In-situ TD-GCMS measurements of oxidative products of monoterpenes at typical vaping temperatures: implications for inhalation exposure to vaping products

Simple item page

Simple item page

Full item details

dc.contributor.author

Zhu, Jiping

Niu, Jianjun

Das, Dharani

Cabecinha, Ashley

Abramovici, Hanan

dc.date.accessioned

2023-06-12T01:18:42Z

dc.date.available

2023-06-12T01:18:42Z

dc.date.issued

2022-06-30

dc.description - en

Health Canada is mandated to conduct research to protect health and welfare of Canadians. Vaping is gaining in popularity especially among young people, however there is still much that remains unknown about the potential health risk and harms of vaping. Only limited information is available on the inhalation toxicity of chemicals of vaping liquid. The formation of oxidative products in vaping aerosol may add additional uncertainties to inhalation toxicity associated with vaping. In this study, we have used an in-situ thermal desorption GC/MS method to examine the formation of oxidative products of monoterpenes, which are used in e-vaping liquid, to gain insight into chemical transformations of vaping liquid that may occur during vaping. These products could subsequently be inhaled by the individuals who vape. Our results demonstrated that chemicals in vaping liquids could undergo oxidative reactions and form various products in the vapour when they are heated. These products could subsequently be inhaled by the individuals who vape. Although toxic nature of these newly formed oxidative products is unknown, oxidation of monoterpene oils is known to enhance allergic and irritation reactions. Therefore, adverse effects of inhaling oxidative products during vaping should be investigated to support human risk assessment related to e-vaping liquid and devices.

dc.description.abstract - en

Vaping is gaining in popularity. However, there is still much that remains unknown about the potential risk and harms of vaping. Formation of oxidative products is one of such areas that are not well understood. In this study, we used an in-situ thermal desorption GC/MS method to investigate the formation of oxidative products of several monoterpenes at or below typical vaping temperatures. Among the five tested monoterpenes, the unchanged portion of the parent compound in the vapour varied from 97 to 98% for myrcene to 11–28% for terpinolene. The majority of formed oxidative products in the vapour have a molecular weight of 134 (loss of two hydrogens), 150 (insertion of one oxygen and loss of two hydrogen atoms) or 152 (insertion of one oxygen atom). Three products, likely to be p-(1-propenyl)-toluene, β-pinone and fenchol were also observed. This is the first in-situ thermal desorption GC/MS study to investigate the possible formation of oxidative products of monoterpenes, one of the major components in vaping liquids, at temperatures that are relevant to the vaping process. Although the toxicity of inhaling these oxidative products is not clear yet, allergic and irritation reactions associated with oxidized monoterpene oils are well documented. Therefore, potential adverse effects of inhaling these oxidative products during vaping could be investigated to help support human risk assessment.

dc.description.abstract-fosrctranslation - fr

Le vapotage gagne en popularité. Cependant, il reste encore beaucoup d'inconnues sur les risques et les inconvénients potentiels du vapotage. La formation de produits oxydants est l'un de ces domaines qui ne sont pas bien compris. Dans cette étude, nous avons utilisé une méthode de désorption thermique GC/MS in situ pour étudier la formation de produits oxydants de plusieurs monoterpènes à des températures de vapotage typiques ou inférieures. Parmi les cinq monoterpènes testés, la partie inchangée du composé parent dans la vapeur variait de 97 à 98 % pour le myrcène à 11-28 % pour le terpinolène. La majorité des produits d'oxydation formés dans la vapeur ont un poids moléculaire de 134 (perte de deux hydrogènes), 150 (insertion d'un oxygène et perte de deux atomes d'hydrogène) ou 152 (insertion d'un atome d'oxygène). Trois produits, susceptibles d'être le p-(1-propényl)-toluène, la β-pinone et le fenchol, ont également été observés. Il s'agit de la première étude de désorption thermique GC/MS in situ qui examine la formation possible de produits oxydants de monoterpènes, l'un des principaux composants des liquides de vapotage, à des températures pertinentes pour le processus de vapotage. Bien que la toxicité de l'inhalation de ces produits d'oxydation ne soit pas encore clairement établie, les réactions allergiques et d'irritation associées aux huiles monoterpéniques oxydées sont bien documentées. Par conséquent, les effets indésirables potentiels de l'inhalation de ces produits d'oxydation pendant le vapotage pourraient être étudiés afin de contribuer à l'évaluation des risques pour l'homme.

dc.description.fosrctranslation - fr

Santé Canada est chargé de mener des recherches pour protéger la santé et le bien-être des Canadiens. Le vapotage gagne en popularité, en particulier chez les jeunes, mais il reste encore beaucoup d'inconnues sur les risques potentiels pour la santé et les effets néfastes du vapotage. On ne dispose que d'informations limitées sur la toxicité par inhalation des produits chimiques contenus dans les liquides de vapotage. La formation de produits oxydants dans l'aérosol de vapotage peut ajouter des incertitudes supplémentaires à la toxicité par inhalation associée au vapotage. Dans cette étude, nous avons utilisé une méthode de désorption thermique GC/MS in situ pour examiner la formation de produits oxydants de monoterpènes, qui sont utilisés dans les liquides de vapotage, afin de mieux comprendre les transformations chimiques des liquides de vapotage qui peuvent se produire pendant le vapotage. Ces produits pourraient ensuite être inhalés par les personnes qui pratiquent le vapotage. Nos résultats ont démontré que les produits chimiques contenus dans les liquides de vapotage pouvaient subir des réactions d'oxydation et former divers produits dans la vapeur lorsqu'ils sont chauffés. Ces produits peuvent ensuite être inhalés par les vapoteurs. Bien que la nature toxique de ces produits d'oxydation nouvellement formés soit inconnue, l'oxydation des huiles monoterpéniques est connue pour favoriser les réactions allergiques et d'irritation. Il convient donc d'étudier les effets néfastes de l'inhalation de produits oxydants pendant le vapotage afin d'étayer l'évaluation des risques pour l'homme liés aux liquides et aux dispositifs de vapotage électronique.

dc.identifier.doi

https://doi.org/10.1038/s41598-022-14236-4

dc.identifier.uri

https://open-science.canada.ca/handle/123456789/666

dc.language.iso

en

dc.publisher

Nature

dc.subject - en

Health

Health and safety

dc.subject - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.subject.en - en

Health

Health and safety

dc.subject.fr - fr

Santé

Santé et sécurité

dc.title - en

In-situ TD-GCMS measurements of oxidative products of monoterpenes at typical vaping temperatures: implications for inhalation exposure to vaping products

dc.type - en

Article

dc.type - fr

Article

Download(s)

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1

Name: In-situ TD-GCMS measurements of oxidative products of monoterpenes at typical vaping temperatures - implications for inhalation exposure to vaping products.pdf

Size: 1 MB

Format: PDF

Download file