کشف مواد شیمیایی سمی جدید در ویپ !

کشف مواد شیمیایی سمی جدید در ویپ !

ویپ و عمل ویپینگ چیست؟

عمل ویپینگ عبارت است از گرم کردن محلول‌های شیمیایی (مایعات الکترونیکی) به دماهای بالا قبل از استنشاق به ریه‌ها . یک خطر وجود دارد که این مواد شیمیایی تحت تجزیه حرارتی به المان های شیمیایی جدید تبدیل شوند که ترکیب و پیامدهای بهداشتی آنها تا حد زیادی ناشناخته است . برای بررسی این نگرانی ، یک مدل شبکه عصبی گراف-تلافیقی (NN) برای پیش‌بینی واکنش‌پذیری پیرولیز ۱۸۰ طعم شیمیایی مایعات الکترونیکی استفاده شد . خروجی این روش یادگیری ماشین تحت نظارت ، یک مجموعه داده از تبدیلات پیرولیز با احتمال رتبه‌بندی شده و ۷۳۰۷ محصول مرتبط بود.

برای پالایش این مجموعه داده ، وزن مولکولی هر محصول پیش‌بینی شده توسط NN به صورت خودکار با داده‌های شکست جرمی تجربی (MS) برای هر ماده شیمیایی طعم‌دهنده همبسته شد . این ترکیب روش‌های یادگیری عمیق با داده‌های MS تجربی ، ۱۱۶۹ تطابق وزن مولکولی را شناسایی کرد که این ترکیبات را برای تجزیه و تحلیل بیشتر اولویت‌بندی کرد . متوسط تعداد تطابق‌های جداگانه در هر طعم بین پیش‌بینی‌های NN و شکست جرمی ۶.۴ بود و ۹۲.۸٪ از طعم‌ها حداقل یک تطابق داشتند.

طبقه‌بندی‌های سیستم جهانی هماهنگ برای تطابق‌های NN/MS از PubChem استخراج شد که نشان داد ۱۲۷ طبقه‌بندی سمی حاد ، ۱۵۳ طبقه‌بندی خطر بهداشتی و ۲۲۵ طبقه‌بندی تحریک‌کننده پیش‌بینی شده است . این رویکرد ممکن است خطرات بهداشتی بلندمدت ویپینگ را قبل از ظهور بیماری‌های بالینی در جمعیت عمومی آشکار کند .

وارد کردن نیکوتین به ریه‌ها از طریق استنشاق دود تنباکو قرن‌هاست که توسط بشر انجام می‌شود و تأثیرات ویرانگری بر سلامت عمومی داشته است . اخیراً ، ویپینگ مایعات الکترونیکی به عنوان نسخه‌ای مدرن از این عمل باستانی ظهور کرده است . در ترکیب اولیه خود ، اجزای مایعات الکترونیکی تنها شامل چهار ماده شیمیایی ، نیکوتین ، پروپان-۱،۲-دیول ، پروپان-۱،۲،۳-تریول و آب بودند ، با هدف فراهم کردن راهی کم‌خطرتر برای دریافت نیکوتین نسبت به برگ تنباکو . استفاده از آنها به عنوان کمکی برای ترک سیگار تنباکو به عنوان یکی از ارکان سیاست‌های بهداشت عمومی برخی کشورها توسعه یافته است ، هرچند که برخی دیگر استفاده از آنها را محدود یا ممنوع کرده‌اند .

تجاری سازی ویپ

به زودی پس از اولین تجاری‌سازی آنها در اواسط دهه ۲۰۰۰ ، تعداد مواد شیمیایی مورد استفاده در مایعات الکترونیکی ویپینگ به طور چشمگیری افزایش یافت زیرا مجموعه‌ای از طعم‌ها به آنها افزوده شد . در حال حاضر ، حداقل ۱۸۰ ماده شیمیایی مختلف شناخته شده‌اند که در مایعات الکترونیکی استفاده می‌شوند و در مقادیر مختلف ترکیب می‌شوند تا محصولی با طعم خاص تولید کنند.

