Name: Serbest Radikaller Mainstream Sigara Duman algılama ve gaz faz Atma Protokolü (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2012-01-02T12:00:00.000+00:00
Duration: 9 min 23 s
Description: Öğrenin sigara dumanındaki serbest radikalleri ESR spektroskopisi ile ölçme ve bitkisel antioksidanların temizleme kapasitesini değerlendirme yöntemini. Bu teknik tütün dumanının zararlı etkilerini azaltmada önemli bilgiler sunar.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

playerTrialDesktop

Bu çalışma, Ulusal Sağlık Enstitüsü, hibe No NIH / NCRR P41-RR 016.292 (ACERT) tarafından desteklenmiştir.

1. Malzemeler Bu çalışmada kullanılan tüm çözücüler saflıkta. Spin N-tert-butil-α-phenylnitrone (PBN) ve standart spin etiketi dahil olmak üzere, tuzak, 2,2,6,6-tetramethyl-1 piperinyoxyl (TEMPO) Sigma firmasından temin ve tedarik edildiği şekliyle kullanılmıştır. Bitki antioksidanlar Swanson, Inc USA ticari olarak elde edilmiştir. 2. Serbest radikaller, sigara dumanı ve analiz hazırlanması <ol><li> Antioksidanlar filtre içine tanıtmak için, likopen aseton içinde çözünmüş iken, antioksidanlar Pycnogenol ve üzüm çekirdeği ekstresi,% 95 etanol içinde çözülür. Çözücü hacimleri antioksidan çözünürlük bağlı olarak farklı idi. </li><li> Antioksidan miktarı 0.4 mg / filtre kullanılmıştır. Daha sonra 10 mg aktif karbon ile kaplanmıştır. Bu amaçla aktif karbon filtre edilir ve vakum altında kurutulur anaerobik koşullarda antioksidan çözümü ile ~ 12 saat, karıştırıldı. </li> Antioksidanlar sonra geleneksel asetat filtre (CA filtre) haline getirilmiştir. Bu amaçla, filtre, iki parça halinde kesilmiş oldu. Antioksidan filtre sandviç (Şekil 1A) - kaplı bitki antioksidanlar filtresi ve bir parça bant ile sarılmış iki adet arasında bir filtre oluşturmak için yerleştirildi. Bu kombine filtre daha sonra tütün içeren sigara çubuklar bağlanmıştır. Filtre, herhangi bir antioksidandır dışında antioksidan filtre olarak aynı şekilde yapıldı kontrolü eklendi. <li> Önce sigara simülasyon, araştırma sigara ambalajsız ve 2 gün en az doymuş bir NaBr çözümü kullanarak sabit nem ortamında (20 ° C,% 60 bağıl nem) tutuldu. </li><li> Rutin analiz için tütsüleme simülasyonu Şekil 1'de gösterildiği gibi, bir tek portlu sigara cihazı kullanılarak ortam sıcaklığında yapıldı, su aspiratör veya GAST DOA-P104-BN Vakum Pompa / Kompresör (Benton Harbor, Mich) bağlı oluşur spin-yakalamabir ucunu açık bir T-kavşak ile montaj. Puflar ponponları arasında açık kaldı açık ucuna takarak yapıldı. Gaz akış debimetre tarafından kontrol edilir ve ~ 2.2 SCFH = 17.5 mL / s pompa ve havalandırma arasına yerleştirilen bir vana ayarlayarak. </li><li> 2 saniyelik bir süre için 1 'e benzer her 60 saniyede tekrarlanan araştırma sigara puf hacmi 35 mL koşul altında tüketilmiştir. Şekil gösterildiği gibi spin yakalama sistemi ile birlikte gaz faz serbest radikallerin kantitatif tahmini için sigara simülasyonu yapıldı. 1. </li><li> On yoğun puf (35 ml / puf) her sigara için alınmıştır. Gaz-faz, serbest radikaller Cambridge filtresi pad aracılığıyla MCS geçen tarafından toplanan ve daha sonra spin yakalama çözüm (benzen, 2.0 ml 0.05 M PBN) haline getirilmiştir. </li><li> Son puf sonra, kabarmış yakalama çözüm aynı benzen ile ilk hacmi (2.0 mL) için yeniden düzenlenebilir. Bir kısım ~ 25 aktarılır.0 mm uzunluğunda, bir ucu kapatılmış 3 mm ID cam tüp. </li><li> Yakalama çözüm donma-pompa-çözülme yordamı kullanarak deoxygenated oldu. Sıvı azot altında dondurulmuş ve bir vakum uygulandı. Sonra, argon atmosferi altında hapsolmuş gaz kabarcıkları kaçmak için izin çözülmüş oldu ve tekrar dondurulmuş. Bu döngü üç kez tekrar edildikten sonra, tüpün alev sızdırmaz, vakum altında ve daha fazla ESR ölçümleri kullanılır. Benzen iyi çözünür oksijen, organik radikallerin ESR hatları genişletiyor çünkü bu adım gereklidir. Deoxygenation sinyal-gürültü oranı önemli ölçüde geliştirir. </li><li> X-Band ESR spektrumları Bruker EMX spektrometre, 9.34 GHz standart koşullar altında bir frekansında kaydedildi. Çoğu deneylerde kullanılan spektrometre ayarlarını merkezi alanında 3312.5G, tarama genişliği 80G, modülasyon genliği 0.5G, zaman sabiti 82 mikrosaniye, tarama süresi 40 sn. </li><li> Spin