模拟电子烟烟液中丙二醇和丙三醇裂解形成小分子羰基物

为模拟电子烟气溶胶中小分子羰基化合物的形成,分析了电子烟烟液的主要组成,采用裂解-气相色谱/质谱(Py-GC/MS)法考察了丙二醇和丙三醇在空气气氛下的主要裂解产物,探讨了裂解温度及含水率对丙二醇和丙三醇裂解形成小分子羰基物的影响。结果表明:(1)10种电子烟烟液中丙二醇、丙三醇和水的总量占烟液质量的86.5%～93.2%,含水率占烟液质量的10%以下。(2)随裂解温度升高,丙二醇和丙三醇裂解形成甲醛、乙醛、丙烯醛、丙醛和丙酮的产率逐渐增加;而随含水率的增加,丙二醇和丙三醇裂解形成甲醛、乙醛、丙烯醛、丙醛和丙酮的产率呈先增加后逐渐降低趋势。     

电子烟抽吸参数、电池功率、雾化剂配比对气溶胶中烟碱释放量的影响研究

为客观评价影响电子烟烟碱释放量的因素,采用电子烟综合测试平台研究电子烟抽吸参数、电池功率、雾化剂配比等条件对电子烟气溶胶中烟碱释放量的影响。结果表明:1）抽吸曲线、抽吸持续时间和抽吸容量是影响电子烟气溶胶烟碱释放量的主要因素,抽吸频率对电子烟气溶胶烟碱释放量影响的程度较小;2）在导油棉正常导油条件下,电子烟烟碱释放量随电子烟电池功率的增大而增加;3）对于雾化剂为丙二醇和丙三醇的电子烟,丙二醇的含量越高电子烟烟碱释放量越高。      

溶剂配比与工作电压对电子烟气溶胶主要成分释放量的影响

  目的  研究电子烟气溶胶中主要成分释放规律。  方法  在4种不同工作电压下抽吸7种不同溶剂配比的烟液, 分析产生的气溶胶中主要成分(烟碱、1, 2-丙二醇、丙三醇)释放量。  结果  1) 烟碱、1, 2-丙二醇和丙三醇的释放量分布范围分别是7.87~51.77 μg/口、169.52~3707.47μg/口、510.16~2582.54 μg/口。2)烟碱与1, 2-丙二醇呈显著正相关, 相关系数为0.898, 而烟碱与丙三醇之间的相关性不显著, 说明1, 2-丙二醇对烟碱递送起关键作用, 烟碱可能是被1, 2-丙二醇包裹或夹带着由烟液向气溶胶中递送。3)方差分析表明工作电压、溶剂配比对气溶胶中主要成分释放量均有显著影响, 工作电压对于烟碱和丙三醇的释放量贡献率大于溶剂配比, 对1, 2-丙二醇贡献率小于溶剂配比。  结论  上述规律可以为电子烟烟具开发、烟液开发以及产品安全评价提供参考。      

两种电子烟气溶胶中1,2-丙二醇、丙三醇、烟碱及甲醛的逐口释放行为

为了解电子烟烟气成分的逐口释放行为和探索雾化机理,以两种不同雾化方式(电阻丝雾化和超声波雾化)的电子烟为研究对象,利用转盘型吸烟机进行前15口的烟气逐口抽吸与滤片捕集,考察两种电子烟的气溶胶捕集量、烟碱释放量、1,2-丙二醇释放量及所占比例、丙三醇释放量及所占比例、甲醛释放量及所占比例随抽吸口数序号的变化情况。结果表明:(1)随抽吸口数序号的增加,电阻丝雾化电子烟各考察指标的稳定性好于超声波雾化电子烟。(2)受超声波振荡和雾化片加热的双重作用,超声波雾化电子烟气溶胶捕集量、1,2-丙二醇释放量、丙三醇释放量、烟碱释放量随抽吸口数序号的增大均呈现出先增加后逐渐平稳的趋势。(3)超声波雾化电子烟在开始抽吸时出现1,2-丙二醇所占比例偏高和丙三醇所占比例偏低的现象。(4)由于超声波雾化电子烟雾化片温度低于电阻丝的加热温度,所以超声波雾化电子烟甲醛释放量和甲醛所占比例小于电阻丝雾化电子烟,其中甲醛所占比例约为电阻丝雾化电子烟的1/5。     

