微波消解-原子熒光法測定牙膏中的砷

摘要：該方法采用微波消解進行前處理，原子熒光分光光度儀測定牙膏中砷的含量，有效解決了目前國標中砷斑法前處理的復雜化、結果不能數據化、不能批量化檢驗的缺陷，經過驗證該方法能夠有效測定牙膏中的砷含量，其重復性和回收率能夠滿足檢驗需求。

關鍵詞：微波消解；原子熒光；牙膏；砷目前，國內牙膏的檢測方法執行GB/T 8372—2017［1］，該方法中砷斑法操作步驟繁瑣且每次測定匹數有限不適合大批量測定，數據是根據目測進行估算，準確度有限，郭春梅等采用ICPMS法測定牙膏中砷和鉛［2］，吳莉、張再平采用ICPAES 法測定功效型牙膏中多種元素的含量［3］，王繼雙等采用微波消解電感耦合等離子體質譜法測定兒童牙膏中15種無機元素的含量［4］。尹偉成、王彥超等用超級微波消解ICPMS法測定洗發類化妝品中37種元素。

為了更好地解決牙膏中砷的含量測定問題，本文根據摩擦劑的不同，選取兩種目前市場上最常見的兩種摩擦劑為水合硅石和碳酸鈣的樣品。微波消解法進行牙膏的前處理是目前通用的解決方案，該方法具有簡便、能夠批量處理的優點，檢測儀器采用原子熒光分光光度計，該儀器造價低，國內大部分的實驗室都有配備，而ICPMS對于省級以下實驗室不具有通用性。本文采用微波消解進行前處理試驗，原子熒光分光光度計進行檢測，利用重復性、精密度、穩定性和回收率進行驗證該方法的可靠性，利用檢出限和定量限的測定驗證其方法靈敏度。

1材料與方法

1.1儀器與試劑

北京吉天AFS933原子熒光分光光度計；微波消解儀（美國CEM公司 MARS6）；趕酸儀（BOTONYC GHW09C Heating Block）；萬分之一電子天平（梅特勒，XS204）；硝酸 MOS級；30%雙氧水 優級純；硫酸 優級純；鹽酸 優級純；砷標準溶液 國家有色金屬及電子材料分析測試中心1 000 μg/mL；硼氫化鉀 分析純；氫氧化鉀 優級純；硫脲 分析純；抗壞血酸 優級純；載流：5%鹽酸溶液；還原劑：硼氫化鉀20 g加入到5 g/L 1 L氫氧化鉀溶液中溶解備用，現配現用。

硫脲+抗壞血酸溶液：稱取10 g硫脲，用熱水溶解后冷卻，再加入抗壞血酸10 g，溶解，備用，現配現用。

實驗中用到的玻璃器皿和聚四氟乙烯消解管都需用20%硝酸放置24 h，然后用去離子水洗凈備用。

1.2原子熒光儀器條件

元素：As；燈電流：60 mA；負高壓：270 V；載氣：氬氣，載氣流速：500 mL/min，屏蔽氣流速：1 000 mL/min。

1.3微波消解條件表1微波消解條件

步驟功率/W溫度/℃升溫時間/min保溫時間/min18008030521 30013030731 600180305

2實驗方法

2.1標準溶液的配制

將1 mg/mL的砷標準溶液用2%硝酸溶液逐級稀釋至100 ng/mL。分別吸取0.2 mL、0.4 mL、0.8 mL、1.6 mL、2.0 mL的100 ng/mL的砷標準溶液至10 mL的聚四氟乙烯容量瓶中，加入得到2 ng/mL、4 ng/mL、8 ng/mL、16 ng/mL、20 ng/mL（加入2 mL硫脲+抗壞血酸溶液）的系列標準溶液。

2.2樣品的處理方法

準確稱取牙膏混勻試樣0.5 g放于清洗好的聚四氟乙烯溶樣杯內，同時試劑加入硝酸6 mL，靜置過夜。依次加入過氧化氫2 mL，按表1微波設定程序進行消解。消解完畢，取出冷卻，開罐，將消解好的溶樣杯放入溫度可調的恒溫電加熱器中140 ℃加熱至黃豆大小，祛除樣品中多余的氮氧化物，以免干擾測定。將樣品移至10 mL具塞比色管中，加入2 mL硫脲+抗壞血酸溶液，用去離子水洗滌溶樣杯數次，合并洗滌液，用水定容，備用。

按同一方法做空白試驗、回收實驗。

3結果與討論

3.1標準曲線線性方程及相關系數

從圖1可以得知砷標準曲線R2=0.999 6，滿足要求。

3.2樣品的測定

經檢測樣品中均未檢出砷（小于方法檢出限0.001 5 μg/g），且樣品空白響應值較低。采用硝酸+雙氧水的消解體系，樣品消解完畢澄清透明。實驗中發現消解過程中不可添加氫氟酸，氫氟酸會造成樣品空白響應值偏大，干擾原子熒光中砷的測定。

3.3回收率實驗結果

準確稱取樣品1（摩擦劑為水合硅石）0.506 8、0.505 5、0.502 4、0.504 2、0.502 2、0.504 7 g六份，樣品2（摩擦劑為碳酸鈣）0.502 6、0.504 7、0.500 2、0.501 8、0.504 4、0.508 6 g分別置于清洗好的聚四氟乙烯溶樣杯內，各精密加入砷標準溶液（100 ng/mL）0.4、0.4、1.2、1.2、1.6、1.6 mL，其余制備過程見2.2樣品測定。

由表2、表3能夠得出兩種不同摩擦劑的牙膏，通過加標回收的低中高3水平的回收率在90%～110%，滿足檢驗的需求。

3.4檢出限和定量限試驗

同2.2樣品測定的方法平行制備空白溶液20份，將砷標準系列溶液、20份空白溶液噴入火焰，測定吸光度。結果如下表4。

檢出限=3SD/K=3×2.47/98.048=0.075 μg/L；定量限=10SD/K=10×2.47/98.048=0.250 μg/L

按照取樣量0.5 g測定定容體積10 mL最小檢出濃度為0.001 5 μg/g，最低定量濃度0.005 μg/g。

4結論

經驗證，該方法線性和范圍、檢出質量濃度和最低定量濃度、回收率、精密度、重復性的試驗結果均滿足《化妝品中禁用物質和限用物質檢驗方法驗證技術規范》。該方法具有操作簡便、穩定性好，能夠批量處理的特點，相較于國標方法結果更數據化，直觀。

參考文獻：

［1］郭春梅， 李瑩， 矯筱蔓， 等. ICPMS法測定牙膏中砷和鉛的研究［J］. 品牌與標準化， 2023（1）： 110112.

［2］吳莉， 張再平，方方， 等. ICPAES 法測定功效型牙膏中多種元素的含量［J］. 中南藥學， 2022， 20（8）： 19071911.

［3］王繼雙， 吳迪， 王海燕，等. 微波消解電感耦合等離子體質譜法測定兒童牙膏中15種無機元素的含量［J］. 香料香精化妝品， 2023，4 （2）： 2935.

［4］尹偉成，王彥超， 徐少康， 等. 超級微波消解ICPMS法測定洗發類化妝品中37種元素［J］. 日用化學工業（中英文）， 2023， 53（5）： 602607.

作者簡介：楊建延，男，山西臨縣人，科員，碩士研究生，研究方向：化妝品檢驗檢測。