trap adducts bazı durumlarda req deney koşulları, nispeten istikrarlı bir25 birikimleri, genelde ~ 20 dakika aldı uired. Ancak, 12 saat sonra benzen çözüm ESR sinyalleri ~ 5 faktör yoğunluğu azalmıştır. </li><li> Yakalama adduct konsantrasyonunu ölçmek için, ilk birinci türev ESR spektrumu entegre edildi. Absorbsiyon spektrumunun duman bulunan kurum / katranlı ürünler nedeniyle büyük olasılıkla geniş bir tekli arka plan gösterir. Bu arka plana çıkarma sonra yakalama adduct ayrılmış üçlü bir kez daha entegre edilmiştir (Şekil 2). </li></ol> 3. Temsilcisi Sonuçlar Yanan sigara duman (gaz fazı) serbest radikallerin çoğu anlık ve istikrarsız. Bu radikallerin gözlemlemek için bir spin tuzak tekniği kullanılmaktadır. Bu daha istikrarlı ve ESR (Şekil 1) tarafından tespit edilebilir bir spin adduct dönüştürerek gaz faz serbest radikalleri yakalar. 0.05 Bu çalışmada, spin-trap çözümM PBN duman gazı, oksijen ve karbon merkezli radikallerin 15 ayrı zor bir karışımı olan serbest radikaller, faz toplamak için kullanıldı . Bizim durumumuzda ise, gözlenen aşırı ince bölme sabitleri N = 13.7G ve H = 1.95G alkoxyl serbest radikaller (RO.) 2 ana ürün olduğunu öne sürerek, yakalama adducts karşılık gelen değerler birbirine çok benzer. Biz duman akış nem nedeniyle bu zayıf ESR sinyalleri (Şekil 2) bizim ilk ölçümlerde gözlenen düşük tekrarlanabilirlik gösterdi. Bu sorunu gidermek için, Cambridge filtresi ve spin trap çözümü arasında bir sıvı nitrojen (LN2) tuzak ekledi. LN 2 tuzak, hızlı dondurma, MCS akış su kaldırılır ve cam tüp iç duvara yakalamak. Bu ESR sinyalleri büyük ölçüde geliştirilmiş ve yüksek tekrarlanabilir sonuçları (Şekil 3) için izin. Sıkışıp serbest radikallerin miktarını tespit edildireferans örnek. Kontrol örnekleri için antioksidanlar olmadan, çift ayrılmaz spektrum TEMPO bilinen konsantrasyon için bir çift integral spektrumu ile karşılaştırılması tahmin tipik adduct benzen konsantrasyonu 1.24 mcM (Şekil 2). ~ 350 ml hava miktarı sigara boyunca her sigara geçti bu yana, bu ~ 7.1X10 -9 M MCS gaz fazında serbest radikal konsantrasyonu için bir tahmin sağlar ve gaz fazı sıkışıp radikallerin toplam sayısı bir bütün 1.5X10 15 ~ sigara. Gaz ve partikül faz de dahil olmak üzere bütün bir sigara, duman serbest radikallerin toplam tutarı için bir tahmin, ~ 10 16 serbest radikallerin 9 oldu. Gaz-faz ana akım sigara dumanı serbest radikaller üzerinde bitki antioksidan süpürücü etkisi farklı düzeylerde gözlendi. Onların süpürücü oranları Şekil sunuldu. 4. Likopen ve üzüm çekirdeği ekstresi, en yüksek oranları düşük ikener oranı Pycnogenol gözlenmiştir (Şekil 4). <img alt="Şekil 1" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig1.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 1"> Şekil 1. Dönüş tuzağı kullanarak ana sigara dumanı (MCS) gaz faz serbest radikalleri toplayarak sigara simülasyon tasarımı için geliştirilmiş bir diyagram. MCS sonra CA filtresi, Cambridge filtresi (sarı filtre) ile su aspiratör tarafından çekilen ve H 2 O kaldırmak için sıvı azot tuzağı ile geçti Gaz faz ürünleri nihayet tuzak spin gitti ve spin trap çözüm yoluyla kabarmış. Bitki antioksidan MCS serbest radikalleri temizleyebileceği sigaraya bağlı iki adet konvansiyonel asetat filtreler (daire bir Genişlemiş) arasına yerleştirilir. <img alt="Şekil 2" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig2.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 2"> Şekil 2 benzen spin-yakalama adduct konsantrasyon için bir ilk integra kantitatif tahmin çıkarılarak geniş bir arka plan sinyali gerektirirl spektrum. Spin-yakalama adduct aşırı ince bölme parametreleri H = 1.95 G, N = 13.7G. <img alt="Şekil 3" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig3.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 3"> Şekil 3 LN2 tuzak geçerek MCS spin-yakalama ile elde edilen ESR sinyalleri kalitesini önemli ölçüde geliştirir . <img alt="Şekil 4" src="/files/ftp_upload/3406/3406fig4.jpg" data-altupdatedat="1788238805000" data-alt="Şekil 4"> Şekil 4. Doğal antioksidanlar serbest radikallerin MCS konsantrasyonuna etkisi. Göreceli sinyal şiddetleri vardır: Kontrol -% 100, Pycnogenol -% 55, üzüm çekirdeği ekstresi -% 12, likopen -% 10.