加热丝材质和雾化温度对电子烟气溶胶主要成分释放量的影响

为探索加热丝材质和雾化温度对电子烟气溶胶主要成分释放量的影响。利用电子烟综合测试平台,以组装了静态初始阻值相同的Ti、Ni200和SS316加热丝电子烟为研究对象,考察在180℃-300℃雾化温度范围内电子烟气溶胶中烟碱、丙二醇、丙三醇的释放量变化。结果表明:1) 三种加热丝动态实时阻值与工作温度呈现较强的正相关;2）同一雾化温度下,静态初始阻值相同的Ti、Ni200和SS316加热丝雾化烟碱、丙二醇和丙三醇的效率,Ni200最大,Ti次之,SS316最小;3）电子烟气溶胶中烟碱、丙二醇和丙三醇释放量均随三种加热丝雾化温度的上升呈现增加趋势,烟碱释放量在220 - 240 ℃之间快速增加,之后增幅不大;4）随着雾化温度升高到260 ℃,丙二醇和丙三醇的相对释放量发生了十分明显的变化,丙三醇的释放量高于丙二醇释放量。      

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。     

电子烟工作电压对气溶胶中关键成分释放量的影响

为准确测定电子烟气溶胶中关键成分(1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱)的释放量,了解工作电压对其释放量的影响,通过考察内标、萃取剂体积以及萃取时间等因素,建立了检测电子烟气溶胶中1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱释放量的气相色谱方法,并在不同工作电压下对3种烟液(烟油)进行了测定。结果表明:(1)方法灵敏度高、重复性好、回收率高,适用于电子烟气溶胶中1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱的定量分析。(2)在3.7~6.9 V范围内,随着工作电压的升高,气溶胶中的TPM、1,2-丙二醇、丙三醇和烟碱的释放量均增加,其中TPM释放量与工作电压线性相关(R2≥0.980 6)。(3)烟油中烟碱浓度与气溶胶中烟碱释放量正相关;气溶胶中烟碱与1,2-丙二醇之间的相关性最强(R~2≥0.991 8),表明1,2-丙二醇对烟碱递送起关键作用。(4)方差分析表明工作电压和烟油中烟碱浓度均对气溶胶中烟碱释放量有显著影响,偏η~2值比较表明烟油中烟碱浓度的影响程度略大于工作电压。     

抽吸参数对电加热卷烟主流烟气释放物的影响

为研究抽吸参数对电加热卷烟主流烟气释放物的影响程度,以iQOS和GLO加热卷烟为对象,通过正交实验研究不同抽吸参数下主流烟气中烟碱、WHO优先级成分(一氧化碳、甲醛、乙醛、丙烯醛、NNN、NNK和苯)的释放特性。结果表明:①抽吸间隔30 s下烟气中一氧化碳、甲醛、乙醛、丙烯醛单位烟支释放量高于抽吸间隔60 s下的释放量;②GLO烟气中甲醛、NNN、NNK的单位烟碱释放量高于iQOS烟气;③抽吸参数对iQOS烟气中烟碱、一氧化碳、甲醛、乙醛、丙烯醛、B[a]P、NNN、NNK和苯的释放量有显著影响,对GLO烟气中一氧化碳和乙醛有显著影响;④抽吸间隔对iQOS烟气释放量的影响程度最大。     

含水率对加热卷烟气溶胶主要成分释放量的影响

目的：探讨加热卷烟烟支含水率对气溶胶主要成分释放量的影响。方法：以3种不同类型的加热卷烟为研究对象,采用气相色谱法研究了不同平衡湿度加热卷烟烟支含水率对气溶胶主要成分释放量的影响。结果：① 平衡湿度与烟草材料含水率、气溶胶总粒相物释放量呈正相关;② 不同平衡湿度加热卷烟烟支含水率对气溶胶中丙三醇和烟碱的释放量影响较大,对丙二醇释放量影响较小;③ 气溶胶中烟碱的释放量随平衡湿度的增加呈先增加后减小的趋势,50%相对湿度平衡下加热卷烟气溶胶的烟碱释放量最高。结论：烟芯材料水分含量会对加热卷烟气溶胶总粒相物、发烟剂和烟碱的释放量均有影响。     