یک مطالعه مستقر در اروپا میانگین و دامنه استفاده از ۶ (±) ۴ طعم شیمیایی در هر محصول مایع الکترونیکی خاص را شناسایی کرد ، در حالی که مطالعه‌ای مشابه در ایالات متحده دامنه‌ای از ۲۲ تا ۴۷ طعم شیمیایی در هر مایع الکترونیکی یافت . در هر دو مطالعه مشخص شد که غلظت کل مواد شیمیایی طعم‌دهنده در اکثر مایعات الکترونیکی از غلظت نیکوتین بیشتر است . علاوه بر این ، چندین مطالعه نشان داده‌اند که مایعات الکترونیکی طعم‌دار با کاهش سن دموگرافیک ویپینگ مرتبط هستند . جذابیت آنها برای نوجوانان و جوانان غیرسیگاری منجر به اختلاف نظر در مورد استفاده از آنها به عنوان کمکی برای ترک سیگار در جمعیت سیگاری‌های موجود شده است .

نگرانی‌ها در حال افزایش است که ویپینگ در نسل‌های جوان‌تر کاهش مصرف نیکوتین را به خطر می‌اندازد و همچنین خطر بروز بیماری‌های ناشی از ویپینگ در آینده را به همراه دارد . با این حال ، در حالی که بحث‌های شدیداً قطبی شده درباره مزایا و معایب ویپینگ همچنان ادامه دارد ، پیامدهای آن بر اثرات بلندمدت بر سلامت عمومی ، ابتلا و مرگ و میر همچنان ناشناخته است . در حالی که خطرات بهداشتی ناشی از مواجهه با مواد شیمیایی سرطان‌زا در دود تنباکو شناخته شده است ، ممکن است دهه‌ها آسیب تجمعی طول بکشد تا بروز بیماری به صورت بالینی ظاهر شود .

به طور شهودی ، منطقی است که انتظار داشته باشیم مواجهه ریه‌ها با تعداد زیادی از مواد شیمیایی فقط می‌تواند خطرات بهداشتی را افزایش دهد . در سال ۲۰۱۹ ، پتانسیل خطرات بهداشتی ویپینگ زمانی آشکار شد که مواردی از آسیب حاد ریوی ناشی از محصولات ویپینگ تتراهیدروکانابینول بروز کرد . آمارهای مربوط به آسیب ریوی مرتبط با استفاده از سیگار الکترونیکی یا ویپینگ (EVALI) از CDC نشان می‌دهد که در طی یک سال ، ۲۸۰۷ مورد بستری و ۶۸ مورد مرگ در ایالات متحده گزارش شده است . یک افزودنی شیمیایی واحد، ویتامین E استات (VEA) ، به شدت با این شیوع مرتبط بود که پس از متوقف شدن استفاده از آن پایان یافت.

تحقیقات در زمینه ویپینگ

تحقیقات قبلی ما نشان داد که عمل گرم کردن پیرولیز در داخل یک دستگاه ویپینگ می‌تواند VEA را به بیش از ده ماده مختلف از جمله گاز بسیار سمی کتن تبدیل کند که می‌تواند توضیح‌دهنده آسیب‌های شدید ریوی باشد . در حالی که مواد شیمیایی مورد استفاده برای ویپینگ نیکوتین با محصولات تتراهیدروکانابینول متفاوت هستند ، تعداد مواد شیمیایی به طور قابل توجهی بیشتر است .

قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض این مواد شیمیایی و محصولات پیرولیز آنها ، احتمال بروز موج جدیدی از بیماری‌های مزمن را که تنها ۱۵ تا ۲۰ سال آینده ظاهر خواهند شد ، منطقی می‌سازد .

مواد شیمیایی مورد استفاده به عنوان طعم‌دهنده‌های مایعات الکترونیکی به طور خاص برای ویپینگ توسعه نیافته‌اند و از صنعت غذا اقتباس شده‌اند . بسیار شبیه به ویتامین E استات (VEA) ، که به طور گسترده در مواد غذایی و لوازم آرایشی استفاده می‌شود ، این ترکیبات برای این استفاده‌های خاص دارای سابقه ایمنی خوبی هستند .