<ol><li>Baum, S. L., Anderson, I. G. M., Baker, R. R., Murphy, D. M., Rowlands, C. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electron+spin+resonance+and+spin+trap+investigation+of+free+radicals+in+cigarette+smoke%3A+development+of+a+quantification+procedure%5BTitle%5D)+AND+%22Analytica+Chimica.+Acta%22%5BJournal%5D)">Electron spin resonance and spin trap investigation of free radicals in cigarette smoke: development of a quantification procedure.</a> Analytica Chimica. Acta. 481, 1-13 (2003).</li>
<li>Bluhm, A. L., Weinstein, J., Sousa, J. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free+radicals+in+tobacco+smoke%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Free radicals in tobacco smoke.</a> Nature. 229, 500-500 (1971).</li>
<li>Church, D. F., Pryor, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free-radical+chemistry+of+cigarette+smoke+and+its+toxicological+implications%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Health.+Perspect%22%5BJournal%5D)">Free-radical chemistry of cigarette smoke and its toxicological implications.</a> Environ. Health. Perspect. 64, 111-126 (1985).</li>
<li>Deliconstantinos, G., Villiotou, V., Stavrides, J. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Scavenging+effects+of+hemoglobin+and+related+heme+containing+compounds+on+nitric+oxide%2C+reactive+oxidants+and+carcinogenic+volatile+nitrosocompounds+of+cigarette+smoke.+a+new+method+for+protection+against+the+dangerous+cigarette+constituents%5BTitle%5D)+AND+%22Anticancer.+Res%22%5BJournal%5D)">Scavenging effects of hemoglobin and related heme containing compounds on nitric oxide, reactive oxidants and carcinogenic volatile nitrosocompounds of cigarette smoke. a new method for protection against the dangerous cigarette constituents.</a> Anticancer. Res. 14, 2717-2726 (1994).</li>
<li>Hecht, S. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tobacco+smoke+carcinogens+and+lung+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+the+National+Cancer+Institute%22%5BJournal%5D)">Tobacco smoke carcinogens and lung cancer.</a> Journal of the National Cancer Institute. 91, 1194-1210 (1999).</li>
<li>Kodama, M., Kaneko, M., Aida, M., Inoue, F., Nakayama, T., Akimoto, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Free+radical+chemistry+of+cigarette+smoke+and+its+implication+in+human+cancer%5BTitle%5D)+AND+%22Anticancer.+Res%22%5BJournal%5D)">Free radical chemistry of cigarette smoke and its implication in human cancer.</a> Anticancer. Res. 17, 433-437 (1997).</li>
<li>Nair, A. K., Brandt, E. N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effects+of+smoking+on+health+care+costs%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Oklahoma+State+Medical+Association%22%5BJournal%5D)">Effects of smoking on health care costs.</a> Journal of Oklahoma State Medical Association. 93, 245-250 (2000).</li>
<li>Nishizawa, M., Kohno, M., Nishimura, M., Kitagawa, A., Niwano, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Presence+of+Peroxyradicals+in+Cigarette+Smoke+and+the+Scavenging+Effect+of+Shikonin%2C+a+Naphthoquinone+Pigment%5BTitle%5D)+AND+%22Chem.+Pharm.+Bull%22%5BJournal%5D)">Presence of Peroxyradicals in Cigarette Smoke and the Scavenging Effect of Shikonin, a Naphthoquinone Pigment.</a> Chem. Pharm. Bull. 53, 796-799 (2005).</li>
<li>Pryor, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+and+the+involvement+of+free+radical+reactions+in+chemical+carcinogenesis%5BTitle%5D)+AND+%22Br.+J.+Cancer%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke and the involvement of free radical reactions in chemical carcinogenesis.</a> Br. J. Cancer. 8, 19-23 (1987).</li>
<li>Pryor, W. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Cigarette+smoke+radicals+and+the+role+of+free+radicals+in+chemical+carcinogenicity%5BTitle%5D)+AND+%22Environ.+Health.+Perspect%22%5BJournal%5D)">Cigarette smoke radicals and the role of free radicals in chemical carcinogenicity.</a> Environ. Health. Perspect. 105, 875-882 (1997).</li>
<li>Rozzi, N. I., Singh, R. K., Vierling, R. A., Watkins, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Supercritical+fluid+extraction+of+lycopene+from+tomato+processing+byproducts%5BTitle%5D)+AND+%22J.+Agric.+Food.+Chem%22%5BJournal%5D)">Supercritical fluid extraction of lycopene from tomato processing byproducts.</a> J. Agric. Food. Chem. 50, 2638-2643 (2002).</li>
<li>Shopland, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tobacco+use+and+its+contribution+to+early+cancer+mortality+with+a+special+emphesis+on+cigarette+smoking%5BTitle%5D)+AND+%22Environmental.+Health.+Perspectives%22%5BJournal%5D)">Tobacco use and its contribution to early cancer mortality with a special emphesis on cigarette smoking.</a> Environmental. Health. Perspectives. 103, 131-142 (1995).</li>
<li>Shrikhandle, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Wine+products+with+health+benefits%5BTitle%5D)+AND+%22Food+Res.+Int%22%5BJournal%5D)">Wine products with health benefits.</a> Food Res. Int. 33, 469-474 (2000).</li>
<li>Valavanidis, A., Haralambous, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+comparative+study+by+electron+paramagnetic+resonance+of+free+radical+species+in+the+mainstream+and+sidestream+smoke+of+cigarettes+with+conventional+acetate+filters+and+%27bio-filters%27%5BTitle%5D)+AND+%22Redox.+Rep%22%5BJournal%5D)">A comparative study by electron paramagnetic resonance of free radical species in the mainstream and sidestream smoke of cigarettes with conventional acetate filters and 'bio-filters'.</a> Redox. Rep. 6, 161-171 (2001).</li>
<li>Valavanidis, A., Vlachogianni, T., Fiotakis, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tobacco+smoke%3A+involvement+of+reactive+oxygen+species+and+stable+free+radicals+in+mechanisms+of+oxidative+damage%2C+carcinogenesis+and+synergistic+effects+with+other+respirable+particles%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Environmental+Research+and+Public+Health%22%5BJournal%5D)">Tobacco smoke: involvement of reactive oxygen species and stable free radicals in mechanisms of oxidative damage, carcinogenesis and synergistic effects with other respirable particles.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 6, 445-462 (2009).</li>
</ol>

