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Die E-Zigaretten-Branche ist im letzten Jahrzehnt beeindruckend gewachsen. Der Konsum unter Jugendlichen in den USA ist von etwa 1 % im Jahr 2011 auf 10,5–27,5 % im Jahr 2019 gestiegen (11-14 Jährige vs. 14-18- Jährige), was hauptsächlich auf die große Auswahl an verfügbaren Geschmacksrichtungen zurückzuführen ist (Truth Initiative, 2020). Die in diesen Produkten verwendeten Mischungen werden üblicherweise als „E-Liquid“, „E-Fluid“ oder „E-Juice“ bezeichnet. Um die Qualität dieser E-Liquids sicherzustellen, ist die Prüfung wichtigster Qualitätsparameter erforderlich. Ein wichtiger Qualitätskontrollparameter ist der in diesen Produkten verfügbare Nikotingehalt.

Nikotin im Tabak wird üblicherweise mittels Gaschromatographie oder Flüssigkeitschromatographie bestimmt. Die wässrige Säure-Base-Titration ist für diese Bestimmung eine wesentlich kostengünstigere Alternative. Da E-Liquids keine anderen Komponenten enthalten, die die Titration beeinträchtigen könnten, kann die in dieser Application Note vorgestellte wässrige Säure-Base-Titration zur Nikotinbestimmung angewendet werden.

Diese Methode ist eine kostengünstige und zuverlässige Möglichkeit, den Nikotingehalt in E-Liquids und deren Nikotin-Ausgangsmaterial zu bestimmen und so die Qualität dieser Produkte sicherzustellen.

Analysiert werden Nikotinausgangsstoffe für E-Liquids sowie E-Liquids. Es ist keine Probenvorbereitung erforderlich.

Titriersystem bestehend aus einem 905 Titrando, einem Stabrührer und einer Unitrode easyClean. Die Daten werden mit der Software tiamo erfasst und ausgewertet.
Abbildung 1. Titriersystem bestehend aus einem 905 Titrando, einem Stabrührer und einer Unitrode easyClean. Die Daten werden mit der Software tiamo erfasst und ausgewertet.

Die Analysen werden auf einem 905 Titrando-System mit Stabrührer und einer Unitrode easyClean zur Anzeige des Äquivalenzpunktes durchgeführt.

Eine geeignete Menge der Probe wird in einen Einwegbecher überführt und entionisiertes Wasser hinzugefügt. Die Lösung wird gerührt, um ein vollständiges Auflösen und Mischen zu gewährleisten. Anschließend wird die Lösung mit standardisierter Salzsäure titriert, bis der erste Äquivalenzpunkt erreicht ist.

Für alle Analysen geben sich steile und gleichmäßige Titrationskurven. Ein Beispiel für eine Titrationskurve ist in Abbildung 2 dargestellt. Die automatisierte Analyse führt zu reproduzierbaren Ergebnissen mit niedrigen RSDs, wie in Tabelle 1 dargestellt.

Tabelle 1. Ergebnisse der Nikotinbestimmung mittels wässriger Titration in Nikotin-Ausgangsmaterialien für E-Liquids sowie in verschiedenen E-Liquids (n = 3).
  Mittelwert / g/L SD(abs) / g/L SD(rel) /%
Nikotin-Ausgangsmaterial 31.39 0.01 0.03
E-Liquid 1 5.64 0.01 0.24
E-Liquid 2 2.82 0.001 0.04
E-Liquid 3 15.32 0.08 0.53
E-Liquid 4 10.15 0.04 0.35
Abbildung 2. Beispielhafte Titrationskurve für die Nikotinbestimmung in einem E-Liquid.

Diese Methode ist eine kostengünstige und zuverlässige Möglichkeit, den Nikotingehalt in E-Liquids und deren Nikotin-Ausgangsmaterial zu bestimmen und so die Qualität dieser Produkte sicherzustellen. Darüber hinaus sind für die Bestimmung keine schädlichen Chemikalien und keine Probenvorbereitung erforderlich.

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