国产微波消解仪在检测化妆品重金属元素中的应用

来福*

(1.北京出入境检验检疫局检验检疫技术中心, 北京 100026；2.上海屹尧仪器科技发展有限公司，上海 201108)

国产微波消解仪在检测化妆品重金属元素中的应用

云环1刘萤1高峰1刘鑫1刘来福1*尚士进1范斐1金晓静2齐国光2

(1.北京出入境检验检疫局检验检疫技术中心, 北京 100026；2.上海屹尧仪器科技发展有限公司，上海 201108)

采用快速高效的微波消解前处理方法，结合电感耦合等离子体质谱对化妆品标准物质中铅、镉、硒等元素进行测定，结果表明，选用HNO3∶H2O2=6∶1的酸配比消解效果最好，所得各元素均在质控范围内，回收率均在90%～109%之间，RSD(n=6)均在2.4%～3.1%之间。超高压的微波前处理结合电感耦合等离子体质谱的方法，具有耐压能力强，操作快速简便等优点，能够满足化妆品等复杂样品的日常监测需求。

超高压微波消解 ICP-MS 化妆品 重金属

1 引言

随着我国人民生活水平的提高，化妆品已成为必不可少的消费品之一，同时化妆品的安全性也成为关注度日益增长的话题。化妆品中添加的一些化学物质可能对人体健康具有潜在的危害。其中铅、砷毒性很大，容易进入人体细胞，对内脏器官造成损伤。因此，测定化妆品中的重金属含量对人们健康非常重要。

微波消解法是采用在密闭容器中微波加热反应的一种方法。样品可在高温高压条件下进行酸消解，具有偶然误差小、称样量少、消解快速完全等特点，因而得到广泛应用。采用微波消解法对化妆品进行处理，可以方便快速地实现化妆品样品的完全消解，满足检测要求。

电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)是20世纪80年代发展起来新的分析测试技术，具有检测限低、线性范围宽、干扰少、精密度高的特点，可进行多元素的同时快速分析，能适应复杂体系的痕量或超痕量元素分析，已在环保、冶金、地矿等领域得到了广泛的应用。本文采用微波消解技术对样品进行前处理，提高前处理的效率，并减少基体干扰，减少加入的酸的量，是一种环境友好的前处理方法。然后用ICP-MS仪对重金属元素进行测定，建立了测定化妆品中重金属检测的方法。

2 试剂及仪器

2.1 试剂

浓硝酸：优级纯；过氧化氢：优级纯；氢氟酸：优级纯；GBW09305霜类化妆品标准物质；实验室用水均为超纯水；砷、铅等元素标液。

2.2 仪器

微波消解仪：TOPEX 10位，上海屹尧仪器科技发展有限公司；电感耦合等离子体质谱：NexION 350 Series，美国珀金埃尔默；分析天平；离心机；移液枪；玻璃容量瓶；实验中所用玻璃器皿使用前均经20%硝酸浸泡24h后，超纯水洗净烘干备用。

3 实验步骤

3.1 样品处理

称取样品0.5g(精确至0.01g)样品，置于100mL聚四氟乙烯的消解罐中，加入HNO3：H2O2=6∶1，若反应剧烈需静置待反应平稳后，装配消解罐运行微波消解仪，运行结束后，冷却至室温，将消解液转移至25mL容量瓶中定容，摇匀待测。微波消解程序见表1。

表1 微波消解程序

3.2 仪器条件

本方法选择的仪器工作条件为： 等离子气10L/min， 辅助气0.2L/min， 雾化器0.55L/min，射频功率1300W，泵速1.5mL/min。此工作条件下，仪器性能满足实验的要求。

3.3 标准工作曲线

用2%(体积分数，下同)硝酸将混合标准储备液逐级稀释后，配制成浓度为：0、5、10、50、100 ng/L的混合标准溶液系列，在优化的仪器条件下，通过蠕动泵采集空白、标准溶液，仪器自动绘制校准曲线(表2)。

表2 各元素线性方程

4 结果与讨论

4.1 前处理方法选择

测定化妆品中金属元素，传统样品制备技术一般用酸溶法。酸溶法有常压混合酸消解法和微波消解法。常压混合酸消解法通常是HNO3，再加HClO4系列，为保证消解完全，通常要加两次HNO3，因为是低温消煮，消解时间比较长，酸用量大，酸中杂质引起基体和空白污染。由于是敞开式消煮，也易造成交叉污染，空白值高，酸气对检测人员和环境也有很大的危害。

微波消解是一种崭新、高效的样品溶解技术。样品在密闭容器中通过微波加热使样品在较高压力和温度下在强酸和氧化剂作用下高效快速消解。它溶样时间短，试剂用量少，空白值低，基本避免了样品污染和元素损失，保证了测定的准确可靠，一次消解可以满足多种金属元素的测定，克服了常规消化需分开处理的不足之处，也降低了劳动强度，是目前最理想并且成熟的样品消解方法。

取化妆品国家标准物质，用常压消解法和微波消解法进行样品前处理对比并测定，结果见表3。表3比较了两种消解方法酸用量、消煮时间及检测国家有证标准物质的检测结果，从检测结果发现，样品测定值均在允许误差范围内，但是考虑工作效率和对环境的污染情况两个因素，我们最终选择微波消解法来处理化妆品。

表3 不同前处理方法对比

4.2 准确度及精密度实验

GBW09305霜类化妆品标准物质，按照同样的处理方法，使用相同的前处理设备及后续检测仪器，每个样品6个平行，分别在两家不同实验室进行处理，结果如表4，从表中可以看出，两家实验室所测定的多有元素均在质控范围内，该方法准确可靠。

表4 各元素测定结果

5 结论

本方法采用微波消解的前处理方法结合电感耦合等离子体质谱对霜类化妆品中重金属元素进行分析，检测结果表明，该方法测定标准物质均在范围内，回收率符合要求，重现性高。

[1]董秋洪,聂根新,涂田华,等.食品中重金属污染对人体健康的影响及其对策.城乡致富，2003，(3)：37-38.

[2]张盼盼，等. 微波消解/ICP-OES法测定土壤中铜元素含量.化学推进剂与高分子材料，2015，3(2)：91-93.

[3]赵明明,等.MPT-AES法测定大米中铅和镉.食品研究与开发，2015，(12)：103-105.

Applicationofdomesticmicrowavedigestortoheavymetaldeterminationincosmetics.

YunHuan1,LiuYing1,GaoFeng1,LiuXin1,LiuLaifu1*,ShangShijin1,FanFei1,JinXiaojing2，QiGuoguang2

(1.BeijingEntry-ExitInspectionandQuarantineBureau,Beijing100026,China;2.PreekemScientificInstrumentsCo.,Ltd.,Shanghai201108,China)

Lead，cadmium and selenium in cosmetics were determined by ICP-MS combined with microwave assisted digestion based on domestic digestor. The results showed that HNO3：H2O2=6∶1 was the best ratio of mixed acid , and all the elements were within the scope of reference values. The recoveries were between 90%-109%, and the RSD(n=6) were between 2.4%-3.1%.The method can meet the need of daily monitoring of cosmetics samples.

microwave digestion instrument; ICP-OES; cosmetics; heavy metal element

国家重大科学仪器开发专项资助(2011YQ140149)

10.3969/j.issn.1001-232x.2017.05.035

2017-08-25

云环，女，主要从事食品安全检测工作。通讯作者：刘来福，北京出入境检验检疫局科技处。