降低卷煙煙氣中自由基含量的技術(shù)研究(朱茂祥)

1、降低卷煙煙氣中自由基含量的技術(shù)研究曲志剛1周駿1朱茂祥2吳可2田寧亞1（1.北京卷煙廠，北京，1000242.軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)研究院，北京，100850）摘要本文建立了卷煙煙氣中的氣相自由基和固相自由基的檢測方法，系統(tǒng)地研究了卷煙煙氣氣相和固相自由基的測定方法和降低卷煙煙氣中自由基含量的工藝和技術(shù)，系統(tǒng)地進行了低自由基卷煙及其對照樣品的生物醫(yī)學(xué)評價工作。研究結(jié)果表明：以PBN為自旋捕捉劑捕集氣相自由基用ESR檢測的方法和以劍橋濾片捕集固相自由基用ESR檢測的方法來分別檢測氣相自由基和固相自由基的方法是可行的。對研制的活性碳復(fù)合濾嘴卷煙煙氣自由基進行了測定，結(jié)果表明：同對照卷煙相比，試驗卷煙煙氣氣相

2、自由基清除率最高時可達69.1%；優(yōu)化了自由基清除劑配方，確定了在增塑劑中加入1.50%的SRM溶液制成醋纖活性碳復(fù)合濾嘴再制成卷煙的工藝方法生產(chǎn)低自由基低焦油5mg中南海卷煙，其煙氣氣相自由基清除率一般可穩(wěn)定達到41.2%。系統(tǒng)地進行了低自由基卷煙及其對照樣品的生物醫(yī)學(xué)評價工作，包括急性中毒試驗、生殖毒性試驗、免疫功能試驗、致突變性試驗等，所檢測的各項功能性指標均表明，低自由基卷煙的毒性明顯低于同品牌的普通卷煙。關(guān)鍵詞：卷煙煙氣自由基固相自由基氣相自由基測定方法卷煙煙氣中的自由基一般分為兩類，即氣相自由基和固相自由基。氣相自由基性質(zhì)非常活潑，壽命很短，以烷基自由基和烷氧基自由基為主。固相自由

3、基的性質(zhì)比較穩(wěn)定，壽命較長，以醌類和半醌類、稠環(huán)芳烴類自由基為主。由于卷煙煙氣固相自由基可以用普通的醋纖濾嘴有效地祛除，國內(nèi)外對祛除卷煙煙氣中自由基的研究大都集中在氣相自由基方面。近年來祛除卷煙煙氣中自由基的研究取得了許多成果，其中比較成功的有北京卷煙廠和中國科學(xué)院生物物理研究所利用綠茶提取物和維生素的混合物祛除卷煙煙氣中氣相自由基的研究和希臘雅典大學(xué)的Stavridis領(lǐng)導(dǎo)的課題組用血紅蛋白祛除煙氣中氣相自由基和其它有害物質(zhì)的研究，而且利用研究成果分別生產(chǎn)出了ENJOY和BF兩個比較成功的卷煙產(chǎn)品。由于這些技術(shù)大多采用抗氧化劑，因而卷煙長期放置后抗氧化劑對自由基的祛除效果會受到影響，這些產(chǎn)品

4、的氣相自由基祛除率最高僅在30%左右，而產(chǎn)品的成本又較普通卷煙增加較多。因此，尋找新型廉價的非抗氧化劑祛除卷煙煙氣中氣相自由基是非常必要的。本文系統(tǒng)研究了卷煙煙氣氣相和固相自由基的測定方法以及降低卷煙煙氣中自由基含量的工藝和技術(shù)。系統(tǒng)地進行了低自由基卷煙及其對照樣品的生物醫(yī)學(xué)評價。1卷煙煙氣中自由基測定方法的研究1.1卷煙煙氣中氣相自由基的測定方法1.1.1試驗1.1.1.1試驗裝置主吸煙機采用KC公司的5孔道吸煙機，加以改造形成氣相自由基捕集裝置（見圖1）。圖1氣相自由基捕集裝置1卷煙夾持器；2自旋捕捉劑；3導(dǎo)氣管（35cm）；4捕集管；5吸煙機1.1.1.2自旋捕捉劑PBN(N-t-but

