mL puf hacmi, 3 s puf süresi ve 30 s aralıkları, 1) sadece taşıyıcı solvent e-sıvı baz, i.e., 50/50 oranı PG ve VG ve 2) e-sıvı Bankası + nikotin (36 mg/mL) ve tarçın lezzet. İki e-sıvılar nüsha test edildi (n = 3). Veri ± SD demek olarak ifade edilir

E-cig aerosol bileşikler listesi
2-propenal (acrolein)
7-Pentatriacontene
10-Octadecenal
Benzothiazole
Katekol
Cinnamaldehyde
Ethoxy asetik asit
Nikotin
Vanilin

Tablo 3. Bileşiklerin sigara liste e-cig aerosol bulundu. E-cig aerosol 3,2 V vaping 55 mL puf cilt, 3 s puf süresi ve 30 s aralıkları bir topografya profil altında PG ve VG 50/50 oranı oluşan bir e-sıvı ile ayarla 0.5 Ω bobin atomizer ile e-cig aygıt kullanılarak üretilen yapıldı. , 36 mg/mL nikotin ve tarçın lezzet. E-cig aerosol 82 puffs örneği hemen sonra daha sonra kimyasal analiz için gaz kromatografi - kütle spektrometresi (GC/MS) teknikleri kullanılan silis tabanlı filtre üzerine kondansatör toplanmıştır.

Discussion

Önemli bir cevapsız soru olup uzun süreli maruz kalma e-cig aerosol pulmoner toksisite sonuçları var. Buna ek olarak, e-cigs insan sağlığı ile ilgili genel güvenlik hala tartışma meselesi. Ağustos 2016 yılında US FDA düzenleyici otoritesini e-cigs dahil olmak üzere tüm tütün ürünleri genişletti. E-cig araştırma, ancak, zorlu ve karmaşık nedeniyle çoğunlukla için 1) devamsızlık standart değerlendirmelerin; 2) çeşitli e-cig aygıtları (~ 2.800 farklı modelleri 466 tanımlanan markalardan)24; 3) üzerinde 7700 benzersiz e-sıvı tatlar24; 4) çeşitli kombinasyonları humektan oranları. Alan karmaşıklığı göz önüne alındığında, bu mücadeleyle karşı karşıya ve ses bilimsel kanıt, deneysel koşullar için dikkatli bu konuları oluşturmak için temel ve tekrarlanabilir süreçleri istihdam edilmektedir. Bu da çalışmanın, odak müfettişler gerçekçi ve kapsamlı e-cig aerosol etkisi maruz kalma ile ilgili continuums için ilgili benzersiz veri kümeleri elde etmek etkinleştirebilirsiniz bir e-cig aerosol üretimi teknik açıklaması üzerinde konulmuştur. Bunlar için adres e-cig ile ilgili güvenlik ve toksisite sorularınız potansiyel olarak halk sağlığı politikaları üzerinde doğrudan bir etkisi olabilir e-cig tasarım özellikleri düzenlemelerini kurulması için zamanında konu ile ilgili olabilir.