丙三醇和丙二醇热裂解生成羰基化合物研究

为了解保润剂对卷烟感官质量和有害性的影响,采用正交试验方案研究了热解温度、氮气流量和氧气浓度对丙三醇和丙二醇裂解生成的8种挥发性羰基化合物的影响。结果表明:①氮气流量是丙三醇和丙二醇裂解生成甲醛的主要影响因素,除丙二醇裂解生成丙烯醛和巴豆醛外,其他7种挥发性羰基化合物的主要影响因素都是裂解温度;②相同条件下丙三醇的甲醛、丙烯醛和巴豆醛产生量显著高于丙二醇,800℃下丙二醇裂解产生的丙酮、丙醛和甲乙酮量显著高于丙三醇;③丙二醇和丙三醇热裂解产物甲醛、乙醛、丙烯醛、丙醛和丙酮产生量的不同可能是其分子中的C-O和C-C键能的差别造成的;④就危害性和感官质量而言,丙二醇作卷烟保润剂的效果应好于丙三醇。     

电子烟中化学成分风险研究进展

电子烟已成为国际烟草关注的焦点和发展的热点,也是我国烟草行业新型烟草制品发展的一个重要方向。对近几年国内外关于电子烟烟液、烟具和气溶胶中化学成分的风险研究文献和相关法规的进行了收集、分类、比较和分析,从以下三个方面对电子烟中化学成分风险研究现状进行阐述,以期为电子烟安全性研究提供参考:1）烟液和气溶胶中烟碱、醛酮类化合物、挥发性化合物、烟草特有亚硝胺和金属元素等相关研究;2）电子烟气溶胶与卷烟烟气中有害成分的对比研究;3）烟具中有害成分迁移量的分析研究。      

不同工艺电加热卷烟再造烟叶主要成分的释放性能

为研究电加热卷烟专用再造烟叶主要成分的释放性能,对干法、造纸法、稠浆法和辊压法再造烟叶进行了微观形貌分析,并利用管式炉加热装置对气溶胶捕集物（ACM）、烟碱、甘油和水分等主要组分进行分析,考察再造烟叶含水率、甘油质量分数和加热温度对释放量、释放率、捕集率和逐口释放稳定性等释放性能指标的影响。结果表明：(1)不同再造烟叶的微观结构和释放率差异较大。相比于其他再造烟叶,辊压法再造烟叶结构更为均匀、致密,主要组分的逐口释放稳定性更好。(2)再造烟叶含水率增大使烟碱和甘油最大释放量对应的抽吸口数序号后移,但对释放量的影响因原料类型不同而有所差异。(3)再造烟叶甘油质量分数升高能不同程度地促进气溶胶捕集物、甘油和水分的释放,对烟碱的影响因原料类型不同而有所差异。(4)在160～250℃范围内,加热温度越高,主要组分的释放率越高,但逐口稳定性越差。存在兼顾主要组分释放量、释放率和逐口释放稳定性的加热卷烟再造烟叶最佳加热温度范围。     

烟油型电子烟雾化温度特性的相似扩尺实验研究

  目的  提出一种采集烟油型电子烟实验参数的新方法。  方法  基于相似原理设计搭建电子烟扩尺实验台,采用由丙二醇（PG）和丙三醇（VG）组成的不同配比的烟油进行相似实验研究。根据各物理量间的相似准则关系,模型实验数据可换算得到原型电子烟的数据。  结果  （1）在相同加热功率及抽吸模式条件下,纯VG的电加热丝温升速率高于纯PG,加热丝温升速率随VG含量增大而增大。（2）雾化芯中加热丝的温升速率最高,加热丝与导油棉交界处的温升速率次之,棉中心位置最慢。（3）在三口连续抽吸实验中,每口抽吸过程中各温度测点的初始及最高温度会随抽吸口数呈整体抬升趋势。      

气相色谱法分析卷烟烟气中的醛类化合物

本文研究了采用毛细管气相色谱仪分析卷烟烟气中醛类化合物的方法。在标准条件下吸烟,使卷烟烟气通过装有2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生化试剂酸性溶液的捕集装置,烟气中的醛类化合物与DNPH反应,生成稳定的2,4-二硝基苯腙衍生物,经三氯甲烷萃取,并在氮气保护下浓缩后,采用配备氮-磷检测器(NPD)的毛细管气相色谱仪进行分析。本文评价了该方法测定卷烟烟气中甲醛、乙醛和丙烯醛的重复性及回收率,并采用内标法定量测定了9种牌号卷烟烟气中的甲醛、乙醛和丙烯醛的输送量以及卷烟滤嘴对甲醛的截滤效率。采用气/联用仪(GC/S)和标样加入法鉴定出卷烟烟气中的12种醛类化合物。该方法操作简便,重复性好,回收率高,适用于卷烟烟气中醛类化合物的分析。      

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。     

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...     