Çıkar çatışması ilan etti.

Güvenilir bir tahminin, tütün dumanı, farklı serbest radikalleri yok eden enzimleri etkisi serbest radikallere kantitatif tespiti için tekrarlanabilir bir teknik gerektirir. Daha önce 1, non-polar çözücüler içinde yüksek konsantrasyonda spin trap çözümleri küçük miktarlarda tütün dumanı serbest radikalleri yakalama en etkili olduğu kanıtlanmıştır. Sigara dumanı her zaman organik bileşiklerin yanma ve bindirme çözücü sonuna kadar tütün kalan nem ve su buharı içerir. PBN spin trap çözüm su bu karışıma spin yakalama adducts ömrü ve kendi ESR sinyalleri yoğunluğu önemli ölçüde azalır. Gaz-faz radikallerin bazı fraksiyon da donmuş yüzeyinde kapana kısılmış olsa bile, sıvı nitrojen ile soğutulan bir U-şekilli bir tüp aracılığıyla basit geçen MCS bu nem çıkarma dramatik deneylerde ESR spektrumları kalitesi artar. T Kullanımıonun tekniği, sigara filtreleri haline getirilen doğal bileşikler farklı radikal süpürücü göreceli etkinliği karşılaştırıldı. Biz likopen ve üzüm çekirdeği, sigara filtreleri içine içeren sonra serbest radikallerin% 90 kadar gaz fazı MSC scavenge hemen ayıklamak bulundu. Bu tür yüksek süpürücü kapasitesi bu ucuz hazır doğal bileşikler, hemoglobin ve shikonine 8,14 gibi en etkili serbest radikal koruyucuları arasında sırada yer alıyor . Ancak, çalışılan doğal antioksidanlar ile yüklenen deneyler, sigara filtreleri, depolama oda sıcaklığında bir hafta sonra atma kapasitesi gözle görülür bir bölümünü kaybetti. Bu problem çözme, likopen ve ticari sigara filtrelerinde üzüm çekirdeği ekstresi gelecekteki uygulama uyarabilir.

