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本词条由中国科学院过程工程研究所、中国科学院大学化学科学学院 参与编辑并审核，经科普中国·科学百科认证 。
尼古丁（Nicotine），俗名烟碱，是一种有机化合物，化学式C10H14N2，有剧毒[15]，其存在于茄科植物（茄属）中，是N-胆碱受体激动药的代表，对N1和N2受体及中枢神经系统均有麻痹作用，无临床应用价值。 [1]
尼古丁在烟草植物中的含量较高，是烟草中的主要生物碱之一。在吸烟或使用烟草制品时，尼古丁会通过肺部迅速进入血液循环，然后传递到大脑，这是导致吸烟成瘾的主要原因之一。尼古丁可通过刺激中枢神经系统来产生一系列生理和心理效应，其中包括提神、改善注意力、增强情绪等。然而，由于其成瘾性，长期使用烟草制品可能导致身体和心理健康问题。
- 中文名
- 尼古丁
- 外文名
- Nicotine
- 别 名
- 烟碱、(S)-3-(1-甲基吡咯烷-2-基)吡啶、1-甲基-2-(3-吡啶基)吡咯烷
- 化学式
- C10H14N2
- 分子量
- 162.232
- CAS登录号
- 54-11-5
- EINECS登录号
- 200-193-3
- 熔 点
- -80 ℃
- 沸 点
- 243 至 248 ℃[2]
- 水溶性
- 可溶
- 密 度
- 1.01 g/cm³[17]
- 外 观
- 无色液体
- 闪 点
- 95 ℃
- 安全性描述
- S7；S16；S26；S36；S36/37；S45；S61
- 危险性符号
- T+；N
- 危险性描述
- R25；R27；R51/53
- UN危险货物编号
- 1654
- 溶解性
- 可溶于水，极易溶于醇、醚、氯仿及石油醚
- 摩尔折射率
- 49.25
- 摩尔体积（cm3/m
- 157.1
- 等张比容（90.2K
- 394.2
- 表面张力（dyne/
- 39.6
- 极化率（10-24c
- 19.52
- 疏水参数计算参考值（
- 1.2[19]
- 氢键供体数量
- 0
- 氢键受体数量
- 2
- 可旋转化学键数量
- 1
- 拓扑分子极性表面积（
- 16.1
- 重原子数量
- 12
- 表面电荷
- 0
- 复杂度
- 147
- 同位素原子数量
- 0
- 确定原子立构中心数量
- 1
- 不确定原子立构中心数
- 0
- 确定化学键立构中心数
- 0
- 不确定化学键立构中心
- 0
- 共价键单元数量
- 1
目录
尼古丁的历史可以追溯到数千年前，古代的美洲原住民就已经开始使用烟草。后来，随着欧洲人对美洲的探索，烟草传入欧洲，逐渐成为全球范围内广泛使用的草药之一。如今，尼古丁不仅仅存在于传统的烟草制品中，也被提取用于制造尼古丁替代治疗产品（如尼古丁贴片、口香糖、喷雾剂等），帮助烟民戒烟过程中减少烟草依赖。[14]
尼古丁（Nicotine）的名字，来自烟草这种植物的学名Nicotiana tabacum，而烟草的学名是以一位驻葡萄牙的法国人Jean Nicot de Villemain而命名的。 [1]1560年时，将烟草的种子由巴西寄回巴黎，并将之推广于医疗用途。1828年，德国化学家Posselt和Reimann首次将尼古丁由烟草中分离出来。1843年，Melsens提出尼古丁的化学式。1893年，Adolf Pinner发现尼古丁的结构，1904年A. Pictet和Crepieux成功利用合成的方式得到尼古丁。[1]
当尼古丁进入体内，会经由血液传送，并可通过血脑屏障，吸入后平均只需要7秒即可到达脑部。血脑屏障是血液与脑、脊髓神经细胞之间的细胞组织，起到限制血液中某些大分子进入中枢的作用。尼古丁在人体内的半衰期约为2小时。身体经由吸烟而获得的尼古丁量，受很多因素影响，包括烟的品质、是否大口吸入、是否使用滤嘴都是影响的原因。口嚼式、口含式和吸入式的烟草等透过含于唇-牙龈间和直接用鼻子吸入等方式，尼古丁进入身体的效率较高。肝是尼古丁代谢的主要器官，分解酶为Cytochrome P450（其中主要起作用的分解酶类型是CYP2A6，分解酶CYP2B6也可作用于尼古丁）明确这句话的意义，代谢产品为可替宁（cotnine）。 [6]
