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摘要:在硝酸和适量过氧化氢中放置试验样品,处理方式为微波消解,并借助电感耦合等离子体质谱完成13种有害元素:铍(Be)、铬(Cr)、镍(Ni)、砷(As)、硒(Se)、钛(Ti)、钼(Mo)、锑(Sb)、镉(Cd)、钴(Co)、银(Ag)、铊(Tl)、铅(Pb)的测定。通过电感耦合等离子体质谱和试验样品前处理条件的选择,使用内标法完成实验测定,对可能产生干扰的基体效应予以消除。不同的待检测的有害元素的检出限(3S)介于0.003-0.139mg·kg-1之间,而参与检验的实验仪器的精密度(n=6)介于1.58%-9.87%范围内,检测所用方法的精密度(n=6)介于1.87%-4.85%范围内,而检验中所选择的13种有害元素的加标回收率介于84.31%-123.69%范围内。试验所选样品溶液消解后,将其置于温度为4℃的冰箱中进行放置存储,在接下来的48h内,13种元素均具有良好的稳定性。
关键词:电感耦合等离子体质谱法;元素;化妆品
电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)最早出现在上个世纪80年代,它是一种对多元素同时分析检测的技术方法,具有干扰轻微、检出限低、线性范围宽、检测模式灵活多变和检测迅速的特点[1]。目前已在诸多领域内应用推广。在此次实验研究中,笔者特通过微波消解处理方式、电感耦合等离子体质谱法等完成化妆品中13种有害元素的测定。应用标准工作曲线,并在线内校正,以不同的样品开展适当的稀释测定,其检出限、线性范围及其准确度和精密度均取得了令人满意的成果,在常规实验室中对化妆品中有害元素的测定,基本能满足要求。
1.实验部分
1.1试剂与仪器
仪器:电感耦合等离子体质谱仪(美国安捷伦,Agilent 7500Ce);微波消解仪(美国CEM,CEM Mars xp)。试剂:超纯水、10mg·L-1混合内标溶液、10μg·L-1调谐溶液、硝酸为优级纯。
1.2仪器的工作条件
采用氦气碰撞反应池模式,用10μg·L-1调谐溶液对仪器条件进行优化;高盐雾化器;石英双通道雾化室;入射功率1350W;载气流速0.9L·min-1,辅助气流速0.9L·min-1;采样深度为8.00mm;氦气流速4.0 mL·min-1;氧化物CeO+/Ce+的响应强度<0.6%;双电荷Ce2+/Ce+的响应强度<2%;分析模式为全定量;在线内标加入方式。
1.3实验方法
①制备标准液。取Be标准液适量,同硝酸溶液一起制作0、0.2、0.5、1、2、5μg·L-1的标准系列溶液;而余下的12种元素,采用与Be相同的方式,制作成0、1、5、10、20、50μg·L-1的标准系列溶液[2]。
②内标溶液的制作。取适量的内标溶液,用水稀释,使其成为1mg·L-1。
③制备样品溶液。微波消解罐中放置0.2g样品,倒入6ml浓硝酸和2mL过氧化氢,静置30min,确保内外盖盖严后,于微波消解炉放置,严格遵循消解程序消解,完成后,通风橱中放凉,开启消解罐,将溶液转放在聚四氟乙烯容量瓶中,用水稀释,并完成空白溶液制备[3]。
④测量方法。内标法为定量分析法。等待检测的元素分别择选Be、Cr、Ni、As、Se、Ti、Mo、Sb、Cd、Co、Ag、Tl、Pb测定同位素。借助标准曲线法定量分析。
2.结果
2.1线性回归方程
取溶液适量,遵循检验方法完成13种有害元素的测定,并完成标准曲线的绘制。见表1。
13种元素线性回归方程
2.2精密度
①使用Be标准溶液1μg·L-1和余下的12种元素混合标准溶液5μg·L-1,参照仪器工作条件完成测定,仪器的精密度如表2记载。
②将50μL含量1mg·L-1Be标准溶液、25μL含量为10mg·L-1的余下12种元素混合标准溶液,置入0.2g供试品,遵循相关检测方法完成操作,见表2。
2.3检出限
遵循相关检测方法,测定样品空白溶液,对13种元素的标准差进行测定。代入不同元素检出限(n=14)计算公式的结果的标准偏差为3倍。见表2。
2.4回收试验