Mevcut makalede, anlamlı pozlama ortamlar yanı sıra önceden tanımlanmış veya Kullanıcı tanımlı otomatik şişirme profilleri ve çalışma kümesi için izin e-cig cihazların en son nesil entegre etmek güçlü bir bilgisayar kontrollü sistemi kullanılarak oluşturulan koşullar (Örn., sürekli enerji kaynağı, direnç, gerilim veya sıcaklık standart değerleri). Bu otomatik şişirme profiller standart durumlardan bazıları şunlardır: 55 mL puf cilt, 3 s puf süre, 30 s puf aralığı ve kare puf "rutin analitik makine e-sigara aerosol üretimi ve koleksiyonu-tanımları ve standart profil koşullar"sağlanan Coresta önerilen Yöntem (CRM) N ° 8125 tarafından (Tablo 2). Kullanılan sistem çeşitli otomatik şişirme profilleri oluşturabilirsiniz beri26 şişirme rejimi gereksinimleri de 20768 (Buhar ürünleri-rutin analitik vaping Makina-tanımları ve standart koşullar) ISO ile uyumlu. Beklenen, e-cig şişirme rejimi standart koşullar ile kontrast ISO 330827sigara içen makineleri (35 mL puf birim, 2 s puf süre, 60 s puf aralığı ve çan puf profil) için standart koşullar tanımlar, olanlardan. İyi kurulmuş28Sigara İçilmeyen desen ve e-cig vaping desenleri kullanıcıları arasında arasındaki bu farklar. Bu da çalışmanın örnekler ve bu sistemi ve ayarlanabilir gerilim üçüncü nesil e-cig aygıtıyla oluşturulan aerosoller yüksek TPM konsantrasyonları üretmek sağlanan verileri göstermek kadar 0,27 ve 0,82 mg-55 ve 70 mL puf, sırasıyla ulaşan. E-cig aerosoller bu konsantrasyonlarda doğru pozlama odası (Tablo 1-2, Şekil 5) sonra toplanmıştır. Sonuçları da partikül kitle puf başına 160-fold bir fark ile üretilen daha olduğunu göstermek 1.8 4,8 V (Tablo 1) değişen gerilim. Bu gerilim aralığı 2,9 5,2 V29için değişen gerilim uygulanmasına izin vermek e-cig cihazlar ABD piyasasında çalışma ayarları özelliğidir. Sonuçları da daha önce yayımlanmış veri18,21 ile tutarlı nerede e-cig jeneratör çıkışı toplanan TPM yüksek düzeyde benzer topografya profilleri (5,8 mg/puf 1.4) için rapor edilmiştir. Protokol içindeki kritik adımlar dahil e-sıvı birkaç damla eklemek için emin olmak için her pozlama oturum önce atomizer bir) hiçbir kuru yanık üretilir; b) e-sıvı içinde belgili tanımlık tank pozlama süresi sırasında kullanılabilir; ve e-cig aerosol gerçek zamanlı konsantrasyon ölçüm cihazı üzerinde düzenli okuma alarak beklendiği gibi oluşturulduğunu doğrulayın. İyi e-cig kullanıcılar kuru yanık koşullarda ortaya kuru puffs kaçınıyorum kuruldu. Bu vaping durum aldehitler, formaldehit, bilinen kanserojen ve solunum yaydıkları13,30gibi yüksek düzeyde oluşumu ile ilgili. Bu nedenle, bu durum pozlama sırasında kaçınılmalıdır sağlanması önemlidir. 28 gün (0,12 mg/puf düzeyi) serum kotinin konsantrasyonları 91 ng/mL (Şekil 8); sunulan için son olarak, nikotin pozlama açısından fareler için e-cig aerosol gelen bir 36 mg/mL nikotin içeren e-sıvı için günde 2 saat ortaya çıkar bir düzey bile düzenli e-cig kullanıcılar (medyan tükürük kotinin 252 ng/ml)34daha düşük olan sigara sigara içenler (> 100 ng/mL)31,32,33, benzer. Bu bir vaping topografya çalışma 235 puffs e-cig kullanıcılar35,36tarafından alınan günde en fazla kaç olduğunu bildirildi. Bu bizim pozlama profil 1 puff her 30 saniyede 2-h günlük (240 puffs toplamı) için üreten çok benzer. Böylece, bu vaping topografya profil e-cig kullanıcıların günlük puf tüketim ve davranış modelleri.