尼古丁作用于烟碱乙酰胆碱接受体，特别是自律神经上的接受器（(α1)2(β4)3）和中枢神经的接受器（(α4)2(β2)3），前者位于副肾髓质和其他位置，后者位于中央神经系统。低浓度时，尼古丁增加了这些接受体的活性，尼古丁对于其他神经传递物也有轻微直接提高活性小微量的直接作用，但是在高浓度时会对这些接收体产生抑制效果。
尼古丁可与尼古丁乙酰胆碱接受器结合，增加神经传递物的量，脑中的多巴胺增加，尼古丁实际上制造了大脑空虚感，通过吸烟等方式提高浓度后，缓解了尼古丁快速代谢所带来的空虚，给人造成吸烟可以给人自信，让人放松等虚假的幻觉，最后可能会因吸食而有成瘾的现象。烟草燃烧产生的烟中包含了单胺氧化酶抑制剂（Monoamine oxidase inhibitor），可抑制单胺氧化酶会分解单胺类神经递质，如多巴胺、去甲肾上腺素和5-HT等。[7]
尼古丁会刺激交感神经，借由刺激内脏神经影响副肾髓质，释放肾上腺素。副交感神经节前纤维释放乙酰胆碱，作用在烟碱酸乙酰胆碱接受器上，使之释放肾上腺素和正肾上腺素至血液中。
尼古丁与肾上腺髓质的烟碱接受器结合后，会增加血液中肾上腺素的含量。透过与接受器结合，尼古丁使细胞去极化，钙离子由钙离子通道流入，钙离子促使神经细胞以胞泌作用的方式，释出肾上腺素和正肾上腺素至血液中，血液中肾上腺素增加，造成心跳加快，血压升高，呼吸加快，就像高血糖的情形一样。可替宁是尼古丁代谢的副产物，可在血液中存留48小时，可作为检验一个人是否吸烟的物质。 [6]
最近的证据表明，尼古丁可导致正常口腔上皮细胞中 DNA 畸变的细胞数增加，最终导致其转化为恶性，同时还会导致细胞的凋亡及其他病变。还有研究发现，暴露于尼古丁中的犬的口咽组织也会发生如棘皮病、角化过度、上皮细胞厚度增加和黏膜黑色素沉积等 DNA 损伤表现。[18][20-21]
一直以来，人们认为吸烟摄入的尼古丁诱导了癌症，新的观点确认香烟中的尼古丁并没有直接的致癌作用，真正的致癌凶手是焦油和一氧化碳。 [8]
中国吸烟与健康协会副会长张义芳介绍说：“虽然科技界对尼古丁是否能致癌还没有一个确定的说法，但是，尼古丁能让人对烟草上瘾是确定无误的，吸烟会影响人们的健康也是千真万确的。” [9]尼古丁是一种非常成瘾的物质。当人们吸入烟雾或使用尼古丁制品时，尼古丁会迅速通过肺部进入血液，然后穿过血脑屏障，影响大脑中的多巴胺系统，产生快感和满足感。这种愉悦感会导致用户对尼古丁产生依赖，并且很难戒掉吸烟或使用尼古丁制品。
尼古丁能刺激末梢血管收缩，心跳加快、血压上升和呼吸变快，促进高血压、中风等心血管疾病的发生。[10]同时也会对呼吸系统造成影响：吸烟或使用尼古丁制品会损害呼吸系统，增加患上慢性阻塞性肺病（COPD）和肺癌等呼吸系统疾病的风险。[4]吸烟或使用尼古丁制品的孕妇可能导致早产、低体重儿和其他发育问题。
尼古丁不仅仅存在于烟叶之中，也存在于多种茄科植物的果实之中，例如番茄、枸杞子等植物中就含有尼古丁，而这些蔬菜和药材却被公认为是对人体有益的健康食物[22-25]。正因为如此，世界卫生组织早在20世纪90年代就在全球大力推广“尼古丁替代疗法”进行戒烟，取代了以往从香烟中获得的尼古丁，帮助人们在生理和心理上克服对香烟的依赖，使戒烟的成功机会增加1倍以上。[9]
尼古丁属高毒类物质，经口大鼠尼古丁LD50为50mg/kg，小鼠尼古丁LD50为3.3mg/kg。一支香烟所含的尼古丁可毒死一只小白鼠，20支香烟中的尼古丁可毒死一头牛。如果人一次大量吸食尼古丁（50到70毫克，相当于40~60支香烟的尼古丁的含量）那么有可能致人死亡。如果将一支雪茄烟或三支香烟的尼古丁注入人的静脉内3~5分钟即可死亡。尼古丁不但对高等动物有害，对低等动物也有害，因此也是农业杀虫剂的主要成分。[5]
