基于原位AS/SRD/FOS技术的电子烟尼古丁递送稳定性监测研究

【字体: 时间:2025年06月05日 来源:Analytica Chimica Acta 5.7

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  为解决电子烟尼古丁释放量(NF)及稳定性(NDS)缺乏快速检测方法的难题,研究人员开发了结合自动吸烟(AS)、光谱快速检测(SRD)和光纤传感(FOS)技术的原位监测方法。该方法实现了7.1 μg·mL?1 的低检测限与高重现性(RSD < 10%),填补了尼古丁通量稳定性监测领域空白,为行业质控与产品研发提供高效工具。

  

研究背景与意义
电子烟的快速普及使尼古丁释放效率成为监管与健康研究的焦点。传统检测方法依赖气相色谱(GC)或高效液相色谱(HPLC),需繁琐的溶剂预处理和数小时分析周期,难以实现实时监测。尼古丁通量(Nicotine Flux, NF)作为评价电子烟性能的核心指标,其稳定性(Nicotine Delivery Stability, NDS)直接影响消费者暴露剂量,但现有技术无法满足行业对快速、绿色检测的需求。

中国烟草总公司资助的研究团队在《Analytica Chimica Acta》发表论文,提出了一种革命性解决方案:通过自动吸烟(AS)、光谱快速检测(SRD)和光纤传感(FOS)技术联用,首次实现电子烟气溶胶中尼古丁的在线原位定量。该方法仅需分钟级检测时间,且完全避免有机溶剂使用,为尼古丁释放效率评估树立了新标准。

关键技术方法
研究采用自动吸烟机模拟真实抽吸条件,将气溶胶导入含纯水的"冲击器"捕获尼古丁。通过光纤传感(FOS)系统实时传输溶液光谱信号,结合双波长法或系数比法消除基质干扰,在200-600 nm全波长范围内快速测定尼古丁特征吸收峰(259 nm)。所有步骤由计算机控制,实现全自动化操作。

研究结果
背景
传统色谱法检测NF需分段收集气溶胶并溶剂萃取,耗时且污染大。紫外分光光度法虽具快速优势,但气溶胶复杂基质干扰严重。

结果
新方法定量限低至7.1 μg·mL?1
,相对标准偏差(RSD)小于10%,显著优于色谱法。双波长法有效消除PG/VG(丙二醇/丙三醇)基质的散射干扰,系数比法则解决共存吸收物质干扰。

意义
该技术首次实现NF与NDS的在线监控,为产品研发提供即时反馈。其"三无"优势(无溶剂、无延迟、无高耗材)契合绿色化学理念,检测成本仅为传统方法1/10。

结论与展望
Peng Li团队开发的AS/SRD/FOS系统突破了尼古丁通量监测的技术瓶颈,将检测时间从"小时级"压缩至"分钟级"。研究不仅为电子烟行业质控提供工具,更开创了气溶胶成分实时分析的新范式。未来该技术可扩展至其他有害物质(如甲醛)监测,推动新型烟草制品安全性评估体系的升级。

(注:全文细节均基于原文,技术术语如AS/SRD/FOS等首次出现时均标注英文全称,作者姓名保留原文拼写格式)

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