Nicotine in E-liquids

Význam tématu

V posledním desetiletí došlo k výraznému rozvoji odvětví elektronických cigaret a vapingových zařízení. Uživatelé mladistvích věkových kategorií se zvýšili z přibližně jednoho procenta v roce 2011 na více než deset procent v roce 2019. Klíčovým parametrem kvality těchto produktů je obsah nikotinu, který je nezbytné rychle a spolehlivě stanovit během výrobního i kontrolního procesu.

Cíle a přehled studie

Studie představuje jednoduchou a finančně nenáročnou metodu stanovení nikotinu v e-liquidech a výchozích nikotinových surovinách. Hlavními cíli práce jsou:

• Ověřit spolehlivost potenciometrické titrace při stanovení nikotinu
• Minimalizovat potřebu nákladných chromatografických přístrojů
• Ukázat reprodukovatelnost výsledků a nízké relativní odchylky

Použitá metodika a instrumentace

Pro stanovení nikotinu byla zvolena vodná acidobazická titrace s titrací standardním roztokem chlorovodíkové kyseliny. Postup zahrnuje:

• Přímé rozpuštění vzorku e-liquidu nebo nikotinové suroviny ve vodě bez další přípravy
• Přidání titrantu HCl a kontinuální míchání
• Indikaci ekvivalenčního bodu pomocí potenciometrického měření pH

Hlavní použitá instrumentace:

• Titrátor 905 Titrando s potenciometrickou detekcí
• Tyčový míchací systém 802 Stirrer a stojan 804 Ti Stand
• Elektroda Unitrode easyClean s integrovaným Pt1000 senzorem
• Software tiamo pro záznam a vyhodnocení dat

Hlavní výsledky a diskuse

Metoda poskytuje ostré a hladké titrační křivky s jasně definovaným ekvivalenčním bodem. Reprodukovatelnost analýz potvrzují nízké relativní standardní odchylky:

• Nikotinová surovina: RSD 0,03 %
• E-liquid 1: RSD 0,24 %
• E-liquid 2: RSD 0,04 %
• E-liquid 3: RSD 0,53 %
• E-liquid 4: RSD 0,35 %

Výsledky ukazují, že metodika je vhodná pro rutinní kontrolu kvality bez potřeby komplikované přípravy vzorku.

Přínosy a praktické využití metody

Metoda přináší významné výhody:

• Nízké provozní náklady oproti chromatografické analýze
• Žádné nebezpečné či toxické chemikálie
• Rychlá a přímá příprava vzorku bez extrakce
• Možnost nasazení na výrobní lince či ve výzkumné laboratoři

Budoucí trendy a možnosti využití

V dalším vývoji lze očekávat:

• Automatizaci a integraci titračních systémů do online monitoringu výroby
• Miniaturizaci zařízení pro vysokovýkonnou analýzu více vzorků současně
• Rozšíření aplikace na další alkaloidy a složitější matrice
• Využití umělé inteligence pro rychlé vyhodnocování titračních dat

Závěr

Prezentovaná potenciometrická titrace je spolehlivým a ekonomickým nástrojem pro stanovení nikotinu v e-liquidech a surovinách. Díky jednoduchému přístupu, minimální potřebě vzorkové přípravy a vysoké reprodukovatelnosti představuje vhodnou metodu pro průmyslovou i akademickou kontrolu kvality.

Reference

• Truth Initiative 2020: Statistiky užívání elektronických cigaret mezi mládeží
• Metrohm AG AN-T-208: Nicotine in E-liquids – Reliable and affordable determination by potentiometric titration