分别取9份0.2g的供試品,向其中分别置入0.2、1.0及其2.0 mg·L-1的Be标准溶液和余下的12种1.0、5.0及其10.0 mg·L-1的50μL混合标准溶液。严格遵循实验相关操作完成对高低中三种浓度的13种有害元素的待检溶液,并实施加标回收试验。见表3。
鉴于平日的检验工作中,样品的数量较多,因此,在对样品实施必要的检查前处理后,仍然无法即刻检验,对那些已经处置好的样品溶液实施稳定性测试。严格遵循相关的检测方式方法完成样品溶液的测定,而后将其放置在温度为4℃的冰箱中存储,测定的时间定在即刻(0d)及2d后。测定结果显示:受检的样品在2d内不同元素的测定得到的数据结果的相对标准差介于2.06%-11.88%的范围内。
2.6样品测定
严格遵循相关检测方法完成对25批包括面霜、乳液、眼影、唇膏及粉饼在内的化妆品的相关检测。结果记载,有2批化妆品中检测到Cd的含量为0.120mg·L-1和0.01mg·L-1;17批化妆品中检测到Ag的含量为0.085~0.283mg·L-1之间;2批化妆品中检测到Ti的含量为0.006 mg·L-1和0.066mg·L-1。
3.讨论
随着人们对有害元素认知的不断加深,在化妆品消费的过程中,也越来越关注其对人体造成的不良影响。在化妆品中,重金属含量的增加,会严重的影响人的身体健康,例如,汞会损害皮肤,影响人体的中枢系统,使得使用者的记忆力发行显著性的降低,同时还会伴随失眠等临床症状的产生和出现。而化妆品中含有过多的铅,将会使得使用的神经产生衰弱症状,并且还会使其消化系统受到不良影响。而砷含量过高就会增加使用者皮肤色素沉着,同时也很有可能使得患者的神经系统出现不同症状的病变。需要特别关注的是,部分知名品牌的化妆品也未能完全做到不发生有害元素事件,因此,这也直接导致部分稀土有害元素和重金属的评估,成为了测评化妆品质量的最重要的评估标准。在《化妆品安全技术规范(2015年版)》中,对于对于汞、砷、铅等元素的含量进行了明确的限制。在我国化妆品卫生标准中,关于消解化妆品的处理方式有干灰化法、湿式消解法、浸提法、微波消解法。但是前三种方法试剂使用量大,耗时长,消化不完全,并且具有较大的误差。微波消解法取样的数量少。因此,目前在化妆品有害元素的测定中,已广泛的使用。
参考文献:
[1]李浩洋,刘恭源,李云松,等. 电感耦合等离子体质谱法测定可食性油墨中的13种化学元素[J]. 理化检验-化学分册,2017,53(3):284-288.
[2]董喆,李梦怡,潘炜娟,等. 电感耦合等离子体质谱法测定化妆品中的37种元素[J]. 日用化学品科学,2015,38(6):20-25.
[3]刘慧,钱强,金尉,等. 电感耦合等离子体质谱法测定果蔬中13种金属元素[J]. 食品安全质量检测学报,2016,38(11):4672-4676.
关键词:电感耦合等离子体质谱法;元素;化妆品
电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)最早出现在上个世纪80年代,它是一种对多元素同时分析检测的技术方法,具有干扰轻微、检出限低、线性范围宽、检测模式灵活多变和检测迅速的特点[1]。目前已在诸多领域内应用推广。在此次实验研究中,笔者特通过微波消解处理方式、电感耦合等离子体质谱法等完成化妆品中13种有害元素的测定。应用标准工作曲线,并在线内校正,以不同的样品开展适当的稀释测定,其检出限、线性范围及其准确度和精密度均取得了令人满意的成果,在常规实验室中对化妆品中有害元素的测定,基本能满足要求。
1.实验部分
1.1试剂与仪器
仪器:电感耦合等离子体质谱仪(美国安捷伦,Agilent 7500Ce);微波消解仪(美国CEM,CEM Mars xp)。试剂:超纯水、10mg·L-1混合内标溶液、10μg·L-1调谐溶液、硝酸为优级纯。
1.2仪器的工作条件
采用氦气碰撞反应池模式,用10μg·L-1调谐溶液对仪器条件进行优化;高盐雾化器;石英双通道雾化室;入射功率1350W;载气流速0.9L·min-1,辅助气流速0.9L·min-1;采样深度为8.00mm;氦气流速4.0 mL·min-1;氧化物CeO+/Ce+的响应强度<0.6%;双电荷Ce2+/Ce+的响应强度<2%;分析模式为全定量;在线内标加入方式。
1.3实验方法
