火焰原子分光光度法测定功效牙膏中钾的含量

周 康 麦 亨 陈晓斌

(好来化工(中山)有限公司，528400)

引言

牙膏是常用的口腔护理产品，功效牙膏一般通过添加功效成分来辅助预防或减轻某些口腔问题，促进口腔健康[1]。口腔健康流行病学调查显示牙齿敏感是危害我国成年人口腔健康的七大问题之一。国外内很多专业学术机构和专家认为每天使用抗敏感牙膏是经济、有效的、非创伤性治疗牙齿敏感的方法。钾离子可以通过牙本质小管内的牙本质液到达牙本质内表面和髓腔的神经末梢，在神经末梢周J.Sm.的干燥根茎，归肝、肾经、具有疗伤止痛，补肾强骨等作用，用于跌扑闪挫、筋骨折伤、肾虚腰痛、筋骨痿软、耳鸣耳聋、牙齿松动等，作为处方的臣药；生地黄为玄参科植物地黄Rehmannia glutinosa Libosch.的新鲜或干燥块根，归心、肝、肾经，具有清热生津、凉血、止血等作用，可用于热病伤阴、舌绛烦渴、温毒发斑、吐血、衄血、咽喉肿痛等，为处方的佐药之一；独活为伞形科植物重齿毛当归 Angelica pubescens Maxim.f.biserrata Shan et Yuan的干燥根，归肾、膀胱经，具有祛风除湿、通痹止痛等作用，可用于风寒湿痹、腰膝疼痛、风寒挟湿等，为处方的佐药之一[5,6]。

以上述中药组方，提取其中的有效成分，按一定量添加到牙膏中进行药理实验。药理实验结果表明，与空白组比较，牙膏样品组和醋酸氟轻松乳膏组均能使小白鼠急性炎症肿胀耳廓重量显著减轻，明显抑制二甲苯所致小白鼠耳廓急性炎症肿胀，表明牙膏样品对急性炎症具有明显的抗炎作用；牙膏样品组和双氯芬酸二乙胺乳胶剂组与给药前及空白对照组比较，均能显著提高小白鼠痛阈值，牙膏样品组与牙膏空白基质组比较，能显著提高小白鼠痛阈值，表明牙膏样品具有明显的镇痛作用；与空白组比较，牙膏样品组和云南白药组均对兔肝脏局部创面损伤出血有明显的止血效果，具有明显的止血作用，表明牙膏样品具有明显的止血作用。根据该研究结果，开发出的两面针养龈固齿牙膏，经消费者使用后反映，对防治牙龈出血、肿痛、牙齿松动等牙龈问题具有较好效果。

围达到一定浓度时使牙髓神经细胞去极化，牙髓神经在短暂的兴奋后对外界刺激反应迟钝，从而缓解牙本质敏感[2]。抗敏感牙膏常采用含钾化合物为其主要有效成分，如硝酸钾、硫酸钾、氯化钾等[3]。硝酸钾在抗敏感牙膏中应用最为普遍，其作为一种优良的脱敏剂在世界范围内广泛应用已超过30年[4,5]。大量临床研究表明含有硝酸钾的牙膏可以减轻牙本质敏感[6,7]。随着含钾化合物在抗敏功效牙膏中的应用，建立一种简单、高效的钾元素含量检测方法对功效牙膏的质量控制具有重要意义。

火焰原子分光光度法具有灵敏度高、选择性好、速度快、结构简单、易于实现自动化的特点。《功效性牙膏(QB/T2966)》使用盐酸、硝酸和过氧化氢的方法消解样品，过程复杂，危险系数高。本研究采用浓硝酸湿法自动消解牙膏样品，火焰原子吸收分光光度法测量功效牙膏中钾元素的含量。该方法操作简单、经方法学验证表明精密度高、回收率好，可用于功效牙膏中钾元素的含量测定和质量控制。

1 试剂与仪器

1.1 试剂

浓硝酸(广东光华科技股份有限公司)，氯化铯(Sigma)，钾元素标准溶液(O2Si)，实验用水为超纯水。

1.2 仪器

原子吸收光谱仪(iCE3000, Thermo Scientific)、无油空气压缩机(WM-2H,天津医疗器械二厂)，电子天平(MS304TS/02，Mettler Toledo)、全自动石墨消解仪(ADS1000-H，Excesol)、超纯水系统(Milli-Q Integral 3，密理博)。

