Name: a microcontroller operated device for the generation of liquid extracts from conventional cigarette smoke and electronic cigarette aerosol
Uploaded: 2018-01-18T13:00:00
Description: Watch this Scientific Journal Video about A Microcontroller Operated Device for the Generation of Liquid Extracts from Conventional Cigarette Smoke and Electronic Cigarette Aerosol at JoVE.com

Авторы признают помощи д-р Роберт Dotson Tulane университета Департамента клеточной и молекулярной биологии за его помощь в редактировании рукописи и д-р Джеймс Bollinger Тулейнский университет Кафедра химии за его помощь с протокол дизайн масс-спектрометрии. Далее авторы признают Tulane университета Департамента клеточной и молекулярной биологии и Тулейнский университет Кафедра химии для их поддержки и использования пространства и оборудования. Эта работа была поддержана стипендии исследований табак продукта регулирования науки к. Андерсон из Tulane университета школа науки и техники.

1. Ассамблея устройства
<ol><li>Безопасный 100 мл Buchner колбу (рис. 1, #4) к стальное кольцо стоять и создать вакуум ловушку, заполнив его с 50 г хлорида кальция в качестве осушитель. Уплотнение колбу с резиновой пробкой через отверстие, завернуть пробку пересечения с парафином фи?...

<ol>
	<li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> WHO Report on the Global Tobacco Epidemic, 2011. , (2011).</li><li>Weaver, S. R., Majeed, B. A., Pechacek, T. F., Nyman, A. L., Gregory, K. R., Eriksen, M. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Use+of+electronic+nicotine+delivery+systems+and+other+tobacco+products+among+USA+adults,+2014:+results+from+a+national+survey.">Use of electronic nicotine delivery systems and other tobacco products among USA adults, 2014: results from a national survey.</a> Int. J. Public Health. 61 (2), 177-188 (2016).</li><li>Singh, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Tobacco+Use+Among+Middle+and+High+School+Students+-+United+States,+2011–2015.">Tobacco Use Among Middle and High School Students - United States, 2011–2015.</a> MMWR Morb. Mortal. Wkly. Rep. 65 (14), 361-367 (2016).</li><li>Corey, C. G., Ambrose, B. K., Apelberg, B. J., King, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Flavored+Tobacco+Product+Use+Among+Middle+and+High+School+Students--United+States,+2014.">Flavored Tobacco Product Use Among Middle and High School Students--United States, 2014.</a> MMWR Morb. Mortal. Wkly. Rep. 64 (38), 1066-1070 (2015).</li><li>Pisinger, C., D&#248;ssing, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+systematic+review+of+health+effects+of+electronic+cigarettes.">A systematic review of health effects of electronic cigarettes.</a> Prev. Med. 69, 248-260 (2014).</li><li>Callahan-Lyon, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+cigarettes:+human+health+effects.">Electronic cigarettes: human health effects.</a> Tob. Control. 23 (Suppl 2), ii36-ii40 (2014).</li><li>Dinakar, C., O'Connor, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Health+Effects+of+Electronic+Cigarettes.">The Health Effects of Electronic Cigarettes.</a> N. Engl. J. Med. 375 (14), 1372-1381 (2016).</li><li>Anderson, C., Majeste, A., Hanus, J., Wang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=E-cigarette+aerosol+exposure+induces+reactive+oxygen+species,+DNA+damage,+and+cell+death+in+vascular+endothelial+cells.">E-cigarette aerosol exposure induces reactive oxygen species, DNA damage, and cell death in vascular endothelial cells.</a> Toxicol. Sci. Off. J. Soc. Toxicol. , (2016).</li><li>U.S. Department of Health and Human Services. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The Health Consequences of Smoking: 50 Years of Progress. A Report of the Surgeon General. , (2014).</li><li>Farsalinos, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Comparison+of+the+Cytotoxic+Potential+of+Cigarette+Smoke+and+Electronic+Cigarette+Vapour+Extract+on+Cultured+Myocardial+Cells.">Comparison of the Cytotoxic Potential of Cigarette Smoke and Electronic Cigarette Vapour Extract on Cultured Myocardial Cells.</a> Int. J. Environ. Res. Public. Health. 10 (10), 5146-5162 (2013).</li><li>Schweitzer, K. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Endothelial+disruptive+proinflammatory+effects+of+nicotine+and+e-cigarette+vapor+exposures.">Endothelial disruptive proinflammatory effects of nicotine and e-cigarette vapor exposures.</a> Am. J. Physiol. - Lung Cell. Mol. Physiol. 309 (2), L175-L187 (2015).</li><li>Putzhammer, R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Vapours+of+US+and+EU+Market+Leader+Electronic+Cigarette+Brands+and+Liquids+Are+Cytotoxic+for+Human+Vascular+Endothelial+Cells.">Vapours of US and EU Market Leader Electronic Cigarette Brands and Liquids Are Cytotoxic for Human Vascular Endothelial Cells.</a> PLOS ONE. 11 (6), e0157337 (2016).