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, önce çeşitli farklı süpürücü bileşikler içeren filtrelerin yanı sıra süpürücü içermeyen kontrol filtrelerinin hazırlanmasıyla gerçekleştirilir. Hazırlama aşamasını, araştırma sigaralarının dumanının bir spin tuzaklama çözeltisinden geçirilerek uygulandığı sigara içme simülasyonu takip eder.

Ardından, tutulmuş radikallerin yanı sıra referans numunelerin spektrumlarını kaydetmek için ESR olarak kısaltılan elektron spin rezonansı kullanılır. Daha sonra elde edilen ESR spektrumları, tutulmuş 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 tutma ESR spektroskopisi aracılığıyla doğal antioksidanların süpürme kapasitesine ilişkin tahminler sunar.

Bu tekniğin gaz kromatografisi gibi mevcut tütün dumanı analiz yöntemlerine göre temel avantajı, ESR'nin özellikle serbest radikallere karşı hassas olmasıdır. Bu tekniğin doğuracağı sonuçlar, tütün dumanının zararlı etkilerinin azaltılmasına yardımcı olabilir çünkü serbest radikaller önemli bir karsinojen grubudur. Bu yöntem, tütün dumanındaki serbest radikallerin incelenmesinde içgörü sağlayabilir ve ayrıca endüstriyel duman egzozu gibi diğer sistemlere de uygulanabilir. Elektron spin rezonansı teknolojisi için Ulusal Biyomedikal Araştırma Merkezi, modern ESR teknolojisini geliştirme konusundaki kapsamlı deneyimimizin bir ürünüdür.

Elektron spin rezonansı ile uğraşan araştırmacılar için, onlara ve biyomedikal topluluğa yönelik geniş bir hizmet yelpazesi sunmaktayız. Sigara filtresine antioksidanlar eklemek amacıyla tesislerimizi düzenli olarak kullanıma sunuyoruz. İlk olarak, antioksidanları, pycnogenol ve üzüm ekstresini %95 etanol içinde; likopeni ise aseton içinde çözün.

Çözücü hacimlerini antioksidanların çözünürlüğüne göre ayarlayın. Ardından, çözülmüş antioksidanları aktif karbonla birleştirerek anaerobik koşullar altında yaklaşık 12 saat boyunca karıştırın. 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 sigara kağıt silindirine yeniden takın.

Kontrol filtresini, deneysel kurulumdan önce antioksidan eklememek dışında, antioksidan filtresiyle aynı şekilde hazırlayın. Araştırma sigaraları paketlerinden çıkarılmalı ve doygun sodyum bromür çözeltisi kullanılarak minimum iki gün boyunca sabit nemli bir ortamda tutulmalıdır. Tütün içeren sigara çubuklarını geri alın ve birleştirilmiş filtreye takın.

Bir ucu açık bir T bağlantısı aracılığıyla spin tuzaklama düzeneğine bağlı bir su aspiratörü veya vakum pompası/hava kompresöründen oluşan tek portlu bir sigara içme cihazı kullanarak, oda sıcaklığında rutin analiz için sigara içme simülasyonu gerçekleştirin. Gaz akışını kontrol etmek için bir debimetre kullanın ve pompa ile tahliye hattı arasına yerleştirilen bir vanayı ayarlayarak akışı yaklaşık 2,2 standard cubic feet per hour değerine getirin. Araştırma sigaralarını, iki saniye boyunca 35 milliliters tutarında yoğun bir nefes hacmiyle içirin ve bu işlemi her 60 saniyede bir tekrarlayın.

