電子タバコにおける成分分析の手法の開発に関する研究

資料２
電子タバコにおける成分分析の手法の
開発に関する研究
１）成分分析の結果
国立保健医療科学院
生活環境研究部
欅田尚樹
自動喫煙装置による紙巻きタバコ主流煙の捕集法
日本
捕集前
カナダ
捕集後
粒子成分
喫煙法
吸煙量吸煙時間吸煙間隔通気孔の閉鎖
ISO
35 mL
2秒
60 秒
0%
HCI
55 mL
2秒
30 秒
100%
電子タバコ煙の捕集
Cambridge filter pad
Electric cigarette
Switch
CX-572 cartridge
30°
Smoking machine
Puff duration: 2s
Puff interval: 30s
電子タバコから発生する煙（エアロゾル）の捕集は，粒子状物質とガス状物質に分けて
分析を行った。
電子タバコ煙の粒子状物質をCambridge filter padで捕集した後，CX-572カーリッ
ジでガス状物質を捕集した。
電子タバコ煙の捕集
Cambridge filter pad
Electric cigarette
Switch
CX-572 cartridge
電子タバコ煙中化学物質の分析
Collection of main-stream cigarette smoke with
CX-572 cartridge and Cambridge filter pad
Cambridge filter pad
CX-572 cartridge
Weigh filter pad for
measuring tar
Elute with 1 mL CS2
and 4mL MeOH
Elute with 10 mL
CS2 / MeOH
電子タバコ煙を粒子状成分とガス
状成分に分けて捕集。
粒子状成分をケンブリッジフィル
ターで捕集、ガス状成分を CX572で固体捕集。
左記により化学分析
Transfer 1.0 mL to
5 mL flask
Transfer 1 mL to a
autosampler vial
Add 200μL of DNPH
sol. and diluted to 5mL
Add 10μL of 5mg/mL
benzen-d6 solution
HPLC
Carbonyl compounds
GC/MS
VOC
電子タバコ煙中に存在したカルボニル類
absorbance at 360nm
0.2
DNPH
Particulate
FA
GO MGO
0.1
0
0
absorbance at 360nm
0.8
DNPH
10
20
time, min
30
FA
AA
Gaseous
ACR
AC PA
0.4
GO MGO
0
0
10
20
time, min
30
FA: formaldehyde
AA: acetaldehyde
AC: acetone
ACR: acrolein
PA: propanal
GO: glyoxal
MGO: methylglyoxal
電子タバコ液の酸化反応によるカルボニル類の産生
H
OH
H2C
C
O
H
O
H3C
OH
H2C
H
O
H2C
formaldehyde
OH
glycerol
H3C
O
acetaldehyde
CH2
OH
CH OH
H
C
methylglyoxal
propylene glycol
O
C
C
CH
H3C
O
HC
O
C
O
H
acrolein
プロピレン・グリコール

ホルムアルデヒド，アセトアルデヒド，メチルグリオキサール
グリセロール

ホルムアルデヒド，アクロレイン，グリオキサール，メチルグリオキサール
吸煙条件（吸煙間隔、回数）によるカルボニル化合物発生量の変化
120
120
120
15s interval
90
AA
ACR
60
30
90
FA
AA
ACR
60
30
0
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
puff number
3
5
7
1
AA
ACR
900
600
300
30s interval
1500
cumulative amount, μg
FA
1200
FA
1200
AA
ACR
900
600
300
0
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
puff number
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
puff number
60s interval
1500
FA
1200
AA
ACR
900
600
300
0
1
3
1800
cumulative amount, μg
15s interval
ACR
60
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
puff number
1800
1500
AA
0
1
1800
FA
30
0
1
cumulative amount, μg
60s interval
amount, μg
FA
amount, μg
amount, μg
90
30s interval
0
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
puff number
1
3
5
7
9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29
puff number
最初発生しないものでも、１０数puff目以降で、急激に発生量が増加するものがある
発生量評価のための、捕集方法の確立が必要３０puffを１クールとして捕集へ
1
10
2
3
1
吸煙条件（電圧）によるカルボニル化合物発生量の変化
0
4
5
6
7
8
9
3 3
2 2
55
66
77
88
99
測定回数
測定回数
2005
33
FA
22
33
44
2
300
00
55
66
7 7
8 8
11
9 9 1010
22
33
44
測定回数
測定回数
6
5
55
66
200
測定回数
測定回数
200
FA
AA
ACR
GO
MGO
4
3
3
150
発生量, mg
