Serbest Radikaller Mainstream Sigara Duman algılama ve gaz faz Atma Protokolü

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.