Summary
Protokollen beskriver indstillingerne for og anvendelsen af en kapillær aerosolgenerator til kontinuerlig produktion af kontrolleret aerosol fra en væskeopløsning med flere arter, der er egnet til stabil aerosolafgivelse med store mængder (f.eks. in vivo-inhalationsundersøgelser).
Abstract
Kapillæraerosolgeneratoren (CAG) drives med princippet om fordampning af termisk væske gennem opvarmning af e-væske i den indledende fase efterfulgt af nukleation og kondensering reguleret gennem en blanding af luftstrøm for at generere aerosoler, såsom i en elektronisk cigaret (EC). CAG'en er særlig nyttig til at generere aerosoler med store mængder på en kontinuerlig måde, f.eks. in vivo-inhalationstoksikologiske undersøgelser, hvor det ikke er muligt at anvende europæiske luft-stoffer. De termiske virkninger af at generere aerosol fra CAG'en er ens med hensyn til temperatur anvendt i en EF, hvilket gør det muligt for efterforskere at vurdere dampene fra e-væsker i skala og reproducerbarhed. Da driften af CAG'en giver brugerne mulighed for at kontrollere kritiske parametre såsom strømningshastigheden for e-væske, opvarmningstemperaturer og fortyndingsluftstrømme, giver det efterforskere mulighed for at teste forskellige e-væskeformuleringer i en velkontrolleret enhed. Egenskaber, såsom aerosolpartikelstørrelse, er påvist at være reguleret med luftstrømningshastigheden med hensyn til e-væskestrømmen og e-væskesammensætningen. CAG'en er imidlertid begrænset til at vurdere almindelige EF-relaterede spørgsmål, såsom overophedning af dens elementer. Vi søger at demonstrere, at CAG'en kan generere aerosol, der er reproducerbar og kontinuerlig, ved at vurdere de kemiske og fysiske aerosolegenskaber med en valgt e-flydende formulering. Protokollen beskriver driftsparametrene for væskestrømningshastighed, fortyndingsluftstrømningshastigheder og driftsprocedurer, der har brug for at optimere aerosolkoncentrationen og partikelstørrelsen, der kræves til en in vivo-toksikologiundersøgelse. Ved at præsentere de repræsentative resultater fra protokollen og diskutere udfordringerne og anvendelserne ved at arbejde med en CAG demonstrerer vi, at CAG kan bruges på en reproducerbar måde. Teknologien og protokollen, der er udviklet fra tidligere arbejde, tjener som grundlag for fremtidige innovationer til laboratoriestyrede aerosolgenereringsundersøgelser.
Introduction
Almindelige e-væsker indeholder en blanding af propylenglycol, glycerol, vand, nikotin og udvalgte smagsstoffer. Sammensætningen af en aerosol genereret fra en EC-enhed afhænger ikke kun af den flydende formulering, men også af enhedens materiale, design og egenskaber. Følgelig kan mange EF-anordninger indføre en stor variation i aerosoludgang1, herunder enhedsspecifik produktion af forhøjede niveauer af uønskede bestanddele, variation i pustevolumen, ændring i luftstrømmen på grund af blokerede ventilationshuller og "tør pustning" (når væskebeholderen er næsten tom, hvilket forårsager overophedning af enheden, fordi en del af den leverede energi ikke anvendes til væskefordampning)2 . Desuden vil opladning, genopfyldning og rengøring af EF-udstyr under langsigtede indåndingsundersøgelser blive en enorm yderligere begrænsning med hensyn til logistik3. Af disse grunde bør andre aerosolgeneratorer overvejes til storstilet produktion af aerosoler og korrekt evaluering af flydende formuleringer, samtidig med at anordningsrelaterede variationer i aerosolsammensætningen undgås, og arbejdsbyrdenreduceres 4,5. Ikke desto mindre bør aerosoler, der genereres af udstyr, fortsat være en del af risikovurderingsstrategierne, fordi niveauerne af visse bestanddele i EF-udstyr kan være højere end i laboratoriestyrede standardiserede aerosolgeneratorer på grund af udstyrets særlige forholdved opvarmning/køling 6,7,8.
På grund af de begrænsede oplysninger om de lovgivningsmæssige krav, der i øjeblikket foreligger, udvikler evalueringsmetoderne for den potentielle toksicitet af aerosoler genereret af elektroniske cigaretter (EF) sig stadig 9,10,11. Nøjagtig in vitro- og in vivo-evaluering kræver imidlertid generering af velkarakteriturerede og reproducerbare mængder aerosol over tid. Fremstilling af aerosol fra en EF-enhed med et kontrolleret pusteregime ville helt sikkert være den mest repræsentative proces ud fra brugerforbrugets perspektiv. I forbindelse med undersøgelser af reguleringsmæssig toksicitet er anvendelsen af EF-udstyr til udførelse af langtidstoksicitetstoksikologiundersøgelser med gentagen eksponering ikke blot udfordrende, men også potentielt utilstrækkelig, idet der i forbindelse med en række mulige flydende formuleringer, som brugerne ofte selv kan forberede, og samtidig ændre visse udstyrsegenskaber (f.eks. leveret energi).
Kapillær aerosolgeneratoren (CAG) - udviklet af Philip Morris12,13 og yderligere raffineret af Virginia Commonwealth University14 - arbejder på princippet om at skabe en stråle af varm dampstrøm fra en elektrisk opvarmet kapillær, der efterfølgende afkøles med omgivende luft, hvilket forårsager partikelkernedannelse og efterfølgende kondensering, hvilket fører til aerosoldannelse. Fordi de samme fysiske processer fører til aerosoldannelse i EC'er (bortset fra tilførsel af væsken til kapillæren ved hjælp af en pumpe i CAG'en, som i en EC normalt erstattes af kapillærkræfter, der virker på det transporterende materiale, der trækker væsken fra reservoiret i EF), er egenskaberne ved CAG-genererede aerosoler meget lig dem for EC-aerosoler14 (figur 1 ). CAG'en tillader produktion af store mængder aerosol med få håndteringskrav; det er derfor særligt velegnet til in vivo-inhalationsundersøgelser.