carbonyls, mg
00
11
3
50
1
ACR
mist
11
400
100
AA
9
FA
AA
ACR
GO
MGO
smoke mist, mg
22
77
100
100
2
0
1
3.0
3.5
4.0
voltage, V
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
9 9 10 10
FA
AA
ACR
GO
MGO
3
2
11
22
33
44
55
6 6
7 7
測定回数
測定回数
8 8 9 9 10 10
200
4
150
発生量, mg
発生量, mg
発生量, mg
発生量, mg
12
8 8
00
150
市販の電子タバコは、アトマイザーと電
100
源部の組み合わせを自由に取り替え、
パーソナライズすることが可能。
50
銘柄Dのアトマイザー（元々は3.66V電
0
源が付属）に、印加電圧変更可能な電
8 8 9 9 1010
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
測定回数
源部を接続して、カルボニル発生量
（mg/30puff)を観察。
4V超で電圧とともにカルボニル類の
発生増加。
発生量, mg
FAFA
AAAA
ACR
ACR
GO
GO
MGO
MGO
44
7 7
4.8 V
測定回数
測定回数
測定回数
55
66
4
150
0 0
1 1 22 2 33 3 44 4 55 5 66 6 7 7 7 8 8 8 9 9 91010 10
1010
55
50
1
50
1 1
11
44
44
100
100
22
発生量, mg
FA FA
AA AA
ACR
ACR
GOGO
MGO
MGO
4.0 V
4 4
150
発生量, mg
発生量, mg
発生量, mg
発生量, mg
発生量, mg
33
33
33
2005
発生量, mg
発生量, mg
FAFA
AAAA
ACR
ACR
GO
GO
MGO
MGO
3.2 V
22
22
測定回数
測定回数
2005 5
00
11
11
測定回数
測定回数
測定回数
44
00
0 0
1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10
10
55
10
10
1 1
1
0
50
4.5
5.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
測定対象とした電子タバコの特徴
A
apple flavor
Voltage
(v)
4.82
B
apple flavor
3.70
2.6
C
apple flavor
3.97
2.0
D
apple flavor
3.66
2.5
E
specific flavor
3.77
2.8
F
cola flavor
5.12
2.3
G
apple flavor
5.12
2.1
H
apple flavor
3.93
1.6
I
apple flavor
4.85
1.6
J
apple flavor
4.22
1.9
Bland
Liquid
Resistance
(Ω)
2.2
８銘柄，各５製品のカルボニル類の発生量（30puff捕集当り）の相違：【銘柄C】
2500
1600
500
formaldehyde
2nd
3rd
amount, μg
1500
1000
1st
1200
amount, μg
1st
2nd
acrolein
400
3rd
amount, μg
2000
acetaldehyde
800
400
500
0
2
3
4
Product number
5
2nd
3rd
300
200
100
0
1
1st
0
1
2
3
4
Product number
5
1
2
3
4
Product number
5
1000
glyoxal
2nd
3rd
600
400
200
1st
800
2nd
3rd
600
400
2
3
4
Product number
5
1st
1000
2nd
3rd
800
600
200
0
1
smoke mist
400
200
0
1200
amount, mg
1st
amount, μg
amount, μg
800
methylglyoxal
1000
0
1
2
3
4
Product number
5
1
2
3
4
Product number
・各銘柄について、5ロットを購入
・各ロットについて3回ずつ捕集測定
・捕集は2〜3日、間隔を空けて実施・吸煙法はHCI法
・30puff当りの発生量として評価
5
８銘柄，各５製品のカルボニル類の発生量（30puff捕集当り）の相違
3rd
amount, μg
50
1st
150
2nd
3rd
100
80
グリオキサールメチルグリオキサール煙（蒸気）発生量
1st
60
50
2nd
1000
Ⅱ-B_glyoxal
3rd
40
1st
60
20
2nd
Ⅱ-B_methylglyoxal
100
3rd
40
1st
80
amount, μg
2nd
アクロレイン
Ⅱ-B_acrolein
amount, μg
1st
100
80
Ⅱ-B_acetaldehyde
2nd
Ⅱ-B_smoke mist
800
3rd
amount, mg
200
Ⅱ-B_formaldehyde
amount, μg
B
ホルムアルデヒドアセトアルデヒド
150
amount, μg
銘柄
60
40
20
2
1500
1000
1st
0
3
4
Product number
800
5
2
1st
2nd
Ⅱ-C_glyoxal
800
3rd
300
200
5
5
1st
2nd
600
400
3
4
Product number
5
2nd
300
300
5
1st
2nd
Ⅱ-C_methylglyoxal
1st
2
3
4
Product number
400
5
1st
2nd
2
3
4
Product number
1st
1st
300
200
2nd
1st
200
2nd
200
3rd
50
0
0
4
5
0
1
200
2
100
1st
150
2nd
2
3
Product No.
4
5
2
3
Product No.
4
1st
150
50
2nd
0
100
3
Product No.
4
5
2
3
Product No.
4
100
3
Product No.
4
1st
150
2nd
100
3
Product No.
1st
150
2nd
100
4
5
1st
2nd
100
2
3
Product No.
4
5
1st
2nd
200
100
50
1st
150
2nd
100
2
3
Product No.
4
5
1st
150
2nd
100
2
3
Product No.
4
5
2
3
Product No.
4
2
3
Product No.
4
5
5
3rd
1
2
3
Product No.
2nd
Ⅱ-G_mist
3rd
1st
2nd
3rd
200
100
3
Product No.
4
5
1
2
3
Product No.
4
5
2nd
Ⅱ-H_mist
300
3rd
1st
2nd
3rd
200
100
0
1
2
3
Product No.
4
5
1
2
3
Product No.
4
5
4
5
200
1st
150
2nd
Ⅱ-I_methylglyoxal
3rd
100
1st
150
2nd
100
2
3
Product No.
4
5
1st
2nd
3rd
200
100
0
1
Ⅱ-I_mist
300
3rd
50
0
1
2nd
400
5
100
5
50
0
1
4
1st
Ⅱ-I_glyoxal
3rd
50
0
1
1
Ⅱ-I_acrolein
3rd
50
0
5
amount, μg
100
4
1st
0
2
150
200
Ⅱ-I_acetaldehyde
3rd
amount, μg
2nd
amount, μg
1st
3
Product No.
200
Ⅱ-I_formaldehyde
150
2
4
Ⅱ-F_mist
600
3rd
Ⅱ-H_methylglyoxal
3rd
amount, μg
200
1
3
Product No.
1st
Ⅱ-H_glyoxal
150
0
5
5
300
1
50
4
2
200
0
3
Product No.
1
0
1
50
2
4
100
50
0
1
2nd
100
50
5
3
Product No.
3rd
0
2
150
0
4
2nd
Ⅱ-G_methylglyoxal
3rd
50
3
Product No.
1st
200
1
0
2
5
150
5
100
50
1
4
1st
Ⅱ-G_glyoxal
3rd
3
4
Product number
0
3
Product No.
200
150
5
2
Ⅱ-E_mist
50
2
0
2
Ⅱ-H_acrolein
3rd
100
150
200
Ⅱ-H_acetaldehyde
3rd
amount, μg
2nd
3rd
0
2
200
3rd
Ⅱ-F_methylglyoxal
2nd
50
1
2nd
50
1
3rd
100
5
amount, μg
1st
2nd
1st
1
200
1st
1
250
150
5
100
5
200
Ⅱ-H_formaldehyde
150
4
0
1
200
4
1st
150
50
0
2
200
3
Product No.
150
50
1
2
100
5
Ⅱ-E_methylglyoxal
Ⅱ-F_glyoxal
3rd
3rd
200
Ⅱ-G_acrolein
3rd
3
Product No.
0
1
amount, μg
100
2nd
3
4
Product number
0
2
50
Ⅱ-G_acetaldehyde
3rd
amount, μg
2nd
200
3rd
2
50
1
200
Ⅱ-G_formaldehyde
1st
1st
100
5
200
150
2nd
100
5
0
1
200
4
50
0
1
3
Product No.
