Name: use of capillary aerosol generator in continuous production of controlled aerosol for non-clinical studies
Uploaded: 2022-04-12T13:00:00
Duration: 8 min 33 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Use of Capillary Aerosol Generator in Continuous Production of Controlled Aerosol for Non-Clinical Studies at JoVE.com

1. CAG-systemsamling
<ol><li>Montering av CAG<ol>
<li>Plasser kapillæren i kapillærsporet til aluminiumsvarmeblokkene, med utgangsenden som stikker ut med ca. 5 mm.</li>
		<li>Stram skruene på de to halvdelene av aluminiumsoppvarmingsblokkene lett.</li>
		<li>Monter varmeelementene (a) og termoelementet (b) i aluminiumsvarmeblokkene (c), med ledningene som stikker ut gjennom aluminiumsdekselet (d) (figur 4A).</li>
		<li>Påse at ledningene til varmeelementene er koblet til en adapter og sørg for at de er rette.</li>
		<li>Monter det indre PEEK-røret (g) med det ytre SS-røret (e). Påse at de 2 x 4 mm innskytningsbeslagene (f) sitter godt fast på det ytre SS-røret (e) (figur 4B).</li>
		<li>Plasser O-ringene (3 x 30 mm) på de to sporene på det indre PEEK-røret (g) og sett det indre PEEK-røret (g) inn i det ytre SS-røret (e) fra frontenden.</li>
		<li>Plasser de monterte aluminiumsoppvarmingselementene på SS bakside (i), med bakhetten i aluminium vendt mot SS bakside, og skyv den indre PEEK / ytre SS-rørenheten over aluminiumsvarmeelementene gjennom for å passe tett med SS bakside (i) (figur 4C).</li>
		<li>Plasser aluminiumsfronthetten (h) over aluminiumsvarmeelementet, inne i det indre PEEK-røret. Påse at kapillæren stikker litt ut fra aluminiumsdekselet. Monter de tre SS-blyskruene (j) rundt SS bakside og stram godt til.</li>
		<li>Plasser PEEK-adapteren (k) over det indre PEEK-røret foran. Pass på at PEEK-adapteren sitter på frontsporet på det indre PEEK-røret. Plasser 25 mm planleggeren (l) over PEEK-adapteren og gjennom de tre SS-blyskruene. Stram mutterne for hånd over planleggeren slik at PEEK-adapteren er stram (figur 4D).</li>
		<li>Koble varmeelementene til temperaturregulatoren og kapillæren til den peristaltiske pumpen og testvæskeløsningen.</li>
		<li>Koble trykkluften for oppvarmet luftstrøm til CAG via de 2 x 4 mm push-in beslagene (figur 4B, [f]).</li>
		<li>Monter CAG til glassstykket og koble CAG-kjøling og første fortynningsluftstrømmer (bearbeidet luft; Figur 3). Legg til en ekstra fortynningsstrømoppføring når det er nødvendig, samt aerosolprøvetakingsporter og et regulatorisk T-kryss (figur 5).</li>
	</ol>
</li>
	<li>CAG rengjøring prosedyre<ol>
<li>Fjern CAG fra CAG glassmonteringsoppsettet og rengjør glasset med tørre kluter til glasset er synlig tørt.</li>
		<li>Vær oppmerksom på kapillærutgangen fra CAG for obstruksjon. Hvis partikkelavsetning kan observeres på utløpet av kapillæren, bytt kapillæren. På samme måte, når du ser redusert aerosollevering, erstatt kapillæren med en ny.</li>
		<li>Demonter CAG ved å følge trinn 1.1.9 til 1.1.1.</li>
		<li>Monter CAG på nytt ved å følge trinnene 1.1.1 til 1.1.9 når kapillæren er endret.</li>
	</ol>
</li>
</ol>2. Beregning av CAG aerosolkonsentrasjon og fortynning
<ol><li>Teoretisk beregning av TDF<ol>
<li>Beregn TDF basert på konsentrasjonen av væskeformuleringen (kalt lagerløsning/konsentrasjon her) og LFR: <img alt="Equation 1" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq01.jpg" style="margin: auto;"> TDF: total fortynningsluftstrøm (L/min) CLager: lagerkonsentrasjon 2%, m/w) LFR: flytende strømningshastighet (g/min) CMål: målkonsentrasjon (μg/L)</li>
		<li>Ved hjelp av en løsning med 2% (w / w) nikotin, med en mål nikotin aerosolkonsentrasjon ved 15 μg / L og en LFR på 0,35 g / min, anta at 100% utbytte vil være følgende: <img alt="Equation 2" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq02.jpg" style="margin: auto;"> <img alt="Equation 3" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq03.jpg" style="margin: auto;">
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Teoretisk beregning av LFR<ol>
<li>Beregn LFR basert på konsentrasjonen av væskelagerløsningen og TDF: <img alt="Equation 4" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq04.jpg" style="margin: auto;"> LFR: flytende strømningshastighet (g/min) CMål: målkonsentrasjon (μg/L) TDF: total fortynningsluftstrøm (L/min) CLager: lagerkonsentrasjon (%, m/w)</li>
		<li>Ved hjelp av en løsning med 2% (w / w) nikotin, med en mål nikotin aerosolkonsentrasjon ved 15 μg / L og en TDF på 300 L / min, anta at et 100% utbytte vil være følgende: <img alt="Equation 5" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq05.jpg" style="margin: auto;"> <img alt="Equation 11" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq11.jpg" style="margin: auto;">
</li>
	</ol>
</li>
	<li>Beregning av faktisk avkastning (%) basert på eksperimentelle data<ol>
<li>Basert på de ovennevnte teoretiske beregningene, utfør de første ingeniørløpene for å kvantifisere den faktiske aerosolbestanddelkonsentrasjonen (CActual) og oppnå det faktiske utbyttet (AY) av CAG-aerosolen. Utfør ytterligere finjustering av aerosolkonsentrasjon ved å bruke de samme beregningene for justering av TDF eller LFR. <img alt="Equation 6" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq06.jpg" style="margin: auto;"> AY: faktisk avkastning (%) CFaktisk: faktisk aerosol bestanddel konsentrasjon (μg / L) TDF: total fortynningsluftstrøm (L/min) CLager: lagerkonsentrasjon (%, m/w) LFR: flytende strømningshastighet (g/min)</li>
		<li>Bruk av en oppløsning som inneholder 2 % (m/w) nikotin, med en målt nikotin aerosolkonsentrasjon på 15 μg/L, TDF på 320 L/min og LFR på 0,35 g/min vil resultere i følgende nikotin AY: <img alt="Equation 7" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq07.jpg" style="margin: auto;"> <img alt="Equation 8" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq08.jpg" style="margin: auto;">
</li>
	</ol>
</li>
</ol>3. CAG aerosol generasjon
<ol><li>Starter aerosolgenerering<ol>
<li>Vei og registrer verdien av testvæsken, magnetisk omrører og flasken til nærmeste 0,01 g. Flytende lagerformuleringer fremstilles med komponenter beskrevet i tabell 1.</li>
		<li>Angi de respektive luftstrøminnstillingene (±5 %) (figur 5): Trykkluft for oppvarmet strømning: 2 l/min Kjølestrøm: 10 l/min Første fortynningsstrøm: 150 l/min Andre fortynningsstrøm: 160 l/min Avfallsstrøm: 172 l/min</li>
		<li>Sett temperaturkontrollinnstillingspunktet på den digitale temperaturregulatoren til 250 °C og start oppvarmingen av CAG.</li>
		<li>Plasser væskelagerløsningen med en magnetisk rørestang på en magnetisk rører. Plasser innløpsrøret fra den peristaltiske pumpen i testløsningen.</li>
		<li>Slå på den peristaltiske pumpen og sett strømmen til LFR ±5% (g /min).</li>
		<li>Når CAG-temperaturen når 250 ± 1 °C, begynner du aerosolgenereringen ved å starte den peristaltiske pumpen for å levere testvæske til CAG.</li>