5、yl-phenylnitrone，即2-苯叔丁基硝酮，純度98%），DMPO(5,5-dimethyl-1-pyrroline-1-oxide,5,5-二甲基吡咯啉氮氧化物，純度97%），為Sigma公司產(chǎn)品；（MGD）2Fe2+為中科院研究生院合成。1.1.1.3捕捉方法采用特殊的玻璃器皿收集煙氣自由基。加一定濃度的自由基捕捉劑溶液到收集器中，將收集器連到吸煙機上，以抽吸容量為35.0mL，抽吸時間為2s，抽吸間隔為60s的標準抽吸速率抽吸卷煙。吸煙后定容收集到煙氣自由基溶液，而后放入液氮中冷凍。檢測體積為200L。1.1.2結(jié)果與討論1.1.2.1溶劑的確定分別用水溶劑和苯，四氯化碳、二甲

6、苯（以上試劑都為分析純）等有機溶劑對上述捕捉劑的捕捉效率和加合物穩(wěn)定性進行了比較研究。結(jié)果水溶劑的穩(wěn)定性好，但對煙氣中自由基捕捉效率過低。RO·、R·為脂溶性，PBN為脂溶性捕捉劑，所以溶劑選用有機溶劑，通過比較：CCl4、甲苯、苯等溶劑，苯、CCl4揮發(fā)性相對低，苯溶劑與CCl4溶劑揮發(fā)性比較：兩者沒有明顯差別，見圖2。CCl4較穩(wěn)定且本身無ESR雜質(zhì)信號，溶解PBN效果好，對環(huán)境污染較小。綜合考慮，CCl4最為理想，因此選定CCl4做溶劑。圖2不同有機溶劑對捕捉劑的捕捉效率和加合物穩(wěn)定性的比較1.1.2.2不同類型捕捉劑性能比較3種類型捕捉劑均可捕捉并檢測到煙氣中自由基

7、信號。從波譜形態(tài)來分析，PBN加合物是較為規(guī)則的三線譜，利于定量分析和計算。DMPO加合物可獲得七線不規(guī)則波譜，波譜成份相對較復(fù)雜，且尋找相似的標準定標樣品也較難。（MGD)2Fe2+也可獲得規(guī)則的寬三線譜，且可以在水溶劑中形成加合物，所以操作上和穩(wěn)定性上有優(yōu)勢，但目前煙氣中某些成份對加合物有干擾，使波譜穩(wěn)定性受影響，還待深入研究。綜上所述，PBN是較理想的捕捉劑。1.1.2.3捕捉劑濃度和體積的確定通過對不同濃度和體積的捕捉劑的試驗結(jié)果（圖3和圖4），確定選用0.03mol/L濃度，0.4mL體積效果最佳。取0.4mL體積完全可以使煙氣與捕捉劑在容器中充分混合反應(yīng)，這樣既保證了捕集效率也不浪

8、費捕捉劑。圖3不同濃度捕捉劑對試驗結(jié)果的影響圖4不同體積捕捉劑對試驗結(jié)果的影響1.1.2.4信號穩(wěn)定性及其控制方法捕捉劑與自由基形成的加合物信號強度，在室溫下均會自然衰減。其中PBN自旋加合物的衰減情況如圖5所示。為克服這種衰減產(chǎn)生的檢測誤差，建立了冷凍停留方法來穩(wěn)定自旋加合物，并增加了檢測時間的可控性。圖5PBN自旋加合物的衰減情況表1說明冷凍停留后可使加合物在連續(xù)觀測的5天內(nèi)沒有明顯改變。表1冷凍停留后加合物連續(xù)觀測的5天內(nèi)的變化天數(shù)12345變異系數(shù)信號強度127661214712896-128965.4%1.1.2.5自由基濃度的確定首先選取一系列具有氮氧自由基結(jié)構(gòu)的化合物，通過波譜比

