新型电子烟液雾化装置：可控温度条件下毒性评估排放物的标准化生成工具

为解决电子烟排放物检测中温度控制不足、设备差异导致的实验结果不可比问题，研究人员开发了一种新型雾化装置，可在150-500°C范围内精确调控温度，通过钢纤维滤网和PID控制系统实现可重复的雾化条件。研究证实该装置能模拟真实电子烟使用场景，通过GC-MS分析发现风味物质在200°C和300°C下产生差异化降解产物，为电子烟毒性评估提供了标准化工具。该成果发表于《Food and Chemical Toxicology》，对完善电子烟监管体系具有重要实践意义。

　　

研究背景与意义
电子烟在全球范围内迅速普及，但其健康风险仍存争议。虽然相比传统卷烟，电子烟排放物中已知致癌物含量显著降低，但电子烟液在加热过程中可能产生新的有毒物质。核心矛盾在于：当前检测标准缺乏统一的雾化温度控制——商业电子烟设备差异大、温度不可控，导致不同研究结果无法直接比较。更关键的是，电子烟液中热不稳定成分（如香料）可能在高温下分解，但现有方法无法系统评估温度对降解产物的影响。欧盟烟草产品指令（TPD）要求厂商提交成分及排放物的毒理学数据，但缺乏标准化检测工具的现状严重阻碍了监管有效性。

研究方法与技术路线
研究团队开发了双模式雾化装置：1）滴加模式用于测定物质分解温度；2）连续模式模拟真实使用场景。核心组件包括316L不锈钢纤维滤网（模拟电子烟线圈）、红外传感器和PID（比例-积分-微分）温控系统。通过测定气溶胶收集质量（ACM）验证重现性，并采用GC-MS分析两种风味混合物（泡泡糖/葡萄、焦糖）和一款柠檬味电子烟液在200°C与300°C下的排放物，同时以商业电子烟（VAPTIO Tyro Nano）作对照。

关键研究结果

1. 雾化剂量控制
   滴加模式（5.6mg）和连续模式（44mg）的相对标准偏差（RSD）分别低于8.2%和9%，证明手动给药系统具有良好重复性。温度曲线显示PID控制器能快速补偿液滴蒸发导致的温度波动（200°C时降温15°C，300°C时25°C）。

2. 气溶胶收集效率
   滴加模式下300°C的ACM（4.88mg）低于200°C（5.75mg），源于甘油（沸点290°C）完全蒸发导致气溶胶在玻璃钟罩内冷凝；连续模式则相反，因甘油层阻碍丙二醇蒸发。

3. 风味物质降解
   GC-MS检测到泡泡糖/葡萄风味中苯乙基乙酸酯、α-紫罗兰酮等物质在300°C下消失，而焦糖风味的呋喃酮、麦芽醇等峰面积比随温度改变。柠檬味电子烟中柠檬烯氧化产物（柠檬烯氧化物、柠檬烯二醇）在300°C和电子烟排放中均被检出，证实装置可模拟真实降解过程。

4. 与商业电子烟对比
   电子烟排放谱与装置300°C结果高度重叠（如香叶酸检出），但缺少十二烷等物质，推测实际工作温度介于200-300°C之间。金属类型差异（装置用316L不锈钢 vs 电子烟用铁铬铝合金）可能影响烃类物质生成。

研究结论与展望
该研究首次建立了覆盖电子烟全使用温度范围（150-500°C）的标准化雾化平台，解决了现有方法无法区分"干烧"（>300°C）与正常使用条件的关键问题。通过温度依赖性降解产物分析（如柠檬烯→对-伞花烃），证明必须进行多温度点测试才能全面评估风险。装置采用模块化设计，可更换不同金属滤网以研究材料对降解的影响。未来结合自动化给药系统和定量GC-MS，将进一步提升其在PMTA（美国烟草产品市场准入申请）等监管流程中的应用价值。研究为TPD和FDA的合规性检测提供了科学工具，助力实现"基于毒理学证据的电子烟监管"这一全球目标。