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Détails du magazine
Format
Magazine
eISSN
2719-9509
Première publication
01 Jan 1992
Période de publication
4 fois par an
Langues
Anglais

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Volume 29 (2020): Edition 1 (April 2020)

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Editors’ Note

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 1 - 1

Résumé

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Gas-Particle Partitioning of Formaldehyde in Mainstream Cigarette Smoke

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 2 - 20

Résumé

Resume

Un dénudeur à diffusion fut utilisé pour l’analyse de la séparation gaz-particules du formaldéhyde, de l’acétaldéhyde, de l’acroléine et du crotonaldéhyde dans la fumée principale de cigarette, autant de composés piquant l’intérêt en raison de leur toxicité et leur rétention presque quantitative dans l’organisme durant le fumage de cigarettes. Le formaldéhyde présenta la meilleure performance durant les expérimentations menées à l’aide du dénudeur, avec des mélanges aldéhyde/air simples, imputables au taux relativement rapide de réaction hétérogène formaldéhyde (g) + dinitrophenylhydrazine(s) → hydrazone(s). L’analyse grâce à l’équation Gormley-Kennedy révéla que le piégeage du formaldéhyde dans le dénudeur se rapprochait, sans l’atteindre, de l’efficacité complète, même dans des conditions opérationnelles optimisées. L’acétaldéhyde, l’acroléine et le crotonaldéhyde furent piégés à un niveau d’efficacité considérablement inférieur par rapport au formaldéhyde dans les conditions d’utilisation du dénudeur et des revêtements plus efficaces à l’intérieur du dénudeur seraient requis pour examiner la séparation gaz-particules de ces autres carbonyles. La proportion de formaldéhyde dans la phase particulaire de la fumée pénétrant initialement dans le dénudeur fut supérieure à 99% mais la perte de formaldéhyde dans les particules de fumées fut relativement rapide, provoquant un dépôt de 35%–61% sur la longueur du dénudeur. La dépendance vis-à-vis de la température du dépôt du formaldéhyde dans le dénudeur put être prédite avec précision grâce à la constante de la loi de Henry pour les solutions de formaldéhyde en phase aqueuse. Ces propriétés observées du formaldéhyde sont avant tout imputables aux réactions réversibles du formaldéhyde, sachant que l’eau présente dans la fumée de cigarette cause la formation de composés bien moins volatiles tels que le méthanédiol, ses oligomères et son hydrate. Ces données laissent à penser que l’inhalation de la fumée de cigarette est susceptible d’exposer les générations de fumeurs qui inhalent plus en profondeur aux méfaits relatifs plus grands du formaldéhyde et à un plus grand risque génotoxique que ne le ferait la seule inhalation de vapeur de formaldéhyde.

Les évaluations du risque associé au formaldéhyde présent dans la fumée de cigarette devraient être actualisées afin de reconnaître ce profil de risque modifié. [Beitr. Tabakforsch.

Mots clés

  • Mainstream cigarette smoke
  • formaldehyde
  • acetaldehyde
  • acrolein
  • crotonaldehyde
  • nicotine
  • gas-particle partitioning
  • diffusion denuder
  • 2,4-dinitrophenylhydrazine
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Extraction of Benzo[a]pyrene from Moist Snuff with Water or Artificial Saliva (Part 2)

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 21 - 26

Résumé

Resume

La présente étude évalua l’extraction in vitro du benzo[a]pyrène (BaP) présent dans le tabac à priser humide à l’aide d’eau et de salive artificielle. Une étude précédente mais similaire avait évalué les niveaux de BaP qui subsistent dans le tabac à priser humide après extraction mais n’avait pas mesuré les niveaux de BaP dans les extraits de salive ou d’eau. L’étude précédente avait démontré que les teneurs résiduelles de BaP dans la matière solide oscillaient entre 96,3% et 109,6% par rapport à la teneur initiale en BaP après le lavage du tabac à priser à l’eau et entre 99,4% et 108,3% de la teneur initiale en BaP après le lavage du tabac à priser à la salive et à l’eau. Neuf échantillons de tabac à priser humide (huit provenant des mêmes marques que celles analysées dans l’étude précédente) furent analysés dans la présente étude. Comparativement à l’étude précédente, plusieurs améliorations furent apportées quant aux conditions d’extraction. L’extraction fut réalisée durant 1 heure à 37 °C, à l’aide d’un agitateur mécanique. L’étude précédente avait eu recours à une salive artificielle disponible sur le marché affichant un pH ajusté mais dépourvue d’enzymes ou de sels. Cette salive fut remplacée par une salive complètement artificielle contenant des sels, de la mucine et des enzymes. Les résultats indiquèrent que la teneur en BaP extrait dans 100mL d’eau à partir de 5g de tabac à priser humide portés à 37 °C oscillait entre 1,0% et 1,7% de la teneur initiale présente dans le tabac. Dans le cas de la salive artificielle, la teneur en BaP extraite oscillait entre 2,0% et 3,9% de la teneur initiale, selon la marque de tabac à priser. Bien que la teneur de BaP extraite du tabac à priser humide dans la salive artificielle demeure très faible, les propriétés surfactantes de la salive artificielle augmente, d’un facteur proche de deux par rapport à l’eau, l’extraction de BaP. Cette étude étaye la conclusion précédemment présentée selon laquelle la grande majorité du BaP présent dans le tabac à priser humide n’est pas extraite dans l’eau ou la salive artificielle.

