加热卷烟呼出气溶胶主要成分的测定及与吸入气溶胶的比较

为考察加热卷烟对环境空气质量的影响及其人群健康风险,采用真空辅助捕集装置捕集加热卷烟的气溶胶,结合气相色谱-氢火焰离子化检测器(GC-FID)对呼出气溶胶中主要成分(丙二醇、丙三醇、薄荷醇、烟碱、三醋酸甘油酯)进行定量分析;同时在吸烟机上模拟志愿者抽吸参数抽吸加热卷烟,测定吸入气溶胶中主要成分的释放量,并与呼出气溶胶进行比较研究。结果表明:①所建立的呼出气溶胶主要成分分析方法标准曲线线性关系良好(R2≥0.999 9),检出限在0.10~0.41 μg/mL之间,回收率在77.70%~120.00%之间,日内和日间精密度良好(日内RSD≤6.93%、日间RSD≤10.70%)。②加热卷烟呼出气溶胶中丙二醇和丙三醇的释放量较高,且丙三醇的释放量高于丙二醇;薄荷味加热卷烟呼出气溶胶中含有薄荷醇。③加热卷烟呼出气溶胶中主要成分的释放量显著低于吸入气溶胶,人体对丙二醇、丙三醇、薄荷醇、烟碱和三醋酸甘油酯的平均截留率分别为96.80%、96.20%、96.00%、99.60%和99.60%。      

卷烟主流烟气气溶胶分布研究

对卷烟主流烟气气溶胶分布进行了研究,按照标准吸烟条件,对4个卷烟进行了测试,通过在线200倍稀释,采用测量范围在7～10000 nm的电子低压撞击器对气溶胶粒径和浓度进行了测试。试验结果表明,不同卷烟主流烟气气溶胶分布有一定的差异,烟气气溶胶浓度随抽吸口数增加而增加,所测试的A、D样品气溶胶最高浓度粒径出现在0.261～0.381μm,B、C样品卷烟气溶胶最高浓度粒径出现在0.028μm;A、D样品卷烟气溶胶平均粒径为0.23μm,而B、C样品卷烟平均粒径为0.16μm;4种卷烟主流烟气气溶胶平均浓度介于1.09×109～2.21×109个/cm3之间,而相应每支烟的总粒子数介于2.29×1011～3.88×1011个粒子。     

两种抽吸模式下电加热不燃烧卷烟烟气气溶胶的粒径分布

为研究电加热不燃烧卷烟烟气气溶胶的粒径分布特性,采用DMS500快速粒径谱仪和模拟循环吸烟机,考察了加拿大深度抽吸(HCI)和ISO抽吸模式下电加热不燃烧卷烟烟气气溶胶的粒径分布。结果表明:(1)烟气稀释比为350∶1时测定结果的重现性好。(2)HCI和ISO两种抽吸模式下IQOS加热不燃烧卷烟烟气气溶胶的粒径分布均呈近似对数正态分布,且主要分布在20~200 nm;逐口烟气浓度均先逐渐增加后趋于稳定,HCI抽吸模式下烟气浓度明显高于ISO抽吸模式;逐口粒数中值直径(CMD)均先略微增加后趋于稳定,全部口数的平均CMD分别为50.2和58.5 nm。(3)ISO抽吸模式下,IQOS卷烟烟气气溶胶浓度明显高于glo卷烟,但glo卷烟烟气气溶胶粒径分布范围大于IQOS卷烟;二者气溶胶的CMD相近。加热不燃烧卷烟烟气气溶胶粒径稍大于电子烟,但明显小于传统卷烟;CMD、烟气浓度的逐口变化趋势也与传统卷烟和电子烟存在差异。     

传统卷烟和电子烟烟气气溶胶粒径分布研究

为了解传统卷烟和电子烟烟气气溶胶粒径分布特性, 按照ISO 的抽吸模式, 分别对10 个品牌的传统卷烟和电子烟进行测试。通过在线稀释, 采用模拟循环吸烟机和快速粒径谱仪对气溶胶粒径和浓度进行了测试。结果表明:(1)在相同的抽吸条件下, 传统卷烟气溶胶的颗粒、单位体积数浓度都比电子烟大;(2)在不同抽吸口数下, 传统卷烟气溶胶粒径每口之间差异很大, 而电子烟气溶胶粒径每口之间分布比较均匀。      