</li><li>Crooks, I., Dillon, D. M., Scott, J. K., Ballantyne, M., Meredith, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+effect+of+long+term+storage+on+tobacco+smoke+particulate+matter+in+in+vitro+genotoxicity+and+cytotoxicity+assays.">The effect of long term storage on tobacco smoke particulate matter in in vitro genotoxicity and cytotoxicity assays.</a> Regul. Toxicol. Pharmacol. 65 (2), 196-200 (2013).</li><li>Roemer, E., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mainstream+Smoke+Chemistry+and+in+Vitro+and+In+Vivo+Toxicity+of+the+Reference+Cigarettes+3R4F+and+2R4F.">Mainstream Smoke Chemistry and in Vitro and In Vivo Toxicity of the Reference Cigarettes 3R4F and 2R4F.</a> Beitr. Zur Tab. Contrib. Tob. Res. 25 (1), (2014).</li><li>International Organization for Standards. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> ISO 3088:2012 Routine analytical cigarette smoking machine – Definitions and standard conditions. , (2012).</li><li>World Health Organization. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Standard Operating Procedure for Intense Smoking of Cigarettes. , (2012).</li><li>Brown, C. J., Cheng, J. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+cigarettes:+product+characterisation+and+design+considerations.">Electronic cigarettes: product characterisation and design considerations.</a> Tob. Control. 23 (Suppl 2), ii4-ii10 (2014).</li><li>Cooperation Centre for Scientific Research Relative to Tobacco. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> CRM No. 81 - Routine Analytical Machine for E-Cigarette Aerosol Generation and Collection - Definitions and Standard Conditions. , (2015).</li><li>Thorne, D., Adamson, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+review+of+in+vitro+cigarette+smoke+exposure+systems.">A review of in vitro cigarette smoke exposure systems.</a> Exp. Toxicol. Pathol. 65 (7-8), 1183-1193 (2013).</li><li>Klus, H., Boenke-Nimphius, B., M&#252;ller, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cigarette+Mainstream+Smoke:+The+Evolution+of+Methods+and+Devices+for+Generation,+Exposure+and+Collection.">Cigarette Mainstream Smoke: The Evolution of Methods and Devices for Generation, Exposure and Collection.</a> Beitr. Zur Tab. Contrib. Tob. Res. 27 (4), (2016).</li><li>Baker, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+Development+and+Significance+of+Standards+for+Smoking-Machine+Methodology.">The Development and Significance of Standards for Smoking-Machine Methodology.</a> Beitr. Zur Tab. Contrib. Tob. Res. 20 (1), (2014).</li><li>Thorne, D., Crooks, I., Hollings, M., Seymour, A., Meredith, C., Gaca, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+mutagenic+assessment+of+an+electronic-cigarette+and+reference+cigarette+smoke+using+the+Ames+assay+in+strains+TA98+and+TA100.">The mutagenic assessment of an electronic-cigarette and reference cigarette smoke using the Ames assay in strains TA98 and TA100.</a> Mutat. Res. Toxicol. Environ. Mutagen. 812, 29-38 (2016).</li><li>Thorne, D., Larard, S., Baxter, A., Meredith, C., Ga&#1195;a, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+comparative+in+vitro+assessment+of+e-cigarette+and+cigarette+smoke+aerosols+using+the+&#947;H2AX+assay+and+applied+dose+measurements.">The comparative in vitro assessment of e-cigarette and cigarette smoke aerosols using the &#947;H2AX assay and applied dose measurements.</a> Toxicol. Lett. 265, 170-178 (2017).</li><li>Herrington, J. S., Myers, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+cigarette+solutions+and+resultant+aerosol+profiles.">Electronic cigarette solutions and resultant aerosol profiles.</a> J. Chromatogr. A. 1418, 192-199 (2015).</li><li>Yu, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electronic+cigarettes+induce+DNA+strand+breaks+and+cell+death+independently+of+nicotine+in+cell+lines.">Electronic cigarettes induce DNA strand breaks and cell death independently of nicotine in cell lines.</a> Oral Oncol. 52, 58-65 (2016).</li><li>Ji, E. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+Electronic+Cigarette+Aerosol+and+Its+Induction+of+Oxidative+Stress+Response+in+Oral+Keratinocytes.">Characterization of Electronic Cigarette Aerosol and Its Induction of Oxidative Stress Response in Oral Keratinocytes.</a> PLOS ONE. 11 (5), e0154447 (2016).</li><li>Morgan, D. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Chemical+Reactivity+and+Respiratory+Toxicity+of+the+-Diketone+Flavoring+Agents:+2,3-Butanedione,+2,3-Pentanedione,+and+2,3-Hexanedione.">Chemical Reactivity and Respiratory Toxicity of the -Diketone Flavoring Agents: 2,3-Butanedione, 2,3-Pentanedione, and 2,3-Hexanedione.</a> Toxicol. Pathol. 44 (5), 763-783 (2016).</li><li>Cooperation Centre for Scientific Research Relative to Tobacco. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> CRM No. 84 - Determination of Glycerin, Propylene Glycol, Water, and Nicotine in the Aerosol of E-Cigarettes by Gas Chromatographic Analysis. , (2017).</li></ol>