Mots clés

  • Moist snuff
  • benzo[]pyrene
  • BaP
  • extractability
  • artificial saliva
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Thermo-Oxidative Decomposition of Lovage (Levisticum officinale) and Davana (Artemisia pallens) Essential Oils under Simulated Tobacco Heating Product Conditions

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 27 - 43

Résumé

Resume

La décomposition thermo-oxydative des huiles essentielles de livèche (Levisticum officinale) et de davana (Artemisia pallens) fut étudiée au travers d’une spectrométrie de masse accompagnée d’une chromatographie des gaz de pyrolyse dans une atmosphère à 9% d’oxygène et 91% d’azote portée à 300°C afin de simuler les conditions de chauffe à basse température du tabac. La composition chimique des huiles de livèche et de davana est complexe et inclut divers composés oxygénés parmi ses constituants principaux. Les isobenzofuranones sont les constituants principaux de l’huile de livèche et leur intensité relative changea de façon significative durant la pyrolyse oxydative. Le (Z)-ligustilide subit deux types de réactions de décomposition : Une réaction d’aromatisation menant à la formation du butylidenephthalide ainsi que la scission de l’anneau de lactone avec élimination du dioxyde ou du monoxyde de carbone. Le davanone est le constituant principal de l’huile de davana, qui ne subit aucune décomposition importante durant la pyrolyse oxydative à basse température. Toutefois, le rendement relatif du deuxième composé le plus intensif, à savoir le bicyclogermacrène, chuta de façon marquée en raison des réactions de réarrangement des liaisons. Le davana-éther subit des réactions d’oxydation provoquant la formation de divers dérivés furaniques. Les modifications apportées à la composition des deux huiles essentielles purent être interprétées comme des clivages de liaisons, des mécanismes de réarrangement intramoléculaires et des réactions d’oxydation de divers constituants durant la pyrolyse oxydative à basse température. La méthode thermo-oxydative appliquée s’avéra utile à l’étude de la stabilité des huiles essentielles et à l’observation des produits de décomposition dans des conditions simulées de chauffe du tabac. En dépit de la composition complexe des huiles essentielles, aucune preuve d’interaction entre les constituants des huiles ne fut découverte. [Beitr. Tabakforsch. Int. 29 (2020) 27–43]

Mots clés

  • Flavour
  • lovage oil
  • davana oil
  • gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS)
  • oxidative pyrolysis
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Integration of Time and Spatially Resolved In-Situ Temperature and Pressure Measurements With Soft Ionisation Mass Spectrometry Inside Burning Superslim and King-Size Cigarettes

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 44 - 54

Résumé

Resume Toile de fond

La combustion tout comme la pyrolyse du tabac ont une grande incidence sur le type et la teneur des substances toxiques présentes dans la fumée de cigarette. Précédemment, nous avions développé une approche destinée à combiner des relevés simultanés de pressions et de températures et reposant sur un échantillonnage chimique in situ rapide à l’aide d’une microsonde placée à l’intérieur de la cigarette allumée. Cette approche avait livré une série de cartes de températures et de vélocité des flux de gaz, qui caractérise ce système de combustion dynamique réagissant à un flux d’air insufflé de l’extérieur. Objectif: Deux types de cigarette se distinguant uniquement par leur diamètre furent tirées par bouffées selon les paramètres de l’ISO 3308 et ceux du Health Canada Intense (HCI) afin d’approfondir la compréhension de l’interaction dynamique du flux d’air et des paramètres de conception de la cigarette et de son influence sur la combustion et la pyrolyse du tabac par le tracé d’une cartographie thermochimique et thermophysique.