serbest radikaller mainstream sigara duman algılama ve gaz faz atma protokolü

A Protocol for Detecting and Scavenging Gas-phase Free Radicals in Mainstream Cigarette Smoke

Sigara içmek insan kanseri ile ilişkilidir. Akciğer kanseri ölümlerinin çoğu sigara 5,6,7,12 neden olduğu bildirilmiştir. , Sigara dumanı, partikül aşamasında tütün katran ve ilgili ürünlerin karsinojenik ve mutajenik ilgili hastalıkların başlıca nedenleri olmasına rağmen, sigara dumanı, serbest radikallerin de önemli bir grup 9,10 kanserojen olarak kabul edilen önemli miktarda içerir. Serbest radikallerin zararlı protein yapısı, lipidler ve DNA dizilerinin hücre bileşenleri saldırı ve çeşitli kanser türlerine yakalanma riski artar. İnhale radikaller, tütün dumanının akciğer 3 olumsuz sağlık etkileri pek çok katkıda adducts üretir . Çalışmalar, sigara kaynaklı hasar riskleri azaltmak için sigara dumanı serbest radikaller azaltmak için yapılmıştır. Hemoglobin ve heme içeren bileşikler kısmen nitrik oksit, reaktif scavenge olabilir bildirilmiştiroksidanlar ve sigara dumanı 4 kanserojen uçucu nitrosocompounds. Hemoglobin ve aktif karbon, serbest radikallerin scavenge ve serbest radikaller, sigara dumanı 14% 90 yukarı kaldırmak için kullanılan bir &#39;biyo-filtre&#39; oluşuyordu. Ancak, maliyet etkisizliği nedeniyle, başarılı bir şekilde ticari hale değildir. Başka bir çalışmada, Çin bitkisel ilaç 8 bir bileşeni shikonin iyi bir süpürücü verimliliği gösterdi . Bu çalışmada, sigara filtresi spin-yakalama kullanarak ana sigara dumanı, gaz fazında serbest radikallerin scavenge etkisi (MCS) sigara dumanı ve ölçüm gaz fazı, serbest radikallerin temizlenmesi için ortak doğal antioksidan özleri tanıtmak için bir protokol rapor Elektron Spin Rezonans (ESR) Spektroskopisi 1,2,14. Biz likopen ve sigara filtrelerinde gelecekteki uygulama noktası olabilecek üzüm çekirdeği ekstresi yüksek süpürücü kapasitesi gösterdi. Bu profesyonellerin önemli bir avantajpective temizleyiciler sırasıyla domates ya da şarap endüstrisi yan 11,13 büyük miktarlarda elde edilebilir.

Spin-yakalama ESR spektroskopi, bitki antioksidan likopen, sigara dumanı, gaz-faz, serbest radikallerin temizlenmesi Pycnogenol ve üzüm çekirdeği ekstresi etkisini araştırmak için kullanılmıştır.

Serbest Radikaller Mainstream Sigara Duman algılama ve gaz faz Atma Protokolü

Sigara kullanımı insan kanserleri ile ilişkilendirilmektedir. Akciğer kanseri kaynaklı ölümlerin çoğunun sigara kullanımından kaynaklandığı bildirilmiştir 5,6,7,12. ...