CAG'en er en laboratorieanordning bestående af et opvarmet kapillarrør, der simpelthen er forbundet til en temperaturregulator og til et flydende reservoir via en peristaltisk pumpe (figur 2A). Kapillæren (160 mm, 21 G, rustfrit stål) opvarmes af fire varmeelementer, alle indlejret i en aluminiumsblok (figur 2B). Temperaturen indstilles typisk til 250-275 °C for at efterligne spoleopvarmningsforholdene for en EC-enhed15. Væsken, der pumpes gennem kapillæren, opvarmes og omdannes til varm damp, der kommer ud af kapillærens spids. CAG-samlingen (figur 2C) kræver yderligere elementer til blanding af den genererede damp med kold luft og dannelse af en aerosol. Den pludselige blanding af den varme overmættede damp med en kold luftstrøm resulterer i nukleation og efterfølgende kondensering, hvilket fører til aerosoldannelse (figur 2C). I vores CAG-design (figur 3) køler en yderligere opvarmet luftstrøm først det ydre legeme ned og cirkulerer derefter langs varmeblokkene for at opvarme luftstrømmen, hvilket samtidig forhindrer kondensering af væsketilstrømningen ved spidsen af kapillæren og stabiliserer dampstråleudbruddet. Derudover skaber det uønsket afskærmning af varme dampe, hvilket påvirker nukleationsprocessen. Af denne grund skal den strømningshastighed, der anvendes til denne luftstrøm, være minimal og passe til formålet med applikationen. Denne luftstrøm vil blive kaldt "opvarmet luftstrøm" i hele dette manuskript, selvom det skal forstås, at denne strøm opvarmes passivt af varmeblokkene og ikke med vilje af brugeren.
Køleluftstrømningshastigheden har en stærk indflydelse på størrelsen af de genererede aerosolpartikler. I aerosolproduktion til in vivo-inhalationsundersøgelser bestemmer fortyndingsluftstrømmen eksponeringsdosis og skal muligvis fortyndes yderligere, før eksponeringskammeret nås. Ud over aerosolernes kemiske sammensætning er det vigtigt at karakterisere aerosolpartikelstørrelsesfordelingen (PSD) for at sikre, at den genererede aerosol svarer til den, der genereres af EC'er og inden for det inhalationspartikelstørrelsesområde, der anbefales i OECD's retningslinjer (ofte parameteriseret ved antagelse af log-normalitet af PSD med massemedian aerodynamisk diameter [MMAD] og geometrisk standardafvigelse [GSD]).
MMAD for de genererede aerosoler kan variere meget afhængigt af enhedens design, formuleringens fysisk-kemiske væskeegenskaber (f.eks. Densitet, viskositet og overfladespænding), luftstrømningshastighed og temperatur, der dikterer termodynamiske forhold 14,16,17. For in vivo-eksponeringsforsøg består luftstrømmen generelt af konditioneret, filtreret luft ved 22 ± 2 °C og 60 % ± 5 % relativ luftfugtighed. Den genererede aerosol kan derefter fortyndes yderligere afhængigt af undersøgelseskravene for at opnå målkoncentrationer i testatmosfæren. Det leveres derefter via glasrør til eksponeringskammeret for at mindske filtreringstabet. I de resultater, der præsenteres her, er temperatur- og luftstrømsindstillingerne fastlagt for at påvise, at CAG'en kan anvendes til kontinuerlig produktion af en kontrolleret aerosol med konsistent og inhalerbar PSD og definerede koncentrationer til in vivo-inhalationsundersøgelser.
I protokollen beskriver vi, hvordan man: 1) samler CAG'en, 2) bestemmer parametre, der kræves for at generere aerosol fra CAG'en, 3) udfører aerosolgenerering og 4) analyserer fysiske og kemiske bestanddele af interesse for aerosolen. Til disse indledende kørsler overvejer vi en flydende opløsning baseret på en blanding af aerosoldannende komponenter: propylenglycol (PG), glycerol (VG), vand og nikotin ved foreskrevne massefraktioner. Endelig vil vi dele eksempeldata til vurdering af en kompleks blanding af flere arter, der genereres i vores eksperimenter (med de ovennævnte bestanddele blandet med yderligere smagsbestanddele). Vi vil diskutere de overordnede resultater og udfordringer sammen med anvendeligheden af denne eksperimentelle tilgang til vurdering af sådanne blandinger.
Protocol
1. Cag-system samling
- Samling af CAG
- Anbring kapillæren i kapillærrillen på aluminiumsopvarmningsblokkene, hvor udgangsenden stikker ca. 5 mm ud.
- Stram skruerne let på de to halvdele af aluminiumsopvarmningsblokkene.
- Saml varmeelementerne (a) og termoelementet (b) i aluminiumsvarmeblokkene (c), hvor ledningerne stikker ud gennem aluminiumsbaghætten (d) (figur 4A).
- Sørg for, at varmeelementernes ledninger er forbundet til en adapter, og sørg for, at de er lige.
- Saml det indre PEEK-rør (g) med det ydre SS-rør (e). Sørg for, at de 2 x 4 mm indbush-in fittings (f) er tæt fastgjort på det ydre SS-rør (e) (figur 4B).
- Anbring O-ringe (3 x 30 mm) på de to riller i det indre PEEK-rør (g), og indsæt det indre PEEK-rør (g) i det ydre SS-rør (e) fra forenden.
- Placer de samlede aluminiumsvarmeelementer på SS-bagsiden (i) med aluminiumsbagdækslet vendt mod SS-bagenden, og skub den indre PEEK/ydre SS-rørsamling over aluminiumsvarmeelementerne igennem for at passe tæt til SS-bagsiden (i) (figur 4C).
- Placer aluminiumshætten (h) over aluminiumsvarmeelementet inde i det indre PEEK-rør. Sørg for, at kapillæren stikker let ud fra aluminiumsfronthætten. Monter de tre SS-føringsskruer (j) omkring SS-bagsiden, og stram godt til.
- Placer PEEK-adapteren (k) over den indvendige PEEK-rørfront. Sørg for, at PEEK-adapteren passer på den forreste rille på det indre PEEK-rør. Placer 25 mm Scheduler (l) over PEEK-adapteren og gennem de tre SS-føringsskruer. Stram møtrikkerne i hånden over planlæggeren, så PEEK-adapteren er stram (figur 4D).
- Tilslut varmeelementerne til temperaturregulatoren og kapillæren til den peristaltiske pumpe og testvæskeopløsningen.
- Tilslut trykluften til opvarmet luftstrøm til CAG'en via 2 x 4 mm push-in-fittings (figur 4B, [f]).
- Saml CAG'en til glasstykket, og tilslut CAG-køling og første fortyndingsluftstrømme (forarbejdet luft; Figur 3). Tilsæt en anden indføring af fortyndingsstrømmen, når det er nødvendigt, samt aerosolprøvetagningsporte og et regulatorisk T-kryds (figur 5).