Méthode

Trois types de sondes d’échantillonnage furent insérées, à savoir des chapelets de thermocouples pour le relevé de la température en phase gazeuse, des tubes de quartz pour le relevé de la pression et une microsonde d’échantillonnage chauffée et couplée à un spectromètre de masse à ionisation douce par photon unique pour l’analyse chimique. Deux types de cigarettes de fabrication similaire (la superslim et la king-size) et de même composition furent analysés : Superslim (circonférence 17 mm) et king-size (circonférence 24 mm). La synchronisation des signaux échantillonnés fut réalisée en cartographiant deux sondes (par exemple, température/chimie ou température/pression) simultanément. Les manifestations physiques et chimiques furent visualisées et comparées selon les cigarettes et les paramètres de fumage par bouffés.

Résultats

Un recueil de cartes dédiées à la chimie, la pression et la température fut constitué pour les cigarettes superslim et king-size dans le respect des conditions du HCI et de l’ISO. La pression observée dans la cigarette allumée s’avéra plus élevée pour la cigarette superslim et la répartition des températures varia parmi les deux formats de cigarette. Sans surprise, les températures et les pressions observées furent supérieures dans les conditions de fumage définies par l’HCI par rapport à celles relevées dans les conditions ISO, indépendamment du format de cigarette. Les cartes thermochimiques relatives, par exemple, à la formation du benzène et du monoxyde d’azote furent qualitativement similaires pour la superslim et la king-size. Eu égard aux autres substances, la répartition fut nettement différente.

Conclusion

Le recours à l’échantillonnage chimique in situ par sondes multiples se prête à une analyse des processus hautement dynamiques de combustion et de pyrolyse qui se produisent à l’intérieur des deux types de cigarette. A terme, une comparaison directe de l’influence de la circonférence de la cigarette sur les processus de combustion complexes et la formation des composants de la fumée fut réalisée. [Beitr. Tabakforsch. Int. 29 (2020) 44–54]

Mots clés

  • Cigarette circumference
  • puff regime
  • combustion and pyrolysis
  • microprobe analysis
  • on-line photo-ionization mass spectrometry
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Editors’ Note

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 1 - 1

Résumé

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Gas-Particle Partitioning of Formaldehyde in Mainstream Cigarette Smoke

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 2 - 20

Résumé

Resume

Un dénudeur à diffusion fut utilisé pour l’analyse de la séparation gaz-particules du formaldéhyde, de l’acétaldéhyde, de l’acroléine et du crotonaldéhyde dans la fumée principale de cigarette, autant de composés piquant l’intérêt en raison de leur toxicité et leur rétention presque quantitative dans l’organisme durant le fumage de cigarettes. Le formaldéhyde présenta la meilleure performance durant les expérimentations menées à l’aide du dénudeur, avec des mélanges aldéhyde/air simples, imputables au taux relativement rapide de réaction hétérogène formaldéhyde (g) + dinitrophenylhydrazine(s) → hydrazone(s). L’analyse grâce à l’équation Gormley-Kennedy révéla que le piégeage du formaldéhyde dans le dénudeur se rapprochait, sans l’atteindre, de l’efficacité complète, même dans des conditions opérationnelles optimisées. L’acétaldéhyde, l’acroléine et le crotonaldéhyde furent piégés à un niveau d’efficacité considérablement inférieur par rapport au formaldéhyde dans les conditions d’utilisation du dénudeur et des revêtements plus efficaces à l’intérieur du dénudeur seraient requis pour examiner la séparation gaz-particules de ces autres carbonyles. La proportion de formaldéhyde dans la phase particulaire de la fumée pénétrant initialement dans le dénudeur fut supérieure à 99% mais la perte de formaldéhyde dans les particules de fumées fut relativement rapide, provoquant un dépôt de 35%–61% sur la longueur du dénudeur. La dépendance vis-à-vis de la température du dépôt du formaldéhyde dans le dénudeur put être prédite avec précision grâce à la constante de la loi de Henry pour les solutions de formaldéhyde en phase aqueuse. Ces propriétés observées du formaldéhyde sont avant tout imputables aux réactions réversibles du formaldéhyde, sachant que l’eau présente dans la fumée de cigarette cause la formation de composés bien moins volatiles tels que le méthanédiol, ses oligomères et son hydrate. Ces données laissent à penser que l’inhalation de la fumée de cigarette est susceptible d’exposer les générations de fumeurs qui inhalent plus en profondeur aux méfaits relatifs plus grands du formaldéhyde et à un plus grand risque génotoxique que ne le ferait la seule inhalation de vapeur de formaldéhyde.

