Используя новое недорогое, 3D напечатанное устройство тестирования, исследователи Университета Коннектикута нашли, что электронные сигареты, загруженные основанной на никотине жидкостью, потенциально так же вредны как нефильтрованные сигареты когда дело доходит до порождения повреждения ДНК.Исследователи также нашли, что пар от электронных сигарет неникотина нанес столько же ущерба ДНК сколько фильтрованные сигареты, возможно из-за многих химических добавок, существующих в парах электронной сигареты. Клеточные мутации, вызванные повреждением ДНК, могут привести к раку.
Результаты появляются в журнале ACS Sensors.Сколько причины электронных сигарет повреждения ДНК зависит от суммы пара, который пользователь вдыхает, другие существующие добавки, или никотин, или жидкость неникотина используется, и другие факторы, говорит Картик Кэдимизетти, постдокторский исследователь в отделе химии Университета Коннектикута и ведущий автор исследования.
Но одно открытие было четким.«От результатов нашего исследования мы можем прийти к заключению, что у электронных сигарет есть столько же потенциала, чтобы нанести ущерб ДНК, сколько не фильтровано обычные сигареты», говорит Кэдимизетти.Электронные сигареты – работающие от аккумулятора устройства, которые подогревают жидкость и превращают ее в пар аэрозоля, который можно вдохнуть.
Используя электронные сигареты также назван ‘vaping’. Содержание электронных сигарет, названных электронной жидкостью или электронным соком, обычно составляется из гликоля пропилена, глицерина, никотина и приправ, таких как ментол, вишня, ваниль или мята. Электронные сигареты неникотина также доступны.
Часто рассматриваемый как менее токсичная альтернатива для людей, обращающихся к разрыву их привычка к тому, чтобы курить сигареты табака, современные электронные сигареты постоянно повышались в популярности, так как они сначала появились на коммерческом рынке в 2004. То, сколько электронные сигареты вносят в серьезные проблемы со здоровьем и служат ли они воротами для будущих курильщиков табака, остается предметом больших дебатов. Возрастающее беспокойство о потенциальном медицинском воздействии электронных сигарет, однако, побудил американское Управление по контролю за продуктами и лекарствами усилить свое регулирование электронных сигарет в 2016.
Ученые Университета Коннектикута решили изучить, могли ли бы химикаты в электронных сигаретах нанести ущерб ДНК человека, проверяя новое электрооптическое устройство показа, которое они разработали в их лаборатории. Маленькое 3D печатное устройство, как полагают, является первым в своем роде способным из быстрого обнаружения повреждения ДНК или genotoxicity, в экологических образцах в области, говорят исследователи.Устройство использует микронасосы, чтобы выдвинуть жидкие образцы через многократные ‘микроскважины’, включенные в маленький углеродный чип.
Скважины предварительно загружены с реактивными человеческими метаболическими ферментами и ДНК. Поскольку образцы заскакивают в скважины, сформированы новые метаболиты, у которых есть потенциал, чтобы нанести ущерб ДНК. Реакции между метаболитами и ДНК производят свет, который захвачен камерой. В течение пяти минут видят пользователи, сколько относительного повреждения ДНК образец производит интенсивностью света, обнаруженного в каждом хорошо.
Устройство уникально в этом, оно преобразовывает химикаты в их метаболиты во время тестирования, которое копирует то, что происходит в человеческом теле, говорит Кэдимизетти.Биопробы в настоящее время раньше решали, что genotoxicity экологических образцов может быть более всесторонним, но они часто отнимающие много времени и дорогостоящие. Одно только оборудование лаборатории может стоить десятков тысяч долларов. Множество, развитое в Университете Коннектикута, обеспечивает важный начальный инструмент показа для genotoxicity в только минуты.
Чип, главный в устройстве, доступен и стоит только доллара, чтобы сделать благодаря недавним достижениям в 3D печати.«Что мы развивали, очень дешевое, чтобы сделать, эффективный, и может использоваться почти любым», говорит преподаватель химии Университета Коннектикута Джеймс Раслинг, старший научный сотрудник на исследовании.
Доступные и эффективные «лаборатории на чипе» являются специальностью лаборатории Раслинга, которая ранее создала миниатюрные множества, которые могут обнаружить антитела к продовольственным аллергенам и белкам биомаркера рака. Раслинг говорит, что подобные множества потенциально могли использоваться для быстрого генотоксического показа во время разработки лекарственного средства для контроля или тестирования поставок пресной воды, и для раннего обнаружения агрессивных форм рака.
В текущем исследовании исследователи извлекли образцы из электронных сигарет и сигарет табака, используя искусственный метод ингаляции. Сигареты были связаны с трубой, которая содержала хлопковый штепсель. Исследователи тогда использовали шприц в другом конце трубы, чтобы копировать ингаляцию. Образцы прибыли из химикатов, захваченных в хлопке.
Команды устанавливают свой тест так, чтобы 20 затяжек электронной сигареты были примерно эквивалентны тому, чтобы курить одну сигарету табака, отношение, поддержанное другим исследованием. Команда собрала образцы в 20, 60, и 100 затяжек.
Потенциальное повреждение ДНК от электронных сигарет увеличилось с количеством затяжек, говорит Кэдимизетти.«Некоторые люди используют электронные сигареты в большой степени, потому что они думают, что нет никакого вреда», говорит он. «Мы хотели видеть точно, что могло бы происходить с ДНК, и у нас были ресурсы в нашей лаборатории, чтобы сделать это».
Есть потенциально сотни химикатов в электронных сигаретах, которые могли способствовать повреждению ДНК, говорит Кэдимизетти. Вместо того, чтобы проверять на всех них, команда Университета Коннектикута была нацелена на три известных канцерогенных химиката, найденные в сигаретах табака.
Они тогда загрузили микроскважины своего устройства определенными ферментами, которые преобразуют те химикаты в метаболиты. Если эти химикаты были в образце, тест дал им чтение для genotoxicity.
Если бы химикаты не присутствовали, не было бы никакой реакции.