Son on yıl içinde ikinci nesil kaldırılabilir ve yeniden doldurulabilir tank stil aygıtları ve şimdi üçüncü nesil tank tarzı cihazlar ile özelleştirilebilir e-cig aygıtları ilk nesil, Sigara gibi tek kullanımlık, düşük enerjili cihazlardan gelişti Şekil24 1) atomizer's bobin direnci için: e-sıvı ve 2) güç denetleyicisi Isıtma için sorumlu öğe hangi bir) çeşitli gerilimler çalışabilir b) ısıtma elemanı sıcaklığını etkiler ve c) belirler olup olmadığını belgili tanımlık eriyik kaynama sıcaklığı24,37ulaşılır. E-cig kullanımı sırasında e-sıvı genellikle 200 ° C ya da daha fazla38ısıtılır ve onun bileşenlerinin biyolojik matrisler ile etkileşim sprey formunda yer. Bu nedenle, e-cig aerosol karakterizasyonu esastır. E-sıvı solventler çözümleri özellikle PG (%70), daha az yapışkan olan oluşan öyle ki volatilite içinde farklı ve bir daha düşük sıcaklığı37, buharlaşır, aerosoller ile Kullanıcı 'Boğaz hit' deneyimini artırmak nispeten daha küçük parçacıklar üretmek 20. öte yandan, VG tabanlı e-sıvılar daha yüksek sıcaklıklarda37 , yaymakolduğunu ve aerosoller, kullanıcı deneyim, lezzet artırır nispeten daha büyük parçacıkları ile üretmek ve buharı miktarı5, oluşturulan 17,39. Böylece, daha önce e-sıvı PG/VG oranı e-cig aerosol19,20dakikaya mevcut parçacıkların boyutu dağıtım etkiler kurulmuştur. Şekil 5' te gösterildiği gibi bir e-sıvı kullanarak bir 50/50 PG/VG oranı, e-cig aerosoller medyan çaplarda oluşan ~ 100 nm elde. Bu sonuçlar Baassiri tarafından bildirilen alanındakiyle aynı arasındadır ve ark. 20. bu e-sıvı Bankası yanı sıra, e-cig ayarları (direnç, voltaj ve güç) işletim ve profil, şişirme dahil olmak üzere pozlama parametreleri üretilen aerosoller fiziksel özellikleri etkileyebilir göstermektedir. Ayrıca, nikotin konsantrasyon ve e-sıvı tabanına eklendi lezzet kimyasallar da potansiyel olarak e-cig aerosol Fizikokimyasal özellikleri etkileyebilir. Bu daha önce daha az yapışkan bir e-sıvı ince parçacıklar, daha düşük bir TPM konsantrasyonu17verimli bir daha az yoğun Buhar içinde sonucu oluşan bir aerosol üretir gösterilmiştir. Aynı PG/VG oranı test her iki e-sıvılar için kullanarak, e-sıvı içeren 36 mg/mL nikotin ve tarçın lezzet kimyasal, (PG/VG + nikotin + PG/VG yalnız karşı tarçın lezzet), e-sıvı Bankası sadece daha seyreltilmiş olduğunu ima çıktı daha az viskoz daha yalnızca PG ve VG e-sıvı oluşur. Viskozite iki e-sıvılar arasında belirgin fark kitle eşit e-cig altında elde puf başına eşitsizlik açıklayabilir vaping ayarları (Tablo 2). Partikül büyüklüğü dağılımı ve aerosol kimyasal karakterizasyonu da kabul gerekir ancak, alt TPM daha az zararlı aerosol ile ilişkilendirmek değil. Nitekim, VG termal bozulması ve e-sıvı bileşenleri kimyasal etkileşimlerin zararlı aldehitler, formaldehit ve asetaldehid, insan sağlığı15,17 güçlü tehditler olarak bilinen dahil olmak üzere emisyonlarının üretmek ,40. Tablo 3' te belirtildiği gibi burada üretilen e-cig aerosol kimyasal analizi de acrolein, monochlorophenol, katekol ve benzothiazole içinde ortaya koydu. Katekol Ayrıca muhtemelen insanlar (Grup 2B) göre araştırma Uluslararası Ajansı kanser (IARC)41,42,43 üzerinde kanserojen olarak sınıflandırılmış iken tüm solunum tahriş edici, bilinen . Bu e-sıvı içine dahil lezzet Ajan kimya ile ilgili etkileri ekler. Örneğin, cinnamaldehyde ve diasetil, iki işçi tarafından inhale zaman solunum tehlike, lezzet ve Üreticileri Birliği ayıklamak öncelikli lezzet kimyasal akciğer fonksiyonu bozabilir ve neden geri dönüşü olmayan akciğer hasarı (gösterilmiştir Bronşiyolitis obliterans, yani 'patlamış mısır akciğer')44. Cinnamaldehyde son derece sitotoksik vitro45,46,47 olduğu gösterilmiştir ve e-sıvılar48yılında çok popüler. Mevcut çalışmada, e-cig aeresol tarçın aromalı e-sıvı (Tablo 3 ve Şekil 7) üzerinden cinnamaldehyde varlığı tespit edilmiştir. Genel olarak, bu e-cig aerosoller için hem, fiziksel ve kimyasal özellikleri analiz etmek gerek gösterilmektedir.