		<li>Kontroller om aerosolen genereres i nærheten av kapillærspissen og registrer tiden etter behov for å beregne massestrømningshastigheten. Hvis ingen aerosol genereres, kontroller alt utstyret og innstillingene igjen. Hvis det fortsatt ikke genereres noen aerosol, er det svært sannsynlig at kapillæren er blokkert og må byttes ut.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Under aerosolgenerering<ol>
<li>Tøm væsken som kondenserer i glassoppsettet hvert 60.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Stoppe aerosolgenerering<ol>
<li>Fjern slangen fra testløsningsflasken og bytt testvæsken til deionisert vann og registrer tiden for beregning av massestrømningshastigheten.</li>
		<li>Vent til vanndamp kommer ut av kapillæren, slå av temperaturregulatoren og hold den peristaltiske pumpen på i minst 10 minutter for å skylle og rengjøre kapillæren.</li>
		<li>Vei og registrer verdien av testvæsken og flasken til nærmeste 0,01 g og beregn massestrømningshastigheten ved hjelp av følgende ligning: <img alt="Equation 9" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq09v2.jpg" style="margin: auto;">
</li>
		<li>Slå av trykkluften som brukes som oppvarmet strømning.</li>
		<li>Fjern om nødvendig CAG fra monteringsoppsettet og rengjør glassslangen med tørre kluter og monter CAG igjen.</li>
	</ol>
</li>
</ol>4. Analytisk bestemmelse av bestanddeler
MERK: Aerosolprøvetaking utføres i to posisjoner: a) på den ufortynne aerosolen (både første fortynningsluft og andre fortynningsstrøm slås av under ufortynnet prøvetaking) og b) på den fortynnede aerosolen med alle fortynning som følger med (figur 5). Opptil tre prøvetakingsporter er tilgjengelige i hver av prøvetakingsposisjonene, a og b, slik at samtidig innsamling av ACM og annet utstyr/sonder for analyse av aerosolegenskaper. Prøvetakingslinjen er installert vinkelrett på aerosolstrømretningen og koblet til en vakuumpumpe som gjør det mulig å tegne et visst volum aerosol (avhengig av pumpeflythastighet og prøvevarighet).
<ol><li>Bestemmelse av aerosol samlet masse (ACM) MERK: Aerosolens partikkelfase er fanget på en glassfiberfilterpute (diameter: 44 mm, partikkelstørrelsesoppbevaring: 1,6 μm). ACM-vekter før og etter prøvetaking måles med filterholdere for å minimere tap i veiing på grunn av fordampning av flyktige komponenter.<ol>
<li>Plasser et filter i filterholderen og plasser filterhettene.</li>
		<li>Vei filterholderen til nærmeste 0,0001 g med filteret før prøveinnsamling og dokumenter vekten.</li>
		<li>Koble filterholderen som inneholder filteret, til aerosolstrømmen og start prøveoppsamlingen.</li>
		<li>Etter prøveoppsamling, vei filteret med filterholderen og hettene, og dokumenter sluttvekten.</li>
		<li>Beregn ACM ved hjelp av følgende formel: <img alt="Equation 10" src="/files/ftp_upload/61021/61021eq10.jpg" style="margin: auto;"> ACM: konsentrasjon av ACM (μg/L) Wb: vekten på filteret og filterholderen før prøvetaking (g) til nærmeste 0,0001 g Wa: filterets og filterholderens vekt etter prøvetaking (g) til nærmeste 0,0001 g Vaerosol: Volum av aerosol (L) som passerer gjennom filteret, beregnet ved hjelp av: Prøvetakingstid (min) x prøvetakingsstrøm (L/min)</li>
		<li>Fjern filterputen fra filterholderen og deponer den i et 25 ml hetteglass med 5 ml etanol. Trekk ut ACM ved å riste filterputen på en laboratorie shaker i 30 min ved 400 rpm.</li>
		<li>Sentrifuger hetteglasset med 25 ml i 5 minutter ved 290 x g og samle supernatanten for kvantifisering av PG/VG og partikkelfasen av nikotin.</li>
	</ol></li>
	<li>Bestemmelse av nikotin (eller smak) konsentrasjon MERK: Aerosolen er fanget på en prøvesøyle som inneholder spesialbehandlet bred pore diatomaceous jord, en kjemisk inert matrise for bruk i et pH-område på 1 til 13 (figur 6).<ol>
<li>Forbered prøvekolonnen innen 15 minutter før du starter aerosolprøvesamlingen.<ol>
<li>For å bestemme nikotinkonsentrasjoner, tilsett 2 ml 0,5 M svovelsyre. For å bestemme smaker, tilsett 2 ml isopropanol.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Kontroller prøvetakingsflyten.<ol>
<li>Slå på vakuumpumpen, og bruk det kalibrerte strømningsutstyret som gir nøyaktighet til 1 ccm/min, kontroller strømningshastigheten med en prøvekolonne koblet til prøvetakingslinjen. Juster strømmen med nåleventilen til området 700 ccm/min ± 5%.</li>
			<li>Slå av vakuumpumpen.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Eksempel på samling<ol>
<li>Legg de to adapterne til prøvekolonnen i henhold til innløps- og utløpssiden (figur 6). Koble røret til vakuumprøveledningen via utløpsadapteren.</li>
			<li>Koble prøvekolonneenheten til prøvetakingsporten via innløpsadapteren.</li>
			<li>Start prøveinnsamlingen ved å slå på vakuumpumpen.</li>
			<li>Registrer starttidspunktet for prøvetakingen.</li>
			<li>Etter en forhåndsinnstilt prøvetid, 10 min ved ufortynnet prøvetakingspunkt A og 30 min ved fortynnet prøvetakingspunkt B, slå av vakuumpumpen og registrer tiden.</li>
			<li>Fjern eksempelkolonnen fra prøveporten.</li>
			<li>Fjern adapterne fra prøvekolonnen og forsegle prøvekolonnen med en filmmembran for å forhindre tap på grunn av fordampning eller forurensning. Merk eksempelkolonnen i henhold til det tilsvarende eksempelnavnet.</li>
			<li>Oppbevar den forseglede prøvekolonnen i kjøleskap (2-8 °C) til analyse.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Bestemmelse av karbonylkonsentrasjoner MERK: Karbonyler er fanget på en glassfilterpute koblet i serie til en mikroimpinger fylt med 2,4-dinitrophenylhydrazin (DNPH) oppløst i acetonitril.</li>
	</ol></li>
	<li>Forberedelse til overlapping<ol>
<li>Fyll mikroimpingeren med 10 ml 15 mM DNPH i acetonitril.<ol>
<li>Klargjør en filterpute (se avsnitt 4.1).</li>
			<li>Kontroller prøveflyt</li>
		</ol>
</li>
		<li>Slå på vakuumpumpen og kontroller strømningshastigheten til prøvetakingslinjen ved hjelp av et kalibrert strømningsutstyr som gir en nøyaktighet på 1 ccm/min. Juster strømmen med nåleventilen til området 700 ccm/min ± 5%.<ol>
<li>Slå av vakuumpumpen.</li>
		</ol>
</li>
		<li>Utvalgssamling<ol>
<li>Koble filterholderen som er koblet til mikroimpingeren, til prøvetakingsporten.</li>
			<li>Koble vakuumprøvetakingslinjen til utløpet til mikroimpingeren.</li>
			<li>Start prøveinnsamlingen ved å slå på vakuumpumpen.</li>
			<li>Registrer starttidspunktet for prøvetakingen.</li>
			<li>Etter en forhåndsinnstilt prøvetid, 10 min ved ufortynnet prøvetakingspunkt a og 30 min ved fortynnet prøvetakingspunkt b, slå av vakuumpumpen og registrer tiden.</li>
			<li>Koble prøvetakingsfellen fra prøvetakingsporten.</li>
			<li>Tøm impingeren i et hetteglass med glass. Fyll opp DNPH-løsningen til 10 ml med acetonitril.</li>
			<li>Bestem vekten på filterputen og trekk den ut i DNPH-acetonitriloppløsningen ved å riste. Kast filterputen etter ekstraksjon.</li>
			<li>Ta en 1 ml aliquot av carbonyl-DNPH-løsningen og tilsett 50 μL pyridin for å stabilisere løsningen.</li>
			<li>Oppbevar aliquots i en fryser ved ≤-12 °C til analyse.</li>
		</ol>
</li>
	</ol></li>
</ol>