9、較，選擇與PBN自旋加合物波譜結(jié)構(gòu)最接近的且信號穩(wěn)定的化合物TEMPO（2,2,6,6-Tetramethylpiperidinyl-1-oxy），即2,2,6,6-四甲基哌啶1-氧，純度95%98%為標準樣品。TEMPO的濃度相關(guān)標準曲線為（見圖6）。圖6TEMPO的濃度相關(guān)標準曲線煙氣中自由基的確定按下面公式計算：1.1.2.6檢測分散度：以相同規(guī)格的煙為一個樣品組，進行了3次試驗。結(jié)果如表2所示。表2檢測分散度試驗序號樣品數(shù)均值標準偏差變異系數(shù)(%)1712765.91021.582812147.12246.0183912896.32247.5181.2卷煙煙氣固相自由基檢測方法的研究1

10、.2.1試驗1.2.1.1低溫冷凝法在5孔道吸煙機上改造加入液氮冷凝裝置，使煙氣直接經(jīng)過冷凝管道在液氮中凍凝。而后取管中沉積物ESR檢測。1.2.1.2劍橋濾片直接收集法吸煙后將劍橋濾片取下，裁下十分之一（圖7）的濾片裝入3mm直徑石英管中進行ESR檢測。圖7劍橋濾片直接收集法1測量部分0.5×2cm2，2煙斑，有效面積，面積為：10.17cm2，3膜邊緣，無效面積1.2.1.3濃度校正方法用DPPH（1,1-Diphenyl-2-Picryl-Hydrazyl)，即1,1二苯基-2-苦基肼基，純度90%做校正標準樣品。DPPH為購自Sigma公司的標準品，用大于等于200目的CaC

11、O3（分析純）為稀釋劑進行充分研磨稀釋。制成1.5，3.0，6.0×1015Spin的系列標準樣品，以進行檢測結(jié)果的濃度確定和校正。1.2.2結(jié)果與討論1.2.2.1低溫冷凝法經(jīng)試驗，低溫冷凝法可以收集到部分沉積物。但沉積物粘于管道內(nèi)壁，其量值難以確定。而且仍有部分煙氣通過冷凝系統(tǒng)，所以收集率也難以準確評估。最終影響自由基的準確定量。且這種檢測方法是在低溫（77K）下進行，檢測過程受季節(jié)和環(huán)境影響因素大，信噪比和檢測靈敏度難以控制，也影響了最終的自由基量的確定。1.2.2.2直接檢測劍橋濾片法采用直接檢測劍橋濾片的方法，可檢測到較穩(wěn)定的自由基信號，其信號特征為單線峰。g因子為2.00

12、30，波譜線寬為4.66Gs。通過對譜線位置進行二重積分，并對用同樣條件和方法得到的DPPH標準樣品二重積分，經(jīng)過計算，可以得到每一檢測樣品的自由基濃度。劍橋濾片本底信號的確定：試驗中發(fā)現(xiàn)劍橋濾片具有較強的本底。為了克服其對試驗影響，我們對劍橋濾片的本底進行了試驗確定。對國產(chǎn)濾片（Filter-C),英國產(chǎn)濾片（Filter-E）和兩批不同批次的德國Borgwaldt濾片（Filter-G1），（Filter-G2）的本底信號進行了測量對比。結(jié)果國產(chǎn)濾片（Filter-C)本底信號一致性差，呈現(xiàn)多種不規(guī)則波譜，難以進行積分計算和統(tǒng)計處理，不適于做為固相自由基收集材料。另外3種進口濾片雖都有不同

13、強度的本底信號，但信號較規(guī)則，沒有其它雜波，易于分析計算，因此均可做為固相自由基收集材料。但不同產(chǎn)地的濾片以及相同產(chǎn)地不同批次的濾片的本底信號強度有較大的差別，所以在使用中應(yīng)針對每次試驗所采用的濾片本底，來計算煙氣中的固相自由基。表3是4種不同濾片的信號強度比較。表3不同濾片本底信號強度比較濾片積分值（×107）變異系數(shù)（）Filter-G11.40±0.0936.7Filter-G21.12±0.0292.6Filter-E0.65±0.08413.0Filter-C-最終采取隨機取10只濾片，按檢測煙的同樣條件和方法檢測求出10只濾片的平均信號雙積分

