Kvantitativ undersøgelse af aldehydindhold i elektroniske cigaretter

(Phys.org)—Elektroniske cigaretter har haft deres andel af både kritikere og fortalere, siden de kom på markedet i 2004. Mange mennesker tror, ​​at de er sundere end cigaretter, men andre siger, at virkningerne af e-cigaretdampe stort set er ukendte. Medicinske organisationer har generelt taget en forsigtig tilgang og anbefaler ikke specifikt e-cigaretter til at stoppe med at ryge eller som et sundere alternativ til rygning.

Et problemområde er mængden af ​​aldehyder i e-cigaretrøg. Disse aldehyder er til stede i tobakscigaretter i større mængder end i e-cigaretter, men niveauerne i e-cigaretter kendes stadig ikke. Derudover mængden, der anses for at være farlig for kardiovaskulær sygdom (CVD), er et emne til debat. Nogle undersøgelser har vist, at selv små mængder af visse aldehyder kan føre til progression af CVD.

Forskere fra University of Louisvilles Tobacco Regulation and Addiction Center udførte kvantitative analyser af både ældre (første generation) og nyere model e-cigaretpatroner ved hjælp af en række forskellige smagsvarianter. De brugte en ny metode til at fange reaktive carbonyler, som derefter stabiliseres ved hjælp af en oximeringsreaktion. De fandt ud af, at nyere enheder producerede mere skadelige aldehyder end første generations e-cigaretter. Deres arbejde vises i ACS Omega .

E-cigaretter patroner indeholder batteridrevne spoler, der tjener til at opvarme og fordampe e-Liquid. Baseret på denne undersøgelse, mængden af ​​reaktive aldehyder i e-cigaretdampe skyldes i høj grad patronens batteristrøm. Jo højere batteristyrke, jo højere aldehydniveauer. Mens e-cigaret aerosoler indeholder aldehyder, der vides at bidrage til CVD, de nøjagtige niveauer er ikke blevet endeligt bestemt, hovedsagelig på grund af vanskelighederne forbundet med at fange og studere reaktive aldehyder.

Nye modeller, eller "næste generation, " e-cigaretter har en højere batteristyrke end ældre. Desuden, Ældre modeller har en fast batteriydelse (4,6 W), mens den næste generation har variabel effekt (9,1 W, 11,7 W, 14,7 W, 16,6 W). Forfatterne ønskede at se på denne næste generation af e-cigaretter for kvantitativt at bestemme aldehydniveauer samt afgøre, om e-Liquid-smag gør en forskel i aldehyddannelsen. For at gøre dette, de tog højde for dannelsen af ​​hemiacetaler fra aldehyder, noget, som tidligere undersøgelser ikke behandlede.

De aldehyder, der giver størst bekymring, er acetaldehyd, akrolein, og formaldehyd. Acrolein, i særdeleshed, har vist sig at fremme CVD, selv når en person er udsat for lave niveauer. Formaldehyd er også blevet forbundet med CVD i lave koncentrationer.

E-væsker består normalt af glycerin og propylenglycol sammen med et smagsadditiv. Glycerin, ved opvarmning, danner overvejende acrolein og formaldehyd, mens propylenglycol overvejende danner acetone og acetaldehyd. Visse smagstilsætningsstoffer har vist forbedret aldehyddannelse, såvel.

Ogunwale et al. brugte en mikroreaktorindfangningstilgang, som de tidligere havde udviklet for at få et præcist kig på aldehydniveauer i e-cigaretdamp. Denne metode anvender en 4-(2-aminooxyethyl)-morpholin-4-iumchlorid (AMAH) coating på en siliciumbase. Aldehyder reagerer selektivt med AMAH for at danne en oxim, som er mere stabil og lettere at studere end et aldehyd.

Aerosoler blev genereret ved hjælp af en cigaretrygende robot og blev opsamlet i Tedlar-poser. Robotten gav mulighed for kontrol over sugets varighed, sug volumen, og pustfrekvens. Aerosolerne strømmede gennem mikroreaktorerne fra poserne ved hjælp af en evakueringsproces og reagerede derefter med AMAH. AMAH-oximforbindelsen blev neutraliseret til dannelse af et AMA-addukt, der derefter blev undersøgt ved hjælp af gaskromatografi.

Både den første generation og næste generation af e-cigaretter producerede en vis mængde acetaldehyd, akrolein, og formaldehyd, men acealdehyd og formaldehyd var i højere koncentrationer end acrolein. Alle aldehyderne var til stede i lavere koncentrationer end hvad der findes i cigaretrøg ved brug af Health Canadas intense pusteregime. Især næste generation af e-cigaretter, som har en tank-type forstøver, produceret højere niveauer af aldehyder og acetone. Forfatterne tilskriver dette den højere batteriydelse.

For at forstå den pustende topologi, Ogunwale et al., brugte 60-ml sprøjter til manuelt at variere sugets varighed og volumen for mere præcist at replikere virkelighedens brug. Puffingsvarighed og den særlige smag bidrog til dannelsen af ​​reaktive aldehyder, selvom disse faktorer spillede en mindre rolle end batteriets output i mængden af ​​tilstedeværende aldehyder. Hvis sugevarigheden var omkring 4,0 sekunder/pust, flere aldehyder var til stede sammenlignet med kortere eller længere pust. Den gennemsnitlige bruger puster i 3,5 til 4,3 sekunder.

Endelig, Ogunwale et al. Brugt ¹ H NMR til at detektere og kvantificere tilstedeværelsen af ​​hemiacetaler dannet af aldehyder. De fandt ud af, at hemiacetaler ikke blev dannet i nogen af ​​de første generationers e-cigarettersmag, og de blev ikke dannet i tre af de testede næste generations smag. Kun én smag, der blev testet, dannede hemiacetaler inden for et batterioutput, der var inden for området for normal brug.

Denne undersøgelse giver værdifuld information om sikkerheden ved e-cigaretter. Generelt, jo højere batteriydelse, jo højere aldehydniveauer i dampen. Visse aldehyder, såsom akrolein, acetaldehyd, og formaldehyd, har vist sig at bidrage til CVD selv i lave niveauer. Alle de e-cigaretter, der blev testet i denne undersøgelse, havde en vis mængde af disse aldehyder til stede.

© 2017 Phys.org