吸着剤カートリッジを用いた二段階溶出法による第二世代電子タバコから発生する化合物の定量

Determination of Chemical Compounds Generated from Second-generation E-cigarettes Using a Sorbent Cartridge Followed by a Two-step Elution Method.

• Shigehisa Uchiyama
• Yui Senoo
• Hideki Hayashida
• Yohei Inaba
• Hideki Nakagome
• Naoki Kunugita

抄録

電子タバコ（電子タバコ）の煙を分析する方法を開発し、第二世代の電子タバコ10銘柄から発生するカルボニル化合物と揮発性有機化合物を測定した。電子タバコの煙は、ガラスフィルター（ケンブリッジフィルターパッド）を用いて粒子状物質を捕集し、カルボキシン572を充填した固体吸着管を用いてガス状化合物を捕集しました。これらを、二硫化炭素とメタノールを用いた二段階の溶出法を用いて分析し、その後、高速液体クロマトグラフィー（HPLC）とガスクロマトグラフィー質量分析法（GC/MS）を用いて分析した。ホルムアルデヒド(FA)、アセトアルデヒド(AA)、アセトン(AC)、アクロレイン(ACR)、プロパナール(PA)、アセトール(AT)、グリオキサール(GO)、メチルグリオキサール(MGO)がHPLCにより一部の電子タバコから検出された。GC/MSではプロピレングリコール(PG)、グリセロール(GLY)、一部のエステル類が検出された。GOとMGOは主に粒子状物質として存在しています。AA、AC、ACR、PA、ATは主にガス状化合物として存在します。FAは粒子状物質としてもガス状化合物としても存在します。これらのカルボニル化合物は、炭素数Ｃ１〜Ｃ３を有する。Ｅ液の主成分は、ＰＧ（Ｃ３）とＧＬＹ（Ｃ３）である。したがって、電子タバコの発熱体に偶発的に接触した際の電子タバコ中のＰＧやＧＬＹなどのリキッドの酸化がカルボニル発生の原因である可能性が示唆されている。パフ数が臨界点を超えると、カルボニルの発生は急速に増加し、その後は一定に保たれる。この研究の結果は現在、次の電子タバコの喫煙プロトコルを決定するために使用されています：パフ量、55 mL、パフ持続時間、2秒、パフ数、30。電子タバコの分析では、異なるブランドだけでなく、同じ製品の異なるサンプル間でもカルボニル濃度に非常に大きなばらつきがあることが明らかになりました。カルボニル濃度の典型的な分布は、テストした電子タバコのいずれかで観察されなかった、と平均値は大幅に中央値とは異なっていた。

We developed an analytical method for analyzing electronic cigarette (E-cigarette) smoke, and measured the carbonyl compounds and volatile organic compounds generated by 10 brands of second-generation E-cigarettes. A glass filter (Cambridge filter pad) for particulate matter and a solid sorbent tube packed with Carboxen-572 for gaseous compounds were used to collect E-cigarette smoke. These were then analyzed using a two-step elution method with carbon disulfide and methanol, followed by high-performance liquid chromatography (HPLC) and gas chromatography mass spectrometry (GC/MS). Formaldehyde (FA), acetaldehyde (AA), acetone (AC), acrolein (ACR), propanal (PA), acetol (AT), glyoxal (GO), and methyl glyoxal (MGO) were detected by HPLC in some E-cigarettes. Propylene glycol (PG), glycerol (GLY), and some esters were detected by GC/MS. GO and MGO exist mainly as particulate matter. AA, AC, ACR, PA, and AT exist mainly as gaseous compounds. FA exists as both particulate matter and gaseous compounds. These carbonyl compounds have carbon numbers C1 - C3. The main components of E-liquid are PG (C3) and GLY (C3). Therefore, the oxidation of liquids, such as PG and GLY in E-cigarettes upon incidental contact with the heating element in E-cigarette, is suggested as being a possible cause for carbonyl generation. When the puff number exceeds a critical point, carbonyl generation rapidly increases and then remains constant. The results of this study are now being used to determine the following E-cigarette smoking protocol: puff volume, 55 mL; puff duration, 2 s; and puff number, 30. E-cigarette analysis revealed very large variation in carbonyl concentration among not only different brands, but also different samples of the same product. Typical distributions of carbonyl concentration were not observed in any of the E-cigarettes tested, and the mean values greatly differed from median values.