Вапорайзеры превзошли сигареты в генотоксичности — Naked Science
Редакция

Вапорайзеры превзошли сигареты в генотоксичности

Химики из США и Ирландии разработали новый микрожидкостный датчик, который показал, что никотин-содержащие вапорайзеры могут обладать повышенной генотоксичностью по сравнению с обычными сигаретами.

dd
©Wikipedia

Несмотря на сравнительно долгую историю производства, побочные эффекты электронных сигарет остаются неясными. За счет отсутствия в жидкости для них смол и тяжелых металлов производители позиционируют подобные устройства как менее вредную альтернативу обычным сигаретам. Тем не менее, прошлые работы показали, что распространение вапорайзеров не снижает число никотин-зависимых, а ароматические вещества могут повышать токсичность пара. Так, при пиролизе последний расщепляется на альдегиды, подавляющие экспрессию генов слизистой носа и, как следствие, иммунный ответ. При этом дешевых и доступных систем, позволяющих проводить анализ генотоксичности пара, не существует.

 

В 20122016 годах американские химики создали и испытали прототипы одноразовых микрожидкостных массивов для автоматизированного скрининга токсичности разных препаратов. Они представляют собой электрохимические или электрохемилюминесцентные сенсоры на бумажной или углеродной основе. В случае последних в расположенные на поверхности датчика лунки помещают ДНК и человеческие ферменты метаболизма, которые при смешивании с целевым веществом продуцируют новые, часто генотоксичные метаболиты. При выработке токсинов образцы испускают свечение, фиксируемое с помощью CCD-матрицы. В новой работе авторы создали более сложную многоразовую систему.

 

Принцип работы сенсора / ©Karteek Kadimisetty et al., ACS Sensors, 2017

 

Для разработки нового датчика ученые использовали настольный 3D-принтер. Путем стереолитографии они напечатали микрожидкостный массив с тремя камерами из акриловой смолы, которые с помощью микронасосов подавали раствор в три микроканала. Оттуда целевая жидкость поступала в лунки (по семь в каждом из трех рядов) на пирографитовом сенсоре. Наличие генотоксичных метаболитов регистрировала CCD-камера. Система работала автоматически: активность трех микронасосов обеспечивал 8-битный микроконтроллер с литий-ионным аккумулятором. В лунках культивировали человеческую ДНК и поливинилпирролидон рутения (RuPVP) — источник ферментов микросом печени.

 

Датчик испытывали на 20, 60 или 100 «затяжках» обычными (с фильтром и без) и электронными сигаретами (с никотин-содержащей и безникотиновой жидкостью), которые собирались посредством ингаляционного устройства. Каждый канал оценивали в зависимости от реакции на определенные соединения, в частности, полиароматические углеводороды, бензпирен, нитрозамины NNK и NNN — основные канцерогены, характерные для табачного дыма. Дополнительно сенсор проверили на сточных водах. Результаты показали, что обработка экстрактами вызывала значимые дозозависимые повреждения ДНК. Причем хемилюминесценция образцов после никотин-содержащего пара превышала показатель сигарет с фильтром.

 

Сравнение электрохемилюминесценции (ECL), обусловленной генотоксичными метаболитами, после обработки контрольным веществом (DMSO), дымом сигарет с фильтром (Tobacco Cig., TC), без фильтра (nf-Tobacco Cig., nf-TC), паром безникотиновых (nn-Electronic Cig., nn-EC) и никотин-содержащих (Electronic Cig., EC) электронных сигарет. Диаграмма C отражает долю NNK в свечении образцов после разных типов сигарет / ©Karteek Kadimisetty et al., ACS Sensors, 2017

 

Последующий анализ подтвердил, что повреждения ДНК, к которым привела обработка никотин-содержащим паром, по меньшей мере идентичны эффектам сигарет без фильтра. С ростом числа «затяжек» (от 60, что соответствует трем сигаретам) негативное воздействие таких вапорайзеров оказалось больше, чем у обычных сигарет. При этом сигареты без фильтра приводили к выработке в 1,8 раза большего числа генотоксичных метаболитов, чем электронные сигареты без никотина и сигареты с фильтром. Опасность сточных вод зависела от степени очистки. Так, генотоксический потенциал неочищенных образцов в десять раз превышал показатель полностью и в 2,4 раза — частично регенерированной воды.

 

По словам авторов, полученные данные дополняют информацию о потенциальных рисках, связанных с никотин-содержащими жидкостями вапорайзеров. Также работа демонстрирует новый недорогой и быстрый метод химического анализа препаратов. Печать датчика обошлась ученым в 80 центов и заняла меньше часа. Каждый анализ потребовал всего пять минут.

 

Статья опубликована в журнале ACS Sensors.

 

Ранее ученые выяснили, что электронные сигареты нового поколения, в том числе безникотиновые, в среднем выделяют больше альдегидов, чем прошлых.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

9 часов назад
Мария Азарова

Проект назвали в честь Галилео Галилея — итальянского ученого эпохи Возрождения, который задействовал разработанный им телескоп для наблюдения за астрономическими объектами, такими как луны Юпитера, кратеры спутника Земли и кольца Сатурна. Пока программа получила финансирование в 1,75 миллиона долларов, но возглавляющий ее профессор Ави Леб надеется на большее.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

25 июля
Мария Азарова

Ученые подтвердили связь между коронавирусной инфекцией и снижением когнитивных способностей на основе анализа данных более чем 81 тысячи человек.

Вчера, 09:28
Сергей Васильев

Окаменелости возрастом более 3,4 миллиарда лет могут быть остатками микробов-архей, живших и выделявших метан у гидротермальных источников на дне ископаемого моря.

25 июля
Александр Березин

До массовой термоядерной энергетики 20 лет — и всегда будет 20 лет. Это незатейливая шутка сама стала старой еще 20 лет назад. Общество расстраивается от того, что термояд все никак не могут вывести на промышленный уровень. И лишь Илон Маск считает, что термоядерный реактор вовсе не нужен. Внимательный анализ показывает, что он прав. Даже если все технические проблемы термоядерной энергетики чудесным образом разрешатся, у нее не будет шансов вытеснить конкурентов. Как так вышло, и что тогда спасет человечество от энергетического кризиса?

13 июля
Ольга Иванова

Международная команда ученых идентифицировала ДНК из почвы в грузинской пещере. Благодаря этому исследователям удалось восстановить геном человека возрастом 25 тысяч лет, не имея никаких скелетных останков.

8 июля
Василий Парфенов

Подросток из бельгийского города Остенде стал вторым самым юным обладателем высшего образования в обозримой истории. Он с отличием окончил курс физики в Антверпенском университете и теперь собирается защитить магистерскую степень, а затем и докторскую диссертацию в этой области. Цель у него простая и понятная: увеличение продолжительности жизни человека вплоть до полного бессмертия за счет замены частей тела и органов механическими или искусственными.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: