ポッド型電子タバコからのエアロゾル中の有害金属含有粒子

Toxic Metal-Containing Particles in Aerosols from Pod-Type Electronic Cigarettes.

• R Steven Pappas
• Naudia Gray
• Mary Halstead
• Liza Valentin-Blasini
• Clifford Watson

抄録

電子タバコ（電子ニコチン送達システムまたはENDS）の人気は、過去10年間で急速に成長しています。ENDSの継続的な進化、および市場での新しい交換可能なポッドデバイスの到着と、それはユーザーへの潜在的な健康リスクを決定するのに役立つように、その排出量を調べるのが賢明です。それぞれの製品でフレーバーリキッドを提供している３社のポッドベースのデバイスのエアロゾル中の金属含有粒子を調査しました。これまでのENDSの金属排出に関する研究では、エアロゾル中の総有毒金属濃度に焦点を当てており、主な発生源は液体と接触している内部の酸化された金属成分であることが示唆されています。ほとんどの金属酸化物は溶解度が限られており、ＥＮＤＳエアロゾル中の金属含有量の一部は溶解形態ではなく粒子として存在している可能性があります。吸入した金属酸化物粒子が肺炎を引き起こすため、ＥＮＤＳエアロゾル中の粒子の組成と数を調べることは重要です。ENDSエアロゾルを慢性的に吸入すると、肺の炎症性細胞の活性化につながる可能性がある。したがって、本研究は、選択されたポッドベースのシステムからのＥＮＤＳエアロゾル中の金属酸化物粒子の濃度およびサイズを測定するように設計された。エアロゾルサンプルは、高純度フッ素樹脂エアロゾルトラップを用いた CORESTA 推奨方法 81 パラメータを使用して、3 つのメーカーが製造した装置からポッド液体（タバコ、ミント、またはメンソール）を使用して生成しました。クロム、鉄、ニッケル、銅、亜鉛、スズ、および鉛の酸化物の粒子径は、単一粒子誘導結合プラズマ質量分析法および動的光散乱法を使用して、3回に分けて測定しました。これらの測定の新しい側面として、二元系粒子分析を使用して粒子源の成分物質を推測することが含まれています。装置からのエアロゾル中の粒子濃度は、装置間およびポッドからポッドへと変化し、一部のポッドからのエアロゾル中のクロムおよび亜鉛含有粒子が検出されないものから、個々のポッドからの10パフあたり22万2,000個の鉛含有粒子までの範囲であった。

The popularity of electronic cigarettes (electronic nicotine delivery systems or ENDS) has grown rapidly over the past decade. With the continued evolution of ENDS, and the arrival of newer replaceable pod devices on the market, it is prudent to examine their emissions to help determine potential health risks to the user. Metal containing particles were examined in aerosol from several pod-based devices from three manufacturers that offer flavored liquids in their respective products. Previous ENDS metal emissions studies focused on the total toxic metal concentrations in aerosols and have suggested that the principal sources are oxidized internal metal components that are in contact with the liquid. Most metal oxides have limited solubility and it is likely that some metal content in ENDS aerosol may present as particles rather than dissolved forms. Examining the composition and number of particles in the ENDS aerosols is important because inhaled metal oxide particles cause pulmonary inflammation. Chronic inhalation of ENDS aerosol may lead to inflammatory cell activation in the lungs. Therefore, this study was designed to measure metal oxide particle concentrations and sizes in ENDS aerosols from select pod-based systems. Aerosol samples were generated with pod liquids (tobacco, mint or menthol) from devices produced by three manufacturers using CORESTA Recommended Method 81 parameters with a high purity fluoropolymer aerosol trap. Particle sizes for chromium, iron, nickel, copper, zinc, tin, and lead oxides were measured in triplicate using single particle inductively coupled plasma-mass spectrometry and dynamic light scattering. A novel aspect of these measurements included using dual element particle analysis to infer particle source component material. Particle concentrations in aerosols from the devices were variable between devices and from pod to pod, ranging from no detectable chromium and zinc containing particles in aerosol from some pods to 222,000 lead containing particles per 10 puffs from individual pods.

Published by Oxford University Press 2020.