JP3966856B2 - タバコ主流煙からｐ−ベンゾセミキノンを減少させる活性炭フィルタ - Google Patents

Description

発明の分野
本発明は活性炭を主に含んだタバコの煙用フィルタ手段に関し、高反応性主要有害オキシダントであるｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）量をタバコ主流煙から効果的に減少させ、喫煙者への健康上のリスクを大幅に減少させつつ快適な一服とニコチン摂取を提供するためのものである。前記手段はまた、タバコの煙の他の成分、例えば酸化窒素やニコチン等を減少させる。

発明の背景と先行技術
喫煙は、世界で唯一の、最も予防可能な病気と死の原因である。世界中で全成人のおよそ３６パーセントが喫煙している。１９９９年の世界保健機構の概算によると、タバコが原因の死亡は一年に４００万件ある。タバコ煙は４０００以上の成分をもつ。それらのうちニコチンは習慣性薬物である。他の成分は、肺やその他の臓器の癌、気管支炎や気腫といった慢性閉塞性肺疾患、ならびに心疾患や脳卒中など、種々の変性疾患を引き起こしあるいは進行させる、毒素、突然変異原および発癌性物質である。公共の健康キャンペーンや地方自治体によって制定された禁煙法による喫煙廃絶への取り組みはこれまで限られた成果しかあげられておらず、もっとも実際的な方策は、タバコの煙に起因する有害作用を防止することである。紙巻タバコの改良はそれ自体が、タバコ煙に含まれる毒性物質を減少させる現実的な方法である。シガレットフィルタの使用もそうした方法の一つであった。これこそが、タバコ製造業者が過去数十年間に亘って行ってきたことであった。

タバコ会社は、煙中の有害化合物を減少させるためにフィルタ口をタバコに導入し、どうやら風味とタバコ煙中のニコチン含有量に影響を与えることなくより安全な紙巻タバコを製造してきた。現在使用されているのは主に４タイプのフィルタであり、すなわち、セルロースアセテート、ポリプロピレン、純粋セルロース、及び顆粒添加物、主に活性炭を含んだフィルタ、である（１）。セルロースアセテートはフィルタの世界市場の６８パーセントをしめている。次にポリプロピレンフィルタが２１パーセント（殆どすべて中国）、チャコールフィルタは１０パーセント、セルロースフィルタは１パーセント未満である。選択的に特定の化合物を減少させるのは困難であるため、タバコ会社はタール成分、それは有害化合物の大部分を含んでいると考えられているのだが、を減少させることに焦点をおいてきた。セルロースアセテートフィルタ口が広く利用されてきたのは以上の理由による。この方法は少量のタールを減少させるには効果があるが、化合物、とりわけタバコ煙中の気相及び蒸気相成分、を個別に選択することはできない。ところで、タバコを規制する際の基準という点ではタールは頼りにならない。様々な銘柄の紙巻タバコの発するタールが主要毒性物質の濃度を大きく違えていることは周知の通りである。低タール／低ニコチンの製品を吸う方が安全、すなわち癌やその他の病気のリスクが減少する、と信じて多くの人々がこれらの製品を吸う。しかしながらそうした場合彼らの多くは、よりたくさんのニコチンを摂取するために喫煙方法を変えてしまう。低ニコチン量を補うために、喫煙者の多くがしばしば、より大きく、より深く、又はより頻繁に煙を吸い込み、あるいは必要なニコチン量を得るためにより多くのタバコを吸う。したがって、彼らが毒素に暴露される機会は実際には減らない。

以上の理由により保健学者は、“ライト”または“ウルトラライト”なタバコの危険性が確実に低くものであるとは考えない。実際、現在のところ安全なタバコというものは存在しない。こうした低タール低ニコチン含有量のタバコというものは明らかに気休めの、害が少ないという幻想であって、健康には何らよい影響を与えるものではない。このようなことが起こるのは特に、既知の危険性に寄与するタバコ煙中の要因が、今もって明らかに定義されていないからである。煙中の望ましからざる化合物を減少させることは確かに重要だが、しかし、最も望ましからざる化合物を選択的に減少させることが喫煙のリスクを減らす最も効果的な方法であると我々は考えるものである。

活性炭フィルタはセルロースアセテートフィルタよりも良いと思われる。これらのフィルタはある種の有毒な刺激性ガスや半揮発性有機化合物を著しく除去するが、セルロースフィルタにはできない。しかしながら、市販チャコールフィルタの使用と喫煙の危険性の低減を直接的に結びつけるデータは現在のところ存在しない。ひとつの化合物または化合物群をタバコ煙中の主要な有害要因として正確に見極め、選択的にこれを減少させることができれば理想的であろう。既知の危険性の要因となるタバコ煙中の因子が明確には理解されていないため、より安全、すなわち危険性の低いタバコという明確な定義は存在しない。事実、ある特定銘柄のタバコの毒性又は発癌可能性を測定できるパラメータは存在しない。

それにもかかわらず、現在最も議論の対象となっている発癌性物質及び毒性物質はタバコ特異的ニトロソアミン（ＴＳＮＡ）、特に、N−ニトロソノルニコチン（ＮＮＮ）および４−（メチルニトロソアミノ）−１−（３−ピリジル）−１−ブタノン（ＮＮＫ）、多核芳香族炭化水素（ＰＡＨ）、例えばベンゾ（ａ）ピレン、アルデヒド（例、アセトアルデヒド、クロトンアルデヒド）、揮発性炭化水素（ベンゼン、トルエン）、芳香族アミン、微量物質（trace material）、ならびに一酸化炭素、酸化窒素、アクロレイン、フェノールである。しかしながら、これらの発癌性物質毒素のうち最も有害なものはどれか、これらすべてを除去することが喫煙の危険性と癌の発生率を低減するかどうかは未だ知られていない。長年、多環式芳香族炭化水素、特にベンゾ（ａ）ピレンが肺がんの発生に主要な役割を果たしていると考えられてきた。

昨今では、ＴＳＮＡが注目の的である。しかしながら、これらの化合物がそれ自体で癌やその他の疾患の原因となり得るからといって、必ずしもこれらがタバコ煙による癌やその他の疾患の原因であるとは言えない。タバコ煙に存在する発癌性物質は低濃度なので、それがそのまま癌を引き起こす可能性は大変低い。例えば、タバコ主流煙中のベンゾ（ａ）ピレンの濃度は１０から４０ナノグラム（２）であり、ＮＮＫとＮＮＮ両方の平均的量はタバコ一本あたり２００ナノグラムである（３）。さらに現在に至るまで、喫煙に伴う危険についてそれ以外のものより係わりが大きいと特定された化合物は只のひとつもない。先に指摘したように、タバコ煙中で最も危険な化合物を突き止めそれをフィルタを使って取り除くことが理想的である。