Bu prosedürün genel amacı, ana akım tütün dumanındaki serbest radikal miktarını ölçmek ve çeşitli antioksidanların süpürme kapasitesini değerlendirmektir. Bu işlem, öncelikle çeşitli farklı süpürücü bileşikler içeren filtrelerin yanı sıra süpürücü filtresiz kontrollerin hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. Hazırlık aşamasını, araştırma sigaralarının dumanının bir spin yakalama çözeltisinden geçirilerek uygulandığı sigara içme simülasyonu takip eder.Ardından, hapsedilmiş radikallerin yanı sıra referans numunelerin spektrumlarını kaydetmek için ESR olarak kısaltılan elektron spin rezonansı kullanılır. Daha sonra elde edilen ESR spektrumları, hapsedilmiş gaz fazı radikallerinin sinyalini arka plandan ayırmak ve bir referans numune kullanarak radikal konsantrasyonunu belirlemek amacıyla rutin analize tabi tutulur. Sonuçlar, ana akım sigara dumanındaki serbest radikallerin içeriğine dair kantitatif bilgiler ve spin yakalama ESR spektroskopisi yoluyla doğal antioksidanların süpürme kapasitesine dair tahminler sunar.Bu tekniğin gaz kromatografisi gibi mevcut tütün dumanı analiz yöntemlerine göre temel avantajı, ESR'nin serbest radikallere karşı özellikle hassas olmasıdır. Bu tekniğin doğurduğu sonuçlar, teorik olarak karsinojenlerin ana grubu oldukları için tütün dumanının zararlı etkilerinin azaltılmasına yardımcı olabilir. Bu yöntem, tütün dumanındaki serbest radikallerin incelenmesinde öngörü sağlayabilir ve ayrıca endüstriyel baca dumanı gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Elektron spin rezonans teknolojisi için Ulusal Biyomedikal Araştırma Merkezi, aynı zamanda cert olarak da bilinir ve modern ESR teknolojisini geliştirme konusundaki kapsamlı deneyimimizin bir sonucudur.Elektron spin rezonansı ile uğraşan araştırmacılar için kendilerine ve biyomedikal topluluğuna yönelik geniş bir hizmet yelpazesi sunmaktayız. Sigara filtresine antioksidanlar eklemek amacıyla tesislerimizi düzenli olarak erişime açıyoruz. İlk olarak; antioksidanları, pycnogenol'ü ve üzüm ekstresini %95 ethanol içinde çözün; likopeni ise asetonda çözün.Çözücü hacimlerini antioksidanların çözünürlüğüne göre ayarlayın. Ardından, çözünmüş antioksidanları, anaerobik koşullar altında yaklaşık 12 saat boyunca karıştırarak aktif karbon ile birleştirin. Anaerobik koşullar, karıştırma işlemi sırasında karışımın içinden Argon kabarcıkları geçirilerek sağlanır.İnkübasyonun ardından çözeltiyi filtreleyin ve vakum altında kurutun. Daha sonra, öncelikle filtreyi iki parçaya bölerek antioksidanları ve karbonu geleneksel bir asetat filtreye yerleştirin. Kaplanmış bitki antioksidanlarını, bir filtre antioksidan filtre sandviçi oluşturacak şekilde filtrenin iki parçası arasına yerleştirin ve bunu tekrar sigara kağıdı silindirinin içine yerleştirin.Kontrol filtresini, deneysel kurulumdan önce antioksidan eklememek kaydıyla, antioksidan filtresiyle aynı şekilde hazırlayın. Araştırma sigaraları paketlerinden çıkarılmalı ve doygun sodyum bromür çözeltisi kullanılarak en az iki gün boyunca sabit nemli bir ortamda tutulmalıdır. Tütün içeren sigara gövdelerini geri alın ve birleşik filtreye takın.Tek portlu bir sigara içme cihazı kullanarak oda sıcaklığında rutin analiz için sigara simülasyonu gerçekleştirin; bu cihaz, bir ucu açık bir T bağlantısı aracılığıyla spin tuzaklama düzeneğine bağlanan bir su aspiratörü veya vakum pompası/hava kompresöründen oluşur. Gaz akışını kontrol etmek için bir debimetre kullanın ve pompa ile tahliye hattı arasına yerleştirilen bir valfi ayarlayarak akışı yaklaşık 2.2 standard cubic feet per hour değerine getirin. Araştırma sigaralarını, iki saniye boyunca 35 milliliters yoğun nefes hacmiyle içerek işlemi her 60 saniyede bir tekrarlayın.