Наиболее важных элементов этого протокола являются обеспечение того, что устройство является чистым в начале и окончания каждого добычи, и обеспечение того, чтобы все уплотнения так что воздушный поток остается последовательной. Если устройство не очищены, существует риск переноса на...

Несмотря на концентрированные усилия организаций здравоохранения продуктов табака остается ведущей причиной предотвратимой смертности во всем мире, причем большинство этих смертей, приписываемых сигарет для некурящих1. С момента выхода на рынок в 2003 году, электронные сигареты растет в популярности среди пользователей продуктов табака. В настоящее время электронные сигареты являются наиболее популярной альтернативой обычных сигарет среди взрослых американцев (~ 5%)2 и наиболее популярные системы доставки никотина среди среднего (~ 5.3%) и школьников (~ 16%)3. Если нынешние тенденции сохранятся, электронные сигареты можно ожидать заменить обычные сигареты для будущих поколений. Однако последствия использования электронных сигарет для здоровья остаются неясными.
Исследования на электронные сигареты не начинал всерьез до тех пор, пока электронная сигарета популярность резко возросла в 20133,4. С того времени целый ряд различных моделей были использованы для решения вопроса об их токсичности. Однако результаты многих исследований противоречивые, и хотя кажется, что электронные сигареты являются как правило менее токсичен, чем обычные сигареты, существует не нынешний консенсус на последствия для здоровья электронная сигарета использовать5, 6 , 7. наши предыдущие исследования показывают, что электронные сигареты являются значительно менее токсичен для сосудистого эндотелия, чем обычные сигареты, несмотря на их способность вызывать повреждение ДНК и индукции окислительного стресса и клеток смерть8 . Однако дополнительные исследования необходимо прежде, чем мы можем сделать твердые выводы о последствиях для здоровья использования электронных сигарет.
Как обычные сигареты являются ведущей причиной болезней сосудистой9, существует растущий интерес к сосудистого здоровья риска электронная сигарета использовать10,,1112. С целью изучения воздействия электронных сигарет на сердечно-сосудистой системы, нашей лаборатории разработан микроконтроллер работает для некурящих/vaping устройства (рис. 1)8. Этот прибор способен генерировать жидких экстрактов либо обычных сигарет курить или электронная сигарета аэрозоля в водном или органических растворителях. Как поток воздуха контролируется сочетание регулируемый регулятор потока и времени программы PBASIC, устройство может использоваться для создания экстрактов согласно любое количество пользовательских протоколов. Здесь мы подробно, сборке и эксплуатации этого устройства, а также два потенциальных применений: в пробирке оценки жизнеспособности клеток и газовая хроматография, масс спектрометрии.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/56709/56709fig1.jpg"> Рисунок 1: устройство для некурящих/Vaping. Схема физической Ассамблее для некурящих/vaping устройства в сигарет/сигарет как электронные сигареты (e-cig) конфигурации (A) и бак электронная сигарета конфигурации (B). Ключевых компонентов: 1) ингаляции порт; 2) Основная коллекция Импинджера; 3) переполнения Импинджера; 4) Buchner Склянка вакуума ловушки; 5) нормально открытый электромагнитный клапан; 6) BS1 микроконтроллер; 7) Регулятор потока воздуха; 8) 510 резьбовые электронная сигарета танк базы. <a href="//cloudflare.jove.com/files/ftp_upload/56709/56709fig1large.jpg" target="_blank">Пожалуйста, нажмите здесь, чтобы посмотреть большую версию этой фигуры.</a>

