Fractionation, chemical and toxicological characterization of tobacco smoke components

La fumée du tabac est un aérosol extrêmement complexe constitué de milliers de composés répartis entre la phase particulaire et la phase vapeur. Il a été démontré que les effets toxicologiques de cette fumée sont associés aux composés appartenant aux deux phases. Plusieurs composés biologiquement actifs ont été identifiés dans la fumée du tabac; cependant, il n’y a pas d’études démontrant la relation entre les réponses biologiques obtenues via les tests in vitro ou in vivo et les composés présents dans la fumée entière du tabac. Le but de la présente recherche est de développer des méthodes fiables et robustes de fractionnement de la fumée à l’aide de techniques de séparation analytique et de techniques de détection combinés à des essais in vitro toxicologiques. Une étude antérieure réalisée par nos collaborateurs a démontré que, suite à l’étude des produits de combustion de douze principaux composés du tabac, l’acide chlorogénique s’est avéré être le composé le plus cytotoxique selon les test in vitro du micronoyau. Ainsi, dans cette étude, une méthode par chromatographie préparative en phase liquide a été développée dans le but de fractionner les produits de combustion de l’acide chlorogénique. Les fractions des produits de combustion de l’acide chlorogénique ont ensuite été testées et les composés responsables de la toxicité de l’acide chlorogénique ont été identifiés. Le composé de la sous-fraction responsable en majeure partie de la cytoxicité a été identifié comme étant le catéchol, lequel fut confirmé par chromatographie en phase liquide/ spectrométrie de masse à temps de vol. Des études récentes ont démontré les effets toxicologiques de la fumée entière du tabac et l’implication spécifique de la phase vapeur. C’est pourquoi notre travail a ensuite été focalisé principalement à l’analyse de la fumée entière. La machine à fumer Borgwaldt RM20S® utilisée avec les chambres d’exposition cellulaire de British American Tobacco permettent l’étude in vitro de l’exposition de cellules à différentes concentrations de fumée entière du tabac. Les essais biologiques in vitro ont un degré élevé de variabilité, ainsi, il faut prendre en compte toutes les autres sources de variabilité pour évaluer avec précision la finalité toxicologique de ces essais; toutefois, la fiabilité de la génération de la fumée de la machine n’a jamais été évaluée jusqu’à maintenant. Nous avons donc déterminé la fiabilité de la génération et de la dilution (RSD entre 0,7 et 12 %) de la fumée en quantifiant la présence de deux gaz de référence (le CH4 par détection à ionisation de flamme et le CO par absorption infrarouge) et d’un composé de la phase particulaire, le solanesol (par chromatographie en phase liquide à haute performance). Ensuite, la relation entre la dose et la dilution des composés de la phase vapeur retrouvée dans la chambre d’exposition cellulaire a été caractérisée en utilisant une nouvelle technique d’extraction dite par HSSE (Headspace Stir Bar Sorptive Extraction) couplée à la chromatographie en phase liquide/ spectrométrie de masse. La répétabilité de la méthode a donné une valeur de RSD se situant entre 10 et 13 % pour cinq des composés de référence identifiés dans la phase vapeur de la fumée de cigarette. La réponse offrant la surface maximale d’aire sous la courbe a été obtenue en utilisant les conditions expérimentales suivantes : intervalle de temps d’exposition/ désorption de 10 0.5 min, température de désorption de 200°C pour 2 min et température de concentration cryogénique (cryofocussing) de -75°C. La précision de la dilution de la fumée est linéaire et est fonction de l’abondance des analytes ainsi que de la concentration (RSD de 6,2 à 17,2 %) avec des quantités de 6 à 450 ng pour les composés de référence. Ces résultats démontrent que la machine à fumer Borgwaldt RM20S® est un outil fiable pour générer et acheminer de façon répétitive et linéaire la fumée de cigarette aux cultures cellulaires in vitro. Notre approche consiste en l’élaboration d’une méthodologie permettant de travailler avec un composé unique du tabac, pouvant être appliqué à des échantillons plus complexes par la suite ; ex : la phase vapeur de la fumée de cigarette. La méthodologie ainsi développée peut potentiellement servir de méthode de standardisation pour l’évaluation d’instruments ou de l’identification de produits dans l’industrie de tabac.

A fuzzy multistage evolutionary (FUME) clustering technique

n this paper, a multistage evolutionary scheme is proposed for clustering in a large data base, like speech data. This is achieved by clustering a small subset of the entire sample set in each stage and treating the cluster centroids so obtained as samples, together with another subset of samples not considered previously, as input data to the next stage. This is continued till the whole sample set is exhausted. The clustering is accomplished by constructing a fuzzy similarity matrix and using the fuzzy techniques proposed here. The technique is illustrated by an efficient scheme for voiced-unvoiced-silence classification of speech.