不同烟丝含水率卷烟主流烟气气溶胶的粒径分布特征

  目的  烟丝含水率对烟气颗粒的影响。  方法  采用DMS500快速粒径谱仪和电子低压撞击器(ELPI), 在ISO抽吸模式下, 考察不同烟丝含水率卷烟烟气气溶胶的粒数粒径分布和质量粒径分布特征。  结果  ① 不同含水率(8.1%、12.6%和17.6%)卷烟烟气气溶胶的粒数粒径均在40~400 nm呈近似对数正态分布。随着含水率增加, 全部抽吸口数的烟气粒子平均数浓度无显著变化、体积浓度明显降低、粒数中值直径(CMD)和粒子体积中值直径(VMD)呈降低趋势。②3种含水率卷烟的烟气气溶胶质量主要集中在100~1000 nm, 随着含水率增加, 质量粒径分布向小粒径位移, 抽吸口数相同条件下捕集的气溶胶颗粒总质量降低。  结论  上述规律可为卷烟加工工艺参数的优化和卷烟产品开发提供参考。      

加热卷烟烟气气溶胶质量浓度检测方法

为准确评估加热卷烟逐口烟气释放量的稳定性,基于烟支损失质量（Tobacco lose mass,TLM）建立了加热卷烟烟气气溶胶质量浓度检测方法,利用搭建的加热卷烟抽吸和称量系统对4种加热卷烟（HTP-1～HTP-4）抽吸过程中的TLM和烟气气溶胶捕集量（Aerosol collected mass,ACM）进行测试,并基于TLM计算烟气气溶胶质量浓度。结果表明：(1)外界环境对TLM和ACM的影响较小,该检测方法能够准确测量逐口ACM和TLM;(2)4种加热卷烟的总TLM明显高于总ACM,且TLM的相对标准偏差（RSD）均小于ACM的RSD,表明以TLM表征气溶胶质量浓度更为准确;(3)基于TLM计算烟气质量浓度,综合考虑有效抽吸口数、逐口烟气质量浓度平均值及SD值,HTP-1的烟气逐口释放性能最优。该方法可为评估加热卷烟逐口烟气释放性能提供支持。     

电子烟气溶胶的研究进展

本文介绍了电子烟的抽吸模式、电子烟气溶胶的捕集方法、物理特性、化学成分、环境烟气以及体外毒理学评价的研究进展,比较了电子烟气溶胶与传统卷烟烟气化学成分释放量,提出了电子烟气溶胶的重点研究课题,以期为我国烟草行业电子烟产品的研发提供参考和技术支持。     

卷烟主流烟气中糖和多元醇在不同粒径气溶胶中的分布研究

为研究糖和多元醇在卷烟主流烟气气溶胶中的分布,采用电子低压撞击器（ELPI）分级捕集烟气气溶胶粒相物,并通过气相色谱-质谱法（GC-MS）测定了不同圆周卷烟主流烟气气溶胶中糖和多元醇的粒径分布。捕集的气溶胶样品采用DMF提取,提取液加入BSTFA进行衍生化后,经DB-5MS弹性毛细管柱分离,选择离子监测模式测定,内标法定量。结果表明:（1）该法检测主流烟气气溶胶中10种糖和多元醇的检出限为1.6~14.8 ng/cig,加标回收率为82~112%。（2）超细支卷烟（圆周17.0 mm）和传统卷烟（圆周24.3 mm）的气溶胶的质量分布均主要集中在粒径0.144-0.722 μm,在粒径0.431 μm附近最集中,但超细支卷烟气溶胶中小粒径的粒相物质量比例高于传统卷烟。（3）10种糖和多元醇在烟气气溶胶中均有检出,在超细支卷烟和传统卷烟气溶胶中的粒径分布规律一致。不同类型的糖和多元醇在气溶胶中呈现不同的粒径分布趋势,其中1,2-丙二醇、乙二醇、果糖、葡萄糖、甘露糖、D-阿拉伯糖、D-半乳糖、D-木糖的质量浓度呈现随粒径增加先增加后减小的趋势,在中间粒径的粒相物中（0.261~0.431 μm）浓度最高;而丙三醇、木糖醇则相反,其质量浓度随着粒径增加呈现先减小后增加的趋势,在中间粒径的粒相物中（0.431~0.722 μm）浓度最低。      

气溶胶加热卷烟主要化学成分及其气溶胶释放分析

为研究气溶胶加热卷烟的成分和释放物特性,以2种气溶胶加热卷烟为对象,分析测试了芯基材和烟液中主要成分及其气溶胶释放行为。结果表明：(1)仅在芯基材中检出烟碱,其质量分数在11.04～20.21 mg/g之间;(2)同品牌产品的芯基材和烟液中雾化剂1,2-丙二醇和丙三醇的质量分数和比例不同,烟液中雾化剂的质量分数高于芯基材;(3)样品A的消费形式接近电子烟,每10口气溶胶中烟碱的释放量随抽吸口数增加而下降,1,2-丙二醇、丙三醇的释放量在30口左右达到最大;样品B的消费形式接近电加热卷烟,气溶胶中烟碱和水分的释放量与电加热卷烟相当,雾化剂释放量显著提高;(4)总体而言,单位体积气溶胶中,样品A和B的气溶胶中烟碱的释放量低于中心加热型电加热卷烟iQOS,高于外周加热型电加热卷烟glo,而1,2-丙二醇和丙三醇的释放量均显著高于电加热卷烟,表明气溶胶加热卷烟或可弥补电加热卷烟烟雾量不足的问题。     