出願人らが以前に報告したことであるが、（４）タバコ煙の水抽出物にはある安定したオキシダントが含まれ、それはタンパク質に甚大な酸化損傷を引き起こす。つい先日には、出願人らはタバコ煙／タール溶液からそのオキシダントを単離し、タバコ煙溶液により引き起こされたタンパク質の酸化損傷をほぼ定量的に説明できるそれこそが、主要な潜在的危険化合物であると特定した。そのオキシダントの化学構造は、化学的特性と共に、元素分析、マススペクトル、ＵＶ、ＩＲ、ＮＭＲおよびＥＳＲスペクトルからも明らかなように、ｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）であると証明された（５）。ｐ−ＢＳＱは比較的安定したフリーラジカルであり、どうやらそれは、その不対電子がヘテロ原子を含む芳香族の骨格上で非局在化し、様々なメソメリー状態、すなわち、陰イオン、中性、陽イオン状態となるからである。オキシダント作用により割り出されたｐ−ＢＳＱ半減期は、常温で固体では４８時間であり、ＰＨ７．４の水溶液では約１時間半である。我々はインド、アメリカ、イギリス、ロシアおよび日本製の紙巻タバコからなる異なる１２銘柄の紙巻タバコについて試験した。これらの種々の銘柄のタバコ主流煙中のｐ−ＢＳＱ量は紙巻タバコの銘柄によって異なり、１０４μｇから２００μｇである。したがってその煙中濃度はベンゾ（ａ）ピレンの約５０００倍から１１０００倍であり、ＮＮＫとＮＮＮ両方の５２０倍から１０００倍である。ＰＡＨやＴＳＮＡとは違い、ｐ−ＢＳＱは直接タンパク質と反応する高反応性の強力なオキシダントである。タンパク質の酸化の原因であるのに加えて、ｐ−ＢＳＱはまたＤＮＡの酸化損傷の原因でもある。ＤＮＡの酸化は突然変異と癌の原因になるので、ｐ−ＢＳＱはおそらくタバコ煙によって引き起こされる癌の主要因であるといって差し支えない。ＮａｇａｔａらはセミキノンがＤＮＡを損傷すると報告した（６）。Ｐｒｙｏｒは、セミキノンフリーラジカルが、修復困難でそれゆえ突然変異および癌を引き起こすタイプのＤＮＡ損傷に重大な関わりがあると示した（７）。出願人は、任意の銘柄の紙巻タバコの毒性を主流煙中のｐ−ＢＳＱ量を測定することで判定できるものと考えた。ｐ−ＢＳＱ量が低ければ低いほど、毒性が低い。

Ｐｒｙｏｒと彼の同僚らのかつての所見（８）では、タバコのタール中に含まれる主要且つ比較的安定したフリーラジカルは、活性の酸化還元系であるキノン／ヒドロキノン／セミキノン／錯体の可能性があり、この酸化還元系は分子酸素を還元してスーパーオキシドを作り、これは過酸化水素やヒドロキシルラジカルとなり、最終的には生物高分子の酸化損傷につながる、としている。タバコタールがおそろしく複雑な混合物であるため、またタールラジカルが単離されはっきりと同定されていないため、タールラジカルの化学又は生化学に関するＰｒｙｏｒと彼の同僚らの結論（８）は暫定的なものとみなされてきた。これらの著者は、タール中の主要ラジカルは実際にはモノラジカルではなく、おそらくは単一種類でもないと考えていた。しかしながら我々は、前述のように、タバコ煙中の主要且つ安定した有害オキシダントが単一種類、すなわちｐ−ＢＳＱであることを見出した。ｐ−ＢＳＱにより引き起こされるタンパク質の酸化損傷は、ＳＯＤやカタラーゼでは抑制できず、このことは、酸化損傷が二次的生成物であるスーパーオキシドや過酸化水素の仲介によって起こるものではないことを肯定するものである。我々はまた、分子酸素不在の窒素雰囲気下でｐ−ＢＳＱがタンパク質を酸化することを観察したものであり（４）、それはｐ−ＢＳＱと生物高分子が直接に相互作用することを示している。

前記の結果は、ｐ−ＢＳＱがタバコ煙中に高濃度で存在する主要な高反応性有害オキシダントであり、変性疾患と癌に繋がるタンパク質およびＤＮＡの酸化損傷の原因である可能性があることを示すと思われる。従って、煙中のｐ−ＢＳＱ量が特定銘柄の紙巻タバコの毒性を計るパラメータとなる一方で、主流煙からｐ−ＢＳＱを除去することによって潜在的危険性の低いより安全なタバコを生産することができるものと思われる。我々は、セルロースアセテートフィルタにはｐ−ＢＳＱ吸収効果がないが、活性炭フィルタはこれを吸収することに気が付いた。フィルタ中にあまりに多量のチャコールがあると、ｐ−ＢＳＱを除去するだけでなく、煙の薫りや風味はもちろんのこと一服分の煙とニコチン含有量をもまた激減させる。逆にチャコールが少なすぎるとｐ−ＢＳＱを効果的に減少させることが難しい。事実、煙からのｐ−ＢＳＱ除去は、使用活性炭の特定粒径の量や粒径、粒径の組み合わせ次第である。そこで我々は、特定粒径の活性炭や異なる粒径の活性炭を組み合せたものを規定量使用して紙巻タバコフィルタを作成し、主流煙中からｐ−ＢＳＱを効果的に減少させるのに最適なフィルタ手段を見出した。活性炭はタバコ煙中の有毒ガス及び蒸気相成分の多く関して相当量を吸収することが知られているため、前記活性炭フィルタは、健康に対して最大のリスクをもたらすと考えられているｐ−ＢＳＱの除去だけでなく、他の多くの毒性成分も除去し、これにより潜在的危険性の低い紙巻タバコを生産できると期待される。

活性炭フィルタを利用することは新しいことではない。最も顕著な活性炭フィルタの利用形態は、顆粒の炭素で作るキャビティフィルタとデュアルフィルタである。キャビティフィルタは、セルロースアセテートフィルタトウの２つのセグメント間の空間に顆粒の炭素を配置することによって製造される。デュアルフィルタは、セルロースアセテートフィルタトウやセルロース又はペーパーメッシュ中に顆粒の炭素を散在させることによって製造される。チャコールフィルタ付きタバコについての報告書や特許はかなり沢山ある。多くの場合、キャビティチャコールフィルタは、タンパク質、シリカゲル、ゼオライト、アルミナ、顆粒状の製粉小麦又はでんぷん等の他の顆粒状物質を混合した活性炭により構成されている。デュアルチャコールフィルタでは少量の顆粒活性炭がセルロースアセテートフィルタトウに散在して埋め込まれている。チャコールフィルタは、煙の気相／蒸気相から、シアン化水素、アクロレイン、ベンゼン等の有毒で刺激性のガス及び水蒸気を大量に除去するので、多くの研究者は有毒ガスへの暴露を減少させると消費者にとって有益となるのではないかと考えている。

ただし、前記キャビティフィルタやデュアルチャコールフィルタはどれも、選択したタバコの長さや主流煙中のｐ−ＢＳＱ量について、使用活性炭の具体的粒径の量または粒径の組み合わせに関するデータを与えてはくれない。タバコ主流煙中のｐ−ＢＳＱ量が健康に対して最大のリスクを及ぼすという考え方は以前には知られていなかった。先に述べたように、最近の調査（５）で我々は、ｐ−ＢＳＱこそがタバコ煙中に高濃度で存在する主要な高反応性有害オキシダントであることを示した。選択したタバコの全長に対して、特定粒径の活性炭を規定量又は規定の組み合わせで異なる粒径の活性炭を含むチャコールフィルタのみが、主流煙中のｐ−ＢＳＱ量を著しく減少させることができることを確認した。他の顆粒状物質と混合された活性炭やセルロースアセテートフィルタトウに散在させられた活性炭には、主流煙中のｐ−ＢＳＱ量を著しく減少させる効果はない。

米国公衆衛生局長官諮問委員会による喫煙と健康に関する報告書によって引き起こされるであろう健康危機を予測して、フィリップモリスは６０年代初期にサラトガという名称のチャコールフィルタを開発した。しかしながら当時は、特定の粒径の活性炭の量と煙中のｐ−ＢＳＱ量に関係があるとは知られていなかった。そのうえ試験的に市場投入された製品は風味が良くなく、結局放棄された（９）。