<ol>
	<li>Williams, M., Talbot, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Variability+among+electronic+cigarettes+in+the+pressure+drop,+airflow+rate,+and+aerosol+production.">Variability among electronic cigarettes in the pressure drop, airflow rate, and aerosol production.</a> Nicotine and Tobacco Research. 13 (12), 1276-1283 (2011).</li><li>Farsalinos, K. E., Voudris, V., Poulas, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=E-cigarettes+generate+high+levels+of+aldehydes+only+in+'dry+puff'+conditions.">E-cigarettes generate high levels of aldehydes only in 'dry puff' conditions.</a> Addiction. 110 (8), 1352-1356 (2015).</li><li>Werley, M. 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=Toxicological+assessment+of+a+prototype+e-cigaret+device+and+three+flavor+formulations:+a+90-day+inhalation+study+in+rats.">Toxicological assessment of a prototype e-cigaret device and three flavor formulations: a 90-day inhalation study in rats.</a> Inhalation Toxicology. 28 (1), 22-38 (2015).</li><li>Werley, M. 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=Non-clinical+safety+and+pharmacokinetic+evaluations+of+propylene+glycol+aerosol+in+Sprague-Dawley+rats+and+Beagle+dogs.">Non-clinical safety and pharmacokinetic evaluations of propylene glycol aerosol in Sprague-Dawley rats and Beagle dogs.</a> Toxicology. 287 (1-3), 76-90 (2011).</li><li>Werley, M. 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=Prototype+e-cigarette+and+the+capillary+aerosol+generator+(CAG)+comparison+and+qualification+for+use+in+subchronic+inhalation+exposure+testing.">Prototype e-cigarette and the capillary aerosol generator (CAG) comparison and qualification for use in subchronic inhalation exposure testing.</a> Aerosol Science and Technology. 50 (12), 1284-1293 (2016).</li><li>Williams, M., Villarreal, A., Bozhilov, K., Lin, S., Talbot, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Metal+and+silicate+particles+including+nanoparticles+are+present+in+electronic+cigarette+cartomizer+fluid+and+aerosol.">Metal and silicate particles including nanoparticles are present in electronic cigarette cartomizer fluid and aerosol.</a> PLoS One. 8 (3), 57987 (2013).</li><li>Bekki, K., Uchiyama, S., Ohta, K., Inaba, Y., Kunugita, N. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbonyl+compounds+generated+from+electronic+cigarettes.">Carbonyl compounds generated from electronic cigarettes.</a> International Journal of Environmental Research and Public Health. 11 (11), 11192-11200 (2014).</li><li>Flora, J. W., 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+potential+impurities+and+degradation+products+in+electronic+cigarette+formulations+and+aerosols.">Characterization of potential impurities and degradation products in electronic cigarette formulations and aerosols.</a> Regulatory Toxicology and Pharmacology. 74, 1-11 (2016).</li><li>Tobacco Products Directive. Directive 2014/40/EU of the European Parliament and of the Council on 3 April 2014 Available from: <a target="_blank" href="https://ec.europa.eu/health/sites/health/files/tobacco/docs/dir_201440_en.pdf">https://ec.europa.eu/health/sites/health/files/tobacco/docs/dir_201440_en.pdf</a> (2014)</li><li>Farsalinos, K. E., Le Houezec, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+in+the+face+of+uncertainty:+the+evidence+on+electronic+nicotine+delivery+systems+(e-cigarettes).">Regulation in the face of uncertainty: the evidence on electronic nicotine delivery systems (e-cigarettes).</a> Risk Management and Healthcare Policy. 8, 157-167 (2015).</li><li>McNeill, A., Brose, L., Calder, R., Bauld, L., Robson, D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evidence+review+of+e-cigarettes+and+heated+tobacco+products+2018.+A+report+commissioned+by+Public+Health+England.">Evidence review of e-cigarettes and heated tobacco products 2018. A report commissioned by Public Health England.</a> Public Health England. , (2018).</li><li>Howell, T. M., Sweeney, W. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Aerosol+and+a+method+and+apparatus+for+generating+an+aerosol.">Aerosol and a method and apparatus for generating an aerosol.</a> US Patent. , (1998).</li><li>Dutra, L. M., Grana, R., Glantz, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Philip+Morris+research+on+precursors+to+the+modern+e-cigarette+since+1990.">Philip Morris research on precursors to the modern e-cigarette since 1990.</a> Tobacco Control. 26, 97-105 (2017).</li><li>Gupta, R., Hindle, M., Byron, P. R., Cox, K. A., McRae, D. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Investigation+of+a+novel+Condensation+Aerosol+Generator:+solute+and+solvent+effects.">Investigation of a novel Condensation Aerosol Generator: solute and solvent effects.</a> Aerosol Science and Technology. 37 (8), 672-681 (2003).</li><li>Geiss, O., Bianchi, I., Barrero-Moreno, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=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.">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.</a> International Journal of Hygiene and Environmental Health. 219 (3), 268-277 (2016).</li><li>Hong, J. N., Hindle, M., Byron, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Control+of+particle+size+by+coagulation+of+novel+condensation+aerosols+in+reservoir+chambers.">Control of particle size by coagulation of novel condensation aerosols in reservoir chambers.</a> Journal of Aerosol Medicine. 15 (4), 359-368 (2002).</li><li>Taylor, G., Warren, S., McRae, D., Venitz, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Human+deposition+and+exposure+studies+with+propylene+glycol+aerosols+produced+using+the+CAG+technology+platform.">Human deposition and exposure studies with propylene glycol aerosols produced using the CAG technology platform.</a> Respiratory Drug Delivery. 1, 183-190 (2006).</li><li>Wong, E. 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=A+6-month+inhalation+toxicology+study+in+Apoe+-/-+mice+demonstrates+substantially+lower+effects+of+e-vapor+aerosol+compared+with+cigarette+smoke+in+the+respiratory+tract.">A 6-month inhalation toxicology study in Apoe -/- mice demonstrates substantially lower effects of e-vapor aerosol compared with cigarette smoke in the respiratory tract.</a> Archive of Toxicology. 95 (5), 1805-1829 (2021).</li><li>Shen, X., Hindle, M., Byron, P. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+energy+on+propylene+glycol+aerosols+using+the+capillary+aerosol+generator.">Effect of energy on propylene glycol aerosols using the capillary aerosol generator.</a> International Journal of Pharmaceutics. 275 (1-2), 249-258 (2004).</li><li>Phillips, B., 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=Toxicity+of+the+main+electronic+cigarette+components,+propylene+glycol,+glycerin,+and+nicotine,+in+Sprague-Dawley+rats+in+a+90-day+OECD+inhalation+study+complemented+by+molecular+endpoints.">Toxicity of the main electronic cigarette components, propylene glycol, glycerin, and nicotine, in Sprague-Dawley rats in a 90-day OECD inhalation study complemented by molecular endpoints.</a> Food and Chemical Toxicology. 109, 315-332 (2017).</li><li>Hindle, M., Cox, K. A., Gupta, R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Adding+pharmaceutical+flexibility+to+the+capillary+aerosol+generator.">Adding pharmaceutical flexibility to the capillary aerosol generator.</a> Proceedings of Respiratory Drug Delivery IX. (Volume III). , 247-253 (2004).</li></ol>

