《Chemical Research in Toxicology》：Exposure to Toxicologically Relevant Inorganic Elements and Nicotine Content Variability in Electronic Nicotine Delivery System (ENDS) E-Liquids
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近年来，电子尼古丁递送系统（ENDS）作为传统卷烟的替代品日益受到关注，但其使用相关的肺损伤病例增加引发担忧。此类装置依赖主要由丙二醇、甘油、香精和尼古丁组成的烟油，加热后产生可吸入气溶胶。本研究旨在定量烟油中尼古丁浓度并评估有毒理学相关性无机元素的存在，以评
近年来，电子尼古丁递送系统（ENDS）作为传统卷烟的替代品日益受到关注，但其使用相关的肺损伤病例增加引发担忧。此类装置依赖主要由丙二醇、甘油、香精和尼古丁组成的烟油，加热后产生可吸入气溶胶。本研究旨在定量烟油中尼古丁浓度并评估有毒理学相关性无机元素的存在，以评价潜在吸入风险。尼古丁采用高效液相色谱-二极管阵列检测（HPLC–DAD）定量，无机污染物采用电感耦合等离子体质谱（ICP–MS）测定。尼古丁浓度范围从未检出至33.4 mg·mL–1，标签信息存在显著偏差。砷（As）、铅（Pb）、镍（Ni）、铬（Cr）和汞（Hg）以可变浓度被检出；值得注意的是，Cr和Hg的估计每日暴露量超过国际人用药品技术要求协调会（ICH）规定的允许每日暴露量（PDE）限值。总体而言，这些发现表明ENDS可能是有毒金属暴露的重要来源，对人类健康构成潜在风险。
研究背景与立项依据
吸烟作为尼古丁依赖导致的慢性病，是全球可预防发病与死亡的首要原因。电子尼古丁递送系统（ENDS）自2003年进入市场后被宣传为减害替代品，其烟油由丙二醇、甘油、香精及不同浓度尼古丁构成，经加热形成气溶胶吸入。随着电子烟或雾化产品使用相关肺损伤（EVALI）报告增多，烟油及气溶胶中化学组分尤其是元素杂质（来源于制造工艺、器件组件或天然源）的毒理风险受到关注。在ENDS缺乏专属监管标准的背景下，研究人员采用国际人用药品技术要求协调会ICH Q3D(R1)指南中的吸入允许每日暴露量（PDE）作为参照，开展烟油中尼古丁与无机元素污染及暴露风险评估，论文发表于《Chemical Research in Toxicology》。
主要技术方法概述
研究人员通过联邦监管机构合作获取22份缉获烟油样本，其中16份标称无尼古丁同品牌多口味（RC01–RC16），6份含尼古丁不同品牌口味（VPJ1–VPJ6），于Oswaldo Cruz基金会国立健康质量控制研究所化学与无机元素科室分析。无机元素经微波消解后以ICP–MS定量As、Cd、Pb、Ni、Hg（标准模式）及Cr（氦碰撞池模式），方法按INMETRO与ISO 17025验证；尼古丁经异丙醇/水稀释后由HPLC-DAD（C8柱，254 nm）定量；暴露估算基于各样品实验密度将最高元素浓度折算为μg·mL–1，按轻（5 mL）、中（10 mL）、重（20 mL）使用者场景计算日暴露并与ICH吸入PDE比较；统计采用Mann–Whitney U、Kruskal–Wallis、Spearman及相关聚类分析。
研究结果
定量烟油中有毒理学相关性无机元素
As浓度<0.005至0.068 μg·g–1，Cd全部低于LOQ，Pb为<0.005至0.051 μg·g–1，Ni仅3份定量（0.053–0.149 μg·g–1），Cr最高（<0.250至1.007 μg·g–1），Hg在9份中定量（0.022–0.100 μg·g–1）。Mann–Whitney U检验显示含尼古丁与无尼古丁样品间As、Cr、Hg差异显著（p<0.05），Cd、Pb、Ni无差异；Kruskal–Wallis表明口味不影响元素分布；Spearman显示As与Cr、Hg强正相关；聚类分析将Cd–Pb–Ni与As–Hg归簇、Cr独立，反映金属组件来源与挥发性/吸附行为差异。
尼古丁浓度
尼古丁实测<LOD至33.4 mg·mL–1。标称无尼古丁的RC04、标称3 mg·mL–1的VPJ1均未检出；VPJ2（标15实测14.7）、VPJ5（标35实测32.0）接近标称；VPJ3与VPJ6标20实测分别33.4与31.6 mg·mL–1，VPJ4标20实测5.3 mg·mL–1。三份样品超欧盟/加拿大/英国20 mg·mL–1上限。
无机污染物暴露分析
按最高浓度与三种消耗情景折算，Cr轻/中/重用户日暴露为5.51、11.03、22.06 μg·day–1，均超ICH PDE（2.9 μg·day–1）；Hg重用户为2.26 μg·day–1超PDE（1.2 μg·day–1）；As、Cd、Pb、Ni均未超限。ICP–MS测总Cr未分价态，评估依Cr3+吸入PDE（报道为烟油气溶胶主导价态），但Cr3+吸入仍关联气道毒性；Hg化合物具全身毒性和呼吸道刺激。
讨论与结论翻译
讨论指出ENDS使用模式高度变异、气溶胶因热降解和器件浸出较烟油更复杂，使实际吸入无机物可能更高，日暴露估算须谨慎。结论部分表明：多个烟油样品含可定量As、Pb、Ni、Cr、Hg，尼古丁显著抬升As、Cr、Hg浓度；ENDS可作为有毒元素尤其Cr、Hg的暴露源，估计日吸入超ICH PDE；尼古丁实测与标签偏差大，反映非法市场烟油组成异质性强；结果强调需针对ENDS毒理评价制定专门监管指南与标准化使用参数，未来应扩大样本、拓展污染物谱并分析使用中生气溶胶以完善健康风险证据。