米国特許番号４，０３８，９９２（１０）はタバコフィルタ用顆粒状成分について言及し、その顆粒は混合物であり、４０パーセントから８０パーセントが乳清タンパク質又は卵白タンパク質製の顆粒状タンパク質、２０パーセントから６０パーセントが１０から５０メッシュの粒径の顆粒状活性炭であり、場合によってはセルロース、でんぷん、砂糖、アルミナ、ゼオライトおよびシリカゲルなどの賦形剤を混ぜ込んだものである。その目的はベンゾピレン、フェノールおよびタールに特に関連する非特異的な有害化合物をタバコ煙から除去することである。使用活性炭のメッシュサイズ比率については言及されていない。我々の経験から云えば、粒径がＢＳ４４よりも小さく、とりわけ前記顆粒状タンパク質または他の顆粒状物質を混入した活性炭は、主流煙からのｐ−ＢＳＱ減少に効率的ではない。

米国特許番号５，９０９，７３６（１１）は、ヘモグロビン、赤血球溶解物およびその混合物から成る群から選択した生物学的製剤をしみこませた活性炭を有するタバコ煙濾過用フィルタについて述べている。使用活性炭の粒径および量について、タバコの全長に関連しての言及はなされていない。さらに我々はヘモグロビン溶液や赤血球溶解物をしみこませた活性炭は主流煙からｐ−ＢＳＱを除去するには効果がないことを確認した。

米国特許番号４，３７３，５３９（１２）は、内径が約１／８インチ（約３．１２５ミリメートル）で、長さは渦巻きを解くと約６インチ（約１５０ミリメートル）となる長さである約１と１／４インチ（約３１．２５ミリメートル）の、圧縮炭素か活性炭で充填されている螺旋コイルチューブを保持する手段を含む喫煙具について述べている。その発明の目的は有害なタールを除去することであった。使用活性炭の粒径または主流煙中のニコチン供給についてのデータは示されなかった。さらに、前記フィルタから出て来る煙の毒性が下がることを示す生体実験データも示されなかった。そのような長い濾過経路の活性炭を経由した煙は煙中のニコチン量が最も小さいということは自明である。フィルタの価値は、ニコチンを除くことなくどの程度タール構成物質を選択的に取り除くことができるかにかかっているのだから、前記活性炭入り螺旋コイルチューブ付きフィルタ手段は実用性が低い。

ＷＯ特許番号９６０００１９（１３）は、Ｆｅ、Ｃｕおよび／またはタンパク質高分子中で結合したポルフィリン環とＦｅの錯体を含む生物学的製剤により強化された活性炭を含むフィルタについて言及している。使用チャコールの粒径および量について、タバコの全長に関連してのデータは示されなかった。前述のように我々は、前記生物学的製剤により強化された活性炭が主流煙からのｐ−ＢＳＱ除去に効率的ではないことを確認した。

米国特許番号５３６００２３（１４）は、フィルタ要素が好ましくは２つかそれ以上のフィルタセグメントを含み、そのセグメントの一つが炭素質物質、例えば粉状または細粒状の活性炭素物質か活性炭物質を含む、タバコフィルタについて述べている。炭素質物質は好ましくは紙の構成材として、一般的にはギャザー紙ウェブ（gathered paper web）として、フィルタセグメントに組み込まれている。炭素質物質を含むフィルタセグメントは、長手方向に延びる溝又はフィルタセグメントを通り抜ける通気経路を多数有するものとして構成されている。その溝又は通気経路の横断面積は、フィルタセグメントを通り抜ける主流煙中の特定相の成分が、炭素質物質により濾過されないか又は炭素質物質と著しく相互作用することがないものである。この場合もまた、前記の炭素質物質を含むフィルタセグメントは、タバコの全長に関連して使用チャコールの粒径および量を述べるものではない。また、通気溝は主流煙と炭素質物質の著しい相互作用を防ぐために使われるのだから、煙からｐ−ＢＳＱ量を効果的に減らすことは期待できない。

米国特許番号３６５８０６９は約５０ミリグラムの活性炭を含むフィルタ要素について述べている。しかしながら煙中のｐ−ＢＳＱ量に対する、使用チャコールの粒径や量についての記述はない。

近年、バージニア州のスターサイエンティフィック社の製品で、ニトロサミン量を減らす特殊な保存加工を受けた葉タバコと活性炭フィルタを含むものである特許出願中の紙巻タバコ、アドバンスが市販されている（１６）。活性炭はタバコ煙から毒性ガスを除去するために使われている。しかしながら、タバコの全長と主流煙中のｐ−ＢＳＱ量に関連しての、特定粒径をもつ活性炭の量についてのデータは示されていない。さらに、科学的データすなわち生体実験データも示されていない。

“ギザのシルバチップチャーボン（Silvertip Charbon）活性炭フィルタチューブ”という名のフィルタ付きチューブがＲＹＯにより製造されている（１７）。こうしたシルバチップチューブは高価であり、繰り返し使用するものとして生産されている。しかしながら我々の所見では、そのチャコールフィルタは一度以上使用すると主流煙からｐ−ＢＳＱ量を減らす効果がなくなる。それに、選択されたタバコの全長に関連しての、特定の粒径をもつ使用チャコールの量についてのデータは示されていない。

キャビティフィルタ、商品名ＣＡＶＩＦＬＥＸは、バウムガ−トナーにより開発されたものであり、例えば製粉小麦のような不活性物質が時として混合された少量の活性炭が、空隙を充填するように使われている（１８）。しかしながらタバコの全長と主流煙中のｐ−ＢＳＱ量に関連しての、特定の粒径をもつ使用チャコールの量については未知である。

一般に入手可能な市販チャコールフィルタタバコについて述べると、米国製タバコの約１パーセント未満、ロシア製タバコの２パーセントにチャコールフィルタが使用されている。しかしながら最もチャコールフィルタの人気が高いのは日本である。日本タバコの全市場のうち、９５パーセントがチャコールフィルタを使用している。チャコールはまた韓国でも人気があり、最も広く使われている（約９０パーセント）チャコールフィルタはゼオライトと混合された活性炭を含む。ハンガリーとベネズエラのタバコ市場では、９０から９５パーセントがチャコールフィルタ付きである。多くの場合、チャコールフィルタは、多孔性材料に散在するか、又はセルロースアセテートフィルタトウに埋め込まれた、少量の顆粒活性炭を含む。

チャコールフィルタは一般的に煙中のガス状毒素を減少させる。しかしすでに市販されているチャコールフィルタタバコの危険性が利用者にとって極めて低いという証拠はない。我々は一銘柄のロシア製チャコールフィルタタバコと、低タール低ニコチンのマイルドな日本製チャコールフィルタタバコの一銘柄を試験した。ロシア製タバコは約１６ｍｇのタール、５９０μｇのニコチンおよび１２８μｇのｐ−ＢＳＱを主流煙中に含んでいた。日本製タバコは１２ｍｇのタール、５００μｇのニコチンおよび１０４μｇのｐ−ＢＳＱを煙中に含んでいた。セルロースアセテートフィルタトウに散りばめ埋め込まれた状態で、ロシア製タバコは約１０ｍｇのチャコールを含み、日本製タバコは約３０ｍｇのチャコールを含んでいた。出願人らは、両方のタバコ煙中のｐ−ＢＳＱ量が、チャコールフィルタが存在するあるいは同様の長さの従来型セルロースアセテートフィルタにより置換されているかにかかわらず変化しないことを確認した。このことは、そのロシア製タバコと日本製タバコの両方に組み込まれたチャコールフィルタに、主流煙中のｐ−ＢＳＱ量を減少させる効果がないことを示していると思われる。予想されるように、ロシア製タバコ（カルボニル７．５±０．２ｎｍｏｌｅｓ／ｍｇ ＢＳＡ）とマイルドな日本製タバコ（カルボニル６．２±０．２ｎｍｏｌｅｓ／ｍｇ ＢＳＡ）からのＣＳの水抽出物によるＢＳＡ酸化は、チャコールフィルタが存在するあるいは同様の長さの従来型セルロースアセテートフィルタにより置換されているかに関わらず不変である。

