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。      

应用gpt delta转基因小鼠模型评价电子烟气溶胶的遗传毒性

为评价电子烟气溶胶的遗传毒性,采用gpt delta转基因小鼠模型,以外周血网织红细胞为材料,通过微核试验检测电子烟气溶胶造成的染色体损伤作用,Pig-a基因突变试验检测电子烟气溶胶的致突变作用;以肺组织为材料,通过实时荧光定量PCR检测电子烟气溶胶对mmu-miR-34a、mmu-let-7a、Akt1、Il-6和Tnf-a基因表达的影响。结果表明:与对照组相比,电子烟气溶胶低、高剂量组和3R4F参比卷烟烟气低、高剂量组的微核率、Pig-a基因突变频率和网织红细胞百分比(RET%)差异均无统计学意义(P0.05)。电子烟气溶胶低、高剂量组中mmu-miR-34a、Il-6和Tnf-a的表达均显著降低(P0.05),电子烟气溶胶高剂量组中mmu-let-7a的表达升高(P0.05)。3R4F参比卷烟烟气高剂量组中mmu-miR-34a、mmu-let-7a和Tnf-a的表达均显著降低(P0.05)。未检出电子烟气溶胶对gpt delta转基因小鼠有显著遗传毒性,但发现电子烟气溶胶显著影响DNA损伤和炎症相关基因的mRNA表达。     

基于人体吸入和呼出烟气气溶胶粒径分布的气溶胶呼吸道沉降研究

为了考察烟气气溶胶在人体呼吸道的沉降特征,采用吸烟循环模拟机-快速粒径谱仪(SCS-DMS),基于志愿者实际抽吸曲线,对人体抽吸卷烟、加热卷烟和电子烟的吸入和呼出烟气气溶胶粒径分布进行在线表征,并采用多路径粒子剂量模型(MPPD),模拟研究了3类烟草制品的烟气气溶胶在人体呼吸道的沉降情况。结果表明:①在志愿者吸入和呼出过程中,卷烟、加热卷烟和电子烟烟气气溶胶的粒径增长因子分别为1.25~1.40、1.52~2.03和1.44~2.43。②不同类型样品的烟气气溶胶在呼吸道各部位的沉降系数为卷烟＜加热卷烟＜电子烟。③3类样品的烟气气溶胶在人体呼吸道不同部位的沉降系数均为口腔 < 气管支气管 < 肺部。④在右下肺叶的沉降系数相对较高,在肺部的最大沉降系数出现在第19~22级气管。      

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。      

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。     

不同单料烟叶主流烟气气溶胶粒度分布差异

为考察不同产地单料烟叶主流烟气气溶胶粒度分布差异以及16种多环芳烃的粒径分布规律, 制备了20种不同产地单料烟叶的卷烟和3种不同膨胀梗丝掺配比例的卷烟, 利用单孔道吸烟机和测量范围在0.007～9.970 μm的电子低压撞击器对样品主流烟气气溶胶粒子质量和数量进行了测量。结果表明: 1不仅不同国家单料烟叶主流烟气气溶胶粒度分布有差异, 而且国内不同产地单料烟叶主流烟气气溶胶粒度分布也存在显著差异; 国内烟叶的粒子质量和数量总体比国外的偏大; 烟叶的化学成分和物理结构等因素导致其燃烧特性不一致可能产生了气溶胶粒度分布差异; 2同一产地不同品种烟叶主流烟气气溶胶粒度分布是有差异的。在选取的三个品种中红大品种的粒子质量和数量均最大, 云85/87品种的粒子质量和数量均最小; 3不同部位烟叶主流烟气气溶胶粒度分布是有差异的, 不同产地烟叶部位的气溶胶粒度分布规律并不完全一致; 4烟丝中掺配膨胀梗丝的比例对主流烟气气溶胶粒度分布产生一定的影响。当膨胀梗丝的比例增加时, 气溶胶粒子的质量降低; 粒子数量呈先增加后降低的趋势; 5不同产地的单料烟叶主流烟气中PAHs质量的粒径分布规律相似, 粒径分布呈现单峰分布, 在0.4829μm粒径段含量最高; 分子量较低的3～4环化合物占PAHs总量比例超过80%。      

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。     

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。      

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&#215;109～2.21&#215;109个/cm3之间,而相应每支烟的总粒子数介于2.29&#215;1011～3.88&#215;1011个粒子。     