<table>
	<tbody>
		<tr>
			<td>12 V AC/DC Wall Mount Adaptor</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>T1099-P5P-ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>2.2 Ohm Resistors</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>A105635-ND</td>
			<td>Used in tandem to generate the 4.4 Ohm resistance in Figure 2A</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>330 Ohm Resistors</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>330QBK-ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>510 Threaded Base</td>
			<td>NJoy</td>
			<td>N/A</td>
			<td>Recovered by dismantalling a second generation NJoy electronic cigarette</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetic Acid, Glacial</td>
			<td>Sigma-Aldritch</td>
			<td>A6283</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Acetone (Chromatography Grade)</td>
			<td>Sigma-Aldritch</td>
			<td>34850</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basic Stamp Project Board</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>27112-ND</td>
			<td>This board contains the BS1 Microcontroller, serial adaptor, power switch, and a barrel pin connector for the AC/DC Wall Mount Adaptor</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Basic Stamp USB to Serial Adapter</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>28030-ND</td>
			<td>An optional component to allow the BS1 serial adaptor to communicate through USB</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Buchner Flask (Vacuum Flask) 250 mL</td>
			<td>VWR</td>
			<td>10545-854</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clear Tape</td>
			<td>3M</td>
			<td>S-9783</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Clear Vinyl Tubing, 3/8&#34; ID</td>
			<td>Watts</td>
			<td>443064</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EGM-2 Endothelial Cell Culture Medium</td>
			<td>Lonza</td>
			<td>CC-3162</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ethanol</td>
			<td>Pharmco-Aaper</td>
			<td>111000200</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flow Regulator</td>
			<td>Dwyer</td>
			<td>VFA-23-BV</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gas Chromatograph</td>
			<td>Varian</td>
			<td>450-GC</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Syringe, 10 mL</td>
			<td>Sigma-Aldritch</td>
			<td>Z314552</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Syringe, 10 &#181;L</td>
			<td>Hamilton</td>
			<td>80300</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High Vacuum Silicon Grease</td>
			<td>Dow Corning</td>
			<td>146355D</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Hose Clamp</td>
			<td>Precision Brand</td>
			<td>35125</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Human Umbilical Vein Endothelial Cells</td>
			<td>ATCC</td>
			<td>PCS-100-013&#160;</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Mass Spectrometer</td>
			<td>Varian</td>
			<td>300-MS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Midget Impinger</td>
			<td>Chemglass</td>
			<td>CG-1820-01</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Neutral Red</td>
			<td>Sigma-Aldritch</td>
			<td>N4638</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Paraffin Film</td>
			<td>3M</td>
			<td>PM-992</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate Seal Roller</td>
			<td>BioRad</td>
			<td>MSR0001</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Plate Seal; Foil</td>
			<td>Thermo</td>
			<td>276014</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Ring Stand 20&#34;</td>
			<td>American Educational Products</td>
			<td>7-G15-A</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solenoid Valve (normally open)</td>
			<td>US Solid</td>
			<td>USS2-00081</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Solid State Relay</td>
			<td>Digi-Key</td>
			<td>CLA279-ND</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Stand Clamp</td>
			<td>Eisco</td>
			<td>CH0688</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe Filter, PES, 0.22 um</td>
			<td>Millipore</td>
			<td>SLGP033RS</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Syringe, 10 mL</td>
			<td>BD Syringe</td>
			<td>309604</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Through Hole Stopper, Size 6</td>
			<td>VWR</td>
			<td>59581-287</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Vacuum Pump</td>
			<td>KNF Neuberger</td>
			<td>N86KTP</td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