チャコールフィルタは市販されているが、これらには煙中のｐ−ＢＳＱを減らす効果はない。だがしかし、本発明は現状の技術に対する再評価及び改良と考えうるものである。活性炭はｐ−ＢＳＱを吸収するだけでなく、タールとニコチンもかなり吸収するため、前記チャコールフィルタタバコは相対的に低タール低ニコチンのマイルドなタバコとして分類できる。ニコチン供給の少ないマイルドなタバコを好まない喫煙者もいることを考慮すると、前記チャコールフィルタタバコの葉タバコをニコチンによって強化し、煙中のｐ−ＢＳＱ量を増加することなく同等のニコチン量をもつレギュラータバコに製造することもできると予想される。

発明の目的
本発明の目的は、主流煙から主に、高反応性主要有害オキシダントであり、タンパク質とおそらくはＤＮＡの酸化損傷の唯一の原因であり、従って健康上最大のリスクをもたらすと考えられている、ｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）を除去することを目的として特別な活性炭フィルタを供給することである。

発明の他の目的は、特定粒径の活性炭または特定粒径を混合した活性炭を規定量使用して、快適な一服とニコチン摂取を提供する一方で風味や薫りを大きく損なわずに、より危険性の低いタバコを製造することである。

本発明のさらにその他の目的は、前記チャコールフィルタタバコが、健康上のリスクを顕著に低減しながらも喫煙者の満足を得られるものとすることである。

その他の本発明の目的は、いかなるタイプの喫煙具に対しても利用可能な、ｐ−ＢＳＱ量の減少に有用なフィルタ手段を供給することである。

発明の簡単な説明
よって本発明は、活性炭に基づくタバコの煙フィルタ手段を提供し、高反応性主要有害オキシダントであるｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）量を主流煙から効果的に減少させ、喫煙者への健康上のリスクを大幅に減少させつつ快適な一服とニコチン摂取を提供するためのものである。前記手段はまた、タバコ煙の他の成分、例えば酸化窒素やニコチン等を減少させる。

本発明によると、快適な一服とニコチン摂取を提供する一方で風味や薫りを大きくは損なわず主流煙からｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）を効果的に減少させるため、特定の粒径をもつ、または異なる粒径を組み合せた規定量の活性炭により構成されるタバコ煙フィルタを提供するものである。ｐ−ＢＳＱはタバコ煙に存在する相対的に安定なフリーラジカルで、また高反応性の主要な有害オキシダントであり、タンパク質とＤＮＡの酸化損傷の主要な原因となる。活性炭の様々な粒径、又はその粒径の組み合せは、ＢＳ（英国標準規格メッシュ）２５／４４、４４／５２、５２／６０、６０／７２，７２／８５および８５／１００から選んだ。様々なチャコールフィルタタバコの煙に含まれるｐ−ＢＳＱ量は、５５から８２パーセント減少するが、これにはＢＳＡ酸化の５５から８２パーセント程度の抑制が伴う。チャコールフィルタはまた主流煙から一酸化窒素を４４から６８パーセント、タールを１０から５０パーセント、効果的に減少させる。ニコチン供給量は、ある程度はチャコールフィルタにより減少するが、ニコチンで葉タバコを強化することにより煙中のｐ−ＢＳＱ量を増やすことなく補充されるものであり、というのも明らかに、ニコチンはｐ−ＢＳＱの前駆物質ではないからである。

発明の詳細な説明
よって、本発明は、タバコの煙を吸入／生成／発生する手段に用いられるフィルタであって、長さ方向に順次配置された３つの部分から成り、第一の部分は、セルロースアセテートファイバを含み、マウスピースとして機能するものであり、第二の部分は、紙巻タバコ主流煙の高反応性主要有害オキシダントであるｐ−ベンゾセミキノンを効果的に減少させることを目的として、２５メッシュから１００メッシュの範囲の粒径を有する粒状炭から成る群より選択された活性炭を含み、第三の部分は、セルロースアセテートファイバを含み、紙巻タバコの葉タバコ部分に近い位置に配置され、さらに活性炭と葉タバコの間の仕切りとして機能するものであるフィルタを提供するものである。

本発明の一つの実施の形態においては、第一の部分の長さは１０から１４ｍｍの範囲であり、第二の部分の長さは、使用されるチャコールの粒径および／または量により異なるが、４．５ｍｍから３５ｍｍの範囲であり、第三の部分の長さは２から３ｍｍの範囲である。

本発明のその他の実施の形態においては、第２の部分の長さが４．５ｍｍから３５ｍｍの範囲であり一種またはそれ以上の粒状活性炭から成る。

本発明のその他の実施の形態においては、薄壁プラスチックチューブ、紙、プラスチック被覆紙およびアルミ箔から成る群から選択された軽材料で作られた薄壁チューブを使用して前記三つの部分全てが直線的に連結されたものである。

本発明のさらに別の実施の形態では、活性炭フィルタは、マウスピースと仕切りであるセルロースアセテートフィルタ部分の間の空間に配置された顆粒炭から成るものである。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用されるチャコールの量は０．１ｇから０．６ｇの範囲である。

本発明のさらに別の実施の形態では、長さ５．０±０．５ｍｍの各チャコール層に０．１ｇの顆粒炭が詰め込まれている。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭は、粒径が２５メッシュから１５０メッシュ、好ましくは１００メッシュの範囲の粒状炭から成る群から選択される。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭は、ＢＳ２５／４４、ＢＳ４４／５２、ＢＳ５２／６０、ＢＳ６０／７２、７２／８５および８５／１００から成る群から選択され、ｐ−ＢＳＱを主流煙から効果的に減少させるものである。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用されるＢＳ４４／５２の粒径のチャコールの量は０．２ｇから０．３ｇの範囲である。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用されるＢＳ４４の粒径のチャコールの量は０．４ｇ以下である。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用されるＢＳ５２／６０の粒径のチャコールの量は０．２ｇから０．３ｇの範囲である。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用されるＢＳ６０／７２の粒径のチャコールの量は０．１５ｇから０．２０ｇの範囲である。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用されるＢＳ７２／８５の粒径のチャコールの量は０．１０ｇから０．１５ｇの範囲である。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭の量は、ＢＳ４４のもの０．４ｇとＢＳ５２のもの０．２ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物はＢＳ４４／５２のもの０．２ｇとＢＳ５２／６０のもの０．１ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物はＢＳ４４／５２のもの０．２ｇとＢＳ６０／７２のもの０．１ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物はＢＳ４４／５２のもの０．１ｇとＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物はＢＳ４４／５２のもの０．２ｇとＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物はＢＳ４４／５２のもの０．１５ｇとＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物はＢＳ５２／６０のもの０．１ｇとＢＳ６０／７２のもの０．１ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物はＢＳ５２／６０のもの０．１ｇとＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物はＢＳ６０／７２のもの０．１ｇとＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物は５２／６０のもの０．１ｇとＢＳ７２／８５のもの０．０５ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、使用される活性炭混合物はＢＳ６０／７２のもの０．１ｇとＢＳ７２／８５のもの０．０５ｇから成る。

本発明のさらに別の実施の形態では、前記フィルタは主流煙に含まれるｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）を最大８５パーセント抑制する。

本発明のさらに別の実施の形態では、前記フィルタは、タバコ主流煙溶液によるＢＳＡでのカルボニル生成から分かるタンパク質の酸化を、最大８９パーセントまで抑制する。

本発明のさらに別の実施の形態では、前記フィルタは主流煙に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）を最大６８パーセント減少させる。

