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

資料２

自動喫煙装置による紙巻きタバコ主流煙の捕集法

粒子成分

捕集後 捕集前

日本

カナダ

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%

Smoking machine Puff duration: 2s

Puff interval: 30s

30°

Electric cigarette

Cambridge filter pad

Switch

CX-572 cartridge

電子タバコ煙の捕集

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。

Electric cigarette Cambridge filter pad

CX-572 cartridge

Switch

電子タバコ煙の捕集

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

CX-572 cartridge

Elute with 1 mL CS2

and 4mL MeOH

Transfer 1.0 mL to 5 mL flask

Add 200μL of DNPH sol. and diluted to 5mL

HPLCCarbonyl compounds

Transfer 1 mL to a autosampler vial

Add 10μL of 5mg/mL benzen-d6 solution

GC/MS VOC

Weigh filter pad for measuring tar

Cambridge filter pad

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CX-

572で固体捕集。

左記により化学分析

FA: formaldehyde

AA: acetaldehyde

AC: acetone

ACR: acrolein

PA: propanal

GO: glyoxal

MGO: methylglyoxal

Particulate

Gaseous

FA

GO MGO

DNPH

FA

GO MGO

AA

AC

ACR

PA

DNPH

0

0.1

0.2

0 10 20 30

ab

so

rban

ce

at

36

0n

m

time, min

0

0.4

0.8

0 10 20 30

ab

so

rba

nc

e a

t 3

60

nm

time, min

電子タバコ煙中に存在したカルボニル類

電子タバコ液の酸化反応によるカルボニル類の産生

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

H2C OH

CH OH

H2C OHC

O

HC

CH2

H

acroleinglycerol

O

H2COH

CHOH

propylene glycol

CH O

COH3C

methylglyoxal

CH O

H

formaldehyde

OO

H3C

CH3C O

H

acetaldehyde

0

30

60

90

120

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

am

ou

nt,

μg

puff number

FA

AA

ACR

30s interval

0

30

60

90

120

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

am

ou

nt,

μg

puff number

FA

AA

ACR

15s interval

0

30

60

90

120

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

am

ou

nt,

μg

puff number

FA

AA

ACR

60s interval

0

300

600

900

1200

1500

1800

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

cu

mu

lative

am

ou

nt,

μg

puff number

FA

AA

ACR

30s interval

0

300

600

900

1200

1500

1800

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

cu

mu

lative

am

ou

nt,

μg

puff number

FA

AA

ACR

15s interval

0

300

600

900

1200

1500

1800

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29

cu

mu

lative

am

ou

nt,

μg

puff number

FA

AA

ACR

60s interval

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

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

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

1

2

3

4

5

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

FA

AA

ACR

GO

MGO

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

発生量

, m

g

測定回数

3.2 V 4.0 V 4.8 V

吸煙条件（電圧）によるカルボニル化合物発生量の変化

0

100

200

300

400

0

3

6

9

12

3.0 3.5 4.0 4.5 5.0

sm

oke

mis

t, m

g

ca

rbo

nyls

, m

g

voltage, V

FA

AA

ACR

mist

市販の電子タバコは、アトマイザーと電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。 銘柄Dのアトマイザー（元々は3.66V電

源が付属）に、印加電圧変更可能な電源部を接続して、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。

Bland Liquid Voltage

(v)

Resistance

(Ω)

A apple flavor 4.82 2.2

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

測定対象とした電子タバコの特徴

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】

・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

0

200

400

600

800

1000

1200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product number

smoke mist

1st 2nd 3rd

0

500

1000

1500

2000

2500

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

formaldehyde

1st 2nd 3rd

0

400

800

1200

1600

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

acetaldehyde

1st 2nd 3rd

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

acrolein

1st 2nd 3rd

0

200

400

600

800

1000

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

glyoxal

1st 2nd 3rd

0

200

400

600

800

1000

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

methylglyoxal1st 2nd 3rd

0

200

400

600

800

1000

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product number

Ⅱ-B_smoke mist1st 2nd 3rd

0

50

100

150

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-B_formaldehyde1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-B_acetaldehyde1st 2nd 3rd

0

20

40

60

80

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-B_acrolein1st 2nd 3rd

0

20

40

60

80

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-B_glyoxal1st 2nd 3rd

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-B_methylglyoxal1st 2nd 3rd

0

400

800

1200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product number

Ⅱ-C_smoke mist1st 2nd 3rd

0

500

1000

1500

2000

2500

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-C_formaldehyde1st 2nd 3rd

0

400

800

1200

1600

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-C_acetaldehyde1st 2nd 3rd

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-C_acrolein1st 2nd 3rd

0

200

400

600

800

1000

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-C_glyoxal1st 2nd 3rd

0

200

400

600

800

1000

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-C_methylglyoxal1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product number

Ⅱ-D_mist1st 2nd 3rd

0

300

600

900

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-D_formaldehyde1st 2nd 3rd

0

300

600

900

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-D_acetaldehyde1st 2nd 3rd

0

100

200

300

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-D_acrolein1st 2nd 3rd

0

100

200

300

400

500

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-D_glyoxal1st 2nd 3rd

0

200

400

600

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product number

Ⅱ-D_methylglyoxal1st 2nd 3rd

0

100

200

300

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product No.