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。      

电子烟安全性研究进展

近年来，电子烟用户群体逐渐增加，电子烟安全性受到广泛关注。为了描述电子烟的安全性研究结果，文章结合部分电子烟对吸烟者抽吸行为的影响研究，从电子烟器具、电子烟气溶胶、电子烟烟液中香原料及电子烟对人体健康安全性等角度，综述了近几年国内外研究者在电子烟安全性方面的研究进展。需进一步研究电子烟材料物质向气溶胶中的转移规律，分析不同添加物加热雾化后对人体健康的影响以及电子烟对抽吸者抽吸行为的深远影响。建议国内针对电子烟产品制定统一高效的标准及严格的监管措施。     

卷烟烟气气溶胶颗粒实时观测分析

利用大气采样器、光学显微镜、CCD数码相机及图像处理系统设计了一套烟气气溶胶颗粒观测分析系统,分析了观测系统和图像处理及统计分析系统方法的可靠性,实现了烟气气溶胶颗粒的实时观测及其统计分析。试验结果表明,主流烟气气溶胶颗粒平均粒径为0.8~1.0μm之间,颗粒密度在1.6×107~2.9×107个/cm3之间,烟气气溶胶颗粒大小一定程度上与滤嘴的材料、长度、烟支长度等因素有关。此研究工作对卷烟降焦有指导意义。      

电子烟抽吸模式和参数对烟气总粒相物传输量的影响

为探索不同抽吸参数下电子烟烟气总粒相物(TPM)传输量的变化,考察了ISO和加拿大卫生部深度抽吸(HCI)2种抽吸模式、3种抽吸曲线、2~5 s抽吸时间和1~100口抽吸口数对电子烟主流烟气中TPM传输量的影响。结果表明:1抽吸时间和电子烟TPM的产生速率是影响电子烟传输量的主要因素,其他抽吸参数对电子烟烟气传输量影响的程度较小。2较高的抽吸气流速率易使电子烟电热丝的工作温度低于烟液中主要溶剂之一——甘油的沸点,从而降低烟气传输量。3单口电子烟烟气TPM随抽吸口数序号的增大而明显递减。电子烟应以3~4 s抽吸持续时间、矩形抽吸曲线、55 m L抽吸容量及缓慢平稳的抽吸方式收集抽吸1~30口的TPM进行烟气分析。     

卷烟烟支化学成分的因子分析

采用因子分析和关联度分析法,研究了烟支化学成分与烟气化学成分(总粒相物、烟气烟碱、焦油和一氧化碳)的关系.结果表明,将总糖、总氮、总碱、还原糖、氯、钾、蛋白质7种烟支化学成分划分为有意义的糖因子、氮因子、碱因子和钾因子,其中碱因子和钾因子是对烟气化学成分影响较大的两个潜在因子,该4因子模型解释了试验数据总方差的98.64%.     

电子烟气溶胶中玻璃纤维的测定

为考察电子烟气溶胶中玻璃纤维的结构状态和释放趋势,建立了电子烟气溶胶中玻璃纤维的定性定量分析方法,通过电子显微镜对气溶胶中玻璃纤维进行定性观察,采用电感耦合等离子体质谱仪(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry,ICP-MS,ICP-MS)定量测定气溶胶中玻璃纤维(以SiO2计)的释放量。按照CORESTA推荐的电子烟抽吸模式抽吸电子烟,通过每轮抽吸30口(连续抽吸4轮,共120口),测定每轮样品的SiO2释放量,比较分析4轮样品之间的玻璃纤维释放量差异。结果表明:①定性方法操作简单,采用该方法易于鉴别玻璃纤维,且结果准确度高;定量方法灵敏度高,准确性和重复性较好。②15种电子烟气溶胶中均有玻璃纤维,其直径分布在7.6~28.3μm之间,长度差别较大,从几何尺寸和物理形态可以推测其为人造玻璃纤维。③电子烟气溶胶中玻璃纤维的释放量为47~432μg/200口。④玻璃纤维的释放量与抽吸口数无关,玻璃纤维的释放呈现无规律、随机的特点。     

电子烟电池倍率放电特性及对气溶胶释放行为影响分析

  目的  为研究电池质量现状及分析其对气溶胶释放行为影响。  方法  选取38种小功率电子烟,对电池进行倍率放电性能测试和对电子烟进行抽吸测试。  结果  （1）电子烟电池的倍率放电性能参差不齐,只有52.0%的烟弹式电子烟用电池经过400次倍率放电后容量保持率在80%以上,38.5%的一次性电子烟用电池无法正常倍率放电,测试过程中还出现了电池漏液、鼓包等异常情况;（2）1.2 A倍率放电特性能真实地反应电池的实际工作能力,决定一次性电子烟的抽吸口数,电池在实际工作中对气溶胶的释放量和气溶胶逐口释放稳定性影响不容忽视。  结论  需重视电子烟产品质量及其核心部件质量安全,尽早规范电子烟行业发展。      