14、強度然后以此值為固定本底值，對已捕集固相自由基濾片的信號強度進行本底扣除，則可得到煙氣固相自由基的凈信號強度。卷煙自由基濃度的確定方法：I樣：樣品雙積分強度；I片：濾片雙積分強度；IDPPH：DPPH樣品雙積分強度；CDPPH：所采用DPPH標準樣的自旋數(shù)；S濾片：裁下濾片的面積與濾片總面積之比（此試驗中為1/10.17）。檢測分散度：取相同規(guī)格卷煙，同樣條件下分組檢測，其分散度見表4。表4檢測分散度試驗序號樣品數(shù)均值標準差變異1131.8550.18810.12131.8210.23312.83131.7680.22412.74131.8810.1236.55131.7340.1468.4固

15、相自由基的穩(wěn)定性：將吸煙后的濾片在室溫下保存，不同時間測量的信號強度如表5。表5卷煙煙氣中固相自由基穩(wěn)定性（n=5）放置時間(h)煙氣固相自由基積分值(A)(×107)COAL積分值(B)(×107)A/B百分比衰減(X±SD*)變異系數(shù)(%)(X±SD*)(X±SD*)0.31.09±0.054.61.54±0.055100.0±4.60.71.08±0.065.099.0±5.61.01.09±0.055.0100.0±4.61.51.07±0.055.198.

16、1±3.33.01.06±0.044.297.2±3.87.01.05±0.021.896.3±1.99.01.03±0.066.194.5±5.823.01.00±0.066.291.7±6.0將各時間點數(shù)據(jù)對表中第一點（0.3h）數(shù)據(jù)做歸一處理后，得到信號強度的百分比衰減規(guī)律如圖8。圖8信號強度的百分比衰減規(guī)律可見在所觀測的23h內(nèi)信號衰減不明顯，而通常試驗可控制在吸煙后3h內(nèi)檢測完畢，則其衰減量小于3%。不同濾片對自由基的收集率比較：表6是3種不同濾片的試驗結(jié)果。表6不同濾片對自由基的收集率比較類別

17、空白濾膜吸煙后凈增量Filter-G11.269±0.1421.805±0.1060.54Filter-G21.050±0.0421.458±0.0830.41Filter-E0.562±0.0381.337±0.0250.77可見對于不同的濾片收集率差別較大。而且用同一種膜片重復(fù)的5批試驗，收集率基本一致（表7）。表7不同時間檢測不同批次各組間的分散度組號樣品數(shù)信號強度1131.855±0.1882131.821±0.2333131.768±0.2244131.881±0.1235131.73

18、4±0.146組間變異系數(shù)：3.4%(n=5)所以實際使用時，為避免這種收集率的不確定性。在每次試驗中，應(yīng)選用同批次同規(guī)格的濾片。1.3檢測過程進行樣品校正和自旋數(shù)濃度計算標準的確定1.3.1材料和方法對于非專用的ESR譜儀，儀器狀態(tài)會隨不同的試驗而有所改變，為了校正儀器狀態(tài)，并對檢測過程進行校正，需借助長期穩(wěn)定的順磁性樣品，作為檢測過程的校正樣品。試驗發(fā)現(xiàn)，DPPH和TEMPO溶液（氣相）室溫下長期穩(wěn)定性都不好，不宜做為檢測過程校正樣品。為更準確地確定煙氣中自由基的實際濃度，根據(jù)煤在室溫下的長期穩(wěn)定性優(yōu)于DPPH和TEMPO的特點，通過試驗，確定用煤粉和CaCO3(分析純)的混合物