Metoden som rapporteres her, samt den spesifikke CAG-monteringen, er utviklet for evaluering av aerosoler generert fra e-væsker for å oppfylle kravene til in vivo-eksponeringsstudier . Alle forfatterne er ansatte i Philip Morris International (PMI) eller har jobbet for PMI under inngåtte avtaler. Philip Morris International er den eneste kilden til finansiering og sponsor av denne studien.

Generering av aerosoler med CAG bidrar til å redusere variasjonen av EC-enhetsspesifikke aerosoliseringsprosesser, noe som muliggjør objektiv og kontrollerbar vurdering av selve den aerosoliserte e-væskeformuleringen. CAG-genererte aerosoler har vist seg å være representative for aerosolene som genereres av ECs7. De kan reproduseres med samme sammensetning og egenskaper og er derfor spesielt egnet for in vivo langsiktige eksponeringsstudier som krever store mengder aerosol over lang tid8.
CAG-oppsettet er relativt enkelt å montere og enkelt å vedlikeholde. Imidlertid er driftsparametrene, for eksempel væskestrømningshastighet og respektive luftstrømningshastigheter fortsatt kritiske for produksjon av kontrollert aerosol, noe som krever metodeoptimalisering i henhold til formålet med anvendelsen av den CAG-genererte aerosolen.
Resultatene som presenteres i den nåværende studien viser at kjøleluftstrømmen har en klar effekt på aerosolpartikkelstørrelsesfordelingen. Kjøleluftstrømmen har en direkte innvirkning ikke bare på kjernen av de genererte dampene, men også på kondens, på grunn av kjøling av de indre slangene der den genererte aerosolen strømmer. I tillegg er den tette aerosolen utsatt for betydelige koagulasjonseffekter. Kombinert er disse prosessene komplekse, og deres interaksjon og innflytelse på aerosoldannelse er ganske vanskelig å generalisere for de spesifikke e-væsker, temperaturer og strømmer. Ekstra luftstrømssammensetning (tørr eller fuktet med en fast prosentandel relativ fuktighet) - spesielt vanninnhold - vil påvirke varme- og masseutveksling, noe som ikke bare fører til modulert kondensvekst av aerosolpartikler, men også veggkondensasjon. Dermed anses modifikasjoner av denne metodens parametere for bruk når det gjelder å kontrollere PSD17,19.
Tilstedeværelsen av kjemikalier med lav løselighet eller høye kokepunkter kan begrense effektiviteten av CAG-generert aerosol på grunn av nedbør i kapillæren og tilstoppingen av kapillæren over tid. Avhengig av kjemikaliene som er tilstede i aerosolen, må temperaturen for drift av CAG justeres for å generere dampen. I tillegg bør stabiliteten til væskeformuleringen vurderes regelmessig. Tilsetning av bestanddeler, inkludert smaker, med forskjellige kokepunkter vil ha innflytelse på den endelige aerosolsammensetningen14 og gass-væskepartisjonering. Det kan være nødvendig å tilpasse den kapillære temperaturen og varmeluftstrømmen for å forhindre tilbakestrømning og væskeavsetning nær den varme kapillæren, noe som kan føre til generering av ukontrollerte produkter av termisk nedbrytning (for eksempel karbonyler) på grunn av den lange varigheten av oppbevaring av væsken ved høy temperatur. I tillegg har kontroll av temperaturen som brukes til å generere dampen i kapillæren en innvirkning på hvor dampen begynner å danne seg i kapillæren - jo høyere temperaturen er, jo tidligere dannes dampen. Med en høyere kapillærtemperatur vil dampen som kommer ut av kapillæren ta lengre tid å bli avkjølt av kjøleluftstrømmen, og vil derfor begynne å nukleere og kondensere inn i en aerosol lenger unna kapillærspissen, noe som bidrar til å unngå en tilbakestrømningseffekt19.
Nåværende e-væske in vivo toksikologi studier er begrenset i å reprodusere e-sigarett aerosoler på grunn av logistisk kompleksitet for å møte omfanget av aerosol som kreves, for eksempel i en OECD TG 413 studie20. Protokollen som presenteres i denne studien gir en oversikt over CAG-monteringen og innstillingene som brukes ved Philip Morris International for aerosolgenerering i in vivo langtidseksponeringsstudier18. Disse dataene kan være et godt utgangspunkt for videre finjustering i et annet laboratoriemiljø (f.eks. systemer for legemiddellevering21) eller for tilpasning til spesifikke krav i en bestemt studie.

Vanlige e-væsker inneholder en blanding av propylenglykol, glyserol, vann, nikotin og utvalgte smaker. Sammensetningen av en aerosol generert fra en EC-enhet avhenger ikke bare av væskeformuleringen, men også på materialet, designen og egenskapene til enheten. Følgelig kan mange EC-enheter introdusere en stor variasjon i aerosolutgang1, inkludert enhetsspesifikk produksjon av forhøyede nivåer av uønskede bestanddeler, variasjon av puffvolum, endring i luftstrømmen på grunn av blokkerte ventilasjonshull og "tørr puffing" (når væskebeholderen er nesten tom, forårsaker overoppheting av enheten fordi en del av den leverte energien ikke brukes til væskefordampning)2 . I tillegg vil lading, påfylling og rengjøring av EC-enheter under langsiktige innåndingsstudier bli en stor tilleggsbegrensning når det gjelder logistikk3. Av disse grunnene bør andre aerosolgeneratorer vurderes for storskala produksjon av aerosoler og riktig evaluering av flytende formuleringer, samtidig som de unngår enhetsrelaterte variasjoner i aerosolsammensetning og reduserer arbeidsbelastningen 4,5. Likevel bør enhetsgenererte aerosoler forbli en del av risikovurderingsstrategier, fordi nivåene av visse bestanddeler i EC-enheter kan være mer forhøyet enn de i laboratoriekontrollerte standardiserte aerosolgeneratorer på grunn av oppvarmings- / kjølespesifikasjonene til enhetene 6,7,8.
På grunn av den begrensede informasjonen om regulatoriske krav som for tiden er tilgjengelige, utvikler evalueringsmetoder for potensiell toksisitet av aerosoler generert av elektroniske sigaretter (EC) fortsatt 9,10,11. Imidlertid krever nøyaktig in vitro- og in vivo-evaluering generering av godt karakteriserte og reproduserbare mengder aerosol over tid. Å produsere aerosol fra en EC-enhet med et kontrollert pufferegime vil absolutt være den mest representative prosessen fra brukerforbrukets perspektiv. For regulatoriske toksisitetsstudier, med tanke på en rekke mulige væskeformuleringer som brukere ofte kan forberede av seg selv og samtidig endre noen enhetskarakteristikker (f.eks. levert energi), er bruk av EC-enheter for å utføre langsiktige toksikologistudier med gjentatt eksponering ikke bare utfordrende, men også potensielt utilstrekkelig.
Den kapillære aerosolgeneratoren (CAG)-utviklet av Philip Morris12,13 og videreutviklet av Virginia Commonwealth University14-arbeider på prinsippet om å skape en stråle med varm dampstrøm fra en elektrisk oppvarmet kapillær, som senere avkjøles med omgivelsesluft, forårsaker partikkelkjernedannelse og etterfølgende kondens, noe som fører til aerosoldannelse. Fordi de samme fysiske prosessene fører til aerosoldannelse i ECs (bortsett fra levering av væsken til kapillæren av en pumpe i CAG, som i en EC vanligvis erstattes av kapillære krefter som virker på det fukttransporterende materialet som trekker væsken fra reservoaret i EC), er egenskapene til CAG-genererte aerosoler svært lik de av EC aerosoler14 (figur 14 (figur 1 ). CAG tillater produksjon av store mengder aerosol, med få håndteringskrav; Det er derfor spesielt egnet for in vivo inhalasjonsstudier.
CAG er en laboratorieenhet som består av et oppvarmet kapillærrør som bare er koblet til en temperaturregulator og til et flytende reservoar via en peristaltisk pumpe (figur 2A). Kapillæren (160 mm, 21 G, rustfritt stål) varmes opp av fire varmeelementer, alle innebygd i en aluminiumsblokk (figur 2B). Temperaturen er vanligvis satt til 250-275 °C for å etterligne spoleoppvarmingsforholdene til en EC-enhet15. Væsken pumpet gjennom kapillæren oppvarmes og omdannes til varm damp som går ut av spissen av kapillæren. CAG-enheten (figur 2C) krever flere elementer for å blande den genererte dampen med kald luft og danne en aerosol. Den brå blandingen av den varme overmettet dampen med en kald luftstrøm resulterer i kjernedannelse og påfølgende kondens, noe som fører til aerosoldannelse (figur 2C). I cag-designen vår (figur 3) kjøler en ekstra oppvarmet luftstrøm først ned den ytre kroppen og sirkulerer deretter langs varmeblokkene for å varme opp luftstrømmen, og forhindrer samtidig kondens av væsketilstrømningen på spissen av kapillæren og stabilisere dampstrålen brister. I tillegg skaper det uønsket skjerming av varme damper, og påvirker dermed nukleasjonsprosessen. Av denne grunn bør strømningshastigheten som brukes for denne luftstrømmen være minimal og passe formålet med applikasjonen. Denne luftstrømmen vil bli kalt "oppvarmet luftstrøm" gjennom dette manuskriptet, selv om det må forstås at denne strømmen oppvarmes passivt av varmeblokkene og ikke med vilje av brukeren.
Kjøleluftstrømmen har en sterk innvirkning på størrelsen på de genererte aerosolpartiklene. I aerosolproduksjon for in vivo-innåndingsstudier vil fortynningsluftstrømmen bestemme eksponeringsdosen og må kanskje fortynnes ytterligere før eksponeringskammeret når. Foruten den kjemiske sammensetningen av aerosoler, er det viktig å karakterisere aerosolpartikkelstørrelsesfordeling (PSD) for å sikre at den genererte aerosolen ligner den som genereres av ECs og innenfor innåndingspartikkelstørrelsesområdet anbefalt av OECDs retningslinjer (ofte parameterisert ved antagelsen om log-normalitet av PSD med massemedian aerodynamisk diameter [MMAD] og geometrisk standardavvik [GSD]).
MMAD av de genererte aerosolene kan variere mye avhengig av enhetens design, fysisk-kjemiske flytende egenskaper av formuleringen (f.eks. tetthet, viskositet og overflatespenning), luftstrømningshastighet og temperaturdikterende termodynamiske forhold 14,16,17. For in vivoeksponeringsforsøk består luftstrømmen vanligvis av kondisjonert, filtrert luft ved 22 ± 2 °C og 60 % ± 5 % relativ fuktighet. Den genererte aerosolen kan deretter fortynnes ytterligere avhengig av studiekravene, for å oppnå målkonsentrasjoner i testatmosfæren. Den leveres deretter via glassrør til eksponeringskammeret for å redusere filtreringstapet. I resultatene som presenteres her, etableres temperatur- og luftstrømsinnstillingene for å demonstrere at CAG kan brukes til kontinuerlig produksjon av en kontrollert aerosol med konsistent og inhalerbar PSD og definerte konsentrasjoner for in vivo inhalasjonsstudier.
I protokollen vil vi beskrive hvordan: 1) montere CAG, 2) bestemme parametere som kreves for å generere aerosol fra CAG, 3) utføre aerosolgenerering, og 4) analysere fysiske og kjemiske bestanddeler av interesse for aerosolen. For disse foreløpige løpene vurderer vi en flytende løsning basert på en blanding av aerosoldannende komponenter: propylenglykol (PG), glyserol (VG), vann og nikotin ved foreskrevne massefraksjoner. Til slutt vil vi dele eksempeldata for vurdering av en kompleks multiartblanding generert i våre eksperimenter (som involverer de ovennevnte bestanddelene blandet med ekstra smaksbestanddeler). Vi vil diskutere de samlede resultatene og utfordringene sammen med anvendelsen av denne eksperimentelle tilnærmingen for vurdering av slike blandinger.