a microcontroller operated device for the generation of liquid extracts from conventional cigarette smoke and electronic cigarette aerosol

Электронные сигареты являются наиболее популярные виды табачной продукции среди среднего и школьников и наиболее популярных альтернативной табачной продукции среди взрослых. Высокое качество, воспроизводимости исследований о последствиях использования электронных сигарет имеет важное значение для понимания возникающих проблем общественного здравоохранения и выработке доказательств на основе политики регулирования. Хотя все большее число документов обсуждать электронные сигареты, существует мало согласованности в методах различных групп и очень мало консенсуса по результатам. Здесь мы описываем программируемый лабораторный прибор, который может использоваться для создания экстракты обычных сигарет курить и электронных сигарет аэрозоля. Этот протокол детали инструкции по сборке и эксплуатации сказал устройства и демонстрирует использование созданного экстракт в двух образцов приложений: в пробирке жизнеспособности assay клетки и газовой хроматографии масс спектрометрии. Этот метод предоставляет средство для прямых сравнений между обычные сигареты и электронные сигареты и является доступной точки входа в электронных сигарет исследований.

В течение 24 часов облучения человека пупочную вену эндотелиальных клеток для обычных сигаретный дым экстракт (CSE) или электронная сигарета аэрозоля экстракт (EAE), существует значительная (управления против CSE P < 0,001; управления против ЕАЕ P < 0,01; n = 6) снижение жиз?...

Watch this Scientific Journal Video about A Microcontroller Operated Device for the Generation of Liquid Extracts from Conventional Cigarette Smoke and Electronic Cigarette Aerosol at JoVE.com

A Microcontroller Operated Device for the Generation of Liquid Extracts from Conventional Cigarette Smoke and Electronic Cigarette Aerosol

Здесь мы описываем программируемый лабораторный прибор, который может использоваться для создания экстракты обычных сигарет курить и электронных сигарет аэрозоля. Этот метод предоставляет полезный инструмент для прямых сравнений между обычные сигареты и электронные сигареты и является доступной точки входа в электронных сигарет исследований.

Микроконтроллер работает устройство для генерации жидких экстрактов из обычных сигарет курить и электронных сигарет аэрозоля

Electronic cigarettes are the most popular tobacco product among middle and high schoolers and are the most popular alternative tobacco product among ...