Ⅱ-G_mist1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-G_formaldehyde1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-G_acetaldehyde1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-G_acrolein1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-G_glyoxal1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-G_methylglyoxal1st 2nd 3rd

0

100

200

300

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product No.

Ⅱ-H_mist1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-H_formaldehyde1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-H_acetaldehyde1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-H_acrolein1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-H_glyoxal1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-H_methylglyoxal1st 2nd 3rd

0

200

400

600

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product No.

Ⅱ-F_mist1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-F_formaldehyde1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-F_acetaldehyde1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-F_acrolein1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-F_glyoxal1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-F_methylglyoxal1st 2nd 3rd

0

100

200

300

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product No.

Ⅱ-I_mist1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-I_formaldehyde1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-I_acetaldehyde1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-I_acrolein1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-I_glyoxal1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-I_methylglyoxal1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product No.

Ⅱ-E_mist

1st 2nd 3rd

0

200

400

600

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-E_formaldehyde

1st 2nd 3rd

0

200

400

600

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-E_acetaldehyde

1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

μg

Product No.

Ⅱ-E_acrolein

1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product No.

Ⅱ-E_glyoxal

1st 2nd 3rd

0

50

100

150

200

250

1 2 3 4 5

am

ou

nt,

mg

Product No.

Ⅱ-E_methylglyoxal

1st 2nd 3rd

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

B

C

D

E

F

G

H

I

ホルムアルデヒド アセトアルデヒド アクロレイン グリオキサール メチルグリオキサール 煙（蒸気）発生量

Product voltage

V

Smoke (mg/10puff

)

FA (μg/10puff)

AA (μg/10puff)

AC (μg/10puff)

ACR (μg/10puff)

PA (μg/10puff)

BA (μg/10puff)

GO (μg/10puff)

MGO (μg/10puff)

T-Carb (μg/10puff)

B 3.70 150 41 - 300

7.4 0.7 - 45

8.9 1.5 - 61

3.1 0.6 -2 0

2.1 n.d. - 20

1.4 n.d. - 21

1.0 n.d. - 9.4

2.9 n.d. - 22

13 0.6 - 34

40 5.3 - 230

C 3.97 130 44 - 400

100 2.3 - 790

52 n.d. - 520

5.6 n.d. - 52

16 n.d. - 150

5.2 n.d. - 32

1.5 n.d. - 12

37 0.5 - 290

57 4.4 - 330

280 12 - 2100

D 3.66 43 30 - 58

120 6.3 - 290

73 2.8 - 210

13 n.d. - 60

24 n.d. - 99

18 0.5 - 89

7.3 n.d. - 44

43 1.6 - 120

58 5.0 - 150

350 20 - 950

E 3.77 44 29 - 63

49 6.3 - 126

56 n.d. - 180

15 n.d. - 64

15 n.d. - 52

20 n.d. - 76

1.2 n.d. - 5.7

11 3 - 27

36 10 - 78

200 24 - 610

F 5.12 110

58 - 190 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d. n.d.

6.5 3.9 - 10

n.d. 9.8

6.9-13

G 5.12 63

55 - 70 2.7

n.d. - 12 1.4

n.d. - 4 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d.

14 2 - 23

20 6 - 40

H 3.93 73

46 - 84 3.3

1.3 - 5.0 1.8

1.0 - 2.1 1.8

0.5 - 3.2 n.d.

1.5 0.5 - 4.4

n.d. n.d. 5.1

2.7 - 6.2 13

7.0 - 19

I 4.85 69

40 - 91 3.2

1.1 - 2.1 1.6

n.d. - 3.2 1.4

n.d. - 2.2 n.d. n.d. n.d. n.d. 6.2

3.2 - 8.8 12

8.0 - 16

J 4.22 110

65 - 160 1.9

n.d. - 2.9 1.9

n.d. - 3.8 n.d. n.d. n.d. n.d. n.d.

3.8 1.5 – 5.9

8.6 2.6 - 13

3R4F 76 1600 600 160 120 72 n.a. n.a. 2800

各種の電子タバコから発生したカルボニル化合物（μg/10puff）

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

0

2,000

4,000

6,000

8,000

10,000

12,000

14,000

16,000

18,000

20,000

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

ニコチン（ng/mL）

国内市販リキッド中のニコチン濃度

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。

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

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。