本発明のさらに別の実施の形態では、主流煙によるニコチン供給が、タバコ１本あたり９３５μｇから３５０〜４００μｇに減少される。

本発明のさらに別の実施の形態では、主流煙溶液が、生体外でテンジクネズミの肺ミクロソームタンパク質に著しい酸化損傷を引き起こすことができない。

ニコチン強化タバコの使用に関する本発明のさらに別の実施の形態では、ｐ−ＢＳＱ量を増加させずにニコチン供給を増加する。

本発明の他の実施の形態では、２から４ｍｇのニコチンで強化した葉タバコは、ｐ−ＢＳＱ量を増加させずにニコチン供給を増加する。

本発明のさらに別の実施の形態では、２から４ｍｇのニコチンで強化した葉タバコは、ｐ−ＢＳＱ量を増加させずに主流煙中のニコチン供給を３５０〜４００μｇから５７５〜７００μｇに増加する。

本発明のさらに別の実施の形態では、２から４ｍｇのニコチンを有するニコチン強化葉タバコは、ｐ−ＢＳＱ量を増加させずに最大９０パーセントのニコチンを供給する。

本発明のさらに別の実施の形態では、前記タバコ吸入フィルタ手段が、紙巻タバコ、葉巻、パイプ、ビーディ（bedi）、葉巻用パイプおよび他の従来の喫煙具に使用可能である。

本発明のさらに別の実施の形態は、紙巻タバコに使用される喫煙具を提供するものであり、前記紙巻タバコは葉タバコ部とフィルタ部から成り、前記葉タバコ部は粒状葉タバコで充填され、前記フィルタ部は長さ方向に順次配置された３つの部分から成り、第一の部分は、セルロースアセテートファイバを含み、マウスピースとして機能するものであり、第二の部分は、活性炭を含み、第三の部分は、セルロースアセテートファイバを含み、紙巻タバコの葉タバコ部分に突き当てとなっており、活性炭と葉タバコの間の仕切りとして機能するものである。

本発明のさらに別の実施の形態では、活性炭フィルタ付きのタバコ、葉巻、パイプ、葉巻用パイプまたは他の従来の喫煙具により喫煙者から吐き出されたｐ−ＢＳＱ量が著しく低い煙は、受動喫煙者にとって潜在的な危険性が低い。

本発明のさらに別の実施の形態では、前記チャコールフィルタを付けていないタバコの煙にテンジクネズミを暴露したときの肺組織への著しい損傷とは対照的に、前記チャコールフィルタタバコから出る煙にテンジクネズミを暴露すると、ごく低量のｐ−ＢＳＱしか含まないタバコ主流煙が、テンジクネズミの肺ミクロソームタンパク質に著しい酸化損傷を生体外で引き起こすことができない。

本発明について実施例を参照して述べるが、これは単に例として挙げられたものであって、これら実施例を本発明の範囲を限定するものとして解釈すべきではない。

以下に明細書の末尾の表についての簡単な説明を記す、
表１、規定量の異なる粒径の活性炭を含むインド製市販タバコからの煙溶液におけるｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）、ＢＳＡ酸化、ニコチン供給およびタール量
表２、チャコールフィルタタバコの葉タバコのニコチン強化が、インド製市販タバコからの煙の煙溶液に含まれるｐ−ＢＳＱ、タールおよびニコチン供給に及ぼす影響
表３、チャコールフィルタがインド製市販タバコからの煙溶液に含まれる一酸化窒素量に及ぼす影響
表４、活性炭フィルタを使用したタバコの煙に含まれる、主要有害ｃｓ−オキシダントとニコチン供給の不活性化

方法
活性炭フィルタの構成
活性炭フィルタは様々な粒径の活性炭を規定量あるいは異なる粒径を組み合せた活性炭を規定量、薄いプラスチックチューブの中に配置することによって構成され、そのチューブの内径は、紙巻タバコの葉タバコ部または従来型セルロースアセテートフィルタの外径と同じとした。プラスチックチューブは軽重量の材料で製造されたチューブ、例えば硬化紙チューブやプラスチック被覆紙チューブ、アルミ箔で作られたチューブと置き換えてもよい。チャコールを含むチューブの一方の端にはマウスピースを構成する従来型セルロースアセテートフィルタ（約１０〜１４ｍｍ）が挿入され、他方の端には紙巻タバコの葉タバコ部が挿入された（約６３ｍｍ）。図面（図１）に示されるように、セルロースアセテートフィルタでできている薄い部分が（約３ｍｍ）、葉タバコ部とチャコール層の間の空隙に配置された（図１）。基本的に、チャコールフィルタは、顆粒活性炭をセルロースアセテートフィルタの二つのセグメント間の空間に置いたキャビティフィルタである。前記したように、セルロースアセテートフィルタのうちの一つの部分（約１０〜１４ｍｍ）はマウスピースで、もう一方の部分（約３ｍｍ）はチャコール層と葉タバコ部の間の仕切りとなる（図１）。それらの部分、すなわち、セルロースアセテートマウスピース、チャコールフィルタ、チャコールと葉タバコ部の間におかれた薄いセルロースアセテートフィルタ、及び葉タバコ部であり、すべてが一つのまとまりになっている（図１）。

セルロースアセテートフィルタは必ずしも煙からのｐ−ＢＳＱの濾過作用を改善しない。しかしながら、チャコールフィルタと共に使用すると、吸入時のマウスピースとしての利便性が高まる。チャコールと葉タバコ部の間におかれたセルロースアセテートフィルタの薄い部分は、顆粒炭が紙巻タバコの葉タバコ部に侵入することがないように使用された。フィルタに詰め込まれたチャコールの長さは使用されたチャコールの重さにほぼ対応した。長さ対重さの比は通常、５ｍｍに対して１００ｍｇのチャコール、２０ｍｍに対して２００ｍｇのチャコール、等であった。３００ｍｇのチャコールを用いたチャコールフィルタタバコの全長は９１ｍｍである（１０ｍｍがマウスピース用セルロースアセテートフィルタ、１５ｍｍがチャコール層、３ｍｍがチャコール層・葉タバコ部間仕切り用セルロースアセテート、６３ｍｍが葉タバコ部）。煙中のｐ−ＢＳＱ減少に実質的効果がないため、セルロースアセテートの長さは変更しても構わない。使用されるチャコールの粒径は英国標準規格（ＢＳ）メッシュによって表現されている。ＢＳ２５／４４の大きさとはメッシュ２５を通過するがメッシュ４４上には留まる粒子を意味する。同様に、ＢＳ４４／２５とはメッシュ４４を通過するがメッシュ５２上には留まる粒子を意味する。本発明で用いられるその他すべての粒径、すなわちＢＳ５２／６０、６０／７２および７２／８５はすべて同様に説明される。チャコールフィルタの長さは最大３５ｍｍまで変更可能であり、従来型フィルタ即ちセルロースアセテートフィルタは、紙巻タバコの長さが約６３ｍｍの場合、最大１３ｍｍである（表４）。

ｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）の測定
以前に述べたように（５）ｐ−ＢＳＱ量の測定はＨＰＬＣによって行われた。５から１０ｍｌの濾過済み煙溶液を移動相で希釈し、この希釈溶液２０μｌをＨＰＬＣのカラムに注入し、ＵＶ検出器を２９４ｎｍに設定した。使用したパラメータは以下の通りである。
装置：島津製作所製１０Ａ
カラム：シリカカラム（ＬｉＣｈｒｏｓｐｈｅｒ（Ｒ） Ｓｉ６０、Ｍｅｒｃｋ社）
移動相：塩化メチレン：メタノール（９０：１０、ｖ／ｖ）
流速：０．５ｍｌ／分
圧力：２９Ｋｇｆ／ｃｍ^２
保持時間：８．８０８
煙溶液中に含まれるｐ−ＢＳＱの量はピーク領域から算出したが、ここでは１００ｎｇのｐ−ＢＳＱが、標準曲線から得られる任意の１，９０，０００という領域と対応すると考えた。

