氣相色譜法測定牙膏中可溶性氟的含量

張曼 呂芳瑩 于鑫 謝雪 譚冬遠

摘要：氣相色譜法可測定牙膏中可溶性氟、氟化物的含量.本實驗是用氫氧化鈉溶液溶解牙膏，得到牙膏中氟化鈉待測液，配置氟化鈉標準溶液和牙膏標準溶液，通過氣相色譜對標準溶液的峰高、峰寬和峰面積的測定，以峰面積-濃度繪制標準曲線，利用標準曲線計算牙膏中可溶性氟和氟化物的含量.實驗結(jié)果表明：牙膏中可溶性氟的含量≧400mg/kg，氟化物的含量≦1500mg/kg，符合國家規(guī)定.該方法快速簡便，準確性高，可作為牙膏中可溶性氟和氟化物含量測定的方法.

關(guān)鍵詞：牙膏;氣相色譜法;可溶性氟;氟化物

中圖分類號：O65? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2020）02-0043-05

1 前言

1.1 牙膏與生活

生活用品中少不了牙膏的身影.在生活中牙膏的種類也是各式各樣的.其中的添加物質(zhì)有：可溶性氟、游離氟、氟化物、二甘醇、乙二醇、三氯甲烷、香精等，牙膏中的添加物質(zhì)會給我們的身體帶來一定的影響.因此，隨著社會的發(fā)展，人們也越來越關(guān)注牙膏的質(zhì)量問題，對牙膏的選擇性也越來越高.牙膏的基本成分主要包括：潔凈劑、摩擦劑、粘合劑、芳香劑[1].其中，潔凈劑的主要作用是：使牙齒去污、使牙膏發(fā)泡;摩擦劑的主要作用是：使牙齒表面上的污物和菌斑遠離牙齒;粘合劑的主要作用是：使牙膏中的各種成分粘在一起，使牙膏成膏體;芳香劑的主要作用是：使牙膏具有各種香味，并且除去口臭.還有一些牙膏，添加一些藥物在牙膏中，稱為藥物牙膏.因此，如何選擇牙膏對我們的生活有很大的影響.

1.2 含氟牙膏

添加一定量的氟化鈉、氟化鍶或氟化亞錫的牙膏稱為含氟牙膏.牙齒表面的羥基磷灰石可以與含氟牙膏中游離的氟離子反應(yīng)，并且有較大的親和力，同樣，氟化物也是有效的蛀牙預(yù)防劑.氟是人體必需的微量元素之一，它可以增強牙齒的抗酸性，堅固骨骼，促進兒童發(fā)育，但是，研究表明，氟也是一種累積性有毒物質(zhì)，過量的氟會使牙齒變黑，變黃，嚴重的會導(dǎo)致牙齒缺損或是脫落[2].自2009年2月1日起，我國實施了新的牙膏強制性國家標準《牙膏》（GB8372-2008），對牙膏中的添加物質(zhì)的含量做了新的規(guī)定[2-3].所以，人們必須要重視牙膏中氟的含量，根據(jù)《牙膏》（GB8372-2008）的規(guī)定，其中成人含氟牙膏含氟量應(yīng)在0.05%～0.15%，兒童含氟牙膏含氟量應(yīng)在0.05%～0.11%[4].根據(jù)這些指標，出于安全和功效的考慮，人們對牙膏中氟含量的測定及研究越來越重視，使用的方法也越來越多.

1.3 含氟牙膏的測定方法

目前，氟化物的測定方法主要有：分光光度法、離子選擇電極法、離子色譜法、高效液相法、氣相色譜法、滴定法、電位法等等.

1.3.1 分光光度法

分光光度法是用紫外分光光度計測定吸收波長，波長數(shù)值為橫坐標，吸收強度數(shù)值為縱坐標，將其吸收光譜繪制成曲線，從而進行定性、定量分析[2].主要是基于氟離子對二元或三元絡(luò)合物形成的競爭、抑制或催化作用[2]的是動力學光度法對氟離子的測定.最近幾年內(nèi)，我國研究人員用分光光度法測定牙膏中的氟含量，準確稱取牙膏試樣，做標準回收實驗，研究結(jié)果表明，實驗的回收率較高.但是，此方法在測定過程中受外界條件影響的因素較多，從而影響實驗的準確性.

1.3.2 離子選擇電極法

氟離子選擇電極中的氟化鑭單晶膜對氟離子產(chǎn)生選擇性的對數(shù)響應(yīng)是離子選擇電極法，其中氟離子選擇性電極是指示電極，飽和甘汞電極是工作電極，組成原電池，測定電動勢，求出離子活度[2].劉陽[5]通過氟離子標準溶液的配置，向其中加入緩沖溶液TISAB（氯化鈉+冰醋酸+氫氧化鈉+檸檬酸三鈉）作為對測定條件的控制，把標準曲線繪制出來，利用電位分析法，利用氟電極測出牙膏中游離可溶性氟離子含量，測出的回收率數(shù)值是103%～109%之間.但此方法過程中存在干擾離子，電位漂移，氟化鑭單晶膜老化，影響實驗準確性等缺點[2].