- CAG rengøringsprocedure
- Fjern CAG'en fra CAG-glasmonteringsopsætningen, og rengør glasset med tørre klude, indtil glasset er synligt tørt.
- Overhold kapillærudgangen fra CAG'en for obstruktion. Hvis partikelaflejring kan observeres på kapillærens udløb, skal du skifte kapillær. På samme måde skal kapillæren udskiftes med en ny, når du bemærker reduceret aerosollevering.
- Demonter CAG'en ved at følge trin 1.1.9 til 1.1.1.
- CAG'en samles igen ved at følge trinnene 1.1.1 til 1.1.9, når kapillæren er skiftet.
2. Beregning af CAG-aerosolkoncentration og fortynding
- Teoretisk beregning af TDF
- Beregn TDF baseret på koncentrationen af den flydende formulering (kaldet stamopløsning/koncentration her) og LFR:
TDF: total fortyndingsluftstrøm (L/min)
C-lager: lagerkoncentration 2%, w/w)
LFR: flydende strømningshastighed (g/min)
C-mål: målkoncentration (μg/L) - Ved anvendelse af en opløsning med 2 % nikotin (w/w) med en nikotinaerosolkoncentration på 15 μg/l og en LFR på 0,35 g/min antages det, at 100 % udbytte vil være følgende:
- Beregn TDF baseret på koncentrationen af den flydende formulering (kaldet stamopløsning/koncentration her) og LFR:
- Teoretisk beregning af LFR
- Beregn LFR baseret på koncentrationen af den flydende stamopløsning og TDF:
LFR: flydende strømningshastighed (g/min)
C-mål: målkoncentration (μg/L)
TDF: total fortyndingsluftstrøm (L/min)
C-lager: lagerkoncentration (%, w/w) - Ved anvendelse af en opløsning med 2 % nikotin (w/w) med en nikotinaerosolkoncentration på 15 μg/l og en TDF på 300 l/min antages det, at et udbytte på 100 % vil være følgende:
- Beregn LFR baseret på koncentrationen af den flydende stamopløsning og TDF:
- Beregning af faktisk udbytte (%) baseret på eksperimentelle data
- Baseret på ovenstående teoretiske beregninger skal du udføre de indledende tekniske kørsler for at kvantificere den faktiske aerosolbestanddelskoncentration (CActual) og opnå det faktiske udbytte (AY) af CAG-aerosolen. Udfør yderligere finjustering af aerosolkoncentrationen ved hjælp af de samme beregninger til justering af TDF eller LFR.
AY: faktisk udbytte (%)
CFaktisk: faktisk koncentration af aerosolbestanddele (μg/l)
TDF: total fortyndingsluftstrøm (L/min)
C-lager: lagerkoncentration (%, w/w)
LFR: flydende strømningshastighed (g/min) - Anvendelse af en opløsning indeholdende 2 % nikotin med en målt nikotinaerosolkoncentration på 15 μg/l, TDF på 320 l/min og LFR på 0,35 g/min vil resultere i følgende nikotin-AY:
- Baseret på ovenstående teoretiske beregninger skal du udføre de indledende tekniske kørsler for at kvantificere den faktiske aerosolbestanddelskoncentration (CActual) og opnå det faktiske udbytte (AY) af CAG-aerosolen. Udfør yderligere finjustering af aerosolkoncentrationen ved hjælp af de samme beregninger til justering af TDF eller LFR.
3. CAG aerosol generation
- Start af aerosolgenerering
- Værdien af testvæsken, magnetomrøreren og flasken vejes og registreres med en nøjagtighed på 0,01 g. Flydende stamformuleringer fremstilles med komponenter beskrevet i tabel 1.
- Tilfør de respektive luftstrømsindstillinger (±5 %) (figur 5):
Trykluft til opvarmet flow: 2 L/min
Køleflow: 10 L/min
Første fortyndingsflow: 150 L/min
Andet fortyndingsflow: 160 L/min
Affaldsstrøm: 172 L/min - Indstil temperaturreguleringssætpunktet på den digitale temperaturregulator til 250 °C, og begynd opvarmningen af CAG'en.
- Anbring den flydende stamopløsning med en magnetisk omrøringsstang på en magnetisk omrører. Anbring indløbsrøret fra den peristaltiske pumpe i testopløsningen.
- Tænd for den peristaltiske pumpe, og indstil flowet til LFR ±5 % (g/min).
- Når CAG-temperaturen når 250 ± 1 °C, påbegyndes aerosolgenereringen ved at starte den peristaltiske pumpe for at levere testvæske til CAG'en.
- Kontroller, om aerosolen genereres nær kapillærspidsen, og registrer tiden efter behov for at beregne massestrømningshastigheden. Hvis der ikke genereres aerosol, skal du kontrollere alt udstyr og indstillinger igen. Hvis der stadig ikke genereres aerosol, er det meget sandsynligt, at kapillæren er blokeret og skal udskiftes.
- Under aerosolgenerering
- Tøm væsken, der kondenserer i glasopsætningen hvert 60. minut, for at sikre konstant og stabil aerosolgenerering.
- Stop aerosolgenerering
- Fjern slangen fra testopløsningsflasken, og skift testvæsken til deioniseret vand, og registrer tiden til beregning af massestrømningshastigheden.
- Vent, indtil vanddamp kommer ud af kapillæren, sluk for temperaturregulatoren, og hold den peristaltiske pumpe tændt i mindst 10 minutter for at skylle og rengøre kapillæren.
- Værdien af testvæsken og -flasken vejes og registreres med en nærmeste ydelse på 0,01 g, og massestrømningshastigheden beregnes ved hjælp af følgende ligning:
- Sluk for den trykluft, der bruges som opvarmet flow.
- Fjern om nødvendigt CAG'en fra monteringsopsætningen, og rengør glasslangen med tørre klude, og saml CAG'en igen.
4. Analytisk bestemmelse af bestanddele
BEMÆRK: Aerosolprøveudtagning udføres i to positioner: a) på den ufortyndede aerosol (både første fortyndingsluft og anden fortyndingsstrøm slukkes under ufortyndet prøveudtagning) og b) på den fortyndede aerosol med alle fortyndinger tilvejebragt (figur 5). Der er op til tre prøveudtagningsporte til rådighed på hver af prøveudtagningsstederne, a og b, hvilket muliggør samtidig indsamling af ACM og andet udstyr/sonder til analyse af aerosolegenskaber. Prøveudtagningsledningen er installeret vinkelret på aerosolstrømningsretningen og forbundet til en vakuumpumpe, der gør det muligt at trække et bestemt volumen aerosol (afhængigt af pumpens strømningshastighed og prøvevarighed).
