等离子体原子发射光谱法同时测定化妆品中铅、镉、铬、汞、锑、砷、硒、钡、锶含量

吴丽荣

【摘 要】本文应用等离子原子发射光谱法测定化妆品中几种禁限用元素含量。实验结果准确度较高，且保证了较高的精密度。

【关键词】等离子原子发射光谱法；化妆品；禁限用元素

20世纪50年代原子发射光谱法（AES）曾是测定微量元素和痕量元素的主要手段。原子发射光谱法由于存在基体效应、检测限高以及精密度差等原因，在20年中几乎处于停滞状态。原子发射光谱分析法的发展在很大程度上依赖于激发光源的改进。电感耦合高频等离子体（炬）的出现，给原子发射光谱带来了新的生机。采用电感耦合高频等离子炬作为激发光源的原子发射光谱法称为电感耦合等离子体原子发射光谱法（ICP-AES），简称为ICP光谱法。ICP-AES的主要特点是：①应用范围广，可对70多种元素进行分析，并且可进行多元素的同时分析；②检出限低，检出限可达0.1～1.0ng/ml；③线性范围宽，标准曲线的线性范围可达105～106；④基体效应较低，较易建立分析方法；⑤精密度好，在分析物浓度为检测限50～100倍时，谱线强度的RSD≤0.1%。由于这些特点，它可与原子吸收光谱法相媲美，这是光谱分析上一次重大的突破。本文应用等离子原子发射光谱法测定化妆品中铅、镉、铬、汞、锑、砷、硒、钡、锶几种禁限用元素含量，不但可以获得较高的精密度，且能节约实验时间，保证实验的准确度。

1.实验部分

1.1仪器和试剂

试验仪器采用为美国Agilent公司的光谱仪，型号为Agilent 720ES ICP-AES，微波消解仪则选用CEM MARS型，另从国家有色金属分析中心中购置各个元素的标准储备溶液，其中GSB04-1707-2004标准的Pb、Cd、As、Sb、Cr、Ba、Ni、Sr储备溶液各100μg/mL；GSB G62069-90标准的Hg储备溶液1000μg/mL；GSB04-1746-2004标准的Rh储备溶液100μg/mL。

1.2仪器条件

在应用等离子体原子发射光谱法进行化妆品各个元素含量的检测时，选用Vista Chip CCD检测器，该仪器条件为：发射功率为1250W，工作频率为40.68MHZ，等离子气流量为15.0L/min，辅助气流量为1.5L/min，雾化气流量为0.65L/min。在选择元素的分析线时，依据检测器波长谱线库相关数据，并以检测器出限低、光谱干扰较少、普线无重叠、线性较好、强度高为选择原则，另外，选择出的元素分析谱线不可以干扰待检测的元素，依照上面的选择原则，并结合试验相关数据，我们最后所选择的各个待测元素的分析波长如下表所示：

1.3样品测定

先将0.5g的试样称取出来，并将称取好的试样放置在消解罐里面，根据下表加入一定的消解试剂，让微波消解罐里面的样品得到充分的浸没。需要注意的是，假设样品是粉类的，需要加入HF 2ML，当微波消解罐中的样品充分消解之后，再水定容至25mL的容量瓶里面，充分混匀。与此同时，准备好样品空白溶液，然后用线内标加的方法在Agilent720ESICP-AES上进行相关检测。

不同基质化妆品消解试剂

2.结果与讨论

2.1在检测过程中怎样才能选择恰当的微波消化条件

本次检测是应用微波消解这项先进的技术，它是一种湿法消解技术，消解的场所是在聚四氟乙烯消化罐之中，且此场所为高压密闭的。与平常使用较多的湿式消解法相比较，此消解技术更将样品消解得更完全，且需要更少的消解时间，同时还能避免样品受到各种不利因素的污染，减少样品的损失。对于基质不同的化妆品，在进行消化时首先加入1～2mL的H2O2与3～10mL的HNO3溶液，然后再依据化妆品样品的消化实质效果与回收率检测情况，将化妆品样品的消解液组合确定下来。本检测最后选定的不同基质化妆品的消解液组合情况如上表所示，并将最终样品溶液酸度控制在10%～20%，在进行等离子原子发射光谱法进行检测时采用耐HF的矩管及进样系统。

2.2仪器条件优化

在检测阶段，等离子气会发挥其冷却的作用，但是等离子气过多就会影响离子的浓度，使得检测结果失准。辅助气由于其实确保检测仪器中的气溶胶的稳定性，因此其不会对仪器中的气体强度产生较大的影响，综合各方面因素考量，本检测最终选择15.0L/min的等离子气流量与1.5L/min的辅助气流量。本次检测通过试验确定RF发射功率为1250W、雾化气流量为0.65L/min。而在进行RF功率确定时，由于此功率在特定范围之中时，伴着RF功率的加大，ICP的温度会有所升高，进而增加待测谱线的强度，这样对提高检测数据的准确性及灵敏程度都有所帮助，然而当ICP温度升高之时，各种数据也会随之改变。经过多次试验，本检测选择1250W为RF发射功率的强度，并选定0.65L/min的雾化气流量。

2.3干扰

在进行等离子原子发射光谱法检测时常常通常存在电离干扰、化学干扰、物理干扰、光谱干扰等等。在这几种干扰中，对检测结果影响最大的是物理干扰与光谱干扰，另外的化学干扰与电离干扰影响相对较小。在对抗光谱干扰的时候，可以利用合适的分析谱线就能在较大程度上将干扰减小，本检测所选择的元素分析主要为：Mo、Fe、V、W等。

2.3.1光谱干扰

本方法利用多次试验，考察了铁元素对Pb283.305nm与220.353nm这两条最灵敏的谱线的干扰情况。通过试验分别测定出1000，500，50，10mg/L的铁溶液中的Pb，并利用ICP-MS进一步检验，分析出铁对Pb的干扰情况如下：在Pb283.305nm与220.353nm这两条谱线附近分布的谱线主要是Fe283.309、Fe220.352，而铁这两条谱线的灵敏程度也有所差别，因此对Pb的干扰也存在不同。在检测样品中即便确实含有少量的Fe元素，因为Pb283.305与Fe283.309这两条谱线出现重叠，因此即便Fe283.309对Pb283.305产生较大的干扰，我们利用等离子原子发射光谱法同样可以检测出Pb的实际含量为0.2676μg/L。通过试验综合考虑，本检测选择Pb220.353作为本方法的分析谱线，当样品中铁含量大约2.5%时，本方法不适于测定Pb，建议采用火焰原子吸收分光光度法。

2.3.2基体干扰

分别测定各元素标准溶液（1mg/L）及混合标准工作溶液的谱线强度变化，结果表明各待测元素间基本无干扰。

2.4样品测定的回收率与精密度

对粉底香、水乳、液唇、彩眼霜和指甲油等化妆品中同时进行10次平行添加回收试验，实验结果表明：本方法的回收率、精密度试验结果满足要求。下表为各种基质化妆品的实测值。

香水、乳液、唇彩、眼霜、指甲油和粉底中9种禁限用元素含量（mg/kg）

3.结论

综上，化妆品采用HNO3-H2O2-HF高压密闭微波消解技术进行消化，消解后用等离子发射光谱法连续测定禁限用元素的含量，避免了常规的酸消解方法对化妆品消解不完全及汞砷等元素的损失，同时氢氟酸的使用破坏了二氧化硅晶格，使完全溶出，与传统的化学法和原子吸收法单个测定元素相比，此种方法快速有效易于推广不但能节省试验时间，还能确保试验数据的准确性，可以进一步加以推广。

【参考文献】

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