The overall goal of this procedure is to generate liquid extracts from electronic cigarette aerosols for use in toxicological assays. This method can help answer important questions about electronic cigarettes, such as how does electronic cigarette aerosol affect human vascular cells? The main advantage of this technique is that it allows for the airflow and puff-timing protocol to be customized by any individual lab to meet their specific research needs.The implications of this technique extends toward a better understanding of the potential risks of electronic cigarette use, because it provides a customizable platform that can generate electronic cigarette aerosol extracts in your own lab. This method can provide insight into the risks of electronic cigarettes. It can also be applied to other products, such as conventional tobacco products or cannabis products.To begin, secure a 100-milliliter Buchner flask to a steel ring stand and create a vacuum trap by filling it with 50 grams of calcium chloride to serve as a desiccant. Next, seal the flask with a rubber through-hole stopper. Wrap the stopper junction with paraffin film and run a pipette through the hole.Using vinyl tubing, connect the pipette extending from the topper to a T-intersection hose connector. Then use it to connect the two impingers to each other and to connect the output of the second impinger to the T-intersection hose connector. Next use the vinyl tubing to connect the input port of the first impinger to serve as an inhalation port.Also connect the sidearm of the Buchner flask to the input port of an airflow regulator. And connect the exit port of the airflow regulator to a vacuum pump. Then place a 510 threaded base into a ring stand clamp and use vinyl tubing to connect the solenoid valve to the free end of the T-intersection hose connector.When finished, check that all of the joints are airtight and apply hose clamps and vacuum grease as needed. First, determine the mass of each e-cigarette cartomizer or tank before they are used by placing them on an analytical balance. The weight difference between pre and post-use will determine the appropriate dosing.For commercial 3R4F research cigarettes, the nicotine content will be 7 milligrams. For all other commercial cigarettes, the nicotine content should be determined by conventional analytical methods. When using the neutral red uptake cell viability assay for downstream analysis, fill the reservoir of the primary impinger with 4.3 milliliters of endothelial cell culture medium.Next, prep the electronic cigarette or conventional cigarette for extraction. To prepare a conventional cigarette for extraction, apply a piece of clear tape around the filter and put an easily visible mark where the cigarette paper joins the filter. To prepare an e-cigarette, make sure that the battery is well charged and that the cartomizer is tightly screwed to the battery.If using an electronic cigarette tank, make sure that an appropriate volume of electronic cigarette liquid is loaded in the tank and screw the tank onto the 510 threaded base. For the conventional cigarette, load it into the inhalation port and secure with a hose clamp. Then turn on the vacuum pump.Adjust the flow meter to pull 1.65 liters per minute to ensure a 55-milliliter puff over two seconds. Then turn on the microcontroller and use it to light the cigarette on the first puff. Run the pump until the projected desired concentration is achieved.For an e-cigarette, start by loading it into the inhalation port and securing it with a hose clamp. As with the conventional cigarette, turn on the vacuum pump and adjust the flow meter to pull 1.65 liters per minute to ensure a 55-milliliter puff over two seconds. Run the pump until the projected desired volume has been used.Then stop the vacuum and determine the post-use mass of each e-cigarette cartomizer or tank using an analytical balance. Compare this to the pre-use mass in order to determine the total mass consumed. If an insufficient mass was consumed, return the electronic cigarette to the device and run the extraction for additional time.After each extraction, rinse the tubing and reservoirs of the device with 70%ethanol and deionized water to prevent carryover between samples. Then briefly run the empty device to allow airflow to assist with drying of the lines. If the extract is to be used for cell culture, filter the extract containing media through a 0.22-micron polyethersulfone syringe filter.One day prior to running the assay, seed human umbilical vein endothelial cells into 96-well plates at 10, 000 cells per well in 100 microliters of endothelial cell growth medium. Incubate the cells for 24 hours at 37 degrees Celsius and 5%CO2. The next day, replace the old culture medium with either 100 microliters of fresh endothelial cell culture medium to serve as a control or 100 microliters of endothelial cell growth medium containing 500 micromoles of consumed nicotine to serve as the treatment group.Seal the plate with a foil seal to keep the wells airtight, and then place the plate back into the incubator for 18 to 24 hours. Many of the components of cigarette smoke and electronic cigarette aerosol are volatile, so it is important to cover the wells with a foil seal so that the wells will be airtight. Shortly before its use, dilute a 100x neutral red stock solution 1 to 100 in cell culture medium to create a 1x neutral red staining solution.Incubate the neutral red staining solution at 37 degrees Celsius for at least 30 minutes prior to its use. It's normal for some crystals to precipitate during incubation. To avoid applying these crystals to the cell culture wells, pass the solution through a 22-micron filter.Remove the experimental culture medium and add 100 microliters of the neutral red staining solution to each well. Use the excess stain to create at least three blank wells for proper quantification. Incubate the plate for two to four hours, then remove neutral red staining solution and wash the cells three times by submersion in PBS.Next, apply a neutral red de-stain solution and incubate the plate for at least ten minutes at room temperature while shaking. When finished, read the plate at an absorbance of 540 nanometers. Within 24 hours of the exposure of human umbilical vein endothelial cells to either conventional cigarette smoke extract or electronic cigarette aerosol extract, there is a significant reduction in cell viability.In addition to cell viability studies, the extracts themselves can be analyzed using gas chromatography mass spectrometry if extracted into acetone. Using this method, many components of the extract can be determined. Don't forget that working with aerosol or smoke can be hazardous and that all extractions should be performed in a chemical safety hood.