活性炭フィルタの効果をまた、ｐ−ＢＳＱの比較収量を測定することにより決定した。以前述べたように（５）、ｐ−ＢＳＱを、分別溶剤抽出とその後に続けて行ったバンドＴＬＣによりタバコ煙溶液から単離した。ＴＬＣの帯抽出物を移動相で適度に希釈した後、希釈溶液２０μｌをＨＰＬＣカラムに注入した。ｐ−ＢＳＱは２８８ｎｍにて検出されたが、それは使用移動相におけるｐ−ＢＳＱのλｍａｘである。使用したパラメータは以下の通りである。
装置：島津製作所製１０Ａ
カラム：Ｌｉｃｈｒｏｓｐｈｅｒ（Ｒ）、１００ＲＰ−１８ エンドキャップ（５μｍ）、Ｍｅｒｃｋ社
移動相：水：メタノ−ル（９５：５、ｖ／ｖ）
流速：０．５ｍｌ／分
圧力：３８Ｋｇｆ／ｃｍ^２
保持時間：７．２４２分

タンパク質の酸化損傷の測定
以前我々が行った実験同様（４）、２，４−ジニトロフェニルヒドラジンと反応させることにより、カルボニル生成から分かるタンパク質の酸化を測定した。ＢＳＡを使用するときは、ＢＳＡ１ｍｇあたりに生成されるカルボニルのナノモルとしてその値を表現した。培養装置に、ｐＨ７．４で５０ｍＭの燐酸カリウム緩衝液とあわせて２００μｌになるように、チャコールフィルタ付きまたは無しのタバコから得られる煙溶液５０μｌと１ｍｇのＢＳＡを入れた。３７℃で１時間培養した後に、タンパク質を２００μｌのトリクロロ酢酸溶液で沈殿させ、その後の測定手順は（４）のやり方に従った。タンパク質の酸化損傷もまた、以前（４）で述べたように、テンジクネズミの肺ミクロソームタンパク質のドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）によって測定した。

ミクロソームの調製
（４）にて述べたように、アスコルビン酸を洗い流し、テンジクネズミの肺ミクロソームを調製した。

ドデシル硫酸ナトリウム−ポリアクリルアミドゲル電気泳動法（ＳＤＳ−ＰＡＧＥ）
ミクロソームタンパク質のＳＤＳ−ＰＡＧＥは、以前（４）に述べたのと同じ手順で行った。

ニコチンの測定
以前（５）に述べたように、点火したタバコの煙をｐＨ７．４の５０ｍＭ燐酸カリウム緩衝液２ｍｌに溶解し、０．４５μｍのミリポアフィルタで濾過した。黄色の濾液１ｍｌを塩化メチレン１ｍｌと共に強く撹拌し、塩化メチレン層にニコチンを抽出した。その後、ニコチンを含む５００μｌの塩化メチレン層を５０ｍＭのＨＣＬ溶液５００μｌと共に撹拌し、ＨＣＬ溶液に含まれるニコチンを、２５４ｎｍでＨＰＬＣ分析し推測した。５から１０μｌのニコチン溶液を移動相で２００μｌに希釈し、この希釈溶液２０μｌをＨＰＬＣカラムに注入した。ニコチンの標準溶液を同じ方法で調製し分析した。使用したパラメータは、
装置：島津製作所製１０Ａ
カラム：Ｌｉｃｈｒｏｓｐｈｅｒ（Ｒ）、１００ＲＰ−１８ エンドキャップ（５μｍ）、Ｍｅｒｃｋ社
移動相：５０ｍＭのＫＨ_２ＰＯ_４溶液：アセトニトリル：メタノール；（７８：１７：５、ｖ／ｖ）含有のｐＨ５．０、１ｍＭのスルホン酸ヘプタンナトリウム（sodium hepatane sulfonate）
流速：０．３ｍｌ／分
圧力：２４Ｋｇｆ／ｃｍ^２
温度：２５℃
保持時間：４．１８５分
この条件においてＨＰＬＣ分析で検知できるニコチンの最低量は１０ｎｇであった。

タールの測定
チャコールフィルタ付きまたは無し点火タバコと、水を３０ｃｍの高さに吸引できる真空ポンプ（ＬＫＢ、スウェーデン）を接続したチューブとの間にミリポアフィルタ装置を設置して、タールを収集した。フィルタの詰りを防ぐためにミルポアフィルタ（０．２２μｍ）を２分毎に交換した。各タバコに４個のフィルタを使用した。タバコを完全に燃焼させた後、フィルタを真空デシケータに入れ乾燥させ重さを量った。微粒子部分を収集する前後のフィルタの重さの差をタールの重さとした。

タバコ煙溶液中の一酸化窒素の測定
空気と飽和状態にあるｐＨ７．４、５０ｍＭの燐酸カリウム緩衝液１０ミリリットルをサイドアーム付き５０ｍｌ試験管に入れ穴のあいた栓でふたをした。インド製市販タバコを、栓の穴に差し込んであるチューブの口に取り付け、緩衝液に浸した。サイドアームは水ポンプにつなげた。４ｃｍの吸水をしながら、タバコに点火しタバコから出る煙全てを泡状にして緩衝液に溶かした。このように生成したタバコ煙溶液の一部を０．４５μｍのミリポアフィルタで濾過して同体積の塩化メチレンにより３回抽出した。グリース試薬でジアゾ化して適切に希釈した後に、水層内の亜硝酸カリウムの濃度を測定した。ＮａＮＯ_２の標準溶液を平行して処理した。

テンジクネズミのタバコ煙への暴露
ネズミのタバコ煙への暴露は我々の定めた手順（１９）に従って行われた。テンジクネズミを以下のように分類した。
グループ１：対照用テンジクネズミ
グループ２：チャコールフィルタ無しタバコの煙に暴露したテンジクネズミ
グループ３：０．１ｇのＢＳ５２／６０と０．１ｇのＢＳ６０／７２の混合物を含む活性炭フィルタ付きタバコの煙に暴露したテンジクネズミ
先に公開された手順（１９）に従って、これらのネズミを、１体につき１日に５本のタバコ煙に７日間暴露した。一晩餌をやらず８日目に処分し、細胞を切り取りミクロソームを調製してから先に記述したように（１９）ＳＤＳ−ＰＡＧＥを施した。

結果
主流煙中に含まれるｐ−ＢＳＱ、タールおよびニコチン量と、タンパク質の酸化抑制とに対するチャコールフィルタの影響
様々な粒径の活性炭を規定量あるいは異なる粒径を組み合せた活性炭を規定量含むチャコールフィルタを使用することにより、主流煙中のｐ−ＢＳＱ量は顕著に減少した（表１）。以前（５）に記したように、煙溶液に存在する全ての化合物のうちｐ−ＢＳＱだけが、タンパク質の酸化の唯一の原因となる。図２は、カルボニル生成によって分かるＢＳＡ酸化が、培養媒体に存在するｐ−ＢＳＱ量と、量的にほぼ相関関係があることを示す。予想されたように、チャコールフィルタの使用によりタバコ煙からｐ−ＢＳＱ量を減少させると、顕著なＢＳＡ酸化抑制が伴う（表１）。チャコールフィルタを使用するとまた、タールとニコチンをいくばくか減少させる（表１）。最も効果がある活性炭の粒径は、英国標準規格（ＢＳ）メッシュで表現すると、４４／５２、５２／６０、６０／７２および７２／８５で、これを一種類または組み合わせて使用したものである。４４／５２よりも大きい粒径のもの、つまり２５／４４と１０／２５は、比較的大量に使用しても効果がない。大量（０．４ｇから１．０ｇ）のチャコールを使用すると煙吸入の際に問題がおこる。ヤシ殻活性炭を使用すると、市販活性炭を上回る利点は得られなかった。中年の喫煙者グループの意見から分かるように、煙吸入に大きく影響を与えず快適な一服を提供し、かつ煙に含まれるｐ−ＢＳＱ量を顕著に減少させるという、最も効果のあるチャコールフィルタが表１に示される。そのチャコールフィルタは、０．２ｇと０．３ｇのＢＳ４４／５２、０．２ｇと０．３ｇのＢＳ５２／６０、０．１５ｇと０．２ｇのＢＳ６０／７２、０．１ｇと０．１５ｇのＢＳ７２／８５、０．２ｇのＢＳ４４／５２と０．１ｇのＢＳ５２／６０の混合物、０．２ｇのＢＳ４４／５２と０．１ｇのＢＳ６０／７２の混合物、０．１ｇのＢＳ４４／５２と０．１ｇのＢＳ７２／８５の混合物、０．２ｇのＢＳ４４／５２と０．１ｇのＢＳ７２／８５の混合物、０．１５ｇのＢＳ４４／５２と０．１ｇのＢＳ７２／８５の混合物、０．１ｇのＢＳ５２／６０と０．１ｇのＢＳ６０／７２の混合物、０．１ｇのＢＳ５２／６０と０．１ｇのＢＳ７２／８５の混合物、０．１ｇのＢＳ６０／７２と０．１ｇのＢＳ７２／８５の混合物、０．１ｇのＢＳ５２／６０と０．０５ｇのＢＳ７２／８５の混合物、０．１ｇのＢＳ６０／７２と０．０５ｇのＢＳ７２／８５の混合物、を含む。前記チャコールフィルタを使用すると、５５から８５パーセントの範囲でｐ−ＢＳＱは減少し、これに相関するＢＳＡ酸化抑制は５５から８２パーセントの範囲だった。

