ICP-AES法同时测定化妆品中多种元素

孙剑，曾宇阳，张春德(广州质量监督检测研究院，广东 广州 514117)

0 引言

作为常见日用品，化妆品中可能存在有毒有害物质，给人体带来较大危害，如Cr元素过量将引发水肿、高血压等症状。考虑到市面上化妆品种类、数量繁多，在化妆品中元素测定上需要采取高效测定方法。而利用ICP-AES法可以实现多种元素同时测定，为化妆品质量检测提供有力技术支撑。

1 ICP-AES法概述

采用ICP-AES法，将电感耦合等离子矩当成是激发光源，能够达到6 000～8 000 K等离子体焰矩温度。将检测试样送入雾化器后，由氩载气带入焰矩，其中组分将发生原子化变化，经过电离、激发后以光的形式发射能力[1]。而不同元素电离后将回到基态，发射对应波长的特征光谱。通过分析光的波长和强弱程度，能够实现元素定性和定量分析[2]。ICP-AES法可以达到较高精密度和准确度，方法检出限较低，拥有较宽线性范围，能够同时实现多元素快速测定。非法定单位

2 ICP-AES法同时测定化妆品中多种元素

2.1 测定条件

2.1.1 设备仪器

Optima3000等离子原子发射光谱仪，由美国Perkin Elmer公司生产，可以达到40 MHz高频频率和1.3 kW的入射频率。使用仪器开展ICP-AES元素测定试验，需要预燃40 s，积分5 s，冷却气、载气和辅助气的流量分别达到15 L/min、0.8 L/min和0.5 L/min。样品处理方面，配备CP225D电子天平(德国Sartorius)、MDS 2003F微波消解仪(北京北科恒信科学器材有限公司)、Milli-Q Advantage A10超纯水仪(美国Millipore)。

2.1.2 试剂溶液

对化妆品中Sb、Cr、Cd和Nd四种元素进行同时测定，需要采用中国计量科学院研究院制备的国家标准溶液，具体包含：1.0 g/L的Sb标准液、1.0 g/L的Cr标准液、1.0 g/L的Cd标准液和1.0g/L的Nd标准液。使用的浓硝酸、氢氟酸、高氯酸等试剂均为优级纯，使用的水为制备的超纯水。

2.2 测定方法

2.2.1 样品处理

化妆品成分复杂，各种物质间的物化性质差异较大，样品前处理方法直接影响结果准确性。

湿法消化法应用广泛，在样品处理阶段对市面常见四种化妆品进行采样，分别为粉底液、面霜、乳液和口红，依次编号为1#、2#、3#和4#，分别称取0.5 g放入消化管。添加10 mL浓硝酸浸泡，缓慢升温至160 ℃消解试样。期间，应缓慢摇动，确保溶解均匀，直至消解液体积不超1 mL可以停止加温，等待冷却至室温。添加1 mL高氯酸，消解至冒出白烟，溶液变为黄色或无色，体积不超1 mL。确认完全消解后，可以定量转移至10 mL容量瓶中，利用超纯水定容后过滤，并做空白试验比照。口红、粉底液类化妆品多含有蜡质、滑石粉、油脂类物质，消解需要添加过氧化氢，并添加适量氢氟酸消解，确保能够获得清液。

微波消解法具有元素损失少、使用试剂少和消解能力强等优势。在样品前处理阶段，分别取0.5 g试样放入聚四氟乙烯溶样杯中，用水湿润后添加8 mL浓硝酸浸泡。使用电加热设备将温度升至130℃，经过30 min预反应后冷却至室温，添加1.0 mL过氧化氢。将样杯放入溶样罐中，在高压密封条件下进行微波消解。压力达到0.5 MPa，经过5～10 min后压力下调至1 MPa，反应5 min后，分别在1.5 MPa和2 MPa条件下各消解2～3 min。取出冷却至室温后，在160℃温度条件下使其中酸性物质挥发，直至溶液体积不超1 mL。利用10 mL容量瓶定容后可以用于测试，同时做空白试验。

2.2.2 测量参数

在测定化妆品中多种元素时，结合仪器谱线库对不同元素谱线进行设定，通过比较精密度和信噪比筛选得到元素分析线，可以确定Sb、Cr、Cd和Nd的分析线依次为206.836 nm、228.802 nm、267.716 nm、406.109 nm。在15 mm的高度条件下进行观察，需要使溶液达到1.5 mL/min提升量，时间为40 s。仪器功率设定为13 kW，频率设定为27.12 MHz，将雾化和辅助气流量分别控制为0.8 L/min和0.2 L/min。

2.3 结果分析

2.3.1 曲线方程及检出限

按照要求设定测试参数后，将1 mL的4种元素混合标准液放入100 mL容量瓶中，利用7%硝酸定容，获得0.1 mg/L标准工作液。取10 mL标准液在100 mg容量瓶中定容，获得1 mg/L标准工作液。分别对浓度为0 mg/L、0.1 mg/L、1.0 mg/L、10 mg/L标准工作液进行测定，可以完成各元素浓度X和响应值Y的线性回归分析，绘制各自标准工作曲线。按照3倍标准偏差，能够获得浓度值检出限，如表1所示，4种元素检出限均低于0.02 mg/kg，线性关系良好。

表1 Sb、Cr、Cd和Nd元素曲线方程及检出限

2.3.2 样品检测结果分析

从1～4#样品测定结果来看，仅口红并未检测出4种元素，也只有粉底液中同时包含4种元素，其他两种化妆品中均无Sb。从总体来看，样品中各种灌输含量并未超出规定限制。为确定方法精密度、重复性能否达到要求，取粉底液样品进行反复10次测定，对Sb、Cr、Cd和Nd始终元素平均测定结果展开分析，采用SPSS软件处理结果数据，计算获得相对标准偏差RSD。开展加标回收试验，在样品中添加30～500 μg/L标准溶液。如表2所示，为试验测得的结果。

表2 试验结果

2.3.3 不同前处理方法比较

考虑到粉底液处理具有一定特殊性，选取面霜和乳液作为研究对象，分析不同前处理方法给测定结果带来的影响。如表3所示，采用不同消解方法对Cr和Cd的测定影响不大，但对Nd的测定结果将产生明显影响。分析原因可知，相较于湿法消解，微波消解能够产生更彻底的消解效果，对Nd的消解可以产生明显作用，实现几种元素充分提取，因此测定值更加精确。

表3 不同前处理方法测得结果比较 单位：mg/kg

3 结语

采用ICP-AES法对化妆品中Sb、Cr、Cd、Nd元素进行同时测定，不仅操作简单，灵敏度高，同时方法重现性好，元素回收率高，能够满足化妆品检测要求。在实践操作中，配合采用微波消解方法进行样品处理，可以减少试剂用量的同时，提高结果精确度，因此能够体现更高检测技术水平。