有些人吸烟量较大却并不中毒，其中尼古丁含量大大超过人的致死量，但急性中毒死亡者却很少，原因是烟草中的部分尼古丁被烟雾中的毒物甲醛中和了，而且大多数不是连续吸烟，这些尼古丁是间断缓慢进入人体的[11-13]。此外纸烟点燃后50%的尼古丁随烟雾扩散到空气中，5%随烟头被扔掉，25%被燃烧破坏，只有20%被机体吸收。而尼古丁在体内很快被解毒随尿排出。再加上长期吸烟者，体内对尼古丁产生耐受性，瘾癖性。[5]
电子烟进入市场后，其使用率在世界范围内迅速增长，电子烟烟液中含有多种有害物质,使用电子烟可能会造成尼古丁成瘾,影响人体各系统健康,甚至加重传统烟草的危害[3]。目前,电子烟市场存在法律及监管的空白,对尝试或使用电子烟的人群尤其是青少年来说尚缺乏正确引导和宣传教育，容易产生一些危害。
2013年4月，美国研究人员公布的一项研究结果显示，尼古丁能够阻碍紫杉醇等化疗药物杀死肺癌细胞，这项研究结果或许有助于解释为何吸烟的肺癌患者治疗起来难度很大。 [1]
美国研究人员在美国《国家科学院学报》上发表的一篇论文中表示，研究结果显示，与接受治疗前戒烟的患者相比，没有戒烟的患者的存活率要低糟糕得多，这与临床研究的结果是一致的。这些研究结果也许还表明，对已经戒烟但使用尼古丁贴片和尼古丁嚼片等尼古丁补充剂的癌症患者的治疗可能达不到应有的效果。 [1]
科学家用吉西他滨、顺铂和紫杉醇这3种普通癌症药物，对从肺癌肿瘤中提取的几种不同细胞分别进行了试验。研究发现，加入少量尼古丁，即剂量相当于一名普通吸烟者血液中能够发现的尼古丁含量，就会干扰这些药物对肺部肿瘤细胞的作用。尼古丁可以增强两种蛋白质的活性，从而保护癌细胞。这两种蛋白质有抑制细胞凋亡的作用。他们说，在这两种基因得到抑制的情况下，药物才能发挥出正常的作用。 [1]
尼古丁本身并不是致癌物质，但是尼古丁所存在的烟草制品，比如香烟、雪茄、烟斗等，以及其他含有尼古丁的吸烟和咀嚼产品中，含有大量有害的化学物质和致癌物质。因此，吸烟或使用这些含有尼古丁的制品与癌症的风险密切相关。[9]
2022年，中国和美国的科学家团队发现一种可分解尼古丁的肠道细菌——解木聚糖拟杆菌。[16]
可替宁是烟草燃烧产物尼古丁经体内代谢产生的主要代谢产物。由于可替宁具有半衰期长、易于代谢排出体外等特点，常被用作尿液、血液或唾液等生物样本的烟草暴露标志物。目前可替宁的快速检测技术主要包括比色法、免疫法、仪器法和试剂盒四种方法[26]。其中，比色法是检测可替宁最简单和最廉价的方法。它的原理主要是利用可替宁的吡啶环的光学性质进行分析,易受含有吡啶环的其他物质干扰[27],从而降低了方法的特异性和准确度,测量值也高于真实值。免疫法是一种检测能够特异识别可替宁并与其结合的抗体,从而检测可替宁的生物学方法,可分为放射免疫测定法(RIA)和酶联免疫吸附测定法(ELISA)。仪器法是利用各种分析仪器将可替宁同基质组分分离后并进行分析,如GC等,特点是仪器成本高,灵敏度高,特异性好,检出限通常可以达到0.1 ng/ml,并能同时分析可替宁和其他尼古丁代谢物[26]。除了以上方法之外，目前欧美一些公司研制了检测可替宁的简易试剂盒,如英国COZART公司开发出检测血清、尿液和唾液以及头发可替宁的试剂盒。
除了对人体内尼古丁进行检测之外，有时还需要对环境中的尼古丁进行检测。在对空气中尼古丁检测的过程中，分为主动采样和被动采样两种方式。主动采样也称为动力采样，原理是用一个抽气栗，将空气样品通过收集器中的吸收液截止，使气体污染物浓缩在吸收介质中，从而达到浓缩采样的目的。国际上和中国烟草行业对空气中尼古丁的检测均采用主动式采样 (即泵抽气采样) ，虽然快速灵敏, 但采样设备需电源、动力和维护, 不适合大规模监测。[28]动采样不用任何电源和抽气动力，是基于气体分子扩散原理采集空气中气态或蒸气态污染物的一种采样方法，所以又称无泵采样法，其釆样装置为被动式釆样器。[28]