Research

JoVE Journal

Bioengineering

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

Протокол обнаружения и очистки газовой фазе Свободные радикалы в дыме сигарет

Cigarette smoking is associated with human cancers. It has been reported that most of the lung cancer deaths are caused by cigarette smoking 5,6,7,12.  ...

Bridging the Bio-Electronic Interface with Biofabrication

Преодоление Био-Электронный интерфейс с Biofabrication

Advancements in lab-on-a-chip technology promise to revolutionize both research and medicine through lower costs, better sensitivity, portability, and ...

Impact Assessment of Repeated Exposure of Organotypic 3D Bronchial and Nasal Tissue Culture Models to Whole Cigarette Smoke

Оценка воздействия многократного воздействия Органотипической 3D бронхов и тканей носа культуры модели для всей сигаретного дыма

Cigarette smoke (CS) has a major impact on lung biology and may result in the development of lung diseases such as chronic obstructive pulmonary disease ...

Generation of a Three-dimensional Full Thickness Skin Equivalent and Automated Wounding

Генерация трехмерной всю толщину кожи Эквивалент техники и автоматизированных Ранение

In vitro models are a cost effective and ethical alternative to study cutaneous wound healing processes. Moreover, by using human cells, these models ...

Generation of Scalable, Metallic High-Aspect Ratio Nanocomposites in a Biological Liquid Medium

Генерация масштабируемой, металлик высоких-Aspect Ratio нанокомпозитов в биологическом жидкой среде

The goal of this protocol is to describe the synthesis of two novel biocomposites with high-aspect ratio structures. The biocomposites consist of copper ...

Fabrication and Characterization of a Conformal Skin-like Electronic System for Quantitative, Cutaneous Wound Management

Изготовление и характеристика конформной кожей, как электронная система Количественный, кожный ран управления

Recent advances in the development of electronic technologies and biomedical devices offer opportunities for non-invasive, quantitative assessment of ...

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane (PDMS) Co-axial Flow Focus Device

Double Emulsion Generation Using a Polydimethylsiloxane PDMS Co-axial Flow Focus Device

Двухместный Эмульсия поколения Использование Полидиметилсилоксан (PDMS) Коаксиальная Поток Фокус устройства

Double emulsions are useful in a number of biological and industrial applications in which it is important to have an aqueous carrier fluid. This paper ...

Microfluidic Platform with Multiplexed Electronic Detection for Spatial Tracking of Particles

Микрожидкостных Платформа с уплотненными электронным детектором для пространственного слежения частиц

Microfluidic processing of biological samples typically involves differential manipulations of suspended particles under various force fields in order to ...

A Simple and Scalable Fabrication Method for Organic Electronic Devices on Textiles

Простой и масштабируемый способ изготовления для органических электронных устройств по текстилю

Today, wearable electronics devices combine a large variety of functional, stretchable, and flexible technologies. However, in many cases, these devices ...

A Converging Strategy for the Generation of a Virtually Sequenced cDNA Library from Unreferenced Pacific Oysters

Конвергентная стратегия для поколения практически секвенированных cDNA библиотека от неупомянутых тихоокеанских устриц

The access to biological material of reference species, which were used previously in key experiments such as in the development of novel cell lines or ...