«Vers un monde sans fumée» : analyse sociologique du dispositif anti-tabac au Québec

Symbole de modernité pendant la majeure partie du XXe siècle, la cigarette est depuis une trentaine d’années la cible d’interventions croissantes visant à réduire sa consommation. La lutte contre le tabac bénéficie d’un dispositif sans précédent qui fait office de cas d’école en santé publique, par son ampleur et par l’adhésion qu’il suscite. L’intérêt d’étudier cet objet réside ainsi dans la propriété essentielle de la lutte anti-tabac de relier un dispositif institutionnel et des motivations subjectives. Le dispositif anti-tabac (DAT) a en effet vocation à faire converger les prescriptions normatives d’un ensemble d’institutions et les désirs individuels, et y parvient manifestement dans une certaine mesure. Il permet dès lors d’aborder à la fois un travail sur les sociétés et un travail sur soi. Cette thèse entreprend une analyse sociologique du dispositif anti-tabac au Québec et vise à interroger les modalités et les fins de ce contrôle public de la consommation de tabac, en mettant au jour ses dimensions culturelles, symboliques et politiques. La santé publique apparaissant de nos jours comme lieu central de l’espace politique et social dans les sociétés contemporaines (Fassin et Dozon, 2001 :7), l’utopie d’un « monde sans fumée » se révèle selon nous tout à fait typique des enjeux qui caractérisent la modernité avancée ou « société du risque » (Beck, 2001, [1986]). Après avoir présenté le rapport historiquement ambivalent des pays occidentaux au tabac et ses enjeux, puis problématisé la question de la consommation de substances psychotropes dans le cadre d’une production et d’une construction sociale et culturelle (Fassin, 2005a), nous inscrivons le DAT dans le cadre d’une biopolitique de la population (Foucault, 1976; 1997; 2004b). À l’aune des enseignements de Michel Foucault, cette thèse consiste ainsi en l’analyse de discours croisée du dispositif institutionnel anti-tabac et de témoignages d’individus désirant arrêter de fumer, au regard du contexte social et politique de la société moderne avancée. Le DAT illustre les transformations à l’œuvre dans le champ de la santé publique, elles-mêmes caractéristiques d’une reconfiguration des modes de gouvernement des sociétés modernes avancées. La nouvelle biopolitique s’adresse en effet à des sujets libres et entreprend de produire des citoyens responsables de leur devenir biologique, des sujets de l’optimisation de leurs conditions biologiques. Elle s’appuie sur une culpabilité de type « néo-chrétien » (Quéval, 2008) qui caractérise notamment un des leviers fondamentaux du DAT. Ce dernier se caractérise par une lutte contre les fumeurs plus que contre le tabac. Il construit la figure du non-fumeur comme celle d’un individu autonome, proactif et performant et fait simultanément de l’arrêt du tabac une obligation morale. Par ce biais, il engage son public à se subjectiver comme citoyen biologique, entrepreneur de sa santé. L’analyse du DAT au Québec révèle ainsi une (re)moralisation intensive des questions de santé, par le biais d’une biomédicalisation des risques (Clarke et al., 2003; 2010), particulièrement représentative d’un nouveau mode d’exercice de l’autorité et de régulation des conduites dans les sociétés contemporaines, assimilée à une gouvernementalité néolibérale. Enfin, l’analyse de témoignages d’individus engagés dans une démarche d’arrêt du tabac révèle la centralité de la santé dans le processus contemporain d’individuation. La santé publique apparait alors comme une institution socialisatrice produisant un certain « type d’homme » centré sur sa santé et adapté aux exigences de performance et d’autonomie prévalant, ces éléments constituant désormais de manière croissante des clés d’intégration et de reconnaissance sociale.

Cigarette smoking in young adults : the influence of the HTR2A T102C polymorphism and punishment sensitivity

Background: The C allele of a common polymorphism of the serotonin 2A receptor (HTR2A) gene, T102C, results in reduced synthesis of 5-HT2A receptors and has been associated with current smoking status in adults. The -1438A/G polymorphism, located in the regulatory region of this gene, is in linkage disequilibrium with T102C, and the A allele is associated with increased promoter activity and with smoking in adult males. We investigated the contributions of the HTR2A gene, chronic psychological stress, and impulsivity to the prediction of cigarette smoking status and dependence in young adults. Methods: T102C and -1438A/G genotyping was conducted on 132 healthy Caucasian young adults (47 smokers) who completed self-report measures of chronic stress, depressive symptoms, impulsive personality and cigarette use. Results: A logistic regression analysis of current cigarette smoker user status, after adjusting for gender, depressive symptom severity and chronic stress, indicated that the T102C TT genotype relative to the CC genotype (OR = 7.53), and lower punishment sensitivity (OR = 0.91) were each significant predictive risk factors. However, for number of cigarettes smoked, only lower punishment sensitivity was a significant predictor (OR = 0.81). Conclusions: These data indicate the importance of the T102C polymorphism to tobacco use but not number of cigarettes smoked for Caucasian young adults. Future studies should examine whether this is explained by effects of nicotine on the serotonin system. Lower punishment sensitivity increased risk of both smoking and of greater consumption, perhaps via a reduced sensitivity to cigarette health warnings and negative physiological effects.