- Bestemmelse af aerosolopsamlet masse (ACM)
BEMÆRK: Aerosolens partikelfase er fanget på en glasfiberfilterpude (diameter: 44 mm, partikelstørrelsesretention: 1,6 μm). ACM-vægte før og efter prøveudtagning måles med filterholdere for at minimere tab ved vejning på grund af fordampning af flygtige komponenter.- Anbring et filter i filterholderen, og anbring filterhætterne.
- Filterholderen vejes til nærmeste 0,0001 g med filteret inden prøveindsamling, og vægten dokumenteres.
- Tilslut filterholderen, der indeholder filteret, til aerosolflowet, og start prøveopsamlingen.
- Efter prøveindsamling skal filteret vejes med filterholderen og hætterne og dokumenteres slutvægten.
- Beregn ACM ved hjælp af følgende formel:
ACM: koncentration af ACM (μg/L)
Wb: filterets og filterholderens vægt før prøveudtagning (g) til nærmeste 0,0001 g
Wa: filterets og filterholderens vægt efter prøveudtagning (g) til nærmeste 0,0001 g
Vaerosol: Volumen af aerosol (L), der passerer gennem filteret, beregnet ved hjælp af:
Prøveudtagningstid (min)x prøveudtagningsflow (L/min) - Fjern filterpuden fra filterholderen, og aflejr den i et 25 ml glashætteglas indeholdende 5 ml ethanol. Uddrag ACM ved at ryste filterpuden på en laboratorieryster i 30 minutter ved 400 o / min.
- Centrifugering af hætteglasset på 25 ml i 5 minutter ved 290 x g og opsaml supernatanten til kvantificering af PG/VG og nikotinens partikelfase.
- Bestemmelse af nikotin (eller smag) koncentration
BEMÆRK: Aerosolen er fanget på en prøvekolonne, der indeholder specielt forarbejdet diatoméjord med bred pore, en kemisk inert matrix til brug i et pH-interval på 1 til 13 (figur 6).- Prøvekolonnen forberedes inden for 15 minutter, før aerosolprøveopsamlingen påbegyndes.
- Til bestemmelse af nikotinkoncentrationer tilsættes 2 ml 0,5 M svovlsyre. Til bestemmelse af smag tilsættes 2 ml isopropanol.
- Kontroller prøveudtagningsflowet.
- Tænd for vakuumpumpen, og brug det kalibrerede flowudstyr, der giver nøjagtighed til 1 ccm/min, til at kontrollere strømningshastigheden med en prøvekolonne, der er tilsluttet prøvetagningsledningen. Juster flowet med nåleventilen til området 700 ccm/min ± 5%.
- Sluk for vakuumpumpen.
- Prøve indsamling
- De to adaptere føjes til prøvekolonnen i henhold til dens indløbs- og udløbsside (figur 6). Tilslut røret til vakuumprøvetagningsledningen via udløbsadapteren.
- Tilslut prøvekolonneenheden til prøveudtagningsporten via indløbsadapteren.
- Start prøveindsamling ved at tænde vakuumpumpen.
- Optag prøvetagningens starttidspunkt.
- Efter en forudindstillet prøveudtagningstid, 10 minutter ved ufortyndet prøvetagningssted A og 30 minutter ved fortyndet prøvetagningssted B, skal du slukke for vakuumpumpen og registrere tiden.
- Fjern eksempelkolonnen fra prøveudtagningsporten.
- Fjern adapterne fra prøvekolonnen, og forsegl prøvekolonnen med en filmmembran for at forhindre tab som følge af fordampning eller forurening. Mærk eksempelkolonnen i henhold til det tilsvarende eksempelnavn.
- Opbevar den forseglede prøvekolonne i køleskab (2-8 °C), indtil den er analyseret.
- Bestemmelse af carbonylkoncentrationer
BEMÆRK: Carbonyler er fanget på en glasfilterpude, der er serieforbundet med en mikroimperinger fyldt med 2,4-dinitrophenylhydrazin (DNPH) opløst i acetonitril.
- Prøvekolonnen forberedes inden for 15 minutter, før aerosolprøveopsamlingen påbegyndes.
- Forberedelse til fældefangst
- Fyld mikroimingeren med 10 ml 15 mM DNPH i acetonitril.
- Forbered en filterpude (se punkt 4.1).
- Kontroller prøveudtagningsflowet
- Tænd for vakuumpumpen, og kontroller prøveudtagningsledningens strømningshastighed ved hjælp af et kalibreret flowudstyr, der giver en nøjagtighed på 1 ccm/min. Juster flowet med nåleventilen til området 700 ccm/min ± 5%.
- Sluk for vakuumpumpen.
- Indsamling af prøveudtagning
- Tilslut filterholderen, der er knyttet til mikroimpingeren, til prøveudtagningsporten.
- Tilslut vakuumprøvetagningsledningen til mikro-impingerens udløb.
- Start prøveindsamling ved at tænde vakuumpumpen.
- Optag prøvetagningens starttidspunkt.
- Efter en forudindstillet prøveudtagningstid, 10 minutter ved ufortyndet prøvetagningssted a og 30 minutter ved fortyndet prøvetagningssted b, skal du slukke for vakuumpumpen og registrere tiden.
- Frakobl prøveudtagningsfælden fra prøveudtagningsporten.
- Tøm impingeren i et hætteglas af glas. Påd DNPH-opløsningen til 10 ml med acetonitril.
- Bestem vægten af filterpuden og ekstraher den i DNPH-acetonitrilopløsningen ved omrystning. Kassér filterpuden efter ekstraktion.
- Tag en 1 ml alikvote af carbonyl-DNPH-opløsningen og tilsæt 50 μL pyridin for at stabilisere opløsningen.
- Aliquoterne opbevares i en fryser ved ≤-12 °C, indtil de analyseres.
- Fyld mikroimingeren med 10 ml 15 mM DNPH i acetonitril.