<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always">
	<tbody>
		<tr>
			<td>Aluminium front cap</td>
			<td>Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td>Purpose built, 1 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminium heating block, groove diameter 0.4mm</td>
			<td>Phil Gunn Machine Co., Inc, VA, USA</td>
			<td>B-505432</td>
			<td>2 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Aluminium rear cap</td>
			<td>Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td>1 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Cambridge glass filter pads</td>
			<td>GE Healthcare UK Limited</td>
			<td>9703-9654</td>
			<td>44 mm diameter</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Capillary 21 G SS, 160 mm</td>
			<td>Phil Gunn Machine Co., Inc, VA, USA</td>
			<td>304H21RW</td>
			<td>1 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Dry wipes</td>
			<td>Contec Inc. , SC, USA</td>
			<td>Prosat Wipes saturated with isopropyl alcohol</td>
			<td>cleaning material</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Flowmeter</td>
			<td>TSI, Shoreview, MI, USA</td>
			<td>4100 Series, 0-20 L/min</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Gilibrator-2 calibrator</td>
			<td>Sensidyne, St-Petersburg FL, USA</td>
			<td>Gilian Gilibrator-2</td>
			<td>Air flow calibrator</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass Couplings</td>
			<td>Labo Service, Kontich, Belgium</td>
			<td>QVF</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Glass piping</td>
			<td>Labo Service, Kontich, Belgium</td>
			<td>QVF</td>
			<td>Pipe 25 and 40 mm</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Heating elements</td>
			<td>Phil Gunn Machine Co., Inc, VA, USA</td>
			<td>LDC01864</td>
			<td>4 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>High heat grease</td>
			<td>Lubriplate Lubricant Company, NJ, USA</td>
			<td>High temperature multipurpose grease</td>
			<td>CAG maintenance</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Inner PEEK tube</td>
			<td>Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td>1 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Magnetic stirrer</td>
			<td>IKA-Werke GmbH &#38; Co. KG, Staufen, Germany</td>
			<td>C-MAG HS 4</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Micro impingers</td>
			<td>Labo Service, Kontich, Belgium</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Outer SS tube</td>
			<td>Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td>1 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PEEK adaptor</td>
			<td>Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td>Purpose built, 1 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Peristaltic pump</td>
			<td>Watson-Marlow Fluid Technology Group, Falmouth, UK</td>
			<td>Watson-Marlow 530 U</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Push-in fitting</td>
			<td>Festo Pte Ltd</td>
			<td>NPQM-DK-M5-Q4-P10</td>
			<td>1 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Sample Column Extrelut NT3 cartridge</td>
			<td>Merk Sigma-Aldrich</td>
			<td>115095</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS 25 mm assembly cap</td>
			<td>Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td>Purpose built, 1 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS M8 lead screw</td>
			<td>Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td>3 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS M8 nut</td>
			<td>Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td>3 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>SS rear backing</td>
			<td>Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland</td>
			<td>Custom Built</td>
			<td>Purpose built, 1 x</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Temperature controller</td>
			<td>Cole Parmer GmbH, Wertheim, Germany</td>
			<td>Digi-Sense TC 9600</td>
			<td>or equivalent</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Thermocouple type K</td>
			<td>RS Components GmbH, W&#228;denswil, Switzerland</td>
			<td>814-0147</td>
			<td>1 x</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

use of capillary aerosol generator in continuous production of controlled aerosol for non-clinical studies

Den kapillære aerosolgeneratoren (CAG) drives med hovedstolen for termisk væskefordampning gjennom oppvarming av e-væske i startfasen, etterfulgt av kjernedannelse og kondens regulert gjennom en blanding av luftstrøm for å generere aerosoler, for eksempel i en elektronisk sigarett (EC). CAG er spesielt nyttig for å generere aerosoler av store volumer på en kontinuerlig måte, for eksempel in vivo inhalasjonstoksikologistudier, hvor bruk av ECs ikke er mulig. De termiske effektene av å generere aerosol fra CAG er like når det gjelder temperatur som brukes i en EC, og tillater dermed etterforskere å vurdere damper av e-væsker i skala og reproduserbarhet. Ettersom driften av CAG tillater brukere å kontrollere kritiske parametere som strømningshastigheten til e-væske, oppvarmingstemperaturer og fortynningsluftstrømmer, tillater det etterforskere å teste ulike e-væskeformuleringer i en godt kontrollert enhet. Egenskaper, som aerosolpartikkelstørrelse, er vist å være regulert med luftstrømningshastigheten med hensyn til e-væskestrømmen og e-væskesammensetningen. Cag er imidlertid begrenset i vurderingen av vanlige EC-relaterte problemer, for eksempel overoppheting av elementene. Vi søker å demonstrere at CAG kan generere aerosol som er reproduserbar og kontinuerlig, ved å vurdere de kjemiske og fysiske aerosolegenskapene med en valgt e-væskeformulering. Protokollen beskriver driftsparametrene for væskestrømningshastighet, fortynning av luftstrømshastigheter og driftsprosedyrer som trenger å optimalisere aerosolkonsentrasjonen og partikkelstørrelsen som kreves for en in vivotoksikologistudie . Ved å presentere de representative resultatene fra protokollen og diskutere utfordringene og anvendelsene ved å jobbe med en CAG, viser vi at CAG kan brukes på en reproduserbar måte. Teknologien og protokollen, som er utviklet fra tidligere arbeid, tjener som grunnlag for fremtidige innovasjoner for laboratoriekontrollerte aerosolgenereringsundersøkelser.

