新型3D打印篩選裝置能檢測出電子香菸對人體DNA的損傷度

香菸 3D打印 化學 科學 重慶3D虎 2017-06-15

康涅狄格大學(University of Connecticut,簡稱UCONN)的研究人員研發出一款可以測量DNA損傷的新型3D打印測試裝置,該裝置旨在測試電子香菸會人體造成的不可逆的影響。

使用該新型低成本測試設備,UConn化學家團隊發現,電子香菸在DNA損傷方面可能與未過濾的香菸一樣有害。即使是非尼古丁電子香菸也會引起與過濾香菸相同的DNA損傷。UConn研究發現,這可能是由於電子香菸中含有許多化學添加劑。毫無疑問,由DNA損傷引起的細胞突變可能導致癌症和其他危及生命的併發症。

新型3D打印篩選裝置能檢測出電子香菸對人體DNA的損傷度

UConn的研究發表在科學期刊《ACS Sensors》上,成功應用了能夠快速檢測遺傳毒性DNA損傷的新型3D打印檢測裝置。該裝置首次使用微泵將液體樣品通過嵌入微小碳芯片中的幾個“微孔”推出。每個孔都預先裝有人體代謝活性酶和DNA。當孔注入含有菸草成分的滴劑時,形成了具有造成DNA損傷能力的新代謝物。代謝物和DNA之間的這些反應,由相機聚焦來捕獲光強度。在5分鐘的時間內,設備操作員可以根據每個微孔中檢測到的光強度,看到每個樣品產生的DNA損傷程度。

據UConn化學系首席作者和博士後研究員Karteek Kadimisetty介紹,這種3D打印設備在測試過程中將化學物質轉化為代謝物完全顛覆了傳統方法。這也暗示了3D打印將快速擴張DNA篩選世界的潛力。

如電子香菸研究所示,新的UConn設備已經證明是有效的。Kadimisetty闡述道:“根據我們的研究結果,我們可以得出結論,電子煙具有和未過濾的常規香菸等同的DNA損傷度”。

新型3D打印篩選裝置能檢測出電子香菸對人體DNA的損傷度

與傳統香菸外形神似的電子煙,通過將尼古丁溶液液化成氣體,以帶給菸民香菸的煙氣和刺激感。由鋰電池、霧化器以及煙彈等原件構成。煙彈中除了裝有尼古丁液體、丙二醇、聚乙二醇400、調味劑如薄荷醇,櫻桃,香草或薄荷等溶劑。

電子煙作為傳統香菸的替代品,比普通菸草香菸更加健康?其實這是一個誤解。製造商為把煙彈中的液態尼古丁蒸發出來,使其產生吞雲吐霧的效果,就在其中添加了大量丙二醇,作增溼劑。丙二醇最多可佔到煙彈內液體含量的90%。“該物質易刺激呼吸道,進而引發一些急性症狀(肺部收縮、發炎),對健康的危害比傳統香菸還要高。

Kadimisetty和團隊的其他成員開始使用人造吸入技術從電子香菸和菸草捲菸提取樣品。測試結果表明:電子香菸造成的潛在DNA損傷隨著抽菸次數的增加而上升。

新型3D打印篩選裝置能檢測出電子香菸對人體DNA的損傷度

儘管電子香菸中有數百種化學物質可能會導致DNA損傷,但Kadimisetty針對三種已知的菸草香菸致癌物質進行分析。然後在測試裝置中注入將這些化學物質轉化為代謝物的特定酶,並測量是否存在遺傳毒性。

據悉,UConn研發的3D打印設備快速且便宜,作為在短短几分鐘內就可以提供DNA損傷的重要初步篩選工具,不得不說3D打印技術的前沿性和創新性。UConn化學教授James Rusling表示他們所開發的產品非常便宜,人人都可以使用。

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據悉,這項突破性研究得到了美國國立衛生研究院(National Institutes of Health,NIH)國家環境衛生科學研究所的資助。

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