Çekimler gerçekleştirmek için sigara düzeneğinin açık ucu kapatılmalı ve çekimler arasında açık bırakılmalıdır. Uç açıkken sigara içinden çok az hava akımı geçer ve bu durum çekimler arasındaki koşullara karşılık gelir. Her sigara için, ana akım sigara dumanını bir Cambridge filtre pedinden geçirip ardından spin yakalama çözeltisine aktararak gaz fazı serbest radikallerini toplamak üzere 10 güçlü çekim yapın.Sıvı azot tuzağı, ana akım dumandan su buharını uzaklaştırır ancak gaz fazındaki radikalleri önemli ölçüde etkilemez. Son püskürtmeden sonra, kabarcıklı tutma çözeltisinden bir alikotu yaklaşık 10 inç uzunluğunda, üç milimetre iç çaplı bir cam numune tüpüne aktarın. Oksijen, ESR spektrumlarını genişlettiği ve yöntem hassasiyetini azalttığı için; önce tüpü sıvı azota daldırarak, ardından çözeltiyi bir yağ pompasıyla vakumlayarak ve sonrasında çözeltiyi argon altında çözdürerek donma-pompa-çözme yöntemini kullanarak çözeltinin oksijenini uzaklaştırın.Bu dondur-pompa-çöz yöntemi birkaç kez tekrarlanır. Ardından, tüp vakum altında mühürlenir. Tüp artık hazırdır.Daha fazla ESR ölçümü için, Bruker EMX spektrometresinde 9.34 gigahertz frekansında X-band ESR spektrumlarını kaydedin. Standart koşullar altında, kullanılan tipik spektrometre ayarları için yazılı protokole başvurun. Bu deneyler için, tipik olarak yaklaşık 20 dakika süren 25 ESR biriktirmesi gerçekleştirin.Spin tuzağı addüktleri, 12 saat sonraki deneysel koşullarda nispeten kararlı olsa da, benzen çözeltisindeki ESR sinyallerinin yoğunluğu beş kat azalmıştır. Tuzaklayıcı addükt konsantrasyonunu belirlemek için ilk türev ESR spektrumunu entegre edin. Ortaya çıkan absorbsiyon spektrumu, büyük olasılıkla dumanda bulunan kurum ve katran ürünlerinden kaynaklanan geniş bir singlet arka plan göstermektedir.Bu arka plan çıkarıldıktan sonra, tuzaklama katkısının ayrılmış tripletini entegre edin. Serbest radikal konsantrasyonunu elde etmek için bu işlemi bir kez daha tekrarlayın. Spin tuzaklama çözeltisi için çift integral değerleri, burada gösterilen deneyden elde edilen bilinen konsantrasyondaki bir nitrox radikali tempo çözeltisinin değerleri ve yazılı protokolde yer alan ek hesaplamalar ile karşılaştırılır.Ana akım sigara dumanının gaz fazında yaklaşık 7,1 × 10⁻⁹ molar değerinde bir serbest radikal konsantrasyonu elde edilmiştir. Buradan, tüm bir sigaranın gaz fazından yakalanan toplam radikal sayısının yaklaşık 1,5 × 10¹⁵ olduğu belirlenmiştir. Bu deney sırasında, duman akışındaki nem nedeniyle ilk ölçümler zayıf ESR sinyallerine ve düşük tekrarlanabilirliğe yol açmıştır.Bu sorunu çözmek için, sigara dumanı simülasyon cihazına Cambridge filtresi ile spin tuzak çözeltisi arasına bir sıvı azot tuzağı eklendi. Sıvı azot tuzağı, ana akım sigara dumanı akışındaki suyu hızlıca dondurup cam tüpün iç duvarına hapsederek ortamdan uzaklaştırdı. Bu işlem ESR sinyallerini önemli ölçüde iyileştirdi ve yüksek düzeyde tekrarlanabilir sonuçlar alınmasını sağladı.Bitki antioksidanlarının ana akım sigara dumanındaki gaz fazı serbest radikalleri üzerindeki farklı seviyelerdeki süpürme etkileri gözlemlenmiş ve süpürme hızları sunulmuştur. Likopen ve üzüm çekirdeği ekstresi en yüksek hızları gösterirken, piknogenol için daha düşük bir hız gözlemlenmiştir. Bir kez kavrandığında, bu teknik uygun şekilde uygulandığı takdirde bir saatten kısa sürede tamamlanabilir.Prosedür uygulandığında, dumanın bir sıvı azot tuzağından geçirilmesi önemlidir. Bu işlem, SR spektrumlarının kalitesini ve geliştirildikten sonraki tekrarlanabilirliğini artırır. Bu teknik, sağlık ve çevre alanındaki araştırmacıların çeşitli uçucu bileşiklerdeki sağlık açısından tehdit oluşturan serbest radikallerin varlığını keşfetmelerine ve belirlemelerine yardımcı olmuştur.Videoyu izledikten sonra, sigaranın zararlı etkilerini azaltmak amacıyla, ana akım tütün dumanındaki serbest radikallerin nasıl nicelleştirileceği konusunda iyi bir anlayış kazanmış olmalısınız.

a-protocol-for-detecting-scavenging-gas-phase-free-radicals

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Biyomühendislik

Pulmoner farelerin solunum yolu epitel hücreleri izole ve farklılaşmış bir solunum yolu epitel bir model olarak hava-sıvı arayüzü kültüre olabilir. Bu çevresel toksin moleküler yanıtların incelemek üzere bir protokol, tecrit, kültür ve bu hücreler ana sigara dumanına maruz için tarif edilir.

Hava Sıvı Arabirimi Fare Solunum Epitel Hücreleri ve Deneysel sigara dumanına maruz kalma izolasyonu

Source: Li, T., et al. Studying Effects of Cigarette Smoke on Pseudomonas Infection in Lung Epithelial Cells. J. Vis. Exp. (2020).This video demonstrates how cigarette smoke extract weakens antimicrobial defense in lung epithelial cells by reducing AMP production, leading to increased bacterial invasion. The procedure measures intracellular bacterial load to assess the impact of smoke exposure on host-pathogen interactions.

Analyzing the Effects of Cigarette Smoke on Antimicrobial Defense in Lung Epithelial Cells

Radikal tabanlı biomimetic kimya biyolojik gelişimi için gerekli bina-up kütüphaneler uygulanmıştır.

Kimyasal Biyoloji Serbest Radikaller: Kimyasal Davranış den Biyomarker Kalkınma

Bu protokolün amacı, insan organotipik 3D bronşiyal ve burun dokusu modellerini hava-sıvı arayüzünde ana akım sigara dumanına (CS) maruz bırakmaktır. CS'nin dokular üzerindeki etkisi daha sonra bir sitokrom P450 aktivite testi, bir kirpik atma ölçümü ve bir sistem biyolojisi yaklaşımı kullanılarak araştırılmaktadır.

Tüm Sigara Dumanına Organotipik 3D Bronşiyal ve Burun Doku Kültürü Modelleri Tekrarlanan Pozlama Etki Değerlendirmesi

Optimize edilmiş insan periferik kan mononükleer hücresi (PBMC) ex vivo tahlilleri kullanarak, yanıcı bir tütün ürünü preparatının, efektör PBMC'lerin reseptör aracılı hücre içi salgılanan sitokinleri ve sitolitik yeteneğini belirgin şekilde baskıladığını gösterdik. Bu hızlı tahliller, ürün değerlendirmesinde ve tütün maruziyetinin potansiyel uzun vadeli etkilerinin anlaşılmasında faydalı olabilir.

Yöntem Yanıcı Tütün Ürün Müstahzarların Sitotoksisite ve immünosupresyonun değerlendirin

Çalışmanın amacı, empedans tabanlı gerçek zamanlı hücre analizörü ve in vitro toksikolojik değerlendirme için yüksek içerikli tarama (HCS) tabanlı bir platformun bir kombinasyonunu kullanarak 15 sigara dumanı bileşeninin biyolojik etkisini değerlendirmekti. Bu çalışma, test edilen bileşiklerin etkili dozları, toksisitesi ve etki şekilleri hakkında bilgi sağlar.

Zararlı ve Potansiyel Zararlı Bileşenlerinin Toksikolojik etkilerinin değerlendirilmesi için yüksek İçerik Tarama Analizi (HPHC)

Bu protokol, kemirgenleri elektronik sigara buharı (E-buhar) ve sigara dumanına maruz bırakmaya yönelik bir yöntemi açıklamaktadır. Maruz kalma odaları, anestezi odalarını, kemirgenlere E-buhar veya sigara dumanı veren otomatik bir pompalama sistemi ile modifiye ederek yapılır. Bu sistem birçok deneysel son noktayı barındıracak şekilde kolaylıkla değiştirilebilir.

Bir Elektronik Romanda Elektronik Sigara Buharı ve Sigara Dumanının Etkilerinin Karşılaştırılması<emIn vivo</em&gt; Pozlama Sistemi

Burada, geleneksel sigara duman ve elektronik sigara aerosol özleri oluşturmak için kullanılan bir programlanabilir laboratuvar cihaz açıklayın. Bu yöntem geleneksel sigara ve elektronik sigara arasında doğrudan karşılaştırmalar yapmak için yararlı bir araç sağlar ve elektronik sigara araştırma içine erişilebilir giriş noktasıdır.

Sıvı özleri geleneksel sigara duman ve elektronik sigara Aerosol gelen nesil için aygıt mikroişlemci işletilen

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.

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

Burada 8-OXO-7, 8-dihydro-2'-deoknguanozin (8-oxodGuo), 1,n6-etheno-2'-deoxyadenosine (1, n6-dAdo) ve 1,n2-lezyonların hassas ve doğru ölçülmesini yöntemleri açıklanmaktadır etheno-2'-deoxyguanosine (1,N2-dguo) DNA 'da. Yöntemler, ortam ince partikül maddenin (PM2,5) dokularda (akciğer, karaciğer ve böbrek) maruz kalan A/J fareler üzerindeki etkilerinin değerlendirilmesi için uygulanmıştır.

Kütle spektrometresi ile üç DNA lezyonlarının ölçülmesi ve ortam Ince partikül madde maruz fareler dokularda düzeylerinin değerlendirilmesi

Öğrenin sigara dumanındaki serbest radikalleri ESR spektroskopisi ile ölçme ve bitkisel antioksidanların temizleme kapasitesini değerlendirme yöntemini. Bu teknik tütün dumanının zararlı etkilerini azaltmada önemli bilgiler sunar.

Serbest Radikaller Mainstream Sigara Duman algılama ve gaz faz Atma Protokolü

Daha fazla video keşfet