点燃和加热条件下不同滤嘴通风率卷烟的气溶胶释放特征

为研究滤嘴通风率对不同类型卷烟烟气气溶胶释放的影响,制备了不同滤嘴通风率的两用型烟支（可燃吸、配套加热烟具加热后抽吸）,采用气相色谱仪（GC）和DMS500快速粒径谱仪,研究了点燃和加热条件下烟气气溶胶中的主要化学成分和粒径分布。结果表明：(1)在点燃和加热条件下,烟气出口温度均随滤嘴通风率的增加逐渐降低。(2)随着滤嘴通风率从0增加至64.08%,在点燃条件下,总粒相物及粒相物中烟碱、丙二醇、丙三醇和水分的释放量减少;在加热条件下,总粒相物、粒相物中烟碱和丙三醇的释放量先增加后略微减少,粒相物中丙二醇的释放量增加,粒相物和气相物中水分的释放量减少。(3)随着滤嘴通风率的增加,在点燃条件下,烟气气溶胶粒径均分布在60～2 000 nm范围内,粒数浓度减小,粒数中值粒径（CMD）增大;在加热条件下,滤嘴通风率为0时,烟气气溶胶粒径主要分布在40～500 nm;滤嘴通风率为47.86%和64.08%时,粒径主要分布在40～1 000 nm,粒数浓度与粒子体积浓度先增加后减小,CMD和体积中值粒径（VMD）增大。该研究结果可为卷烟通风打孔工艺参数的选择优化提供科学依据。     

不同加热温度加热卷烟抽吸过程中烟芯段气溶胶的动态分布

为研究加热温度对加热卷烟烟芯段气溶胶动态分布的影响,将加热卷烟样品与不同加热温度的同一加热器具配套使用,采用气溶胶原位表征系统对加热卷烟烟芯段各测试点的气溶胶进行原位取样和在线测试,考察了300、330和360℃3个加热温度条件下加热卷烟抽吸过程中烟芯段气溶胶主要物理特性的动态分布;进一步采用热电偶法对不同加热温度加热卷烟烟芯段的温度场进行表征,阐明温度分布对气溶胶分布的影响。结果表明：(1)不同加热温度条件下,烟芯段释放至空腔段的气溶胶粒径均呈现近似正态对数分布,随加热温度的升高,气溶胶的粒径和粒数浓度均增大。(2)不同加热温度条件下,烟芯段气溶胶的粒数中值粒径、粒数浓度和体积浓度均呈现相似的分布趋势,较大的粒数中值粒径、较高的粒数浓度和体积浓度主要分布于靠近加热片的中前段。(3)随加热温度的升高,烟芯段气溶胶的较大粒数中值粒径、较高粒数浓度和体积浓度分布区域呈明显的增加趋势。(4)加热卷烟烟芯段的温度分布与气溶胶分布直接相关,高温区域由于高浓度蒸汽成分的存在而有利于气溶胶的形成。     

反相二维液相色谱法测定不同烟草制品烟草和烟气中烟碱异构体比值

为研究加热卷烟和传统卷烟烟碱异构体向主流烟气转移的差异性,建立了基于Trap柱捕获-中心切割的反相二维液相色谱法并分离分析传统卷烟和加热卷烟烟草、烟气中S-(-)-烟碱和R-(+)-烟碱异构体。采用所建立的方法研究了加拿大深度抽吸模式下,在加热卷烟和传统卷烟主流烟气中两种烟碱异构体释放量比值(R/S)的差异。结果表明:①传统卷烟烟草中的R/S约在0.16%~0.35%之间,与中心加热卷烟相当,而周向加热卷烟烟草中的R/S明显低于传统卷烟和中心加热卷烟。②传统卷烟主流烟气中的R/S明显高于加热卷烟,而中心加热卷烟主流烟气中的R/S高于周向加热卷烟;烟气中的R/S与加热卷烟和传统卷烟的使用温度有关。      

加热卷烟抽吸过程中气溶胶动态分布表征系统的开发

为表征加热卷烟气溶胶的生成、传递、扩散和过滤过程, 设计开发气溶胶取样微探针和定位固定系统, 并与气溶胶快速粒径谱仪相结合, 通过加热器具的改造、取样和抽吸的联动控制, 构建了加热卷烟抽吸过程中气溶胶动态分布的表征系统。结果表明:①在加热器具改造的基础上, 气溶胶取样微探针可插入加热卷烟内部, 实现微量气溶胶的实时原位取样;②定位固定系统通过对加热器具和气溶胶取样微探针的固定和移动, 可实现微探针插入位置的精确控制, 控制精度为0.01 mm;③通过微探针取样与吸烟机抽吸软件的联动控制, 实现了加热卷烟抽吸与气溶胶实时原位取样的同步进行。该气溶胶动态分布表征系统操作方便, 可实现加热卷烟抽吸过程气溶胶动态分布的表征, 用于气溶胶的形成过程研究。      