Yukarıda belirtildiği gibi burada açıklanan pozlama tekniği son derece çok yönlü olabilir. E-cig aygıtın veya bile, pozlama odası (sadece burun ve tüm vücut) (yolu ile donanım) tip işletim özellikleri (yolu ile belgili tanımlık bilgisayar yazılımı), şişirme rejim değişiklikleri için izin verebilirsiniz. Bu araştırmacı uyum veya deneysel koşullar her araştırma projesi ihtiyacı için ayarlamak için tüm esnekliği sağlar. Bu teknik sorun giderme e-cig Kondenser, tüpler, pompalar ve odalar arasındaki bağlantıları Yeterince güvenli ve (daha ayrıntılı bilgi için kullanım kılavuzuna) bu tüm odaları düzgün mühürlü sağlanması içerir. Belirtildiği gibi ve bu çalışmada test gibi çeşitli faktörlere e-cig aerosol üretim ve kompozisyon22etkileyebilir. Bu faktörler oranları ve bileşenlerinin aerosol yanı sıra seçilen e-cig aygıt özellikleri kimyasal bileşen etkisi e-sıvı formülasyonu ve Isıtma koşulları etkisi işlem ayarları ile ilişkili olan e-sıvı ve böylece kompozisyon gibi aerosol fiziksel bileşen yaymakolduğunu eskiden. E-sıvılar GRAS gıda katkı maddeleri ile ancak, kendi güvenliklerinden Isıtma takip oluşur ve kloroformu kurulmuş. En önemlisi, e-cig kullanıcılar bu aerosoller nefes ve şişirme profil seçimi e-sıvı ve çalışma ayarları (direnç ve gerilim) kendi e-cig cihazların kontrol. Bu deneysel araştırma e-cig aerosol emisyonları önemli ölçüde etkileyebilir ve bu nedenle dikkatle kontrollü ve gerektiğini bildirdi anahtar faktörler vardır.

En deneysel yöntemleri olarak mevcut e-cig pozlama tekniği avantajları ve sınırlamalar vardır. Çok yönlü ve toksikolojik çalışmalar için uygun iken, bu da fareler burun-canlılar ve tüm vücut Etkilenmeler de inhalasyon pozlama rota ek olarak deri ve Ağızdan emilimi için izin bilinmektedir. Avantajları ve dezavantajları Etkilenmeler olmuştur tüm vücut ve salt burnun solunum yolu kullanarak kapsamlı başka bir bölümünde49,50. Sadece burun Etkilenmeler daha yakından taşıma ve solunum yolu parçacıklar birikimi yöneten ilham/sona erme desenleri taklit ederken, bu mod maruz kalma hayvanlar için daha stresli ve uzun vadeli inhalasyon için yeterli değil çok sayıda hayvan49kullanarak çalışmaları. Buna ek olarak, tüm vücut ve sadece burun Etkilenmeler aynı pozlama koşullarda (TiO2 nano tanecikleri, Sigara dumanı) aynı toxicant için Solunduğunda maruz Rodents karşılaştırıldığında çalışmalar bu arasında istatistiksel fark bulundu iki işletim modundan birinde akciğer parçacık ifade ve akciğer yanıt-e doğru50,51için poz. E-cig aerosol için kronik Etkilenmeler tarafından indüklenen etkileri büyük ölçüde belgesiz ve altında soruşturma olduğundan, bu el yazması açıklanan e-cig pozlama sistemi bu bilgi boşluğu dolduruyor için yararlıdır. Ayrıca, bu çalışmada kullanılan üçüncü nesil makine-vaping aygıt yatay bir yapılandırmada odaklı. Cihazın yönünü aerosol üretim üzerinde bir etkisi olabilir bir ihtimal; Ancak, en iyi üçüncü nesil e-cig aygıtlar için bizim bildiğim için oryantasyon değişken daha önce test edilmemiştir. Yatay yönlendirme e-cig, acemi kullanıcılar için tercih edilen konumdur. Bu daha iyi esneklik teşvik yardımcı olur ve e-sıvı sızıntı riskleri en aza indirir. Böylece, yatay yönlendirme nüfus e-cig kullanıcılarının davranışlarını vaping temsilcisidir ve diğer araştırma grupları21tarafından kullanılmıştır. E-cig aygıtta görüntülenen güç aygıt5222,sağlanan gerçek gücünden biraz değişebilir ve bu nedenle de güç kaynağı değerleri ölçmek için tavsiye olabilir olduğunu unutmamak önemlidir Dışarıdan veya kablolu güç kaynağı enerji sabit bir kaynağı için kullanın.

