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.

18.8K
Выбор редакции

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

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

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.

Наука

Naked Science Facebook VK Twitter
18.8K

Комментарии
Аватар пользователя count Zero
35 мин
Пелевин, пффф....и этот кадр еще называет классику...
39 мин
Дорогой ты наш диванный воен почитай лучше Пелевина он...
Аватар пользователя count Zero
50 мин
Вырезают раковую ОПУХОЛЬ, малограмотный кремлебот:)...
Комментарии

Быстрый вход

или зарегистрируйтесь, чтобы отправлять комментарии
Вы сообщаете об ошибке в следующем тексте:
Нажмите Отправить ошибку