19、（大于等于200目）來做為檢測過程的校正樣品。并分別配制兩組濃度已知的DPPH（用于固相自由基測定）和TEMPO（用于氣相自由基測定）樣品，來做為煙氣自由基濃度計算的標準樣品。將DPPH和TEMPO樣品與上述煤樣品同時檢測，用二者信號強度的比值對自旋濃度做直線回歸分析的方程做為確定煙氣自由基濃度的標準關(guān)系方程。2.3.2結(jié)果利用上述方法，對煙氣氣相和固相自由基的濃度計算標準方程進行了重新確定。其線性響應(yīng)規(guī)律仍為良好的線性相關(guān)。結(jié)果如下：以比值對N值的回歸分析關(guān)系方程為計算濃度的標準關(guān)系式。實際測量計算結(jié)果為：氣4.4N-0.0057,(r=0.9999)。以比值對各濃度（N）的回歸分析關(guān)系方程

20、為濃度計算的標準關(guān)系式。實際測量和計算結(jié)果為：固3.32N+0.102,(r=0.9989)。在檢測煙氣自由基時，也同時測量煤樣品。用二者比值代入上述標準關(guān)系方程求出煙氣的自由基濃度。用上述這種兩種標樣聯(lián)合使用的方法，既可克服DPPH和TEMPO的長期穩(wěn)定性差的缺點，又可避免每次試驗都重新測定DPPH和TEMPO濃度曲線的過程。而每次試驗只需將煤標樣品與煙樣品同時檢測即可。從以上的試驗結(jié)果來看，以PBN為自旋捕捉劑捕集氣相自由基用ESR檢測的方法和以劍橋濾片捕集固相自由基用ESR檢測的方法來分別檢測氣相自由基和固相自由基的方法是可行的。2降低卷煙煙氣中自由基含量的技術(shù)研究2.1降低卷煙煙氣中自

21、由基含量的基礎(chǔ)研究在多年來對卷煙煙氣中自由基的性質(zhì)及其清除技術(shù)研究的基礎(chǔ)上，對一些作用明顯的抗氧化物清除活性氧（ROS）自由基的效果進行觀察，包括納米硒、亞硒酸鈉、茶多酚、甘露醇、血紅蛋白（HGB）和SRM等。從檢索到的資料來看，希臘雅典大學(xué)用血紅蛋白清除自由基的效果最好，在試驗中發(fā)現(xiàn)SRM清除自由基的效果最好。2.1.1SRM體外清除ROS效果及與HGB比較2.1.1.1試驗材料和方法用黃嘌呤氧化酶（Sigma，99%）和黃嘌呤氧化酶（XO，Sigma，0.5U/mg蛋白）產(chǎn)生超氧陰離子（O-·2）活性氧體系，用魯米諾（氨基苯二酰肼，Sigma，95%97%）增強的化學(xué)發(fā)光（CL）

22、法檢測SRM和HGB對X-XO產(chǎn)生的O-·2和過氧化氫（Sigma，30%）誘發(fā)的CL的抑制效果。CL用SHG-1生物化學(xué)發(fā)光儀（上海）進行測定，測量條件為：30,間隔30s測定10s的CL，連續(xù)測定30min，用CL峰值或30min內(nèi)CL曲線積分面積表示CL值，以單純X-XO或H2O2（不加SRM或HGB時）的CL值為100%，計算SRM或HGB對O-·2或H2O2誘發(fā)CL的抑制率，以CL抑制率為縱坐標，以SRM或HGB濃度為橫坐標，繪制劑量效應(yīng)曲線。用SLIDE分析軟件進行線性范圍分析和曲線擬合，并計算半數(shù)CL抑制濃度(IC50)。2.1.1.2結(jié)果試驗結(jié)果如圖9和表8

23、所示。圖9SRM和HGB對ROS的清除效果測量體系總體積為1mL;用X-XO反應(yīng)產(chǎn)生，其中，X濃度為0.1mmol/L，XO活性為0.01U；H2O2濃度為0.1mmol/L；Luminol濃度為0.1mmol/L；HGB由牛血中提取，MW：64500，1mg/mL相當(dāng)于15mol/L，約與1%SRM相當(dāng)，IR：抑制率表8SRM和HGB對ROS的清除效果比較O-·2X-XOH2O2SRM線性范圍02%02%IC500.98%0.94%HGB線性范圍02.5mg/mL02mg/mLIC502.05mg/mL1.79mg/mL從以上試驗結(jié)果可以看出，SRM對ROS的清除效果明顯強于HGB