电子烟液中烟碱稳定性及其释放行为分析

对7种品牌市售电子烟及30种电子烟液,从烟液烟碱含量、单次充电最大抽吸口数、烟碱释放行为进行了分析比较,为深入研发电子烟产品提供数据参考。结果表明:①电子烟液常温放置半年,具有良好的稳定性;②电子烟液的实测值和盒标烟碱值差异较大;③不同品牌电子烟电池容量差异较大,可抽吸口数在50-420之间;④抽吸时烟弹中可释放烟液量和烟杆中电池电量对烟碱释放行为有明显影响。      

不同形态烟碱在电子烟气溶胶中的释放研究

  目的  研究游离烟碱、吸附烟碱、包合烟碱、不同比例烟碱和酒石酸调配物在电子烟气溶胶中释放规律。  方法  测定含有不同形态烟碱的电子烟烟液中烟碱含量及pH值变化,比较不同形态烟碱在电子烟气溶胶中释放情况及感官质量评价差异。  结果  相对于含游离烟碱的电子烟烟液对照,（1）添加环糊精修饰氧化石墨烯、氧化碳纳米管、羧甲基纤维素、羟丙基环糊精和酒石酸的处理,可测定烟碱浓度均有降低,酒石酸处理pH值降低,其余不变;（2）添加氧化碳纳米管的处理,气溶胶中烟碱释放稳定性降低;添加环糊精修饰氧化石墨烯、羟丙基环糊精、羧甲基纤维素和酒石酸的处理,烟碱释放稳定性较好;（3）添加羟丙基环糊精的处理,喉部冲击感降低,添加酒石酸的处理,烟碱气息较弱,喉部劲头和刺激明显降低。  结论  在含有游离烟碱的电子烟烟液中添加适量的羟丙基环糊精、羧甲基纤维素和酒石酸可以有效增加烟气气溶胶中烟碱释放的稳定性、提升电子烟的感官质量。      

两种抽吸模式下卷烟烟气有害成分释放量与滤嘴通风率的关系

为了解不同抽吸模式下卷烟烟气有害成分释放量与滤嘴通风率的关系,考察了ISO和加拿大卫生部深度(HCI)两种抽吸模式下主流烟气中烟碱及乙醛、丙烯醛、苯、苯并[a]芘、1,3-丁二烯、一氧化碳(CO)、甲醛、N-亚硝基降烟碱(NNN)、4-(N-甲基-N-亚硝氨基)-1-(3-吡啶基)-1-丁酮(NNK)、苯酚、巴豆醛、氢氰酸(HCN)和氨等13种有害成分的释放量与滤嘴通风率的相关关系,并进一步探讨了单位烟碱有害成分释放量与滤嘴通风率的相关性。结果表明:①在ISO抽吸模式下,除NNN、NNK外,其他有害成分的释放量与滤嘴通风率负相关;甲醛和巴豆醛的单位烟碱释放量与滤嘴通风率负相关,乙醛、CO、苯并[a]芘和氨的单位烟碱释放量与滤嘴通风正相关。②在HCI抽吸模式下,甲醛、巴豆醛、苯并[a]芘、苯酚和烟碱的释放量与滤嘴通风率负相关,HCN释放量与滤嘴通风率正相关,其余有害成分的释放量与滤嘴通风无显著相关性;乙醛、丙烯醛、巴豆醛、CO、HCN和氨的单位烟碱释放量与滤嘴通风率正相关。      

雾化器的重复使用对电子烟气溶胶中重金属释放量的影响

  目的  考察不同功率条件下雾化器重复使用时电子烟气溶胶中Ni、Cr、As、Pb及Cu的释放规律。  方法  选取功率可调型电子烟6种,重复使用雾化器,连续3天检测不同功率下每20口气溶胶中重金属的释放量,分析其时间序列图。  结果  （1）低功率下,雾化器的重复使用对气溶胶中重金属的释放量均无明显影响;（2）高功率下,Ni、Cr的释放量随雾化器日内使用次数的增多而降低,As、Pb、Cu影响不明显;（3）在相同条件下,Ni、Cr、As、Cu的释放量随功率升高而增大,但Pb的释放量不随功率而变化。