チャコールフィルタタバコの葉タバコのニコチン強化が、インド製市販タバコの煙に含まれるｐ−ＢＳＱ、タールおよびニコチン供給に与える影響
表１は本発明にて言及されるチャコールフィルタタバコが、主流煙に含まれる主要危険オキシダントであるｐ−ＢＳＱ量の顕著な減少に大きな影響を与えることを示す。表１はまた、これらのチャコールフィルタタバコではタールとニコチン供給もまた大きく減少することを示す。それゆえこれらのチャコールフィルタタバコは、より安全でマイルドなタバコである可能性があると考えてよい。低ニコチン供給のマイルドなタバコを好まない愛煙者もいるであろうことを考え、チャコールフィルタタバコのうちの幾つかの葉タバコを、１本につき２ｍｇのニコチンで強化し、その結果を表２に示す。結果が示すに、１本につき２ｍｇのニコチンで葉タバコを強化すると、煙によるニコチン供給量はかなり増える。ニコチン供給の増加はタール量増加に伴っておこる（表２）。３〜４ｍｇのニコチンで葉タバコを強化すると、ニコチン供給はおよそ３０〜５０パーセント増える（結果は示さない）。しかしながら、ニコチンはｐ−ＢＳＱの前駆物質ではなく、煙中のｐ−ＢＳＱ量または煙溶液によるＢＳＡ酸化のどちらにも寄与しないようであるため（表２）、ニコチンによる葉タバコ強化は煙中のｐ−ＢＳＱ量の増加を招かない。これらの結果から、チャコールフィルタタバコの葉タバコをニコチン強化すると、ニコチン供給量を増加させるけれども、そのチャコールフィルタタバコはより安全である可能性のあるタバコのままである、と考えられる。

チャコールフィルタがインド製市販タバコの煙溶液に含まれる一酸化窒素量に及ぼす影響
一酸化窒素（ＮＯ）はタバコ煙の気相で最も重要なフリーラジカルの一つである。ＮＯは、喫煙者の慢性閉塞性肺疾患や気腫の発達に関係している可能性があると考える研究者もいる。表３に示す結果は、活性炭フィルタは主流煙からＮＯ量を減らすのに大変効果的であることを示す。０．２ｇのＢＳ４４／５２と０．１ｇのＢＳ７２／８５の混合物を用いると、ＮＯを６８パーセントも抑制する。

生体外においてテンジクネズミ肺ミクロソームタンパク質の酸化崩壊を誘引するタバコ煙に対するチャコールフィルタの防御効果
図３（レーン２）は、インド製市販タバコから得られるタバコ煙溶液が、ＳＤＳ−ＰＡＧＥから分かるように、テンジクネズミ肺ミクロソームタンパク質に甚大な損傷を引き起こすことを示す。図はさらに、前記タバコに、ＢＳ５２／６０を０．３ｇ（レーン３）、ＢＳ４４／５２の０．２ｇとＢＳ７２／８５の０．１ｇの混合物（レーン４）、ＢＳ６０／７２の０．１ｇとＢＳ７２／８５の０．１ｇの混合物（レーン５）の活性炭フィルタをつけると、ミクロソームタンパク質の酸化損傷は顕著に減少することを示す。

生体外においてテンジクネズミ肺ミクロソームタンパク質の酸化損傷を引き起こすタバコ煙に対するチャコールフィルタの防御効果
図４（レーン２）は、ＳＤＳ−ＰＡＧＥから分かるとおり、テンジクネズミをタバコ煙に暴露すると、肺ミクロソームタンパク質ははっきりと損傷することを示す。０．１ｇのＢＳ５２／６０と、０．１ｇのＢＳ６０／７２の混合物を含む活性炭フィルタを備えたタバコの煙にネズミを暴露すると、酸化損傷は著しく防御される。

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図１は典型的なチャコールフィルタタバコを示し、（１）従来型のセルロースアセテートファイバフィルタであり、マウスピースとして機能し、長さは利便性によって変わり、例えば１０から１５ｍｍ。（２）従来型のセルロースアセテートファイバフィルタであり、チャコール層と葉タバコ部の間の仕切りとして機能して葉タバコへのチャコールの侵入を防止し、長さは２〜４ｍｍ。活性炭層の長さは使用チャコールの量によって変わり、例えばチャコール１００ｍｍ当たり４．５〜５．５ｍｍ、２００ｍｇ当たり９〜１１ｍｍ％、３００ｍｍｇ当たり１３〜１６ｍｍなど、 図２はｐ−ＢＳＱによるＢＳＡのカルボニル形成を図式的に示す。 図３はテンジクネズミ肺ミクロソームタンパク質の酸化崩壊を誘引するタバコ煙に対するチャコールフィルタの防御効果を表すＳＤＳ−ＰＡＧＥを示すものであり、レーン（lane）１は、タバコ煙溶液がない状態で培養されたミクロソームを表し、レーン２はチャコールフィルタ無しのタバコから出る煙溶液の存在下で培養されたミクロソーム、レーン３〜５はチャコールフィルタ付きタバコからの煙溶液で培養されたミクロソームを表し、レーン３はＢＳ５２／６０を０．３ｇ、レーン４はＢＳ４４／５２を０．２ｇとＢＳ７２／８５を０．１ｇの混合物、レーン５はＢＳ６０／７２を０．１ｇとＢＳ７２／８５を０．１ｇの混合物であり、どの場合にも、ミクロソーム懸濁液（１ｍｇのタンパク質）は煙溶液５０μｌで培養され、ｐＨ７．４の５０ｍＭ燐酸カリウム緩衝液最終量２０μｌ中に３７℃で２時間置かれた。培養後、４０μｌの培養混合物を１０パーセントのＳＤＳ−ＰＡＧＥにかけた。ゲルをクーマシーブリリアントブル（Coomassie Brilliant Blue）Ｒ−２５０で染色した。 図４は標準テンジクネズミと、チャコールフィルタ付きまたは無しのタバコから出る煙に暴露したテンジクネズミの、肺ミクロソームタンパク質のＳＤＳ−ＰＡＧＥを示し、レーン１は標準テンジクネズミの肺ミクロソームを、レーン２はチャコールフィルタ無しのタバコ煙に暴露されたテンジクネズミの肺ミクロソームを、レーン３はＢＳ５２／６０を０．１ｇ、ＢＳ６０／７２を０．１ｇ混合したものを含む活性炭フィルタを備えたタバコの煙に暴露されたテンジクネズミの肺ミクロソームを表す。