The application of profluorescent nitroxides to detect reactive oxygen species derived from combustion-generated particulate matter: Cigarette smoke – a case study

Reactive oxygen species (ROS) and related free radicals are considered to be key factors underpinning the various adverse health effects associated with exposure to ambient particulate matter. Therefore, measurement of ROS is a crucial factor for assessing the potential toxicity of particles. In this work, a novel profluorescent nitroxide, BPEAnit, was investigated as a probe for detecting particle-derived ROS. BPEAnit has a very low fluorescence emission due to inherent quenching by the nitroxide group, but upon radical trapping or redox activity, a strong fluorescence is observed. BPEAnit was tested for detection of ROS present in mainstream and sidestream cigarette smoke. In the case of mainstream cigarette smoke, there was a linear increase in fluorescence intensity with an increasing number of cigarette puffs, equivalent to an average of 101 nmol ROS per cigarette based on the number of moles of the probe reacted. Sidestream cigarette smoke sampled from an environmental chamber exposed BPEAnit to much lower concentrations of particles, but still resulted in a clearly detectible increase in fluorescence intensity with sampling time. It was calculated that the amount of ROS was equivalent to 50 ± 2 nmol per mg of particulate matter; however, this value decreased with ageing of the particles in the chamber. Overall, BPEAnit was shown to provide a sensitive response related to the oxidative capacity of the particulate matter. These findings present a good basis for employing the new BPEAnit probe for the investigation of particle-related ROS generated from cigarette smoke as well as from other combustion sources.

Particle doses in the pulmonary lobes of electronic and conventional cigarette users

The main aim of the present study was to estimate size segregated doses from e-cigarette aerosols as a function of the airway generation number in lung lobes.. After a 2-second puff, 7.7×1010 particles (DTot) with a surface area of 3.6×103 mm2 (STot), and 3.3×1010 particles with a surface area of 4.2×103 mm2 were deposited in the respiratory system for the electronic and conventional cigarettes, respectively. Alveolar and tracheobronchial deposited doses were compared to the ones received by non-smoking individuals in Western countries, showing a similar order of magnitude. Total regional doses (DR), in head and lobar tracheobronchial and alveolar regions, ranged from 2.7×109 to 1.3×1010 particles and 1.1×109 to 5.3×1010 particles, for the electronic and conventional cigarettes, respectively. DR in the right-upper lung lobe was about twice that found in left-upper lobe and 20% greater in right-lower lobe than the left-lower lobe.

On the interaction between radon progeny and particles generated by electronic and traditional cigarettes

During their entire lives, people are exposed to the pollutants present in indoor air. Recently, Electronic Nicotine Delivery Systems, mainly known as electronic cigarettes, have been widely commercialized: they deliver particles into the lungs of the users but a “second-hand smoke” has yet to be associated to this indoor source. On the other hand, the naturally-occurring radioactive gas, i.e. radon, represents a significant risk for lung cancer, and the cumulative action of these two agents could be worse than the agents separately would. In order to deepen the interaction between radon progeny and second-hand aerosol from different types of cigarettes, a designed experimental study was carried out by generating aerosol from e-cigarette vaping as well as from second-hand traditional smoke inside a walk-in radon chamber at the National Institute of Ionizing Radiation Metrology (INMRI) of Italy. In this chamber, the radon present in air comes naturally from the floor and ambient conditions are controlled. To characterize the sidestream smoke emitted by cigarettes, condensation particle counters and scanning mobility particle sizer were used. Radon concentration in the air was measured through an Alphaguard ionization chamber, whereas the measurement of radon decay product in the air was performed with the Tracelab BWLM Plus-2S Radon daughter Monitor. It was found an increase of the Potential Alpha-Energy Concentration (PAEC) due to the radon decay products attached to aerosol for higher particle number concentrations. This varied from 7.47 ± 0.34 MeV L−1 to 12.6 ± 0.26 MeV L−1 (69%) for the e-cigarette. In the case of traditional cigarette and at the same radon concentration, the increase was from 14.1 ± 0.43 MeV L−1 to 18.6 ± 0.19 MeV L−1 (31%). The equilibrium factor increases, varying from 23.4% ± 1.11% to 29.5% ± 0.26% and from 30.9% ± 1.0% to 38.1 ± 0.88 for the e-cigarette and traditional cigarette, respectively. These growths still continue for long time after the combustion, by increasing the exposure risk.