24、，表現(xiàn)在50%的CL抑制濃度（IC50），SRM比HGB約降低2倍。2.1.2SRM對內(nèi)源性ROS誘發(fā)人類11號染色體基因突變的保護效果及其他抗氧化物的比較2.1.2.1試驗材料和方法用包含單人類11號染色體（11,Hchr 11）的人中國倉鼠卵巢細胞（AL細胞系，從美國哥倫比亞大學(xué)放射生物研究中心Dr.Hei TK處引進）為靶，用人CD59表面抗原抗體篩選突變細胞克隆，研究12-十四酸佛波酯13-乙酸鹽（簡稱佛波醇酯，PMA,sigma，純度>99.8%）刺激人外周血多型核白細胞（PMN，從健康自愿者外周血分離獲取）模擬炎癥條件下產(chǎn)生的內(nèi)源性ROS的基因突變作用，以及SRM的保護效果，

25、以超氧化物歧化酶（SOD，清除O-·2）和過氧化氫酶（CAT，清除H2O2）鑒定。2.1.2.2結(jié)果PMA(50ng/mL)能刺激PMN產(chǎn)生很強的CL（圖10），經(jīng)超氧化物歧化物（SOD，清除O-·2）和過氧化氫酶（CAT，清除H2O2）鑒定，此條件下PMA刺激PMN產(chǎn)生的ROS以·OH/H2O2為主，而SRM對PMA刺激PMN產(chǎn)生的CL有明顯的抑制作用，表明SRM對內(nèi)源性ROS有良好的清除效果，且總體效果優(yōu)于CAT、SOD等公認的抗氧化物酶。圖10SRM對PMA刺激PMN產(chǎn)生的內(nèi)源性ROS的清除效果CL測量體系總體積為1mL，其中含0.1mmol/L的發(fā)光增強劑

26、Luminol;PMA終濃度為50ng/mL；PMN數(shù)量為1×105個；CL測量條件為：溫度30，間隔3min測量10s計數(shù)，連續(xù)測量60minPMN（與AL細胞比值為501）和PMA（50ng/mL）誘發(fā)Hchr 11基因突變率（扣除AL細胞的自發(fā)突變率）分別為131±35和298±67/105活細胞，二者合并誘發(fā)的基因突變率增高到643±67/105活細胞，明顯高于兩者之和，表明PMA刺激PMN產(chǎn)生的ROS有顯著誘發(fā)基因突變作用。CAT(10g/mL)、SOD（10U/mL）和SRM(1%)分別使PMA+PMN誘發(fā)的基因突變率降低到163±

27、132、341±135和148±95/105活細胞。該研究結(jié)果表明，PMA刺激PMN產(chǎn)生的內(nèi)源性ROS可誘發(fā)Hchr 11基因突變，一些抗氧化物酶如CAT、SOD等可通過清除ROS作用對染色體基因突變具有保護效果。SRM對PMA刺激PMN產(chǎn)生的CL及其誘發(fā)的Hchr 11基因突變均有顯著抑制作用，且效果明顯優(yōu)于CAT、SOD等抗氧化物酶。從以上試驗結(jié)果可以看出SRM對自由基的清除效果要遠遠好于血紅蛋白、多種抗氧化物酶等自由基清除劑。因此選用SRM為自由基清除劑來清除煙氣中的自由基。2.2降低卷煙煙氣中自由基含量的工藝研究2.2.1材料和方法采取選不同濃度的SRM溶液處理活性