加热卷烟气溶胶化学成分分析研究进展

加热卷烟气溶胶是烟草材料在低温加热后形成的悬浮液滴, 由于没有燃烧行为, 导致加热卷烟气溶胶的物理、化学性质与传统卷烟烟气存在较大的差异, 因此研究传统卷烟烟气的方法不能直接用于加热卷烟气溶胶研究。鉴于此, 本文结合近几年加热卷烟气溶胶研究工作文献, 归纳总结了目前加热卷烟气溶胶化学成分分析常用的抽吸模式、捕集方法和分析检测技术, 为建立更加精准高效的加热卷烟气溶胶检测和质量控制提供参考。      

电子烟产品的定量风险评估方法

随着电子烟在全球市场的不断发展和商业化,其健康风险受到越来越多的关注。与传统卷烟烟气相比,电子烟气溶胶可能降低有害和潜在有害成分（HPHCs）的释放。定量风险评估（QRA）结合化学和生物学数据,是一种科学的、基于证据的毒理学过程,可用于评估因接触风险物质而可能产生的健康风险,目前已被广泛应用于国内外烟草制品的上市决策中。为建立一种定量风险比较评估模型用于预测电子烟与传统卷烟的相对吸入风险,作为非临床证据权重的一部分以支持新产品的研发与创新,选用一款换弹封闭式电子烟（海外版）,分别测定了标准和深度抽吸条件下产生的气溶胶中HPHCs和目标组分的释放量,与文献报道的1R6F参比卷烟主流烟气产生的HPHCs和目标组分的释放量进行比较。应用权威监管机构的毒性参考值（如参考质量浓度和吸入单位风险）确定了HPHCs和目标组分致癌和非致癌的健康指导值。采用中国消费者特有的传统卷烟暴露参数以及人类健康风险评估的标准默认暴露参数,估算“典型”和“重度”两种模拟暴露场景下消费者的暴露质量浓度。最后结合剂量-反应评估和暴露评估结果,预测消费者使用电子烟与传统卷烟可能引起的致癌和非致癌吸入风险。结果显示,使用被...     

基于DE_BPANN的单料烟烟气指标预测方法

为了分析和挖掘单料烟的化学成分和烟气指标之间的关系,采用基于差分进化的人工神经网络用于预测单料烟的烟气指标。建立了单隐层的人工神经网络,并针对基于误差反向传播的人工神经网络的缺陷,将差分进化算法应用于神经网络的训练过程。该预测方法的主要思想是结合了人工神经网络的局部搜索能力和差分进化的全局搜索能力。通过采用某烟草公司的单料烟烟叶、烟气数据,将单料烟的7种常规化学成分作为预测模型的输入变量,将主流烟气中的焦油、烟气烟碱和CO作为预测模型的输出变量,建立了人工神经网络预测模型。实验结果表明:焦油、烟气烟碱和CO的预测均方差达到了较好水平,与传统神经网络相比,分别提高了27%,10%和26%,表明该方法的预测准确度更高。     

基于气溶胶粒径分布测定电子烟烟雾量

开发了一种基于气溶胶粒径分布测定电子烟烟雾量的方法,该方法包括以下步骤:(1)测定步骤:采用吸烟循环模拟机(SCS)-快速粒径谱仪(DMS500)抽吸电子烟,测定产生的烟雾中的气溶胶颗粒粒径分布和数目;并测定气溶胶体积流量C和检测时间t;(2)计算方法:由气溶胶颗粒粒径分布和数目划分出气溶胶颗粒物各分级直径d_i并计算出各d_i对应的气溶胶颗粒物的平均数浓度n,并推导出计算公式W=28∑i=1(1/6πd_i~3×ρ_0×10~(-18)×n×∫_t_0~t_1cdt);(3)评价比较:按照此计算公式对产生的烟雾量进行计算。依据所建立的方法对市售的10种电子烟的烟雾量进行了评价比较。结果表明该方法可对电子烟烟雾量进行实时的客观评价,避免目前感官评价方法因个体视觉差异引起的误差。