Representative Results
Reproducerbarhed af CAG-aerosoler
For at demonstrere reproducerbarheden af den CAG-genererede aerosol blev der anvendt en basisvæskeopløsning indeholdende PG, VG, nikotin, vand og ethanol (henholdsvis 71,72%, 17,93%, 2%, 5,85% og 2,5% over 10 separate aerosolgenereringskørsler. Aerosoliserings- og prøveudtagningsparametrene er opsummeret i tabel 2. Kemisk karakterisering af de CAG-genererede aerosoler bekræftede den høje grad af reproducerbarhed af de opnåede resultater ved anvendelse af systemet. Under de samme opvarmnings-, køle- og fortyndingsluftstrømme samt de samme prøveudtagningsbetingelser var koncentrationerne af ACM, nikotin, VG og PG stabile over aerosolgenereringskørslerne med den relative standardafvigelse på henholdsvis 2,48%, 3,28%, 3,43% og 3,34% af ACM, nikotin, VG og PG (figur 7).
Koncentrationerne af otte carbonyler - nemlig acetaldehyd, acetone, acrolein, butyraldehyd, crotonaldehyd, formaldehyd, methylethylketon og propionaldehyd - blev målt under tre på hinanden følgende CAG-aerosolgenereringskørsler. Som forventet med aerosoler genereret ved konstant kontrollerede forhold forblev udbyttet af alle carbonylanalytter lavt (tabel 3) og nåede ikke kvantificeringsgrænserne (LOQ) for analysemetoden for de fleste forbindelser. Kun acetaldehyd og formaldehyd havde udbytter over LOQ. Formaldehydkoncentrationerne i den fortyndede aerosolprøve viste høj variabilitet (±32%) på grund af volatiliteten af denne analyt samt udbytter tæt på LOQ. Dataene bekræftede fraværet af flydende termiske nedbrydningsprodukter i CAG-genererede aerosoler. Tilsætning af en blanding af smagsstoffer havde indflydelse på aerosolens carbonylsammensætning. I det foreliggende tilfælde blev udbyttet af acetaldehyd og butyraldehyd drastisk forøget fra værdier tæt på LOQ til henholdsvis 2,06 og 1,56 μg/l i den fortyndede aerosol, der skulle komme ind i eksponeringskammeret. Disse data fremhæver virkningen af aromablandingens sammensætning på aerosolsammensætningen og understreger behovet for at undersøge den potentielle toksicitet af visse aromastoffer i en e-flydende formulering på et tidligt tidspunkt inden den endelige vurdering in vivo-undersøgelser af langtidseksponering.
PSD for de CAG-genererede aerosoler
PSD for de CAG-genererede aerosoler blev målt under forskellige køle- og første fortyndingsstrømme for at evaluere virkningen af disse betingelser på de fysiske egenskaber ved aerosolen genereret fra basisvæskeopløsningen, der kun indeholder PG, VG, vand og nikotin. Denne procedure er afgørende for at identificere passende betingelser for fremstilling af aerosoler med partikelstørrelser i det respirable område.
I den foreliggende undersøgelse blev køle- og første fortyndingsstrømme modificeret i trin på 10 l/min for at opretholde det samme samlede volumen aerosolflow (tabel 4). Væskestrømmen (0,5 ml/min), opvarmet flow (2 l/min) og anden fortyndingsstrøm (150 l/min) blev holdt konstant. Der blev udtaget aerosolprøver fra det fortyndede prøvetagningssted b (figur 5). PSD blev bestemt ved anvendelse af en aerodynamisk partikelmåler, der måler partikelstørrelser fra 0,5 til 20 μm ved en prøvestrømningshastighed på 5 l/min og fortyndet hensigtsmæssigt til brug sammen med udstyr. MMAD og GSD blev rapporteret af den aerodynamiske partikelstørrelser for hver aerosolgenereringskørsel.
Stigningen i køleflowet og det samtidige fald i den første fortyndingsstrøm havde en indvirkning på aerosolpartikelstørrelsen (tabel 4). Den største indflydelse på partikelstørrelsen blev observeret ved ændring af kølestrømmen fra 10 til 20 l/min og den første fortyndingsstrøm fra 160 til 150 l/min. MMAD mere end fordoblet under disse forhold fra 1,47 til 4,03 μm. Den gennemsnitlige aerosolpartikelstørrelse fortsatte med at vokse med de stigende kølestrømningshastigheder, omend i lavere forhold end dem, der blev observeret mellem 10 og 20 l / min. Fordelingen af aerosolpartiklernes aerodynamiske diameter blev klart forskudt mod større diametre, når man sammenlignede aerosoler genereret ved 10 l / min kølestrøm med dem, der genereres ved 20-50 l / min (figur 8).
Fangsteffektivitet af e-flydende smag
Som diskuteret tidligere er forskellige flydende bestanddele på grund af deres volatilitet kontinuerligt tilbøjelige til overførsel af gas-flydende masse afhængigt af lokale termodynamiske forhold. Derudover har analysemetoder en vis evne til at fange sådanne bestanddele. Faktiske udbyttemålinger giver os mulighed for at måle kemiske metoders evne til nøjagtig påvisning og kvantificering af udvalgte bestanddele (f.eks. på grund af deres kondensationspotentiale eller reaktioner når nogle bestanddele muligvis ikke deres destination, dvs. eksponeringskammeret i tilfælde af indåndingsundersøgelser). Ved vurderingen af forskellige aromatiserede e-væskeformuleringer er det derfor vigtigt at kunne bestemme den mest effektive fangstmetode til kemisk vurdering af aerosolen. Derefter giver dette os mulighed for at måle overførselshastigheden for hver bestanddel, som dikteres af de ofte tilstedeværende tab på grund af aerosoltransport fra produktionsstedet til eksponeringskammeret. I det foreliggende tilfælde blev der udført en yderligere undersøgelse med en væske indeholdende en blanding af aromastoffer. Aerosol blev genereret med CAG-parametrene i tabel 2 og fanget efter fortynding (position b, figur 5), hvor prøveudtagningsstrømningshastigheden blev fastsat til 0,7 l/min i 30 minutter. Fangst blev udført på prøveudtagningskolonner forudkonditioneret med 2 ml isopropanol. Patronerne blev elueret med isopropanol kort efter afslutningen af fangstperioden, indtil 20 ml af opløsningen blev genvundet. Vi fandt ud af, at fangsteffektiviteten generelt bør undersøges og bestemmes for hver smagsbestanddel.
For 70% af de undersøgte smagsbestanddele havde vi genvindingsrater >60%, hvilket var godt korreleret med smagens kogepunkter (volatilitet). Denne kendsgerning indebærer, at inhalationstoksikologiske undersøgelser, der indeholder komplekse blandinger, bør udføres med særlig vægt på overførsel og levering af aerosol til eksponeringsstedet.