با این حال ، تصور نمی‌شد که این مواد به شیوه‌ای کاملاً متفاوت استفاده شوند که شامل گرم شدن به دماهای بالا و استنشاق به ریه‌ها باشد . به طرز قابل توجهی ، انواع مختلفی از دستگاه‌های ویپینگ وجود دارد که محدوده دمای عملیاتی آنها اغلب به طور ناآگاهانه توسط ترجیحات کاربر تعیین می‌شود . مطالعات نشان داده‌اند که دماهای معمولی از ۱۰۰ تا ۴۰۰ درجه سانتیگراد بسته به عواملی مانند توان ، مواد سیم‌پیچ گرم‌کننده ، اندازه پاف و مقدار مایع الکترونیکی متفاوت است ، با دمای سیم‌پیچ خشک که بالای ۱۰۰۰ درجه سانتیگراد اندازه‌گیری شده است.

تجزیه پیرولیز طعم‌دهنده‌ها در این دماها می‌تواند تعداد زیادی از مواد شیمیایی ثانویه ناشناخته را تولید کند ، بنابراین به طور قابل توجهی خطرات بهداشتی هر طعم را افزایش می‌دهد . در مقایسه با سیگار کشیدن تنباکو ، محصولات احتراق در ویپینگ کمتر هستند و بنابراین در این مطالعه اولیه لحاظ نشده‌اند .

با توجه به اینکه صدها ماده شیمیایی در ده‌ها هزار محصول تجاری مایعات الکترونیکی استفاده می‌شود ، تحلیل تجربی تمام شیمی‌های القاشده توسط ویپینگ و محصولات مرتبط با آنها می‌تواند دهه‌ها تحقیق را به خود اختصاص دهد . در این مطالعه ، یک استراتژی تحقیقاتی جامع با استفاده از هوش مصنوعی (AI) اتخاذ شد تا به طور همزمان تمام طعم‌ها در مایعات الکترونیکی را بررسی کند . هوش مصنوعی به طور فزاینده‌ای برای انجام وظایف شیمیایی مانند برنامه‌ریزی مسیرهای سنتزی ، پیش‌بینی نتایج واکنش‌ها و تسریع در کشف دارو استفاده می‌شود .

در حال حاضر ، یک فرصت منحصر به فرد وجود دارد که از هوش مصنوعی برای پیش‌بینی خطرات ویپینگ قبل از تأثیر آن بر سلامت عمومی که ممکن است سال‌ها طول بکشد تا ظهور کند ، استفاده کنیم .

هرچند تعداد دقیق ترکیبات طعم دهنده در استفاده فعلی از الکترونیکی‌های سراسر جهان مبهم است ، اما ۱۸۰ ترکیب نماینده که به عنوان طعم دهنده در الکترونیکی‌های مورد استفاده شناخته شده‌اند ، برای این مطالعه انتخاب شدند که بر اساس گزارش‌های ادبیاتی انتخاب شدند . بررسی ساختاری گروه‌های عملکردی شیمیایی در داخل ۱۸۰ طعم نشان داد که شامل ۶۶ استر ، ۴۶ کتون‌ها/آلدهیدها ، ۲۷ الکل‌ها/اسیدهای استاتیک ، ۲۶ آروماتیک/هتروسایکل‌ها/کربوسایکل‌ها و ۱۵ اسید‌های کربوکسیلیک/آمیدها هستند که به وضوح نشانگر پتانسیل واکنش‌های پیرولیزی گسترده‌ای هستند . تنوع ساختار طعم به وسیله مقایسه وزن مولکولی ، دهندگان/پذیرندگان پیوند هیدروژنی ، مساحت سطح قطبی توپولوژیکی ، تعداد پیوندهای چرخان‌پذیر و ضریب تقسیم اوکتانول–آب مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفت .

یک تصویرسازی ۳بعدی از فضای شیمیایی که این شش ویژگی را نشان می‌دهد ، نشان می‌دهد که ترکیبات در منطقه‌ای مشابه خوشه‌بندی شده‌اند ، که نشانگر تنوع متوسط با ۸۵.۵ درصد از واریانس توسط وزن مولکولی ، مساحت سطح و تعداد پیوندهای چرخان‌پذیر توضیح داده می‌شود . وزن مولکولی میانگین آنها ۱۴۶.۲ بوده که نشانگر مجموعه‌ای نسبتاً تبخیرپذیر از مولکول‌هاست .

نسخه کامل این تحقیق در مجله ساینس درج شده است .

بیشتر بخوانید : ۷ باور غلط در مورد استفاده از سیگارهای الکترونیکی و ویپ