28、炭，干燥后制成醋纖活性炭復(fù)合濾嘴再制成卷煙和將不同濃度的SRM溶液加入增塑劑制成醋纖活性炭復(fù)合濾嘴再制成卷煙兩種工藝路徑來進行試驗，用同樣煙絲和普通的醋酸濾嘴制成的卷煙做為對照樣。將以上卷煙樣品送到中科院生物物理所檢測其煙氣中的自由基的含量并組織北京卷煙廠卷煙評吸委員會和北京市煙草公司卷煙評吸委員會成員對上述樣品進行評吸。2.2.2結(jié)果將以上卷煙樣品送到中科院生物物理所檢測其煙氣中的自由基的含量并計算上述樣品煙對于對照樣的煙氣自由基清除率結(jié)果見表9。表9SRM降低卷煙煙氣中自由基含量效果樣品名稱自由基清除率(%)1#26.22#28.13#41.24#49.3注：2#、4#分別為用0.25%、

29、1.00%的SRM溶液處理活性炭得到的卷煙樣品，1#、3#分別為將0.5%、1.50%的SRM溶液加入增塑劑制成醋纖活性炭復(fù)合濾嘴再制成的卷煙樣品。從上述結(jié)果可以看出用SRM降低卷煙煙氣中自由基含量效果顯著。另外，對上述樣品進行了感官評吸，結(jié)果是上述樣品與對照樣相比沒有異味。2.2.3自由基清除劑配方的優(yōu)化2.2.3.1材料和方法采取選用不同濃度的SRM溶液按以上兩種工藝方法試制卷煙樣品，測定卷煙樣品的煙氣自由基清除率，選出12個樣品，在軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院二所進行自由基清除效果試驗和毒理試驗，在國家煙草質(zhì)檢中心進行卷煙質(zhì)量的全項檢測，依據(jù)上述試驗結(jié)果并考慮成本因素確定最終自由基清除劑的配方和工藝方

30、法。2.2.3.2結(jié)果在前期工作的基礎(chǔ)上，選定1.50%的SRM溶液加入增塑劑制成醋纖活性炭復(fù)合濾嘴的工藝方法并且試制了卷煙樣品。經(jīng)軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院二所測定其氣相自由基清除率分別為60.0%；毒理試驗表明與對照樣品相比該卷煙的安全性明顯提高；經(jīng)國家煙草質(zhì)檢中心檢測此樣品感官質(zhì)量得分達87.3分；經(jīng)測算，此樣品與未加自由基清除劑的樣品相比每大箱只增加28元，因此選定1.50%的SRM溶液加入增塑劑制成醋纖活性炭復(fù)合濾嘴的工藝方法為最終的工藝方法。3低自由基卷煙及其對照樣品的生物醫(yī)學(xué)評價研究對低自由基卷煙進行了小鼠吸煙急性毒性試驗、吸煙急性致死小鼠肺組織病理形態(tài)學(xué)改變試驗、細胞毒性試驗、小鼠吸煙生殖

31、毒性試驗、小鼠吸煙致突變試驗、吸煙對小鼠免疫功能的影響、小鼠慢性暴露卷煙煙氣的毒性試驗、小鼠吸煙急性毒性試驗結(jié)果表明：與對照煙組比較，吸低自由基煙組的小鼠平均活存時間均明顯延長，是對照煙組的4.2倍；平均致死劑量顯著增高，是對照煙組的2.25倍。吸煙急性致死小鼠肺組織病理形態(tài)學(xué)改變試驗結(jié)果表明：與對照煙和同品質(zhì)空白煙比較，低自由基煙組急性致死動物的肺組織病變明顯減輕。細胞毒性試驗結(jié)果表明：與對照煙比較，低自由基煙及其同品質(zhì)空白煙的細胞毒性明顯降低，半數(shù)細胞死亡劑量（IC50）分別約是對照煙的4.0倍和2.0倍。小鼠吸煙生殖毒性試驗結(jié)果表明：小鼠吸煙后，體重明顯減輕，睪丸和附睪重量也低于正常對照