Bir önemli araştırma ve bilgi boşluğu biyolojik e-cig aerosoller için uzun süreli maruz kalma ile ilgili toksisite için. Bu pozlama sistemi uzun vadeli inhalasyon Etkilenmeler hayvanların aerosolize e-cig sıvı için etkilerini belirlemek müfettişler izin vererek bir adım bu alandaki temsil eder. Diğer mevcut e-cig maruz kalma yöntemleri de rejim şişirme ve toksikolojik bitiş noktaları19,20,22,53 e-cig aygıtlarının ayarlarını işletim etkisini araştıran için yeteneğine sahip . Bu pozlama sistemleri gelecekteki düzenlemeler için bilimsel kanıt yeni alternatif tütün ürünleri size yardımcı olacaktır. Sonuçta, iyi yürütülen ve uygun toksikolojik çalışmalar daha iyi politika, sağlık sağlayıcıları ve e-cig kullanıcılar49 milyon Amerikalı bilgilendirmek yardımcı olacaktır. En önemlisi, gerçek vaping senaryoları çoğaltmak değil pozlama sistemleri-meli var olmak kaçmak. E-sıvı genellikle 200 ° C veya daha fazla sıcaklık38 e-cig cihazın ısıtılır, bu nedenle, nerede e-sıvı sadece nebulize, ya da 37 ° C sıcak ve8, sonra nebulize senaryoları temsilci e-cig kullanıcılarının olarak kabul edilmemelidir tüketim. Şu anda, e-cig tüketicilerin zararlı olma olasılığı bulunan e-cig aerosol kurucu düzeyleri farklı Isıtma koşullara uyum için atomizer'ın bobini üzerinden değişiklikler izin üçüncü nesil e-cig aygıtları tasarım özelliklerini kullanarak ulaşabilirsiniz. direnci ve pil voltajı. Bu nedenle, daha deneysel çalışmalar sağlık etkileri ile ilgili kronik solunum yolu Etkilenmeler e-cig aerosoller için belirlemek için ihtiyaç vardır. Bu tekrarlanabilir ve standart e-cig pozlama sistemleri25,26kurarak başlar. Bu nedenle de dahil olmak üzere temsilci vaping topografya profilleri, otomatik pozlama senaryoları, geniş bir aralığı için sağlar bir çok yönlü e-cig pozlama sistemi olması deneysel çalışmalar yürütülmesi için bir varlık olduğunu.

Disclosures

JM ve AR SCIREQ bilimsel solunum cihazları Inc, bu yazının içeriği ile ilgili konular dahil bir ticari varlık tarafından istihdam edilmektedir. SCIREQ Inc bir Shipyard teknolojileri şirketidir.

Acknowledgments

Bu proje Louisiana valilik biyoteknoloji girişimi matematik-BOR #013 hibe (AP) yanı sıra Louisiana State Üniversitesi, Veteriner Tıp Fakültesi öğretim üyeleri başlangıç fonlar (AN) tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
inExpose complete solution - for electronic cigarette aerosol delivery to a 5L whole-body chamber, including eVic-VTC Mini (e-cig device, Joyetech) SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc.
flexiWare software  SCIREQ Scientific Respiratory Equipment Inc. FW8
Computer Dell Core 2 Duo
Tygon  Tygon R-3603 
MicroDust Pro Cassella 176000A
Personal sampling pump Sensidyne Gilian BDX II
Glass fiber filter Millipore AP4002500
Sampling cassette Made in house
Flow meter TSI Inc. 4100 series
Electronic cigarette liquid (e-juice) Local vape shop
Scanning mobility particle sizer TSI Inc. 3080
Microbalance  Sartorius  MC5 Micro Balance 