Figur 1: Funktionsprincip for kapillær aerosolgeneratoren (CAG). Væsken pumpes ind i en elektrisk opvarmet kapillær, der leverer udbrud af varme overmættede dampe, som afkøles af luftstrømmen, hvilket forårsager pludselig nukleation og kondensering, hvilket fører til aerosoldannelse. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 2: Typisk CAG-eksperimentel opsætning og nøgleelementer. (A) Generel visning af CAG-samlingen, der viser den peristaltiske pumpe, der forbinder væskestudsætningen med CAG'en, fortyndingsluftkanalen og aerosoldannelsesprocessen. B) Detaljeret visning af CAG'en med kapillær- og varmeelementer. (C) Tværsnitsbillede af CAG-enhedens aerosolgenereringsopsætning. Detaljer om køle- og fortyndingsluftstrømmene. Glasslangen har to separate rum. Kølestrømmen skubbes mod CAG'en og kommer i kontakt med den væskegenererede damp for at producere aerosolen. Fortyndingsstrømmen skubbes mod den dannede aerosol for at fortynde sidstnævnte. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 3: CAG-enhedsdetaljer: tværsnitsvisning. Varmestrømmen indføres omkring varmeelementerne til afkøling af det eksterne CAG-legeme, forhindrer kondensering af væsketilstrømningen ved spidsen af kapillæren og til stabilisering af dampstråleudbruddet. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 4: CAG-samling. Kapillær- og varmeelementet (A) indsættes i et indre PEEK-rør, og denne samling glider ind i et ydre rustfrit stålrør (B). Enheden er lukket og tæt fastgjort på en understøtning ved hjælp af føringsskruer i rustfrit stål (C,D). Kapillæren, der stikker ud fra bagenden, er forbundet via slanger til den peristaltiske pumpe og væskeformulering. Forkortelser: SS, rustfrit stål. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 5: CAG-aerosolgenereringsindstillinger for in vivo-eksponeringseksperimenter . Aerosolprøveudtagning til analyse finder sted på to positioner: a) ufortyndet aerosol - det første fortyndingstrin slukkes under prøveudtagningen; b) fortyndet aerosol, lige inden den kommer ind i eksponeringskammeret. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 6: Prøvekolonne med påsatte adaptere. Før prøveudtagningen forkonditioneres prøvekolonnen med 0,5 M svovlsyre til nikotinanalyse eller isopropanol til smagsanalyse. Indløbsadapteren er forbundet til det CAG-genererede aerosolflow og udløbsadapteren til vakuumpumpen. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 7: CAG-genereret aerosolkarakterisering og reproducerbarhed. Koncentration af ACM-, nikotin-, PG- og VG-koncentrationer over 10 separate eksperimentelle aerosolgenereringer løber med den samme flydende baseopløsning. ACM, 1105,45 ± 27,4 μg/L; Nikotin, 20,16 ± 0,7 μg/l; VG, 227,15 ± 7,8 μg/L; PG, 656,59 ± 22,0 μg/L. Fejllinjer repræsenterer standardafvigelse. Forkortelser: ACM, aerosol opsamlet masse; PG, propylenglycol; VG, glycerol. Klik her for at se en større version af denne figur.
Figur 8: Ændringer i partikelstørrelsesfordelingen af aerosol genereret under forskellige kølestrømningshastigheder.
| BASIS (PG/VG/N) | SMAG (PG/VG/N/F) | |
| Komponent | PG/VG/N (g/1000g) | PG/VG/N/F (g/1000g) |
| Benzoesyre | 3.33 | 3.33 |
| PG | 240.00 | 238.91 |
| Vand | 150.00 | 150.00 |
| Mælkesyre | 3.33 | 3.33 |
| Eddikesyre | 3.33 | 3.33 |
| Blandet smagsblanding | 0.00 | 1.20 |
| Glycerin | 560.01 | 559.90 |
| Nikotin | 40.00 | 40.00 |
| Sum | 1000.00 | 1000.00 |
Tabel 1: Komponenter til formulering af e-flydende lager18
| Aerosoliseringsprotokol | Prøveudtagningsprotokol | ||||
| Parametre | Ufortyndet | Fortyndet | Parametre | Ufortyndet beliggenhed A | Fortyndet placering B |
| CAG temperatur (°C) | 250 | ||||
| Pumpeflow (ml/min) | 0.5 | 0.5 | Prøveudtagningstid (min) | 10 | 30 |
| Opvarmet luftstrøm (L/min) | 2 | 2 | Prøveudtagningsflow (ACM) (L/min) | 0.7 | 1.5 |
| Køling af luftstrøm (L/min) | 10 | 10 | Ekstelat ved prøveudtagningsflow (L/min) | 0.7 | 0.7 |
| 1. luftfortynding (L/min) | NA | 150 | Prøveudtagningsflow Carbonyler (L/min) | 0.7 | 0.7 |
| 2. luftfortynding (L/min) | NA | 160 | |||
| Affald (L/min) | NA | 172 | |||
Tabel 2: Parametre for aerosolgenerering, fortynding og prøveudtagning
| Carbonyler | Basisvæske (PG/VG/nikotin) | Smagsopløsning høj koncentration med nikotin (PG/VG/Nikotin/Smagsstoffer) |
||
| Ufortyndet aerosolprøve μg/L | Fortyndet aerosolprøve μg/L | Ufortyndet aerosolprøve μg/L | Fortyndet aerosolprøve μg/L | |
| Acetaldehyd | 0.834 ± 0.096 | 0.119* | 45.346 ± 1.134 | 2.058 ± 0.202 |
| Acetone | < LOQ | < LOQ | < LOQ | < LOQ |
| Acrolein | < LOQ | < LOQ | < LOQ | < LOQ |
| Butyraldehyd | < LOQ | < LOQ | 36.475 ± 0.996 | 1.557 ± 0.179 |
| Crotonaldehyd | < LOQ | < LOQ | 0.052 ± 0.001 | < LOQ |
| Formaldehyd | 0.731 ± 0.072 | 0.072 ± 0.023 | 0.158 ± 0.007 | 0.026 ± 0.004 |
| Methylethylketon | < LOQ | < LOQ | 0.570 ± 0.015 | < LOQ |
| Propionaldehyd | < LOQ | < LOQ | 0.085 ± 0.001 | < LOQ |
Tabel 3: Bestemmelse af carbonyler i den CAG-genererede aerosol. Gennemsnitsværdier fra tre aerosolgenereringer løber med den samme flydende baseopløsning alene og med en smagsblanding. Kun én prøve over tre kørsler havde værdier, der var større end metodens nedre kvantificeringsgrænse (LOQ).
| Indstillinger (L/min) | Aerosol dråbe diameter | ||
| Køleflow | 1. fortyndingsstrøm | MMAD (μm) | GSD |
| 10 | 160 | 13.47 ± 0.04 | 2.07 ± 0.01 |
| 20 | 150 | 4.03 ± 0.18 | 2.13 ± 0.04 |
| 30 | 140 | 4.74 ± 0.04 | 1.89 ± 0.02 |
| 40 | 130 | 5.35 ± 0.04 | 13.80 ± 0.01 |
| 50 | 120 | 5.23 ± 0.03 | 1.76 ± 0.01 |
Tabel 4: Bestemmelse af aerosolpartikelstørrelse (dråbediameter) under forskellige luftstrømsforhold. Forkortelser: MMAD, masse median aerodynamisk diameter; GSD, geometrisk standardafvigelse.