150
50
0
1st
150
Ⅱ-F_acrolein
3rd
100
Ⅱ-E_glyoxal
200
Ⅱ-F_acetaldehyde
3rd
amount, μg
amount, μg
2nd
2
2nd
150
0
1
250
0
1
amount, μg
1st
50
amount, μg
5
200
Ⅱ-F_formaldehyde
amount, μg
4
200
150
amount, μg
3
Product No.
amount, μg
3
Product No.
amount, μg
2
5
50
amount, μg
1
3
4
Product number
amount, mg
1st
100
2
amount, mg
1
250
Ⅱ-E_acrolein
150
200
5
amount, mg
3rd
3
4
Product number
5
Ⅱ-D_mist
200
amount, mg
2nd
400
2
3
4
Product number
3rd
400
amount, mg
amount, μg
1
200
amount, mg
1st
200
5
Ⅱ-E_acetaldehyde
3rd
400
3
4
Product number
amount, μg
2nd
2
2
50
amount, μg
1
600
3rd
400
1
0
amount, μg
5
Ⅱ-E_formaldehyde
1st
amount, μg
3
4
Product number
2nd
800
5
Ⅱ-D_methylglyoxal
3rd
0
amount, mg
2
amount, μg
1
0
5
0
1
100
0
3
4
Product number
Ⅱ-C_smoke mist
3rd
600
Ⅱ-D_glyoxal
200
1200
2
600
400
3rd
2nd
1
0
1
Ⅱ-D_acrolein
3rd
400
200
0
2
amount, μg
1st
3
4
Product number
800
200
1
Ⅱ-D_acetaldehyde
600
2
1000
3rd
3rd
0
1
100
600
I
Ⅱ-C_acrolein
amount, μg
300
3
4
Product number
500
3rd
amount, μg
amount, μg
2nd
600
0
H
3
4
Product number
2
1000
0
1
0
1
900
1st
G
5
100
Ⅱ-D_formaldehyde
F
3
4
Product number
400
3rd
0
2
900
E
2nd
400
500
1
2
Ⅱ-C_acetaldehyde
1200
amount, μg
3rd
amount, μg
2nd
amount, μg
1st
0
1
500
Ⅱ-C_formaldehyde
D
5
1600
2000
C
3
4
Product number
amount, mg
2500
0
1
amount, μg
5
amount, μg
3
4
Product number
amount, μg
2
amount, mg
0
1
2nd
200
20
0
1st
600
0
1
2
3
Product No.
4
5
1
2
3
Product No.
各種の電子タバコから発生したカルボニル化合物（μg/10puff）
Product
B
voltage Smoke FA
AA
AC
ACR
PA
BA
GO
MGO T-Carb
(mg/10puff
(μg/10puff) (μg/10puff) (μg/10puff) (μg/10puff) (μg/10puff) (μg/10puff) (μg/10puff) (μg/10puff) (μg/10puff)
V
)
150
7.4
8.9
3.1
2.1
1.4
1.0
2.9
13
40
3.70
41 - 300
130
0.7 - 45
1.5 - 61
0.6 -2 0
n.d. - 20
100
52
5.6
16
C
3.97
D
3.66
E
3.77
F
5.12
58 - 190
G
5.12
63
55 - 70
H
3.93
73
3.3
46 - 84
1.3 - 5.0
I
4.85
69
3.2
40 - 91
1.1 - 2.1
J
4.22
110
1.9
3R4F
44 - 400
n.d. - 21 n.d. - 9.4
5.2
2.3 - 790 n.d. - 520 n.d. - 52 n.d. - 150 n.d. - 32
1.5
n.d. - 12
43
120
73
13
24
18
7.3
30 - 58
6.3 - 290
2.8 - 210
n.d. - 60
n.d. - 99
0.5 - 89
n.d. - 44
49
56
15
20
1.2
44
29 - 63
110
65 - 160
6.3 - 126 n.d. - 180 n.d. - 64
n.d.