①制备标准液。取Be标准液适量,同硝酸溶液一起制作0、0.2、0.5、1、2、5μg·L-1的标准系列溶液;而余下的12种元素,采用与Be相同的方式,制作成0、1、5、10、20、50μg·L-1的标准系列溶液[2]。
②内标溶液的制作。取适量的内标溶液,用水稀释,使其成为1mg·L-1。
③制备样品溶液。微波消解罐中放置0.2g样品,倒入6ml浓硝酸和2mL过氧化氢,静置30min,确保内外盖盖严后,于微波消解炉放置,严格遵循消解程序消解,完成后,通风橱中放凉,开启消解罐,将溶液转放在聚四氟乙烯容量瓶中,用水稀释,并完成空白溶液制备[3]。
④测量方法。内标法为定量分析法。等待检测的元素分别择选Be、Cr、Ni、As、Se、Ti、Mo、Sb、Cd、Co、Ag、Tl、Pb测定同位素。借助标准曲线法定量分析。
2.结果
2.1线性回归方程
取溶液适量,遵循检验方法完成13种有害元素的测定,并完成标准曲线的绘制。见表1。
13种元素线性回归方程
2.2精密度
①使用Be标准溶液1μg·L-1和余下的12种元素混合标准溶液5μg·L-1,参照仪器工作条件完成测定,仪器的精密度如表2记载。
②将50μL含量1mg·L-1Be标准溶液、25μL含量为10mg·L-1的余下12种元素混合标准溶液,置入0.2g供试品,遵循相关检测方法完成操作,见表2。
2.3检出限
遵循相关检测方法,测定样品空白溶液,对13种元素的标准差进行测定。代入不同元素检出限(n=14)计算公式的结果的标准偏差为3倍。见表2。
2.4回收试验
分别取9份0.2g的供試品,向其中分别置入0.2、1.0及其2.0 mg·L-1的Be标准溶液和余下的12种1.0、5.0及其10.0 mg·L-1的50μL混合标准溶液。严格遵循实验相关操作完成对高低中三种浓度的13种有害元素的待检溶液,并实施加标回收试验。见表3。
鉴于平日的检验工作中,样品的数量较多,因此,在对样品实施必要的检查前处理后,仍然无法即刻检验,对那些已经处置好的样品溶液实施稳定性测试。严格遵循相关的检测方式方法完成样品溶液的测定,而后将其放置在温度为4℃的冰箱中存储,测定的时间定在即刻(0d)及2d后。测定结果显示:受检的样品在2d内不同元素的测定得到的数据结果的相对标准差介于2.06%-11.88%的范围内。
2.6样品测定
严格遵循相关检测方法完成对25批包括面霜、乳液、眼影、唇膏及粉饼在内的化妆品的相关检测。结果记载,有2批化妆品中检测到Cd的含量为0.120mg·L-1和0.01mg·L-1;17批化妆品中检测到Ag的含量为0.085~0.283mg·L-1之间;2批化妆品中检测到Ti的含量为0.006 mg·L-1和0.066mg·L-1。
3.讨论
随着人们对有害元素认知的不断加深,在化妆品消费的过程中,也越来越关注其对人体造成的不良影响。在化妆品中,重金属含量的增加,会严重的影响人的身体健康,例如,汞会损害皮肤,影响人体的中枢系统,使得使用者的记忆力发行显著性的降低,同时还会伴随失眠等临床症状的产生和出现。而化妆品中含有过多的铅,将会使得使用的神经产生衰弱症状,并且还会使其消化系统受到不良影响。而砷含量过高就会增加使用者皮肤色素沉着,同时也很有可能使得患者的神经系统出现不同症状的病变。需要特别关注的是,部分知名品牌的化妆品也未能完全做到不发生有害元素事件,因此,这也直接导致部分稀土有害元素和重金属的评估,成为了测评化妆品质量的最重要的评估标准。在《化妆品安全技术规范(2015年版)》中,对于对于汞、砷、铅等元素的含量进行了明确的限制。在我国化妆品卫生标准中,关于消解化妆品的处理方式有干灰化法、湿式消解法、浸提法、微波消解法。但是前三种方法试剂使用量大,耗时长,消化不完全,并且具有较大的误差。微波消解法取样的数量少。因此,目前在化妆品有害元素的测定中,已广泛的使用。
参考文献:
[1]李浩洋,刘恭源,李云松,等. 电感耦合等离子体质谱法测定可食性油墨中的13种化学元素[J]. 理化检验-化学分册,2017,53(3):284-288.
[2]董喆,李梦怡,潘炜娟,等. 电感耦合等离子体质谱法测定化妆品中的37种元素[J]. 日用化学品科学,2015,38(6):20-25.
[3]刘慧,钱强,金尉,等. 电感耦合等离子体质谱法测定果蔬中13种金属元素[J]. 食品安全质量检测学报,2016,38(11):4672-4676.