Les évaluations du risque associé au formaldéhyde présent dans la fumée de cigarette devraient être actualisées afin de reconnaître ce profil de risque modifié. [Beitr. Tabakforsch.

Mots clés

  • Mainstream cigarette smoke
  • formaldehyde
  • acetaldehyde
  • acrolein
  • crotonaldehyde
  • nicotine
  • gas-particle partitioning
  • diffusion denuder
  • 2,4-dinitrophenylhydrazine
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Extraction of Benzo[a]pyrene from Moist Snuff with Water or Artificial Saliva (Part 2)

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 21 - 26

Résumé

Resume

La présente étude évalua l’extraction in vitro du benzo[a]pyrène (BaP) présent dans le tabac à priser humide à l’aide d’eau et de salive artificielle. Une étude précédente mais similaire avait évalué les niveaux de BaP qui subsistent dans le tabac à priser humide après extraction mais n’avait pas mesuré les niveaux de BaP dans les extraits de salive ou d’eau. L’étude précédente avait démontré que les teneurs résiduelles de BaP dans la matière solide oscillaient entre 96,3% et 109,6% par rapport à la teneur initiale en BaP après le lavage du tabac à priser à l’eau et entre 99,4% et 108,3% de la teneur initiale en BaP après le lavage du tabac à priser à la salive et à l’eau. Neuf échantillons de tabac à priser humide (huit provenant des mêmes marques que celles analysées dans l’étude précédente) furent analysés dans la présente étude. Comparativement à l’étude précédente, plusieurs améliorations furent apportées quant aux conditions d’extraction. L’extraction fut réalisée durant 1 heure à 37 °C, à l’aide d’un agitateur mécanique. L’étude précédente avait eu recours à une salive artificielle disponible sur le marché affichant un pH ajusté mais dépourvue d’enzymes ou de sels. Cette salive fut remplacée par une salive complètement artificielle contenant des sels, de la mucine et des enzymes. Les résultats indiquèrent que la teneur en BaP extrait dans 100mL d’eau à partir de 5g de tabac à priser humide portés à 37 °C oscillait entre 1,0% et 1,7% de la teneur initiale présente dans le tabac. Dans le cas de la salive artificielle, la teneur en BaP extraite oscillait entre 2,0% et 3,9% de la teneur initiale, selon la marque de tabac à priser. Bien que la teneur de BaP extraite du tabac à priser humide dans la salive artificielle demeure très faible, les propriétés surfactantes de la salive artificielle augmente, d’un facteur proche de deux par rapport à l’eau, l’extraction de BaP. Cette étude étaye la conclusion précédemment présentée selon laquelle la grande majorité du BaP présent dans le tabac à priser humide n’est pas extraite dans l’eau ou la salive artificielle.

Mots clés

  • Moist snuff
  • benzo[]pyrene
  • BaP
  • extractability
  • artificial saliva
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Thermo-Oxidative Decomposition of Lovage (Levisticum officinale) and Davana (Artemisia pallens) Essential Oils under Simulated Tobacco Heating Product Conditions

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 27 - 43

Résumé

Resume

La décomposition thermo-oxydative des huiles essentielles de livèche (Levisticum officinale) et de davana (Artemisia pallens) fut étudiée au travers d’une spectrométrie de masse accompagnée d’une chromatographie des gaz de pyrolyse dans une atmosphère à 9% d’oxygène et 91% d’azote portée à 300°C afin de simuler les conditions de chauffe à basse température du tabac. La composition chimique des huiles de livèche et de davana est complexe et inclut divers composés oxygénés parmi ses constituants principaux. Les isobenzofuranones sont les constituants principaux de l’huile de livèche et leur intensité relative changea de façon significative durant la pyrolyse oxydative. Le (Z)-ligustilide subit deux types de réactions de décomposition : Une réaction d’aromatisation menant à la formation du butylidenephthalide ainsi que la scission de l’anneau de lactone avec élimination du dioxyde ou du monoxyde de carbone. Le davanone est le constituant principal de l’huile de davana, qui ne subit aucune décomposition importante durant la pyrolyse oxydative à basse température. Toutefois, le rendement relatif du deuxième composé le plus intensif, à savoir le bicyclogermacrène, chuta de façon marquée en raison des réactions de réarrangement des liaisons. Le davana-éther subit des réactions d’oxydation provoquant la formation de divers dérivés furaniques. Les modifications apportées à la composition des deux huiles essentielles purent être interprétées comme des clivages de liaisons, des mécanismes de réarrangement intramoléculaires et des réactions d’oxydation de divers constituants durant la pyrolyse oxydative à basse température. La méthode thermo-oxydative appliquée s’avéra utile à l’étude de la stabilité des huiles essentielles et à l’observation des produits de décomposition dans des conditions simulées de chauffe du tabac. En dépit de la composition complexe des huiles essentielles, aucune preuve d’interaction entre les constituants des huiles ne fut découverte. [Beitr. Tabakforsch. Int. 29 (2020) 27–43]