原位萃取法测定加热卷烟气溶胶中的水分和焦油

为准确测定加热卷烟气溶胶中的水分和焦油,设计并开发了吸烟机捕集器原位萃取仪,通过在加热卷烟抽吸后,直接进行金属捕集器内部原位萃取,建立原位萃取-气相色谱测定加热卷烟气溶胶中水分的分析方法.结果表明:①方法的回收率在95.4％～104.6％之间,RSD在3.72％～6.09％之间,检出限为0.16 mg/支.②与传统的振...     

抽吸参数对电加热卷烟气溶胶粒数和粒径的影响

为研究抽吸参数对电加热卷烟气溶胶粒数和粒径的影响,采用吸烟循环模拟机-快速粒径谱仪测试电加热卷烟气溶胶的粒数浓度和粒数分布,考察了抽吸容量（35、55、75 mL）、抽吸持续时间（2、3、4 s）和抽吸间隔（30、60 s）对电加热卷烟气溶胶粒数浓度和粒数中值粒径的影响。结果表明:①在单口方波抽吸条件下,电加热卷烟气溶胶的粒数浓度随抽吸过程实时降低,粒数中值粒径随抽吸过程实时变小;②抽吸容量和抽吸间隔的增大可明显增加气溶胶的粒数浓度;当抽吸容量增加至75 mL时,粒数中值粒径降低;抽吸间隔对粒数中值粒径无影响。③抽吸持续时间对电加热卷烟气溶胶粒数浓度和粒数中值粒径的影响均较小。      

不同原料稠浆法再造烟叶加热卷烟的气溶胶释放特性

  目的  研究稠浆法再造烟叶原料类型对加热卷烟气溶胶释放特性的影响。  方法  选取代表性类型烟叶为原料, 制成稠浆法再造烟叶并卷制成加热卷烟, 比较加热条件下释放的气溶胶粒数浓度、粒数中值直径(CMD)、烟雾量和香气成分。  结果  (1) 不同类型的上部烟叶, 粒数浓度为烤烟和晒黄烟高, CMD为晒黄烟、烤烟和香料烟大, 烟雾量为晒黄烟和烤烟大。(2)不同类型烟叶原料再造烟叶热解释放的香气成分差异明显, 白肋烟为原料的样品产生的茄尼酮、6-甲基-5-庚烯-2-酮、生物碱代谢物麦斯明和可替宁、吡嗪和吡啶类氮杂环物质多; 晒黄烟为原料的样品产生的5-羟甲基糠醛和糠醛等醛类、4-羟基-2, 5-二甲基-3(2H)-呋喃酮等酮类、糠醇、愈创木酚、麦斯明、可替宁多; 晒红烟为原料的样品产生的吡嗪类、生物碱代谢物多; 香料烟为原料的样品产生的苯乙醛多; 烤烟为原料的样品产生的香气成分大多处于居中水平, 且受烤烟香型和烟叶部位的影响。  结论  通过稠浆法再造烟叶原料的选用, 可改变产生的气溶胶粒径、浓度及香气成分释放量。      

温度对加热卷烟酸性成分释放的影响

为考察温度对加热卷烟酸性成分释放的影响,分析了在不同加热温度下3种加热卷烟烟气中酸性成分释放的种类及释放量差异,并与传统卷烟进行了对比。结果表明:①加热卷烟主流烟气中酸性成分的释放量和种类均低于传统卷烟,不同加热卷烟酸性成分的释放量也存在明显差异。②甲酸、乙酸、乳酸在加热卷烟主流烟气酸性成分中所占比例较大,当加热温度为200~300 ℃时,其释放量和迁移量快速增加,在300 ℃之后增幅减缓。在200~350 ℃时,棕榈酸释放量和迁移量快速增加,在350 ℃之后增幅减缓。③加热卷烟游离态有机酸的迁移率与其沸点相关,沸点越高,迁移率越低。      

环境相对湿度对干法再造烟叶加热卷烟关键指标的影响

以"宽窄"原味加热卷烟产品作为研究对象,分析在不同环境相对湿度下存放7 d,烟支发烟段含水率、吸阻、烟气成分(烟碱、总粒相物、水分)及感官指标的变化情况.结果表明:①烟支发烟段含水率、吸阻、总粒相物和烟气水分与相对湿度呈正相关.②环境相对湿度对实验期间烟支圆周和圆度无明显影响,但与烟气烟碱释放量呈负相关.③较低相对湿度...