Reproduserbarhet av CAG aerosoler For å demonstrere reproduserbarheten til den CAG-genererte aerosolen ble en basevæskeløsning som inneholder PG, VG, nikotin, vann og etanol (henholdsvis 71,72%, 17,93%, 2%, 5,85% og 2,5%) brukt over 10 separate aerosolgenereringsløp. Aerosoliserings- og prøvetakingsparametrene er oppsummert i tabell 2. Kjemisk karakterisering av CAG-genererte aerosoler bekreftet den høye graden av reproduserbarhet av resultatene oppnådd ved hjelp av systemet. Under samme varme-, kjøle- og fortynningsluftstrømmer samt de samme prøvetakingsforholdene var konsentrasjonene av ACM, nikotin, VG og PG stabile over aerosolgenereringsløpene, med det relative standardavviket på henholdsvis 2,48 %, 3,28 %, 3,43 % og 3,34 % av ACM, Nikotin, VG og PG (figur 7).
Konsentrasjonene av åtte karbonyler- nemlig acetaldehyd, aceton, akrolein, butyraldehyd, crotonaldehyd, formaldehyd, metyl etyl keton og propionaldehyd-ble målt under tre påfølgende CAG-aerosol generasjonsløp. Som forventet med aerosoler generert ved konstant kontrollerte forhold, forble utbyttet av alle karbonylanalytter lavt (tabell 3), og nådde ikke grensene for kvantifisering (LOQ) av den analytiske metoden for de fleste forbindelser. Bare acetaldehyd og formaldehyd hadde utbytter over LOQ. Formaldehydkonsentrasjoner i den fortynnede aerosolprøven viste høy variasjon (±32%) på grunn av volatiliteten til denne analytten, samt utbytter nær LOQ. Dataene bekreftet fraværet av flytende termiske nedbrytningsprodukter i CAG-genererte aerosoler. Tilsetning av en blanding av smaker hadde innflytelse på aerosolens karbonylsammensetning. I dette tilfellet ble acetaldehyd og butyraldehydutbytter drastisk økt, fra verdier nær LOQ til henholdsvis 2,06 og 1,56 μg / L i den fortynnede aerosolen som er ment å komme inn i eksponeringskammeret. Disse dataene fremhever effekten av sammensetningen av smaksblandingen på aerosolsammensetning, og understreker behovet for å undersøke den potensielle toksisiteten til visse smaksstoffer i en e-væskeformulering på et tidlig stadium, før endelig vurdering i in vivo langsiktige eksponeringsstudier.
PSD av CAG-genererte aerosoler PSD for de CAG-genererte aerosolene ble målt under forskjellige kjøle- og første fortynningsstrømmer for å evaluere virkningen av disse forholdene på de fysiske egenskapene til aerosolen som bare genereres fra basevæskeløsningen som inneholder PG, VG, vann og nikotin. Denne prosedyren er avgjørende for å identifisere passende forhold for å produsere aerosoler med partikkelstørrelser i det åndedrettslige området.
I den nåværende studien ble kjøle- og førstefortynningsstrømmer modifisert i trinn på 10 L/min for å opprettholde det samme totale volumet av aerosolstrøm (tabell 4). Væskestrømmen (0,5 ml/min), oppvarmet strømning (2 l/min) og andre fortynningsstrøm (150 l/min) ble holdt konstant. Aerosolprøver ble tatt fra det fortynnede prøvetakingspunktet b (figur 5). PSD ble bestemt ved å bruke en aerodynamisk partikkelstørrelse som måler partikkelstørrelser fra 0,5 til 20 μm, med en prøvestrømningshastighet på 5 l / min og fortynnet riktig for bruk med utstyr. MMAD og GSD ble rapportert av den aerodynamiske partikkelstørrelsen for hver aerosolgenerering.
Økningen i kjølestrømmen og samtidig reduksjon i første fortynningsstrøm hadde innvirkning på aerosolpartikkelstørrelsen (tabell 4). Den største påvirkningen på partikkelstørrelsen ble observert ved endring av kjølestrømmen fra 10 til 20 l/min og den første fortynningsstrømmen fra 160 til 150 l/min. MMAD mer enn doblet under disse forholdene fra 1,47 til 4,03 μm. Den gjennomsnittlige aerosolpartikkelstørrelsen fortsatte å vokse med de økende kjølehastighetene, om enn ved lavere forhold enn de som ble observert mellom 10 og 20 l / min. Fordelingen av aerosolpartiklenes aerodynamiske diameter ble tydelig forskjøvet mot større diametre ved sammenligning av aerosoler generert ved 10 L/min kjølestrøm med de som genereres ved 20-50 l/min (figur 8).
Fangsteffektivitet av e-væske smaker Som diskutert tidligere, på grunn av deres volatilitet, er ulike flytende bestanddeler kontinuerlig utsatt for gass-væske masseoverføring avhengig av lokale termodynamiske forhold. I tillegg har analytiske metoder en viss evne til å fange slike bestanddeler. Faktiske avkastningsmålinger gjør det mulig for oss å måle evnen til kjemiske metoder for nøyaktig deteksjon og kvantifisering av utvalgte bestanddeler (for eksempel på grunn av deres kondenspotensial eller reaksjoner, kan det hende at noen bestanddeler ikke når målet, det vil si eksponeringskammeret i tilfelle innåndingsstudier). Ved vurdering av ulike smaksatte e-væskeformuleringer er det derfor viktig å kunne bestemme den mest effektive fangstmetoden for kjemisk vurdering av aerosolen. Deretter tillater dette oss å måle overføringshastigheten for hver bestanddel, som dikterer av de ofte tilstedeværende tapene på grunn av aerosoltransport fra generasjonsstedet til eksponeringskammeret. I dette tilfellet ble det utført en ekstra studie med en væske som inneholder en blanding av smaksstoffer. Aerosol ble generert med CAG-parametrene oppført i tabell 2 og fanget etter fortynning (posisjon b, figur 5), med prøvetakingshastigheten satt til 0,7 l/min i 30 minutter. Fangst ble utført på prøvetakingskolonner som var betinget med 2 ml isopropanol. Patronene ble unndratt med isopropanol kort tid etter ferdigstillelse av fangstperioden, til 20 ml av løsningen ble gjenopprettet. Vi fant at fangsteffektivitet generelt bør undersøkes og bestemmes for hver smaksbestanddel.
For 70% av de undersøkte smaksbestanddelene hadde vi utvinningsgrad >60%, som var godt korrelert med de kokende punktene (volatiliteten) av smakene. Dette faktum innebærer at inhalasjonstoksikologistudier som inneholder komplekse blandinger, bør utføres med spesiell oppmerksomhet på overføring og levering av aerosol til eksponeringsstedet.
<img alt="Figure 1" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61021/61021fig01.jpg"> Figur 1: Fungerende prinsipp for kapillær aerosolgeneratoren (CAG). Væsken pumpes inn i en elektrisk oppvarmet kapillær som leverer utbrudd av varme overmettede damper, som avkjøles av luftstrømmen, noe som forårsaker plutselig kjernedannelse og kondens, noe som fører til aerosoldannelse. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61021/61021fig01large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 2" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61021/61021fig02.jpg"> Figur 2: Typisk CAG-eksperimentelt oppsett og nøkkelelementer. (A) Generell visning av CAG-enheten, som viser den peristaltiske pumpen som knytter væskelagerløsningen til CAG, fortynningsluftkanalen og aerosoldannelsesprosessen. (B) Detaljert visning av CAG, med kapillære og varmeelementer. (C) Tverrsnittsvisning av CAG-enhetens aerosolgenereringsoppsett. Detaljer om kjøling og fortynning av luft strømmer. Glassslangen har to separate rom. Kjølestrømmen skyves mot CAG og kommer i kontakt med den væskegenererte dampen for å produsere aerosolen. Fortynningsstrømmen skyves mot den dannede aerosolen for å fortynne sistnevnte. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61021/61021fig02large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 3" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61021/61021fig03.jpg"> Figur 3: Detaljer om CAG-enheter: tverrsnittsvisning. Varmestrømmen introduseres rundt varmeelementene for kjøling av det eksterne CAG-kroppen, forhindrer kondens av væsketilstrømningen på spissen av kapillæren, og for å stabilisere dampstrålen briste. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61021/61021fig03large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 4" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61021/61021fig04.jpg"> Figur 4: CAG-montering. Kapillær- og varmeelementet (A) settes inn i et indre PEEK-rør, og denne enheten glir inn i et ytre rør i rustfritt stål (B). Monteringen er avkortet og tett festet på en støtte ved hjelp av blyskruer i rustfritt stål (C,D). Kapillæren som stikker ut fra bakenden er koblet via rør til den peristaltiske pumpen og væskeformuleringen. Forkortelser: SS, rustfritt stål. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61021/61021fig04large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 5" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61021/61021fig05.jpg"> Figur 5: Cag aerosolgenereringsinnstillinger for in vivo-eksponeringsforsøk . Aerosol prøvetaking for analyse foregår i to stillinger: (a) ufortynnet aerosol - det første fortynningstrinnet slås av under prøvetaking; (b) fortynnet aerosol, like før du går inn i eksponeringskammeret. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61021/61021fig05large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 6" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61021/61021fig06.jpg"> Figur 6: Eksempelkolonne med vedlagte adaptere. Før prøvetaking er prøvekolonnen betinget med 0,5 M svovelsyre for nikotinanalyse eller isopropanol for smaksanalyse. Innløpsadapteren er koblet til den CAG-genererte aerosolstrømmen og utløpsadapteren til vakuumpumpen. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61021/61021fig06large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 7" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61021/61021fig07.jpg"> Figur 7: CAG-generert aerosolkarakterisering og reproduserbarhet. Konsentrasjonen av ACM-, nikotin-, PG- og VG-konsentrasjoner over 10 separate eksperimentelle aerosolgenereringer kjører med samme flytende baseløsning. ACM, 1105,45 ± 27,4 μg/L; Nikotin, 20,16 ± 0,7 μg/l; VG, 227,15 ± 7,8 μg/L; PG, 656,59 ± 22,0 μg/L. Feilfelt representerer standardavvik. Forkortelser: ACM, aerosol samlet masse; PG, propylenglykol; VG, glyserol. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61021/61021fig07large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<img alt="Figure 8" class="xfigimg" src="/files/ftp_upload/61021/61021fig08.jpg"> Figur 8: Endringer i partikkelstørrelsesfordeling av aerosol generert under ulike kjølehastigheter. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/61021/61021fig08large.jpg" target="_blank">Klikk her for å se en større versjon av denne figuren.</a>
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td></td>
			<td>BASE (PG/VG/N)</td>
			<td>SMAK (PG/VG/N/F)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Komponent</td>
			<td>PG/VG/N (g/1000g)</td>
			<td>PG/VG/I/F (g/1000g)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Benzosyre</td>
			<td>3.33</td>
			<td>3.33</td>
		</tr>
<tr>
<td>PG</td>
			<td>240.00</td>
			<td>238.91</td>
		</tr>
<tr>
<td>Vann</td>
			<td>150.00</td>
			<td>150.00</td>
		</tr>
<tr>
<td>Melkesyre</td>
			<td>3.33</td>
			<td>3.33</td>
		</tr>
<tr>
<td>Eddiksyre</td>
			<td>3.33</td>
			<td>3.33</td>
		</tr>
<tr>
<td>Blandet smaksblanding</td>
			<td>0.00</td>
			<td>1.20</td>
		</tr>
<tr>
<td>Glyserin</td>
			<td>560.01</td>
			<td>559.90</td>
		</tr>
<tr>
<td>Nikotin</td>
			<td>40.00</td>
			<td>40.00</td>
		</tr>
<tr>
<td>Sum</td>
			<td>1000.00</td>
			<td>1000.00</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 1: E-væske lagerformuleringskomponenter18
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="3">Aerosoliseringsprotokoll</td>
			<td colspan="3">Prøvetakingsprotokoll</td>
		</tr>
<tr>
<td>Parametere</td>
			<td>Ufortynnet</td>
			<td>Fortynnet</td>
			<td>Parametere</td>
			<td>Ufortynnet plassering A</td>
			<td>Utvannet plassering B</td>
		</tr>
<tr>
<td>CAG-temperatur (°C)</td>
			<td colspan="2">250</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Pumpestrøm (ml/min)</td>
			<td>0.5</td>
			<td>0.5</td>
			<td>Prøvetid (min)</td>
			<td>10</td>
			<td>30</td>
		</tr>
<tr>
<td>Oppvarmet luftstrøm (L/min)</td>
			<td>2</td>
			<td>2</td>
			<td>Prøvetakingsstrøm (ACM) (L/min)</td>
			<td>0.7</td>
			<td>1.5</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kjøleluftstrøm (L/min)</td>
			<td>10</td>
			<td>10</td>
			<td>Prøvetakingsstrøm Extrelut (L/min)</td>
			<td>0.7</td>
			<td>0.7</td>
		</tr>
<tr>
<td>Første luftfortynning (L/min)</td>
			<td>NA</td>
			<td>150</td>
			<td>Prøvetaking av kullyler (L/min)</td>
			<td>0.7</td>
			<td>0.7</td>
		</tr>
<tr>
<td>Andre luftfortynning (L/min)</td>
			<td>NA</td>
			<td>160</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
<tr>
<td>Avfall (L/min)</td>
			<td>NA</td>
			<td>172</td>
			<td></td>
			<td></td>
			<td></td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 2: Parametere for aerosolgenerering, fortynning og prøvetaking
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td rowspan="2">Karbonyler</td>
			<td colspan="2">Basevæske (PG/VG/Nikotin)</td>
			<td colspan="2">Smaksmasseløsning høy konsentrasjon med nikotin (PG/VG/Nikotin/Smaker)</td>
		</tr>
<tr>
<td>Ufortynnet aerosolprøve μg/L</td>
			<td>Fortynnet aerosolprøve μg/L</td>
			<td>Ufortynnet aerosolprøve μg/L</td>
			<td>Fortynnet aerosolprøve μg/L</td>
		</tr>
<tr>
<td>Acetaldehyd</td>
			<td>0,834 ± 0,096</td>
			<td>0.119*</td>
			<td>45.346 ± 1.134</td>
			<td>2.058 ± 0.202</td>
		</tr>
<tr>
<td>Aceton</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
		</tr>
<tr>
<td>Akrolein</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
		</tr>
<tr>
<td>Butyraldehyd</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>36.475 ± 0.996</td>
			<td>1.557 ± 0.179</td>
		</tr>
<tr>
<td>Crotonaldehyd</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>0,052 ± 0,001</td>
			<td>< LOQ</td>
		</tr>
<tr>
<td>Formaldehyd</td>
			<td>0,731 ± 0,072</td>
			<td>0,072 ± 0,023</td>
			<td>0,158 ± 0,007</td>
			<td>0,026 ± 0,004</td>
		</tr>
<tr>
<td>Metyl Etyl Keton</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>0,570 ± 0,015</td>
			<td>< LOQ</td>
		</tr>
<tr>
<td>Propionaldehyd</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>< LOQ</td>
			<td>0,085 ± 0,001</td>
			<td>< LOQ</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 3: Bestemmelse av karbonyler i cag-generert aerosol. Gjennomsnittsverdier fra tre aerosolgenereringer går med samme flytende baseløsning alene og med en smaksblanding. Bare ett utvalg over tre kjøringer hadde verdier som var større enn metodens nedre kvantifiseringsgrense (LOQ).
<table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody>
<tr>
<td colspan="2">Innstillinger (L/min)</td>
			<td colspan="2">Aerosol dråpe diameter</td>
		</tr>
<tr>
<td>Kjølestrøm</td>
			<td>Første fortynningsstrøm</td>
			<td>MMAD (μm)</td>
			<td>GSD</td>
		</tr>
<tr>
<td>10</td>
			<td>160</td>
			<td>1.47 ± 0,04</td>
			<td>2.07 ± 0.01</td>
		</tr>
<tr>
<td>20</td>
			<td>150</td>
			<td>4.03 ± 0.18</td>
			<td>2.13 ± 0,04</td>
		</tr>
<tr>
<td>30</td>
			<td>140</td>
			<td>4.74 ± 0,04</td>
			<td>1,89 ± 0,02</td>
		</tr>
<tr>
<td>40</td>
			<td>130</td>
			<td>5.35 ± 0.04</td>
			<td>1,80 ± 0,01</td>
		</tr>
<tr>
<td>50</td>
			<td>120</td>
			<td>5.23 ± 0,03</td>
			<td>1,76 ± 0,01</td>
		</tr>
</tbody></table>Tabell 4: Bestemmelse av aerosolpartikkelstørrelse (dråpediameter) under ulike luftstrømforhold. Forkortelser: MMAD, masse median aerodynamisk diameter; GSD, geometrisk standardavvik.

