等離子體原子發(fā)射光譜法同時(shí)測(cè)定化妝品中鉛、鎘、鉻、汞、銻、砷、硒、鋇、鍶含量

吳麗榮

【摘 要】本文應(yīng)用等離子原子發(fā)射光譜法測(cè)定化妝品中幾種禁限用元素含量。實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確度較高，且保證了較高的精密度。

【關(guān)鍵詞】等離子原子發(fā)射光譜法；化妝品；禁限用元素

20世紀(jì)50年代原子發(fā)射光譜法（AES）曾是測(cè)定微量元素和痕量元素的主要手段。原子發(fā)射光譜法由于存在基體效應(yīng)、檢測(cè)限高以及精密度差等原因，在20年中幾乎處于停滯狀態(tài)。原子發(fā)射光譜分析法的發(fā)展在很大程度上依賴于激發(fā)光源的改進(jìn)。電感耦合高頻等離子體（炬）的出現(xiàn)，給原子發(fā)射光譜帶來了新的生機(jī)。采用電感耦合高頻等離子炬作為激發(fā)光源的原子發(fā)射光譜法稱為電感耦合等離子體原子發(fā)射光譜法（ICP-AES），簡(jiǎn)稱為ICP光譜法。ICP-AES的主要特點(diǎn)是：①應(yīng)用范圍廣，可對(duì)70多種元素進(jìn)行分析，并且可進(jìn)行多元素的同時(shí)分析；②檢出限低，檢出限可達(dá)0.1～1.0ng/ml；③線性范圍寬，標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍可達(dá)105～106；④基體效應(yīng)較低，較易建立分析方法；⑤精密度好，在分析物濃度為檢測(cè)限50～100倍時(shí)，譜線強(qiáng)度的RSD≤0.1%。由于這些特點(diǎn)，它可與原子吸收光譜法相媲美，這是光譜分析上一次重大的突破。本文應(yīng)用等離子原子發(fā)射光譜法測(cè)定化妝品中鉛、鎘、鉻、汞、銻、砷、硒、鋇、鍶幾種禁限用元素含量，不但可以獲得較高的精密度，且能節(jié)約實(shí)驗(yàn)時(shí)間，保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確度。

1.實(shí)驗(yàn)部分

1.1儀器和試劑

試驗(yàn)儀器采用為美國(guó)Agilent公司的光譜儀，型號(hào)為Agilent 720ES ICP-AES，微波消解儀則選用CEM MARS型，另從國(guó)家有色金屬分析中心中購(gòu)置各個(gè)元素的標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液，其中GSB04-1707-2004標(biāo)準(zhǔn)的Pb、Cd、As、Sb、Cr、Ba、Ni、Sr儲(chǔ)備溶液各100μg/mL；GSB G62069-90標(biāo)準(zhǔn)的Hg儲(chǔ)備溶液1000μg/mL；GSB04-1746-2004標(biāo)準(zhǔn)的Rh儲(chǔ)備溶液100μg/mL。

1.2儀器條件

在應(yīng)用等離子體原子發(fā)射光譜法進(jìn)行化妝品各個(gè)元素含量的檢測(cè)時(shí)，選用Vista Chip CCD檢測(cè)器，該儀器條件為：發(fā)射功率為1250W，工作頻率為40.68MHZ，等離子氣流量為15.0L/min，輔助氣流量為1.5L/min，霧化氣流量為0.65L/min。在選擇元素的分析線時(shí)，依據(jù)檢測(cè)器波長(zhǎng)譜線庫相關(guān)數(shù)據(jù)，并以檢測(cè)器出限低、光譜干擾較少、普線無重疊、線性較好、強(qiáng)度高為選擇原則，另外，選擇出的元素分析譜線不可以干擾待檢測(cè)的元素，依照上面的選擇原則，并結(jié)合試驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)，我們最后所選擇的各個(gè)待測(cè)元素的分析波長(zhǎng)如下表所示：

1.3樣品測(cè)定

先將0.5g的試樣稱取出來，并將稱取好的試樣放置在消解罐里面，根據(jù)下表加入一定的消解試劑，讓微波消解罐里面的樣品得到充分的浸沒。需要注意的是，假設(shè)樣品是粉類的，需要加入HF 2ML，當(dāng)微波消解罐中的樣品充分消解之后，再水定容至25mL的容量瓶里面，充分混勻。與此同時(shí)，準(zhǔn)備好樣品空白溶液，然后用線內(nèi)標(biāo)加的方法在Agilent720ESICP-AES上進(jìn)行相關(guān)檢測(cè)。

不同基質(zhì)化妝品消解試劑

2.結(jié)果與討論

2.1在檢測(cè)過程中怎樣才能選擇恰當(dāng)?shù)奈⒉ㄏ瘲l件

本次檢測(cè)是應(yīng)用微波消解這項(xiàng)先進(jìn)的技術(shù)，它是一種濕法消解技術(shù)，消解的場(chǎng)所是在聚四氟乙烯消化罐之中，且此場(chǎng)所為高壓密閉的。與平常使用較多的濕式消解法相比較，此消解技術(shù)更將樣品消解得更完全，且需要更少的消解時(shí)間，同時(shí)還能避免樣品受到各種不利因素的污染，減少樣品的損失。對(duì)于基質(zhì)不同的化妝品，在進(jìn)行消化時(shí)首先加入1～2mL的H2O2與3～10mL的HNO3溶液，然后再依據(jù)化妝品樣品的消化實(shí)質(zhì)效果與回收率檢測(cè)情況，將化妝品樣品的消解液組合確定下來。本檢測(cè)最后選定的不同基質(zhì)化妝品的消解液組合情況如上表所示，并將最終樣品溶液酸度控制在10%～20%，在進(jìn)行等離子原子發(fā)射光譜法進(jìn)行檢測(cè)時(shí)采用耐HF的矩管及進(jìn)樣系統(tǒng)。