Sürükleme işlemlerini gerçekleştirmek için sigara düzeneğinin açık ucu kapatılmalı ve sürüklemeler arasında açık bırakılmalıdır. Uç açıkken sigara boyunca çok az hava akışı gerçekleşir ki bu da sürüklemeler arasındaki koşullara karşılık gelir. Ana akım sigara dumanı bir Cambridge filtre pedinden geçirilerek ve ardından spin yakalama çözeltisine aktarılarak gaz fazı serbest radikalleri toplamak amacıyla, her sigara için 10 kez güçlü sürükleme 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 ve üç milimetre iç çaplı cam bir numune tüpüne aktarın. Oksijen, ESR spektrumlarını genişlettiği ve yöntem hassasiyetini azalttığı için, önce tüpü sıvı azota daldırarak, ardından çözeltiyi bir yağ pompasıyla vakumlayarak ve son olarak çözeltiyi argon altında çözdürerek dondur-pompa-çözdür yöntemiyle çözeltinin oksijenini giderin.

Bu dondur-pompa-çöz yöntemi birkaç kez tekrarlayın. Ardından, tüpü vakum altında mühürleyin. 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, genellikle yaklaşık 20 dakika süren 25 ESR akümülasyonu gerçekleştirin.

Spin tuzaklayıcı aditler, 12 saat sonraki deneysel koşullarda nispeten stabil olsa da, benzen çözeltisindeki ESR sinyallerinin yoğunluğu beş kat azalmıştır. Tuzaklayıcı adit konsantrasyonunu belirlemek için başlangıçtaki birinci türev ESR spektrumunu entegre edin. Ortaya çıkan absorpsiyon spektrumu, büyük olasılıkla dumanın içerdiği kurum ve katran ürünlerinden kaynaklanan geniş bir singlet arka plan göstermektedir.

Bu arka plan çıkarıldıktan sonra, tuzaklama ürünü olan ayrıştırılmış triplet sinyalini serbest radikal konsantrasyonunu elde etmek için bir kez daha entegre edin. Spin tuzaklama çözeltisi için çift integral değerleri, burada gösterilen deneyden elde edilen ve yazılı protokoldeki ek hesaplamalarda yer alan, konsantrasyonu bilinen bir nitrox radikali tempo çözeltisinin değerleri ile karşılaştırılır.

Ana akım sigara dumanının gaz fazında yaklaşık 7,1 × 10⁻⁹ molar serbest radikal konsantrasyonu elde edilmiştir. Buradan, tek bir sigaranın gaz fazından tutulan toplam radikal sayısının yaklaşık 1,5 × 10¹⁵ olduğu belirlenmiştir. Bu deney sırasında, duman akışındaki nem nedeniyle başlangıç ölçümleri zayıf ESR sinyallerine ve düşük tekrarlanabilirliğe yol açmıştır.

Bu sorunu çözmek için, sigara simülasyon cihazındaki 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 duvarında tutarak sistemden uzaklaştırdı. Bu işlem, ESR sinyallerini büyük ölçüde iyileştirdi ve yüksek düzeyde tekrarlanabilir sonuçlar alınmasını sağladı.

Ana akım sigara dumanındaki gaz fazı serbest radikalleri üzerinde bitkisel antioksidanların farklı düzeylerdeki süpürme etkileri gözlemlenmiş ve süpürme hızları sunulmuştur. Likopen ve üzüm çekirdeği ekstresi en yüksek hızları gösterirken, piknogenol için daha düşük bir hız gözlemlenmiştir. Bu teknik bir kez kavrandığında, uygun şekilde uygulandığı takdirde bir saatten kısa sürede tamamlanabilir.

Prosedür uygulandığında, dumanın bir sıvı azot tuzağından geçirilmesi önemlidir. Bu işlem, SR spektrumlarının kalitesini ve yöntem geliştirildikten sonraki tekrarlanabilirliğini artırır. Bu teknik, sağlık ve çevre alanındaki araştırmacıların, çeşitli uçucu bileşiklerdeki sağlığı tehdit eden serbest radikallerin varlığını keşfetmelerine ve belirlemelerine yardımcı olmuştur.

Videoyu izledikten sonra, sigaranın zararlı etkilerini azaltmak amacıyla ana akım tütün dumanındaki serbest radikallerin nasıl nicelendiği konusunda iyi bir anlayışa sahip olmalısınız.