In einer kürzlich erschienenen Studie hat die Firma Restek eine einfache Methode zum Vergleich von E-Zigarettenflüssigkeiten mittels GC-MS und GC-FID vorgestellt.

E-Zigaretten sind ein relativ neues Phänomen. Als Alternative zum Rauchen von Tabak wird bei E-Zigaretten eine Flüssigkeit verdampft, die dann vom Anwender inhaliert wird. Obwohl es sie erst seit einigen wenigen Jahren auf dem Markt gibt, gelten E-Zigaretten als sicherer und weniger gesundheitsschädlich für den Verbraucher als herkömmliche tabakbasierte Zigaretten.

Als regulierter Markt unterliegt die Produktion von E-Zigaretten den üblichen gesetzlichen Anforderungen an die Unbedenklichkeit für Menschen, weshalb die Forschung von Restek für die Qualitätskontrolle bei E-Flüssigkeitsherstellern von großem Nutzen sein wird. Eine der Hauptattraktionen von E-Flüssigkeiten im Vergleich zum Tabak sind die verschiedenen Geschmacksnoten, die eine vermehrte Forschungs- und Entwicklungstätigkeit zum Kreieren neuer Aromen ausgelöst haben, die von Apfelkuchen bis Traubenlimonade reichen.

Eine typische E-Zigarette enthält Feuchthaltemittel (Propylenglykol [1,2-Propanediol] und/oder Glycerin), Aromastoffe und Nikotin. Es hat zwar bereits eine kleine Anzahl von Studien gegeben, in denen flüchtige organische Verbindungen (VOCs) und schwerflüchtige organische Verbindungen (SVOCs) in E-Zigarettenflüssigkeiten untersucht wurden, diese setzten aber häufig sehr spezielle Techniken voraus. Mit dem Verfahren von Restek ist jedes Labor in der Lage, E-Zigarettenflüssigkeit mittels GC-FID und GC-MS mit thermischer Desorption (TD) zu analysieren.

In der Studie wurden vier der meistverkauften E-Zigarettenmarken auf Nikotingehalt und Verunreinigungen in der Lösung und im Dampf untersucht. Eine GC-FID mit dem Trägergas Wasserstoff wurde zur Prüfung der Nikotingehalte verwendet, in Übereinstimmung mit dem Standard für nachweisbares Nikotin des National Institute of Standards and Technology (NIST). Die analysierten Ergebnisse wurden mit den Angaben zum Nikotingehalt auf den Verpackungen verglichen.

Verunreinigungen in der Lösung wurden mittels GC-MS untersucht und Verunreinigungen im Dampf mit einer Kombination von thermischer Desorption und GC-MS.

Aus den Ergebnissen der Nikotinanalyse ging hervor, dass alle Anbieter eine geringere Nikotinkonzentration auf ihren Verpackungen angegeben hatten, als mit der GC-FID-Analyse ermittelt. Die Abweichungen des erfassten Nikotins vom angegebenen Wert reichten je nach Hersteller von 0,6 mg/ml bis zu 5,7 mg/ml.

Die GC-FID-Analyse hat auch gezeigt, dass sich bei allen vier E-Zigaretten-Marken Ethanol in den Flüssigkeiten befand, ein Inhaltsstoff, der von keinem der Anbieter aufgeführt wurde und der nicht im Labor in die Proben geraten war, was mit Kontrollproben nachgewiesen werden konnte.

Bei der Verunreinigungsanalyse der Lösungen einer der E-Zigarettenmarken wurden auch 64 Verbindungen festgestellt. Bei vielen davon handelte es sich um die verschiedenen Komponenten von E-Zigarettenaromen, aber 36 konnten nicht identifiziert werden, weshalb keine Informationen zur Art dieser Verbindungen verfügbar sind.

Bei der Dampfanalyse fanden sich 18 Verbindungen zusätzlich zu den 64 in der Flüssigkeit ermittelten. Zu diesen 18 zusätzlichen Verbindungen gehörten Formaldehyd, Acetaldehyd, Akrolein und Xylole sowie verschiedene Siloxane. Die Präsenz von Formaldehyd, Acetaldehyd und Acrolein ist bedeutsam, da diese Verbindungen giftig für den menschlichen Körper sind.

Diese Verbindungen sind im Dampf vorhanden, nicht jedoch in der Flüssigkeit, weil sie wahrscheinlich durch das Verdampfen der Flüssigkeit entstehen, denn es ist bekannt, dass alle drei Verbindungen bei der thermischen Zersetzung von Glycerin freigesetzt werden.

An den Forschungsergebnissen zeigt sich eindeutig, dass zwar in mehreren Studien gezeigt wurde, dass E-Zigaretten eine sicherere Alternative zu herkömmlichen Zigaretten sind, die Komponenten der E-Zigaretten aber einige schädliche Verbindungen enthalten und die langfristigen Auswirkungen der Verwendung dieser Substanzen auf den menschlichen Körper noch nicht vollständig geklärt sind.

Diese Studie zeigt die Verwendung von Wasserstoff als Trägergas als Alternative zu Helium bei der GC-FID-Analyse. Obwohl Helium jahrelang als Trägergas zum Einsatz gekommen ist, halten wegen steigender Kosten und unregelmäßigen und unzuverlässigen Lieferungen viele Labore heute Ausschau nach alternativen Trägergasen wie Wasserstoff oder Stickstoff.

Quellen

Analysis of Nicotine and Impurities in Electronic Cigarette Solutions and Vapor By Jason S. Herrington, Colton Myers, and Amanda Rigdon