Discussion
Generering af aerosoler med CAG hjælper med at reducere variabiliteten af EC-enhedsspecifikke aerosoliseringsprocesser, hvilket muliggør objektiv og kontrollerbar vurdering af selve den aerosoliserede e-væskeformulering. CAG-genererede aerosoler har vist sig at være repræsentative for de aerosoler, der genereres af ECs7. De kan reproduceres med samme sammensætning og egenskaber og er derfor særligt velegnede til in vivo-undersøgelser af langvarig eksponering, der kræver store mængder aerosol over en længere periode8.
CAG-opsætningen er relativt enkel at samle og nem at vedligeholde. Driftsparametrene, såsom væskestrømningshastighed og respektive luftstrømningshastigheder, forbliver imidlertid kritiske for produktion af kontrolleret aerosol, hvilket kræver metodeoptimering i henhold til formålet med anvendelsen af den CAG-genererede aerosol.
Resultaterne i den aktuelle undersøgelse viser, at køleluftstrømningshastighed har en klar effekt på aerosolpartikelstørrelsesfordelingen. Køleluftstrømmen har en direkte indvirkning ikke kun på kernen af de genererede dampe, men også på kondens på grund af afkøling af det indre rør, hvori den genererede aerosol strømmer. Derudover er den tætte aerosol tilbøjelig til betydelige koagulationseffekter. Kombineret er disse processer komplekse, og deres interaktion og indflydelse på aerosoldannelse er ret vanskelige at generalisere for de specifikke e-væsker, temperaturer og strømme. Supplerende luftstrømssammensætning (tør eller befugtet med en fast procentdel af relativ luftfugtighed) - især vandindholdet - vil påvirke varme- og masseudvekslingen, hvilket ikke kun fører til moduleret kondensationsvækst af aerosolpartikler, men også vægkondensation. Ændringer af denne metodes parametre anses således for at være anvendt med henblik på at kontrollere PSD17,19.
Tilstedeværelsen af kemikalier med lav opløselighed eller høje kogepunkter kan begrænse effektiviteten af CAG-genereret aerosol på grund af udfældning i kapillæren og tilstopning af kapillæren over tid. Afhængigt af de kemikalier, der er til stede i aerosolen, skal temperaturen til drift af CAG'en justeres for at generere dampen. Desuden bør stabiliteten af den flydende formulering vurderes regelmæssigt. Tilsætning af bestanddele, herunder smagsstoffer, med forskellige kogepunkter vil have indflydelse på den endelige aerosolsammensætning14 og gas-væske-opdeling. Det kan være nødvendigt at tilpasse kapillærtemperaturen og opvarmningsluftstrømmen for at forhindre tilbagestrømning og væskeaflejring nær den varme kapillær, hvilket kan resultere i generering af ukontrollerede produkter med termisk nedbrydning (såsom carbonyler) på grund af den lange varighed af tilbageholdelse af væsken ved en høj temperatur. Derudover har styring af temperaturen, der bruges til at generere dampen i kapillæren, indflydelse på, hvor dampen begynder at danne sig i kapillæren - jo højere temperaturen er, jo tidligere dannes dampen. Med en højere kapillærtemperatur vil dampen, der kommer ud af kapillæren, tage længere tid at blive afkølet af køleluftstrømmen og vil derfor begynde at nukleere og kondensere til en aerosol længere væk fra kapillærspidsen, hvilket hjælper med at undgå en tilbagestrømningseffekt19.
Nuværende in vivo-toksikologiske undersøgelser af e-væske er begrænsede til at reproducere e-cigaretaerosoler på grund af den logistiske kompleksitet for at opfylde omfanget af aerosol, der kræves, f.eks. i en OECD TG 413-undersøgelse20. Protokollen, der præsenteres i denne undersøgelse, giver et overblik over CAG-samlingen og de indstillinger, der anvendes på Philip Morris International til aerosolgenerering in vivo-langtidseksponeringsundersøgelser 18. Disse data kan tjene som et godt udgangspunkt for yderligere finjustering i et andet laboratoriemiljø (f.eks. lægemiddelafgivelsessystemer21) eller for tilpasning til specifikke krav i en bestemt undersøgelse.