32、組，吸煙對小鼠生殖功能有不良影響，低自由基煙能明顯降低吸煙所致的小鼠生殖毒性。小鼠吸煙致突變試驗結(jié)果表明：各吸煙組骨髓細胞微核發(fā)生率均明顯增高，反應(yīng)骨髓紅系造血功能的多染紅細胞（PCE）與正成紅細胞（NCE）的比值明顯下降，說明吸煙有致突變作用。各吸煙組比較，微核發(fā)生率低自由基煙組最低。吸煙對小鼠免疫功能的影響結(jié)果表明：低自由基煙組免疫毒性明顯降低。小鼠慢性暴露卷煙煙氣的毒性試驗結(jié)果表明：吸煙對動物體重有影響，隨吸煙后時間延長，與未吸煙的正常小鼠比較，體重下降越明顯。3個吸煙組比較，對照煙組小鼠體重下降最顯著，低自由基煙組小鼠體重降低最少，同品質(zhì)空白煙組居中；吸煙對動物外周血白細胞數(shù)有影響，1

33、2個月內(nèi)增高，3個月后降低。3個吸煙組比較，對照煙組小鼠白細胞數(shù)變化最明顯，低自由基煙組小鼠變化最小，同品質(zhì)空白煙組居中；吸煙對動物外周血血小板數(shù)有一過性影響，12個月內(nèi)降低，3個月后恢復(fù)。3個吸煙組比較，僅對照煙組小鼠血小板數(shù)在吸煙1個月時降低明顯，而此時低自由基組變化并不明顯；吸煙對動物外周血紅細胞數(shù)有影響，12個月內(nèi)影響尚不明顯，3個月后增加。3個吸煙組比較，對照煙組和空白煙組小鼠紅細胞數(shù)在吸煙3個月后增高明顯，而此時低自由基組變化并不明顯；吸煙對動物外周血血紅蛋白含量的影響與紅細胞變化相似，12個月內(nèi)影響尚不明顯，3個月后增加。3個吸煙組比較，對照煙組小鼠血紅蛋白含量在吸煙9個月后增高

34、明顯，而此時低自由基組變化并不明顯，表明吸煙的慢性毒性反應(yīng)，低自由基煙明顯輕于對照煙和同品質(zhì)空白煙。綜上所述，低自由基卷煙的危害明顯降低。4國內(nèi)外卷煙煙氣中固相和氣相自由基含量的分析比較對國內(nèi)外各種類型的有一定代表性的20個品牌的卷煙進行了煙氣中自由基含量的檢測，結(jié)果見表10。表1020種卷煙自由基的檢測結(jié)果樣品名稱固相自由基（×1014spin/支）氣相自由基（×1014spin支）焦油量（mg支）國外混-12.788±0.20924.110±4.2146.48國外混-25.072±0.38140.320±6.7429.58國外混-

35、34.287±0.98141.460±10.62118.00國外混-43.600±0.66931.350±6.7918.08國外烤-13.282±0.26621.400±4.36210.88國內(nèi)混-12.382±0.19614.250±3.0676.16國內(nèi)混-22.435±0.53111.570±4.1415.62國內(nèi)混-34.766±1.39318.490±6.08610.35國內(nèi)混-43.126±0.57516.210±3.21210.58國內(nèi)烤-1

36、5.197±0.3905.321±0.91112.28國內(nèi)烤-23.890±0.37510.330±1.56513.27國內(nèi)烤-32.854±0.1844.643±1.3118.35國內(nèi)烤-44.592±0.88411.240±2.69912.82國內(nèi)烤-5536.000±1.2428.442±1.86912.20國內(nèi)烤-62.808±0.68813.070±3.16310.44國內(nèi)烤-73.809±0.9806.976±1.7548.54國內(nèi)烤-84.4

37、83±0.8699.467±2.51512.33國內(nèi)烤-94.159±0.89311.770±2.73613.69國內(nèi)烤-10100.000±1.0566.065±1.70310.61國內(nèi)烤-11150.000±0.8614.481±1.3578.38從以上結(jié)果可以看出：混合型卷煙的煙氣氣相自由基含量高于烤煙型卷煙；國外卷煙的煙氣氣相自由基含量遠高于國內(nèi)卷煙；混合型卷煙的煙氣固相自由基含量略高于烤煙型卷煙，且煙氣固相自由基含量隨著焦油量的增加而增加；國外卷煙的煙氣固相自由基含量略高于國內(nèi)卷煙。參考文獻1 Ahren

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