Mots clés

  • Flavour
  • lovage oil
  • davana oil
  • gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS)
  • oxidative pyrolysis
Accès libre

Integration of Time and Spatially Resolved In-Situ Temperature and Pressure Measurements With Soft Ionisation Mass Spectrometry Inside Burning Superslim and King-Size Cigarettes

Publié en ligne: 23 May 2020
Pages: 44 - 54

Résumé

Resume Toile de fond

La combustion tout comme la pyrolyse du tabac ont une grande incidence sur le type et la teneur des substances toxiques présentes dans la fumée de cigarette. Précédemment, nous avions développé une approche destinée à combiner des relevés simultanés de pressions et de températures et reposant sur un échantillonnage chimique in situ rapide à l’aide d’une microsonde placée à l’intérieur de la cigarette allumée. Cette approche avait livré une série de cartes de températures et de vélocité des flux de gaz, qui caractérise ce système de combustion dynamique réagissant à un flux d’air insufflé de l’extérieur. Objectif: Deux types de cigarette se distinguant uniquement par leur diamètre furent tirées par bouffées selon les paramètres de l’ISO 3308 et ceux du Health Canada Intense (HCI) afin d’approfondir la compréhension de l’interaction dynamique du flux d’air et des paramètres de conception de la cigarette et de son influence sur la combustion et la pyrolyse du tabac par le tracé d’une cartographie thermochimique et thermophysique.

Méthode

Trois types de sondes d’échantillonnage furent insérées, à savoir des chapelets de thermocouples pour le relevé de la température en phase gazeuse, des tubes de quartz pour le relevé de la pression et une microsonde d’échantillonnage chauffée et couplée à un spectromètre de masse à ionisation douce par photon unique pour l’analyse chimique. Deux types de cigarettes de fabrication similaire (la superslim et la king-size) et de même composition furent analysés : Superslim (circonférence 17 mm) et king-size (circonférence 24 mm). La synchronisation des signaux échantillonnés fut réalisée en cartographiant deux sondes (par exemple, température/chimie ou température/pression) simultanément. Les manifestations physiques et chimiques furent visualisées et comparées selon les cigarettes et les paramètres de fumage par bouffés.

Résultats

Un recueil de cartes dédiées à la chimie, la pression et la température fut constitué pour les cigarettes superslim et king-size dans le respect des conditions du HCI et de l’ISO. La pression observée dans la cigarette allumée s’avéra plus élevée pour la cigarette superslim et la répartition des températures varia parmi les deux formats de cigarette. Sans surprise, les températures et les pressions observées furent supérieures dans les conditions de fumage définies par l’HCI par rapport à celles relevées dans les conditions ISO, indépendamment du format de cigarette. Les cartes thermochimiques relatives, par exemple, à la formation du benzène et du monoxyde d’azote furent qualitativement similaires pour la superslim et la king-size. Eu égard aux autres substances, la répartition fut nettement différente.

Conclusion

Le recours à l’échantillonnage chimique in situ par sondes multiples se prête à une analyse des processus hautement dynamiques de combustion et de pyrolyse qui se produisent à l’intérieur des deux types de cigarette. A terme, une comparaison directe de l’influence de la circonférence de la cigarette sur les processus de combustion complexes et la formation des composants de la fumée fut réalisée. [Beitr. Tabakforsch. Int. 29 (2020) 44–54]

Mots clés

  • Cigarette circumference
  • puff regime
  • combustion and pyrolysis
  • microprobe analysis
  • on-line photo-ionization mass spectrometry

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