Czech Gendarmes Throwing Away Half Cigarette Stumps for Jews to Pick Up Artworks

Digital Image

Arrival of Danish Jews in Theresienbad; Czech Gendarms Throwing Away Half Cigarette Stumps; Collecting Planks for Kumbal Artworks

postwar version of F 38346

A mobile app offering distractions and tips to cope with cigarette craving: A qualitative study

Background Despite considerable effort, most smokers relapse within a few months after quitting due to cigarette craving. The widespread adoption of mobile phones presents new opportunities to provide support during attempts to quit. Objective To design and pilot a mobile app "DistractMe" to enable quitters to access and share distractions and tips to cope with cigarette cravings. Methods A qualitative study with 14 smokers who used DistractMe on their mobiles during the first weeks of their quit attempt. Based on interviews, diaries, and log data, we examined how the app supported quitting strategies. Results Three distinct techniques of coping when using DistractMe were identified: diversion, avoidance, and displacement. We further identified three forms of engagement with tips for coping: preparation, fortification, and confrontation. Overall, strategies to prevent cravings and their effects (avoidance, displacement, preparation, and fortification) were more common than immediate coping strategies (diversion and confrontation). Tips for coping were more commonly used than distractions to cope with cravings, because they helped to fortify the quit attempt and provided opportunities to connect with other users of the application. However, distractions were important to attract new users and to facilitate content sharing. Conclusions Based on the qualitative results, we recommend that mobile phone-based interventions focus on tips shared by peers and frequent content updates. Apps also require testing with larger groups of users to assess whether they can be self-sustaining.

Entire Solutions of Hydrodynamical Equations with Exponential Dissipation

We consider a modification of the three-dimensional Navier-Stokes equations and other hydrodynamical evolution equations with space-periodic initial conditions in which the usual Laplacian of the dissipation operator is replaced by an operator whose Fourier symbol grows exponentially as e(vertical bar k vertical bar/kd) at high wavenumbers vertical bar k vertical bar. Using estimates in suitable classes of analytic functions, we show that the solutions with initially finite energy become immediately entire in the space variables and that the Fourier coefficients decay faster than e-(C(k/kd) ln(vertical bar k vertical bar/kd)) for any C < 1/(2 ln 2). The same result holds for the one-dimensional Burgers equation with exponential dissipation but can be improved: heuristic arguments and very precise simulations, analyzed by the method of asymptotic extrapolation of van der Hoeven, indicate that the leading-order asymptotics is precisely of the above form with C = C-* = 1/ ln 2. The same behavior with a universal constant C-* is conjectured for the Navier-Stokes equations with exponential dissipation in any space dimension. This universality prevents the strong growth of intermittency in the far dissipation range which is obtained for ordinary Navier-Stokes turbulence. Possible applications to improved spectral simulations are briefly discussed.

A Revisit to Capture the Entire Behavior of Ultrasonic Wave Dispersion Characteristics of Single Walled Carbon Nanotubes Based on Nonlocal Elasticity Theory and Flugge Shell Model

In this paper, an ultrasonic wave propagation analysis in single-walled carbon nanotube (SWCNT) is re-studied using nonlocal elasticity theory, to capture the whole behaviour. The SWCNT is modeled using Flugge's shell theory, with the wall having axial, circumferential and radial degrees of freedom and also including small scale effects. Nonlocal governing equations for this system are derived and wave propagation analysis is also carried out. The revisited nonlocal elasticity calculation shows that the wavenumber tends to infinite at certain frequencies and the corresponding wave velocity tends to zero at those frequencies indicating localization and stationary behavior. This frequency is termed as escape frequency. This behavior is observed only for axial and radial waves in SWCNT. It has been shown that the circumferential waves will propagate dispersively at higher frequencies in nonlocality. The magnitudes of wave velocities of circumferential waves are smaller in nonlocal elasticity as compared to local elasticity. We also show that the explicit expressions of cut-off frequency depend on the nonlocal scaling parameter and the axial wavenumber. The effect of axial wavenumber on the ultrasonic wave behavior in SWCNTs is also discussed. The present results are compared with the corresponding results (for first mode) obtained from ab initio and 3-D elastodynamic continuum models. The acoustic phonon dispersion relation predicted by the present model is in good agreement with that obtained from literature. The results are new and can provide useful guidance for the study and design of the next generation of nanodevices that make use of the wave propagation properties of single-walled carbon nanotubes.