Watch this Scientific Journal Video about Use of Capillary Aerosol Generator in Continuous Production of Controlled Aerosol for Non-Clinical Studies at JoVE.com

Use of Capillary Aerosol Generator in Continuous Production of Controlled Aerosol for Non-Clinical Studies

Protokollen beskriver innstillingene og bruken av en kapillær aerosolgenerator for kontinuerlig produksjon av kontrollert aerosol fra en multispesifikk væskeløsning, egnet for jevn aerosollevering i stort volum (f.eks. in vivo-innåndingsstudier).

Bruk av kapillær aerosolgenerator i kontinuerlig produksjon av kontrollert aerosol for ikke-kliniske studier

The capillary aerosol generator (CAG) is operated with the principal of thermal liquid evaporation through heating of e-liquid in the initial phase, ...

CAG er nyttig for kontinuerlig og repeterbar termisk generering av aerosoler i store mengder, for eksempel for in vivo inhalasjonstoksikologistudier, hvor bruk av forbrukerprodukter eller innåndingsenheter ikke er mulig. Ved hjelp av CAG kan eksperimentalister nøyaktig kontrollere faktorene som påvirker aerosolpartiklers kjemi og fysiske egenskaper, for eksempel temperatur, væskesammensetning, væskestrømningshastigheter og luftstrømmer. Væsken i CAG fordampes, produserer overmettede damper som umiddelbart avkjøles i kontakt med luftstrøm, utløser homogen kjernedannelse og deretter kondenseringsprosesser som danner aerosolpartiklene.Den presenterte protokollen gir et innblikk i montering og kompleksitet av CAG-bruk for det generelle formålet med aerosolgenerering. Som et arbeidseksempel brukes testing av en typisk væskesammensetning tilstede i elektroniske sigarettblandinger. Begynn med å plassere kapillæren i kapillærsporet til aluminiumsvarmeblokkene med utgangsenden som stikker ut med omtrent fem millimeter.Stram skruene på de to halvdelene av aluminiumsoppvarmingsblokkene lett. Deretter monterer du varmeelementene og termoelementet i aluminiumsvarmeblokkene med ledningene som stikker ut gjennom aluminiumsdekselet. Monter innskytningsbeslagene, og sørg for at de 2 x 4 millimeters push-in beslagene er tett festet til det ytre SS-røret.Plasser O-ringene på de to sporene på det indre topprøret og sett det indre topprøret inn i det ytre SS-røret fra frontenden. Skyv den indre topp/ytre SS-rørenheten over de monterte aluminiumsvarmeelementene gjennom for å passe tett til SS bakside. Deretter plasserer du aluminiumsfronthetten over aluminiumsvarmehuset inne i det indre topprøret.Påse at kapillæren stikker litt ut fra aluminiumsdekselet. Plasser toppadapteren over det indre topprøret foran. Kontroller at toppadapteren sitter på det fremerste sporet på det indre topprøret.Plasser koblingen over toppadapteren. Stram mutterne over koblingen for hånd, slik at toppadapteren er stram. Koble varmeelementene til temperaturregulatoren, temperaturregulatortermokoblingen til CAG og slangen fra den peristaltiske pumpen til CAG.Koble trykkluften for oppvarmet luftstrøm til den kapillære aerosolgeneratoren via 2 x 4 millimeter push-in beslag. Monter kapillær aerosolgeneratoren til glassstykket og tilfør fortynningsluftstrøm til forhåndsinnstilte verdier. Basert på de teoretiske beregningene beskrevet i tekstmanuskriptet, utfør de første ingeniørløpene for å kvantifisere den faktiske aerosolbestanddelens konsentrasjon og oppnå det faktiske utbyttet av den kapillære aerosolgeneratoren.Utfør ytterligere finjustering av aerosolkonsentrasjonen ved å bruke de samme beregningene for justering av total fortynningsluftstrøm eller væskestrømningshastighet. Bruk av en løsning som inneholder 2% nikotin og en væskestrømningshastighet på 0,35 gram per minutt med en målt nikotin aerosolkonsentrasjon på 15 mikrogram per liter ved en total fortynningsluftstrøm på 320 liter per minutt, vil resultere i 68,57% nikotin faktisk utbytte. Vei og registrer verdien av testvæsken, magnetisk omrører og flaske til nærmeste 0,01 gram.Flytende lagerformuleringer fremstilles med komponenter beskrevet i tekstmanuskriptet. Sett temperaturkontrollinnstillingspunktet på den digitale temperaturregulatoren til 250 grader Celsius og begynn oppvarmingen av den kapillære aerosolgeneratoren. Plasser væskelagerløsningen med en magnetisk rørestang på en magnetisk rører.Plasser innløpsrøret fra den peristaltiske pumpen i testløsningen. Slå på den peristaltiske pumpen og sett væskestrømningshastigheten til 5%Når temperaturen når 250 grader, start aerosolgenereringen ved å starte den peristaltiske pumpen for å levere testvæske til den kapillære aerosolgeneratoren. Kontroller at aerosolen genereres i nærheten av kapillærspissen og registrer tiden etter behov for å beregne massestrømningshastigheten.Plasser et filter i filterholderen og plasser filterhettene. Vei filterholderen til nærmeste 0,0001 gram med filteret før prøveoppsamling og dokumenter vekten. Koble filterholderen som inneholder filteret, til aerosolstrømmen og start prøveoppsamlingen.Etter prøveoppsamlingen veier du filteret med filterholderen og hettene og dokumenterer sluttvekten. Beregn den aerosoloppsamlede massen ved hjelp av formelen som er angitt i tekstmanuskriptet. Fjern nå filterputen fra filterholderen og legg den i et hetteglass med glass som inneholder fem milliliter etanol.Trekk ut den aerosoloppsamlede massen ved å riste filterputen på en laboratorie shaker i 30 minutter ved 400 rotasjoner per minutt. Kjemisk karakterisering av CAG-genererte aerosoler bekreftet høy grad av reproduserbarhet under samme oppvarming, kjøling, fortynningsluftstrømmer, prøvetakingsforhold, med et relativt standardavvik på 2,48% for aerosoloppsamlet masse, 3,28% for nikotin, 3,43% for glyserol og 3,34% for propylenglykol. Den største påvirkningen på partikkelstørrelse ble observert ved endring av kjølestrømmen fra 10 til 20 liter per minutt og den første fortynningsstrømmen fra 160 til 150 liter per minutt.Den mass-median aerodynamiske diameteren av aerosolpartikler økte i størrelse med de økende kjølehastighetene. Fordelingen av aerosolpartiklenes aerodynamiske diameter ble tydelig forskjøvet mot større diametre når man sammenlignet aerosoler generert ved 10 liter per minutt kjølestrøm med de som genereres ved 20 til 50 liter per minutt. En tiltenkt mål aerosolkonsentrasjon, sammen med inkludert luftstrømshastighet og væskestrømningshastighetsverdier, gjør det mulig for operatører å eksperimentelt ta hensyn til avkastningen fra CAG-oppsettet.Etter denne prosedyren kan andre flytende blandinger testes under lignende eller endrede forhold som gjør det mulig for etterforskere å bedre eksperimentelt forstå fysiske og kjemiske eiendomsendringer som oppstår gjennom oppvarmet aerosolisering.

Research

JoVE Journal

Engineering

Fabrication and Visualization of Capillary Bridges in Slit Pore Geometry

Fabrikasjon og visualisering av kapillære broer i slit poregeometri

A procedure for creating and imaging capillary bridges in slit-pore geometry is presented. High aspect ratio hydrophobic pillars are fabricated and ...

Quantum State Engineering of Light with Continuous-wave Optical Parametric Oscillators

Quantum State Engineering of Light med kontinuerlig bølge Optisk parametriske oscillatorer

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states ...

Single Plane Illumination Module and Micro-capillary Approach for a Wide-field Microscope

Enkelt Plane Illumination Module og Micro-kapillær Approach for en Wide-field Microscope

A module for light sheet or single plane illumination microscopy (SPIM) is described which is easily adapted to an inverted wide-field microscope and ...

Formation of Thick Dense Yttrium Iron Garnet Films Using Aerosol Deposition

Dannelse av tykk tett Yttrium Iron Garnet Films Bruke Aerosol Nedfall

Aerosol deposition (AD) is a thick-film deposition process that can produce layers up to several hundred micrometers thick with densities greater than 95% ...

Production of Synthetic Nuclear Melt Glass

Produksjon av syntetisk Nuclear smelte glass

Realistic surrogate nuclear debris is needed within the nuclear forensics community to test and validate post-detonation analysis techniques. Here we ...

Use of a Multi-compartment Dynamic Single Enzyme Phantom for Studies of Hyperpolarized Magnetic Resonance Agents

Bruk av en Multi-kupé Dynamic enkelt enzym Phantom for studier av Hyperpolariserte magnetisk resonans Agents

Imaging of hyperpolarized substrates by magnetic resonance shows great clinical promise for assessment of critical biochemical processes in real time. Due ...

Capillary-based Centrifugal Microfluidic Device for Size-controllable Formation of Monodisperse Microdroplets

Kapillær-baserte Sentrifugal mikrofluid Enhet for Size-kontrollerbar Dannelse av monodisperse mikrodråper

Here, we demonstrate a simple method for the rapid production of size-controllable, monodisperse, W/O microdroplets using a capillary-based centrifugal ...

Wicking Tests for Unidirectional Fabrics: Measurements of Capillary Parameters to Evaluate Capillary Pressure in Liquid Composite Molding Processes

Transporterende tester for Enveisen Stoffer: Målinger av Capillary Parametere for å evaluere kapillartrykkdata i flytende kompositt støpeprosesser

During impregnation of a fibrous reinforcement in liquid composite molding (LCM) processes, capillary effects have to be understood in order to identify ...

High-speed Continuous-wave Stimulated Brillouin Scattering Spectrometer for Material Analysis

Høyhastighets Continuous-wave stimulert Brillouin spredning Spectrometer for materielle analyse

Recent years have witnessed a significant increase in the use of spontaneous Brillouin spectrometers for non-contact analysis of soft matter, such as ...

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Experimental Procedure for Laboratory Studies of In Situ Burning : Flammability and Burning Efficiency of Crude Oil

Eksperimentelle prosedyren for laboratoriestudier In Situ brennende: Brennbarhet og brenner effektiviteten av råolje

A new method for the simultaneous study of the flammability and burning efficiency of fresh and weathered crude oil through two experimental laboratory ...