2.2儀器條件優(yōu)化

在檢測(cè)階段，等離子氣會(huì)發(fā)揮其冷卻的作用，但是等離子氣過多就會(huì)影響離子的濃度，使得檢測(cè)結(jié)果失準(zhǔn)。輔助氣由于其實(shí)確保檢測(cè)儀器中的氣溶膠的穩(wěn)定性，因此其不會(huì)對(duì)儀器中的氣體強(qiáng)度產(chǎn)生較大的影響，綜合各方面因素考量，本檢測(cè)最終選擇15.0L/min的等離子氣流量與1.5L/min的輔助氣流量。本次檢測(cè)通過試驗(yàn)確定RF發(fā)射功率為1250W、霧化氣流量為0.65L/min。而在進(jìn)行RF功率確定時(shí)，由于此功率在特定范圍之中時(shí)，伴著RF功率的加大，ICP的溫度會(huì)有所升高，進(jìn)而增加待測(cè)譜線的強(qiáng)度，這樣對(duì)提高檢測(cè)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性及靈敏程度都有所幫助，然而當(dāng)ICP溫度升高之時(shí)，各種數(shù)據(jù)也會(huì)隨之改變。經(jīng)過多次試驗(yàn)，本檢測(cè)選擇1250W為RF發(fā)射功率的強(qiáng)度，并選定0.65L/min的霧化氣流量。

2.3干擾

在進(jìn)行等離子原子發(fā)射光譜法檢測(cè)時(shí)常常通常存在電離干擾、化學(xué)干擾、物理干擾、光譜干擾等等。在這幾種干擾中，對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響最大的是物理干擾與光譜干擾，另外的化學(xué)干擾與電離干擾影響相對(duì)較小。在對(duì)抗光譜干擾的時(shí)候，可以利用合適的分析譜線就能在較大程度上將干擾減小，本檢測(cè)所選擇的元素分析主要為：Mo、Fe、V、W等。

2.3.1光譜干擾

本方法利用多次試驗(yàn)，考察了鐵元素對(duì)Pb283.305nm與220.353nm這兩條最靈敏的譜線的干擾情況。通過試驗(yàn)分別測(cè)定出1000，500，50，10mg/L的鐵溶液中的Pb，并利用ICP-MS進(jìn)一步檢驗(yàn)，分析出鐵對(duì)Pb的干擾情況如下：在Pb283.305nm與220.353nm這兩條譜線附近分布的譜線主要是Fe283.309、Fe220.352，而鐵這兩條譜線的靈敏程度也有所差別，因此對(duì)Pb的干擾也存在不同。在檢測(cè)樣品中即便確實(shí)含有少量的Fe元素，因?yàn)镻b283.305與Fe283.309這兩條譜線出現(xiàn)重疊，因此即便Fe283.309對(duì)Pb283.305產(chǎn)生較大的干擾，我們利用等離子原子發(fā)射光譜法同樣可以檢測(cè)出Pb的實(shí)際含量為0.2676μg/L。通過試驗(yàn)綜合考慮，本檢測(cè)選擇Pb220.353作為本方法的分析譜線，當(dāng)樣品中鐵含量大約2.5%時(shí)，本方法不適于測(cè)定Pb，建議采用火焰原子吸收分光光度法。

2.3.2基體干擾

分別測(cè)定各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液（1mg/L）及混合標(biāo)準(zhǔn)工作溶液的譜線強(qiáng)度變化，結(jié)果表明各待測(cè)元素間基本無干擾。

2.4樣品測(cè)定的回收率與精密度

對(duì)粉底香、水乳、液唇、彩眼霜和指甲油等化妝品中同時(shí)進(jìn)行10次平行添加回收試驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：本方法的回收率、精密度試驗(yàn)結(jié)果滿足要求。下表為各種基質(zhì)化妝品的實(shí)測(cè)值。

香水、乳液、唇彩、眼霜、指甲油和粉底中9種禁限用元素含量（mg/kg）

3.結(jié)論

綜上，化妝品采用HNO3-H2O2-HF高壓密閉微波消解技術(shù)進(jìn)行消化，消解后用等離子發(fā)射光譜法連續(xù)測(cè)定禁限用元素的含量，避免了常規(guī)的酸消解方法對(duì)化妝品消解不完全及汞砷等元素的損失，同時(shí)氫氟酸的使用破壞了二氧化硅晶格，使完全溶出，與傳統(tǒng)的化學(xué)法和原子吸收法單個(gè)測(cè)定元素相比，此種方法快速有效易于推廣不但能節(jié)省試驗(yàn)時(shí)間，還能確保試驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，可以進(jìn)一步加以推廣。

【參考文獻(xiàn)】

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