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Baeza-Loya, S., et al. Perceptions about e-cigarette safety may lead to e-smoking during pregnancy. Bulletin of the Menninger Clinic. 78 (3), 243-252 (2014).
  2. Kahr, M. K., et al. A qualitative assessment of the perceived risks of electronic cigarette and hookah use in pregnancy. BMC Public Health. 15, 1273 (2015).
  3. Mark, K. S., Farquhar, B., Chisolm, M. S., Coleman-Cowger, V. H., Terplan, M. Knowledge, Attitudes, and Practice of Electronic Cigarette Use Among Pregnant Women. Journal of Addiction Medicine. 9 (4), 266-272 (2015).
  4. Centers for Disease Control and Prevention. E-cigarette use triples among middle and high school students in just one year. , Available from: http://www.cdc.gov/media/releases/2015/p0416-e-cigarette-use.html (2015).
  5. Larcombe, A. N., Janka, M. A., Mullins, B. J., Berry, L. J., Bredin, A., Franklin, P. J. The effects of electronic cigarette aerosol exposure on inflammation and lung function in mice. American Journal of Physiology Lung Cell Molecular Physiology. 313 (1), L67-L79 (2017).
  6. Neilson, L., Mankus, C., Thorne, D., Jackson, G., DeBay, J., Meredith, C. Development of an in vitro cytotoxicity model for aerosol exposure using 3D reconstructed human airway tissue; application for assessment of e-cigarette aerosol. Toxicology In Vitro. 29 (7), 1952-1962 (2015).
  7. Leigh, N. J., Lawton, R. I., Hershberger, P. A., Goniewicz, M. L. Flavourings significantly affect inhalation toxicity of aerosol generated from electronic nicotine delivery systems (ENDS). Tobacco Control. 25 (Suppl 2), ii81-ii87 (2016).
  8. Garcia-Arcos, I., et al. Chronic electronic cigarette exposure in mice induces features of COPD in a nicotine-dependent manner. Thorax. 71 (12), 1119-1129 (2016).
  9. Vardavas, C. I., Anagnostopoulos, N., Kougias, M., Evangelopoulou, V., Connolly, G. N., Behrakis, P. K. Short-term pulmonary effects of using an electronic cigarette: impact on respiratory flow resistance, impedance, and exhaled nitric oxide. Chest. 141 (6), 1400-1406 (2012).
  10. Pichelstorfer, L., Hofmann, W., Winkler-Heil, R., Yurteri, C. U., McAughey, J. Simulation of aerosol dynamics and deposition of combustible and electronic cigarette aerosols in the human respiratory tract. Journal of Aerosol Science. 99, 125-132 (2016).
  11. Sosnowski, T. R., Kramek-Romanowska, K. Predicted deposition of e-cigarette aerosol in the human lungs. Journal of Aerosol Medicine and Pulmonary Drug Delivery. 29 (3), 299-309 (2016).
  12. Kosmider, L., et al. Carbonyl compounds in electronic cigarette vapors: effects of nicotine solvent and battery output voltage. Nicotine & Tobacco Research. 16 (10), 1319-1326 (2014).
  13. Farsalinos, K. E., Voudris, V., Poulas, K. E-cigarettes generate high levels of aldehydes only in 'dry puff' conditions. Addiction. 110 (8), 1352-1356 (2015).
  14. Geiss, O., Bianchi, I., Barahona, F., Barrero-Moreno, J. Characterization of mainstream and passive vapours emmited by selected electronic cigarettes. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 218 (1), 169-180 (2015).
  15. Geiss, O., Bianchi, I., Barrero-Moreno, J. Correlation of volatile carbonyl yields emitted by e-cigarettes with the temperature of the heating coil and the perceived sensorial quality of the generated vapours. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 219 (3), 268-277 (2016).
  16. Flora, J. W., et al. Method for the Determination of Carbonyl Compounds in E-Cigarette Aerosols. Journal of Chromatographic Science. 55 (2), 142-148 (2017).
  17. Sleiman, M., et al. Emissions from Electronic Cigarettes: Key Parameters Affecting the Release of Harmful Chemicals. Environmental Science & Technology. 50 (17), 9644-9651 (2016).
  18. Ingebrethsen, B. J., Cole, S. K., Alderman, S. L. Electronic cigarette aerosol particle size distribution measurements. Inhalation Toxicology. 24 (14), 976-984 (2012).