1.3.3 離子色譜法

離子色譜法是用離子交換樹脂為固定相，電解質(zhì)為流動相，利用電導(dǎo)檢測器來測定，離子交換作為其主要的分離機理，離子交換樹脂上分布有固定的帶電荷的基團及能游動的配位離子[2].劉慶[6]用離子色譜儀測定牙膏中的氟含量，繪制氟離子標準曲線，稱牙膏樣品配制標準溶液，手動振蕩后經(jīng)離心分離，測得氟離子的含量標準偏差為0.31%，回收率為100.6%.但是，離子色譜儀是精密度級高的儀器，它的費用比較昂貴[2].

1.3.4 高效液相色譜法

高效液相色譜法是使用高效液相色譜儀系統(tǒng)對研究物質(zhì)進行色譜的測定，韋寶韓[7]等人用高效液相色譜法對牙膏中的6-姜酚的含量進行測定，在研究中，對不含氟的牙膏加入氟，其測定結(jié)果表明：實驗的回收率達到97%.

1.3.5 滴定法

滴定法是對樣品進行預(yù)處理，配制標準溶液，用滴定管進行滴定分析，它涉及的手續(xù)繁瑣，尤其是對微量元素的測定準確度和精密度不高[8].所以，本實驗采用氣相色譜法測定牙膏中的可溶性氟和氟化物的含量.

1.3.6 氣相色譜法

20世紀50年代出現(xiàn)了氣相色譜技術(shù)，這種分析技術(shù)集于分離和分析于一體.20世紀90年代，毛細管色譜柱的使用，使氣相色譜技術(shù)的分離作用又上了一個嶄新的高度.

氣相色譜法（GC）主要包括三個基本組成：載氣系統(tǒng)、色譜柱和檢測器.其中檢測器主要有：氫火焰離子檢測器（FID）、電子捕獲檢測器（ECD）、氮磷檢測器（NPD）、火焰光度檢測器（FPD）、熱導(dǎo)檢測器（TCD）[9].它的分離原理是：混合物的各組分在兩相中進行分配，其中一相為固定相，另一相是流動相氣體（及載氣）.樣品經(jīng)過氣化室氣化，當載氣攜帶者不同物質(zhì)的混合樣品通過色譜柱時，就會與固定相反應(yīng)，因為各組分在性質(zhì)和結(jié)構(gòu)上有很大的不同，與固定相發(fā)生作用的大小、強弱就會有所不同[10].試樣中的各種物質(zhì)分子在兩組中進行分配，在兩相間不同的物質(zhì)具有不同的分配系數(shù)，就在兩相中經(jīng)反復(fù)多次的分配后將式樣各組分分離開來，各組分依次進入檢測器，并用記錄儀記錄其色譜圖，根據(jù)以上色譜中出現(xiàn)的物質(zhì)成分的峰寬、峰面積或峰高對濃度做出標準曲線從而進行定量分析[2].

分別取牙膏1號、2號，放入測試瓶中，貼上標簽其標號分別為1號、2號，自動取樣器吸取1ul蒸餾水直接注入氣相色譜儀中，在氣相色譜的條件下，將對不同濃度的牙膏標準溶液的氣相色譜進行測定，則不同濃度的牙膏標準溶液氣相色譜圖如圖7～圖8所示，以及定性分析數(shù)據(jù)如表11～12所示.

3 實驗結(jié)果

3.1 標準曲線的繪制

根據(jù)以上數(shù)據(jù)，其橫坐標為氟離子標準溶液的濃度，縱坐標為氣相色譜測定的氟離子標液的峰面積，做出氟離子標準曲線則如圖9所示.繪制標準曲線的數(shù)據(jù)如表格13所示.

3.2 牙膏中可溶性氟含量的計算

由圖9和表11牙膏1號標準溶液的定性分析數(shù)據(jù)計算高露潔牙膏中可溶性氟的含量，是否符合牙膏中添加物質(zhì)含量在國家中的規(guī)定.

計算可溶性氟含量：W（F-1）/mg×kg-1=C/（V1/V2*G）;各數(shù)據(jù)及計算結(jié)果如表14所示.

3.3 牙膏中氟化物含量的計算

根據(jù)圖9的標準曲線，表12牙膏2號標準溶液的定性分析數(shù)據(jù)，計算氟化物在高露潔牙膏中的含量是否符合牙膏中添加物質(zhì)含量在國家中的規(guī)定.

氟化物含量的計算：W（F-1）/mg*kg-1=C/（V1/V2*G）;

4 實驗結(jié)果分析

通過以濃度和峰面積做出標準曲線的定量分析，及計算結(jié)果，可以由此得出：用氣相色譜法測出含氟牙膏中可溶性氟含量：≧400mg/kg，氟化物含量：≦1500mg/kg，符合國家的標準，對于一般家庭使用合理.除此之外，氣相色譜法可以快速將色譜圖測出，準確的測定了含量，具有較高的準確度對于測量結(jié)果，所以，其應(yīng)用前景十分景氣和可觀.

參考文獻：

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