15
n.d. - 52
n.d. - 76 n.d. - 5.7
n.d. - 22
0.6 - 34
5.3 - 230
37
57
280
0.5 - 290 4.4 - 330 12 - 2100
43
11
36
200
10 - 78
24 - 610
6.5
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
2.7
1.4
n.d. - 12
n.d. - 4
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
1.8
1.8
1.5
1.0 - 2.1
0.5 - 3.2
n.d.
n.d.
n.d.
1.6
1.4
1.9
n.d. - 2.9 n.d. - 3.8
76
1600
3.9 - 10
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
n.d.
600
160
120
72
n.a.
n.d. - 3.2 n.d. - 2.2
350
20 - 950
3 - 27
n.d.
0.5 - 4.4
58
1.6 - 120 5.0 - 150
n.d.
9.8
6.9-13
14
20
2 - 23
6 - 40
5.1
13
2.7 - 6.2
7.0 - 19
6.2
12
3.2 - 8.8
8.0 - 16
3.8
8.6
1.5 – 5.9
2.6 - 13
n.a.
2800
３０puff捕集の濃度を、１０puffあたりに換算した濃度。上段：平均濃度, 下段: 濃度レンジ
FA: ホルムアルデヒド
AA: アセトアルデヒド AC:アセトン
ACR:アクロレイン
PA: プロパナール
BA: ブタナール
GO:グリオキサール MGO:メチルグリオキサール
蒲生委員のリスク評価の基礎資料
ホルムアルデヒドとは？
• 用途：尿素樹脂、接着剤、消毒薬、保存剤等（ホルマリン溶液）
• 刺激性とともに、感作作用を有する（接触皮膚炎、光過敏性皮
膚炎、喘息）
• 国際がん研究機関IARC分類:Group2A(ヒトに対しておそらく発が
ん性がある)2004年Group1 (ヒトに対して発がん性がある)
• 鼻咽頭が
んのほか、白血病を起こす強い証拠
• 刺激性を認めないレベル以下では悪性腫瘍の増加を認めない
• 厚生労働省・シックハウス検討会・室内濃度指針値(1997)：
100μg/m3 （0.08ppm）---ヒト吸入暴露における鼻咽頭粘膜への
刺激
アセトアルデヒドとは？
• 用途・発生源：酢酸エチル等の製造原料、防腐剤、食品添加物、
タバコ煙、エタノールの生体内代謝物（二日酔いの原因）
• 国際がん研究機関IARC分類:Group2B(ヒトに対する発がん性が
疑われる)
• 厚生労働省・シックハウス検討会・室内濃度指針値(2002)：
48μg/m3 （0.03ppm）---ラットの経気道暴露における鼻腔嗅覚上
皮への影響
• アクロレイン：不飽和アルデヒドの一種
– メチオニン (医薬品や飼料の原料) の合成原料、グルタルアルデヒド等の
合成原料
– タバコ煙、食用油の油脂の酸化（油酔い）
– 反応性が強く、刺激性を有する
• グリオキサール, メチルグリオキサール
– 皮膚・粘膜の刺激作用，感作作用
– 紙巻きタバコ煙には、ほとんど含まれておらず、電子タバコ特有
国内市販リキッド中のニコチン濃度
20,000
18,000
16,000
ニコチン（ ng/mL）
14,000
12,000
10,000
8,000
6,000
4,000
2010年国民生活センター
がニコチン含有を発表時
の下限値：1000 ng/ml
0
A1
A3
A5
A7
A9
A11
A13
A15
A17
A19
A21
A23
B25
B27
B29
B31
B33
B35
C37
C39
C41
C43
C45
C47
C49
C51
C53
D55
D57
D59
D61
D63
D65
D67
D69
E71
E73
E75
E77
E79
F81
F83
F85
F87
F89
F91
F93
G95
G97
G99
G101
G103
2,000
国内で流通する103製品についてニコチン分析を行ったところ，定量下限値以上（100 ng/mL）
の充填液は48製品となり，ほぼ半数の製品にニコチンが含有。また，2010年に国民生活セン
ターが発表したニコチン下限値1000 ng/mL以上の充填液は8製品であった。
製造Lot番号が異なる電子タバコ充填液の
ニコチン分析
製造番号の異なる電子タバコ充填液中ニコチン量には，大きな変動は確認されな
かった。 限られたLotにおける偶発的な混入ではない可能性。

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