  19. Pouchez, J., et al. Impact of power level and refill liquid composition on the aerosol output and particle size distribution generated by a new-generation e-cigarette device. Aerosol Science & Technology. 52 (4), 359-369 (2018).
  20. Baassiri, M., et al. Clouds and "throat hit": effects of liquid composition on nicotine emissions and physical characteristics of electronic cigarette aerosols. Aerosol Science & Technology. 51 (11), 1231-1239 (2017).
  21. Gillman, I. G., Kistler, K. A., Stewart, E. W., Paolantonio, A. R. Effect of variable power levels on the yield of total aerosol mass and formation of aldehydes in e-cigarette aerosols. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 75, 58-65 (2016).
  22. Soulet, S., Pairaud, C., Lalo, H. A novel vaping machine dedicated to fully controlling the generation of e-cigarette emissions. International Journal of Environmental Research and Public Health. 14 (10), 1225 (2017).
  23. SKC. Air sampling basic. Step by step guide. An introduction to air sampling. , SKC Limited. Available from: http://www.skcltd.com/images/pdfs/224-G1_Issue_E_Basic_Step_By_Step_Guide.pdf (2018).
  24. Zhu, S. H., et al. Four hundred and sixty brands of e-cigarettes and counting: implications for product regulation. Tobacco Control. 23 (Suppl 3), iii3-iii9 (2014).
  25. Centre de Cooperation pour les Recherches Scientifiques Relative au Tabac (CORESTA). CORESTA Recommended Method No81. Routine analytical machine for e-cigarette aerosol generation and collection - definitions and standard conditions. , Available from: https://www.coresta.org/sites/default/files/technical_documents/main/CRM_81.pdf (2015).
  26. International Organization for Standardization (ISO). ISO/FDIS 20768. Vapour products - Routine analytical vaping machine - Definitions and standard conditions. , Available from: https://www.iso.org/standard/69019.html (2018).
  27. International Organization for Standardization (ISO). ISO 3308:2000(E). Routine analytical cigarette-smoking machine - Definitions and standard conditions. , Available from: https://www.iso.org/standard/28325.html (2018).
  28. St-Helen, G., Ross, K. C., Dempsey, D. A., Havel, C. M., Jacob, P., Benowitz, N. L. Nicotine delivery and vaping behavior during ad libitum e-cigarette access. Tobacco Regulatory Science. 2 (4), 363-376 (2016).
  29. Talih, S., et al. Effects of user puff topography, device voltage, and liquid nicotine concentration on electronic cigarette nicotine yield: measurements and model predictions. Nicotine & Tobacco Research. 17 (2), 150-157 (2015).
  30. Korzun, T., et al. E-cigarette airflow rate modulates toxicant profiles and can lead to concerning levels of solvent consumption. ACS Omega. 3 (1), 30-36 (2018).
  31. Benowitz, N. L., Bernert, J. T., Caraballo, R. S., Holiday, D. b, Wang, J. Optimal serum cotinine levels for distinguishing cigarette smokers and nonsmokers within different racial/ethnic groups in the Unites States between 1999 and 2004. American Journal of Epidemiology. 169 (2), 236-248 (2009).
  32. Sussan, T. E., et al. Exposure to electronic cigarettes impairs pulmonary anti-bacterial and anti-viral defenses in a mouse model. PLoS One. 10 (2), e0116861 (2015).
  33. Flouris, A. D., et al. Acute impact of active and passive electronic cigarette smoking on serum cotinine and lung function. Inhalation Toxicology. 25 (2), 91-101 (2013).
  34. Etter, J. F. A longitudinal study of cotinine in long-term daily users of e-cigarettes. Drug and Alcohol Dependence. 160, 218-221 (2016).
  35. Dawkins, L., Turner, J., Roberts, A., Soar, K. 'Vaping' profiles and preferences: an online survey of electronic cigarette users. Addiction. 108 (6), 1115-1125 (2013).
  36. Logue, J. M., et al. Emissions from Electronic Cigarettes: Assessing Vapers' Intake of Toxic Compounds, Secondhand Exposures, and the Associated Health Impacts. Environmental Science & Technology. 51 (16), 9271-9279 (2017).