Claims (44)

1. タバコの煙を吸入／生成／発生する手段に用いられるフィルタであって、長さ方向に順次配置された３つの部分から成り、第一の部分は、セルロースアセテートファイバを含み、マウスピースとして機能するものであり、第二の部分は、紙巻タバコ主流煙の高反応性主要有害オキシダントであるｐ−ベンゾセミキノンを効果的に減少させることを目的として、メッシュサイズがＢＳ（英国標準規格メッシュ）４４／５２、ＢＳ５２／６０、ＢＳ６０／７２およびＢＳ７２／８５の粒状炭から成る群より選択された特定メッシュサイズの活性炭を必要量含み、第三の部分は、セルロースアセテートファイバを含み、紙巻タバコの葉タバコ部分に近い位置に配置され、さらに活性炭と葉タバコの間の仕切りとして機能するものであるフィルタにおいて、
   前記活性炭は、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．２ｇとメッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．１ｇ、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．２ｇとメッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．１ｇ、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．１ｇとメッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇ、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．２ｇとメッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇ、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．１５ｇとメッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇ、メッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．１ｇとメッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．１ｇ、メッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．１ｇとメッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇ、メッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．１ｇとメッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇ、メッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．１ｇとメッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．０５ｇ、またはメッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．１ｇとメッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．０５ｇのいずれか、あるいはこれらのいずれかの組み合わせであるフィルタ。
2. 第一の部分の長さは１０から１４ｍｍの範囲である請求項１記載のフィルタ。
3. 第二の部分の長さは使用されるチャコールのメッシュサイズおよび／または量により異なる請求項１記載のフィルタ。
4. 一種またはそれ以上の粒状活性炭から成る第二の部分の長さは４．５ｍｍから３５ｍｍの範囲である請求項１記載のフィルタ。
5. 第三の部分の長さは２から３ｍｍの範囲である請求項１記載のフィルタ。
6. 薄壁プラスチックチューブ、紙、プラスチック被覆紙およびアルミ箔から成る群から選択された軽材料で作られた薄壁チューブを使用して前記三つの部分全てが直線的に連結されたものである請求項１記載のフィルタ。
7. ＢＳ４４／５２からＢＳ７２／８５メッシュの範囲で特定メッシュである必要量の活性炭が、マウスピースと仕切りであるセルロースアセテートフィルタ部分の間の空間に配置された請求項１記載のフィルタ。
8. 使用されるチャコールの量は０．１ｇから０．３ｇの範囲であり、ＢＳ４４／５２からＢＳ７２／８５メッシュの範囲の特定メッシュサイズによって異なる請求項１記載のフィルタ。
9. 長さ５．０±０．５ｍｍの各チャコール層に０．１ｇの顆粒炭が詰め込まれている請求項１記載のフィルタ。
10. 粒状活性炭は、メッシュサイズＢＳ（英国標準規格メッシュ）４４／５２のもの０．２ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
11. 粒状活性炭は、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．４ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
12. 粒状活性炭は、メッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．２ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
13. 粒状活性炭は、メッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．３ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
14. 粒状活性炭は、メッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．１５ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
15. 粒状活性炭は、メッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．２ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
16. 粒状活性炭は、メッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
17. 粒状活性炭は、メッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１５ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
18. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．２ｇと、メッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．１ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
19. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．２ｇと、メッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．１ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
20. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．１ｇと、メッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
21. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．２ｇと、メッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
22. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ４４／５２のもの０．１５ｇと、メッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
23. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．１ｇと、メッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．１ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
24. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．１ｇと、メッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
25. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．１ｇと、メッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．１ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
26. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ５２／６０のもの０．１ｇと、メッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．０５ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
27. 使用される活性炭混合物が、メッシュサイズＢＳ６０／７２のもの０．１ｇと、メッシュサイズＢＳ７２／８５のもの０．０５ｇから成る請求項１記載のフィルタ。
28. 前記フィルタは主流煙に含まれるｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）を最大８５パーセント抑制する請求項１記載のフィルタ。
29. 前記フィルタは、タバコ主流煙溶液によるＢＳＡでのカルボニル生成から分かるタンパク質の酸化を、最大８９パーセントまで抑制する請求項１記載のフィルタ。
30. 前記フィルタはタバコ主流煙に含まれる一酸化窒素（ＮＯ）を最大６８パーセント減少させる請求項１記載のフィルタ。
31. タバコ主流煙によるニコチン供給が、タバコ１本あたり９３５μｇから３５０〜４００μｇに減少される請求項１記載のフィルタ。
32. ニコチン強化した葉タバコの使用により、ｐ−ＢＳＱ量を増加させずにニコチン供給を増加する請求項１記載のフィルタ。
33. ２から４ｍｇのニコチンで強化した葉タバコは、ｐ−ＢＳＱ量を増加させずにニコチン供給を増加する請求項３２記載のフィルタ。
34. ２から４ｍｇのニコチンで強化した葉タバコは、ｐ−ＢＳＱ量を増加させずに主流煙中のニコチン供給を３５０〜４００μｇから５７５〜７００μｇに増加する請求項３２記載のフィルタ。
35. ２から４ｍｇのニコチンを有するニコチン強化葉タバコは、ｐ−ＢＳＱ量を増加させずに最大９０パーセントのニコチンを供給する請求項３４記載のフィルタ。
36. 主流煙溶液が、生体外でテンジクネズミの肺ミクロソームタンパク質に著しい酸化損傷を引き起こすことができない請求項１記載のフィルタ。
37. 前記フィルタが、メッシュサイズがＢＳ４４／５２からＢＳ７２／８５メッシュの範囲の粒状炭を、タバコの全長に比例して必要量含む請求項１記載の手段。
38. 前記フィルタが、快適な一服とニコチン摂取を提供する一方で、高反応性主要有害オキシダントであるｐ−ベンゾセミキノン（ｐ−ＢＳＱ）の量をタバコ主流煙から効果的に減少させるのに比例して、メッシュサイズがＢＳ４４／５２メッシュからＢＳ７２／８５メッシュの範囲の粒状炭を必要量含む請求項１記載の手段。
39. 紙巻タバコ、シガレットホルダー、パイプおよびその他の喫煙具から成る群から選択された喫煙具において使用される請求項１記載の喫煙具。
40. タバコ主流煙中のｐ−ＢＳＱを効果的に減少するための活性炭を含むものであり、前記フィルタ部が、紙巻タバコ、葉巻、パイプ等の葉タバコ喫煙具のフィルタ、又は吸入前にタバコ煙が通過する別体のフィルタに組み込まれる請求項１記載の喫煙具。
41. タバコ主流煙中のｐ−ＢＳＱを著しく減少する請求項１記載の喫煙具。
42. 喫煙者によって吐き出された−ＢＳＱ量の著しく低いチャコールフィルタタバコの煙が、受動喫煙者にとって潜在的な危険性が低い請求項１記載のフィルタ。
43. 主流煙溶液が、生体外でテンジクネズミの肺ミクロソームタンパク質に著しい酸化損傷を引き起こすことができない請求項１記載の紙巻タバコフィルタ。
44. 前記チャコールフィルタを付けていないタバコの煙にテンジクネズミを暴露したときの肺組織への著しい損傷とは対照的に、前記チャコールフィルタタバコから出る煙にテンジクネズミを暴露すると、ごく低量のｐ−ＢＳＱしか含まないタバコ主流煙が、テンジクネズミの肺ミクロソームタンパク質に著しい酸化損傷を引き起こすことができない請求項１記載のフィルタ。

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