Disclosures
Metoden, der er rapporteret her, samt den specifikke CAG-samling er udviklet til evaluering af aerosoler genereret fra e-væsker for at opfylde kravene i in vivo-eksponeringsundersøgelser . Alle forfatterne er ansatte hos Philip Morris International (PMI) eller har arbejdet for PMI i henhold til kontraktlige aftaler. Philip Morris International er den eneste finansieringskilde og sponsor af denne undersøgelse.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Aluminium front cap | Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland | Custom Built | Purpose built, 1 x |
| Aluminium heating block, groove diameter 0.4mm | Phil Gunn Machine Co., Inc, VA, USA | B-505432 | 2 x |
| Aluminium rear cap | Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland | Custom Built | 1 x |
| Cambridge glass filter pads | GE Healthcare UK Limited | 9703-9654 | 44 mm diameter |
| Capillary 21 G SS, 160 mm | Phil Gunn Machine Co., Inc, VA, USA | 304H21RW | 1 x |
| Dry wipes | Contec Inc. , SC, USA | Prosat Wipes saturated with isopropyl alcohol | cleaning material |
| Flowmeter | TSI, Shoreview, MI, USA | 4100 Series, 0-20 L/min | or equivalent |
| Gilibrator-2 calibrator | Sensidyne, St-Petersburg FL, USA | Gilian Gilibrator-2 | Air flow calibrator |
| Glass Couplings | Labo Service, Kontich, Belgium | QVF | |
| Glass piping | Labo Service, Kontich, Belgium | QVF | Pipe 25 and 40 mm |
| Heating elements | Phil Gunn Machine Co., Inc, VA, USA | LDC01864 | 4 x |
| High heat grease | Lubriplate Lubricant Company, NJ, USA | High temperature multipurpose grease | CAG maintenance |
| Inner PEEK tube | Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland | Custom Built | 1 x |
| Magnetic stirrer | IKA-Werke GmbH & Co. KG, Staufen, Germany | C-MAG HS 4 | or equivalent |
| Micro impingers | Labo Service, Kontich, Belgium | Custom Built | |
| Outer SS tube | Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland | Custom Built | 1 x |
| PEEK adaptor | Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland | Custom Built | Purpose built, 1 x |
| Peristaltic pump | Watson-Marlow Fluid Technology Group, Falmouth, UK | Watson-Marlow 530 U | or equivalent |
| Push-in fitting | Festo Pte Ltd | NPQM-DK-M5-Q4-P10 | 1 x |
| Sample Column Extrelut NT3 cartridge | Merk Sigma-Aldrich | 115095 | |
| SS 25 mm assembly cap | Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland | Custom Built | Purpose built, 1 x |
| SS M8 lead screw | Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland | Custom Built | 3 x |
| SS M8 nut | Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland | Custom Built | 3 x |
| SS rear backing | Mecanique Buri S.A., La Chaux-de Fonds, Switzerland | Custom Built | Purpose built, 1 x |
| Temperature controller | Cole Parmer GmbH, Wertheim, Germany | Digi-Sense TC 9600 | or equivalent |
| Thermocouple type K | RS Components GmbH, Wädenswil, Switzerland | 814-0147 | 1 x |
References
- Williams, M., Talbot, P. Variability among electronic cigarettes in the pressure drop, airflow rate, and aerosol production. Nicotine and Tobacco Research. 13 (12), 1276-1283 (2011).
- Farsalinos, K. E., Voudris, V., Poulas, K. E-cigarettes generate high levels of aldehydes only in 'dry puff' conditions. Addiction. 110 (8), 1352-1356 (2015).
- Werley, M. S., et al. Toxicological assessment of a prototype e-cigaret device and three flavor formulations: a 90-day inhalation study in rats. Inhalation Toxicology. 28 (1), 22-38 (2015).
- Werley, M. S., et al. Non-clinical safety and pharmacokinetic evaluations of propylene glycol aerosol in Sprague-Dawley rats and Beagle dogs. Toxicology. 287 (1-3), 76-90 (2011).
- Werley, M. S., et al. Prototype e-cigarette and the capillary aerosol generator (CAG) comparison and qualification for use in subchronic inhalation exposure testing. Aerosol Science and Technology. 50 (12), 1284-1293 (2016).
- Williams, M., Villarreal, A., Bozhilov, K., Lin, S., Talbot, P. Metal and silicate particles including nanoparticles are present in electronic cigarette cartomizer fluid and aerosol. PLoS One. 8 (3), 57987 (2013).
- Bekki, K., Uchiyama, S., Ohta, K., Inaba, Y., Kunugita, N. Carbonyl compounds generated from electronic cigarettes. International Journal of Environmental Research and Public Health. 11 (11), 11192-11200 (2014).
- Flora, J. W., et al. Characterization of potential impurities and degradation products in electronic cigarette formulations and aerosols. Regulatory Toxicology and Pharmacology. 74, 1-11 (2016).
- European Commission. Tobacco Products Directive. Directive 2014/40/EU of the European Parliament and of the Council on 3 April 2014. , Available from: https://ec.europa.eu/health/sites/health/files/tobacco/docs/dir_201440_en.pdf (2014).
- Farsalinos, K. E., Le Houezec, J. Regulation in the face of uncertainty: the evidence on electronic nicotine delivery systems (e-cigarettes). Risk Management and Healthcare Policy. 8, 157-167 (2015).
- McNeill, A., Brose, L., Calder, R., Bauld, L., Robson, D. Evidence review of e-cigarettes and heated tobacco products 2018. A report commissioned by Public Health England. Public Health England. , London. (2018).
- Howell, T. M., Sweeney, W. R. Aerosol and a method and apparatus for generating an aerosol. US Patent. , US5743251 (1998).
- Dutra, L. M., Grana, R., Glantz, S. A. Philip Morris research on precursors to the modern e-cigarette since 1990. Tobacco Control. 26, 97-105 (2017).
- Gupta, R., Hindle, M., Byron, P. R., Cox, K. A., McRae, D. D. Investigation of a novel Condensation Aerosol Generator: solute and solvent effects. Aerosol Science and Technology. 37 (8), 672-681 (2003).
- Geiss, O., Bianchi, I., Barrero-Moreno, J. Correlation of volatile carbonyl yields emitted by e-cigarettes with the temperature of the heating coil and the perceived sensorial quality of the generated vapours. International Journal of Hygiene and Environmental Health. 219 (3), 268-277 (2016).
- Hong, J. N., Hindle, M., Byron, P. R. Control of particle size by coagulation of novel condensation aerosols in reservoir chambers. Journal of Aerosol Medicine. 15 (4), 359-368 (2002).
- Taylor, G., Warren, S., McRae, D., Venitz, J. Human deposition and exposure studies with propylene glycol aerosols produced using the CAG technology platform. Respiratory Drug Delivery. 1, 183-190 (2006).
- Wong, E. T., et al. A 6-month inhalation toxicology study in Apoe -/- mice demonstrates substantially lower effects of e-vapor aerosol compared with cigarette smoke in the respiratory tract. Archive of Toxicology. 95 (5), 1805-1829 (2021).
- Shen, X., Hindle, M., Byron, P. R. Effect of energy on propylene glycol aerosols using the capillary aerosol generator. International Journal of Pharmaceutics. 275 (1-2), 249-258 (2004).
- Phillips, B., et al. Toxicity of the main electronic cigarette components, propylene glycol, glycerin, and nicotine, in Sprague-Dawley rats in a 90-day OECD inhalation study complemented by molecular endpoints. Food and Chemical Toxicology. 109, 315-332 (2017).
- Hindle, M., Cox, K. A., Gupta, R. Adding pharmaceutical flexibility to the capillary aerosol generator. Proceedings of Respiratory Drug Delivery IX. (Volume III). , River Grove, IL. ISBN 1-930114-63-X, www.RDDOnline.org 247-253 (2004).