  37. Talih, S., et al. Transport phenomena governing nicotine emissions from electronic cigarettes: model formulation and experimental investigation. Aerosol Science & Technology. 51 (1), 1-11 (2017).
  38. Canistro, D., et al. E-cigarettes induce toxicological effects that can raise the cancer risk. Scientific Report. 7, 2028 (2017).
  39. Chen, Z., Zeng, D. D. Mining online e-liquid reviews for opinion polarities about e-liquid features. BMC Public Health. 17, 633 (2017).
  40. Dinakar, C., O'Connor, G. T. The health effects of electronic cigarettes. New England Journal of Medicine. 375 (14), 1372-1381 (2016).
  41. Schweigert, N., Zehnder, A. J. B., Eggen, R. I. L. Chemical properties of catechols and their molecular modes of toxic action in cells, from microorganisms to mammals. Environmental Microbiology. 3 (2), 81-91 (2001).
  42. Ginsberg, G., Toal, B., Kurland, T. Benzothiazole toxicity assessment in support of synthetic turf field human health risk assessment. Journal of Toxicology and Environmental Health Part A. 74 (17), 1175-1183 (2011).
  43. Moghe, A., et al. Molecular mechanisms of axrolein toxicity: relevance to human disease. Toxicological Sciences. 143 (2), 242-255 (2015).
  44. Kreiss, K., Gomaa, A., Kullman, G., Fedan, K., Simoes, E. J., Enright, P. L. Clinical bronchiolitis obliterans in workers at a microwave-popcorn plant. New England Journal of Medicine. 347 (5), 330-338 (2002).
  45. Bahl, V., Lin, S., Xu, N., Davis, B., Wang, Y. H., Talbot, P. Comparison of electronic cigarette refill fluid cytotoxicity using embryonic and adult models. Reproductive Toxicology. 34 (4), 529-537 (2012).
  46. Gerloff, J., et al. Inflammatory Response and Barrier Dysfunction by Different e-Cigarette Flavoring Chemicals Identified by Gas Chromatography-Mass Spectrometry in e-Liquids and e-Vapors on Human Lung Epithelial Cells and Fibroblasts. Applied In Vitro Toxicology. 3 (1), 28-40 (2017).
  47. Clapp, P. W., et al. Flavored e-cigarette liquids and cinnamaldehyde impair respiratory innate immune cell function. American Journal of Physiology Lung Cell Molecular Physiology. 313 (2), L278-L292 (2017).
  48. Behar, R. Z., et al. Distribution, quantification and toxicity of cinnamaldehyde in electronic cigarette refill fluids and aerosols. Tobacco Control. 25, ii94-ii102 (2016).
  49. Pauluhn, J. Overview of inhalation exposure techniques: strengths and weaknesses. Experimental and Toxicologic Pathology. 57 (Suppl 1), 111-128 (2005).
  50. Oyabu, T., et al. Comparison between whole-body inhalation and nose-only inhalation on the deposition and health effects of nanoparticles. Environmental Health and Preventive. 21 (1), 42-48 (2016).
  51. Bond, J. A., Chen, B. T., Griffith, W. C., Mauderly, J. L. Inhaled cigarette smoke induces the formation of DNA adducts in lungs of rats. Toxicology and Applied Pharmacology. 99 (1), 161-172 (1989).
  52. Rudy, A. K., Leventhal, A. M., Goldenson, N. I., Eissenberg, T. Assessing electronic cigarette effects and regulatory impact: challenges with user self-reported device power. Drug and Alcohol Dependence. 179, 337-340 (2017).
  53. Lee, H. W., et al. E-cigarette smoke damages DNA and reduces repair activity in mouse lung, heart, and bladder as well as in human lung and bladder cells. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). , 201718185 (2018).

Tags

Kimya sayı 138 elektronik sigara (e-cig) üçüncü kuşak makine-vaping cihaz buharı aerosoller üretimi ve karakterizasyonu inhalasyon in vivo pozlama sistemi gerilim direnç güç
Elektronik Sigara Aerosol üçüncü nesil makine-Vaping aygıt tarafından nesil: toksikolojik çalışmalar uygulamaya
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Noël, A., Verret, C. M., Hasan, … More

Noël, A., Verret, C. M., Hasan, F., Lomnicki, S., Morse, J., Robichaud, A., Penn, A. L. Generation of Electronic Cigarette Aerosol by a Third-Generation Machine-Vaping Device: Application to Toxicological Studies. J. Vis. Exp. (138), e58095, doi:10.3791/58095 (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