2 方法

2.1 标准曲线溶液的配制

分别用移液管移取1.0mL、1.5mL、2.0mL和2.5mL 10000μg/mL的钾元素标准液于100mL塑料容量瓶中。分别加入10mL的1.0%氯化铯溶液及5mL浓硝酸于每个容量瓶中，用超纯水稀释至刻度，摇匀。

2.2 样品溶液的配制

称取牙膏(牙膏样品先挤去大约20mm)0.5g(精确到0.0001g)于消解管中,在全自动石墨消解仪中加入5mL浓硝酸于100℃消解20min，直至橙色烟雾完全消失。将消解后的溶液转移到100mL塑料容量瓶中。加入1.0%氯化铯溶液10mL至容量瓶中，用超纯水定容至刻度，摇匀。于3000r/min下离心15min，用水相滤膜过滤，备用。

2.3 标准曲线的绘制

将仪器状态调至最佳，取标准曲线溶液，在404.4nm的波长处喷入空气-乙炔火焰，测定吸光度，以浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线。

2.4 样品溶液的测定

在相同条件下测定试样溶液和空白样品溶液，记录吸光度，根据标准曲线查得样品溶液中钾元素的浓度。

3 结果

3.1 消电离剂的影响

钾的电离电位4.24eV，在火焰原子分光光度法中易在火焰中发生电离[8]，消电离剂可以抑制易电离元素的原子电离，并减少共存离子的干扰。常用的消电离剂有氯化钠，但因氯化钠中混入了一定量的钾盐，且不同批次含量有差异。铯的电离电位与钾接近，本研究采用氯化铯作消电离剂，按照2.2配制样品溶液，在待测溶液中加入不同量的氯化铯，结果如图1。当氯化铯浓度大于0.1%为时，吸光度比较平稳。

图1 氯化铯浓度对钾元素吸光度的影响

3.2 线性范围

按照2.3对标准曲线溶液进行测试。结果表明，在100～250μg/mL的范围内，吸光度与浓度线形关系良好，其回归方程为y=0.0011x-0.0001，r=0.9997。

3.3 定量限

平行测定20次空白样品溶液，计算得定量限为1.02μg/mL。

3.4 精密度

3.4.1 重复性

取样品，按照2.2配制6份样品溶液，进样并计算样品溶液中钾的浓度，重复性数据见表1。数据表明该方法重复性良好。

3.4.2 日间精密度

取样品，于不同的日期按照2.2分别配制6份样品溶液，进样并计算样品中钾的浓度，日间精密度数据见表2。数据表明该方法日间精密度良好。

表2 日间精密度

3.5 回收率

因为磨擦剂在配方中的含量比较大，且与硝酸有不同的反应。考虑到不同的磨擦剂对消解的影响，本研究制备了含有二氧化硅、碳酸钙和磷酸氢钙混合磨擦剂(1∶1∶1)的不含钾元素的空白牙膏样品，按照低、中、高三种含量制备回收率样品，每一含量制备3份，按照2.2制备样品溶液，进样检测，计算样品中钾的含量，样品回收率在99.97%～101.67%，平均回收率101.0%。说明该方法具有良好的准确性。

表3 回收率

3.6 溶液稳定性

取通一份样品溶液，分别在于0d、1d、2d、6d检测样品溶液中钾元素的浓度，结果见表4，标明样品溶液具有很好的稳定性。

表4 溶液的稳定性

3.7 样品含量

取市售含钾的牙膏样品，按照2.2制备样品溶液，按照2.4进行检测，计算样品中钾元素的含量，结果见表5。

表5 样品的测试

4 结论

本研究建立了火焰原子吸收分光光度法测定检测功效牙膏中钾元素的方法。采用浓硝酸湿法消解牙膏样品，加入氯化铯消除测定过程中的电离效应。全自动石墨消解仪的使用促进了前处理的自动化，提高了工作效率。

本方法线性范围为100～250μg/mL；回收率范围为99.97%～101.67%；重复性RSD为0.53%；日间精密度RSD为0.55%。该方法具有简单、快速、准确度高的特点，可以满足实际工作对功效牙膏中钾元素的含量进行高效分析的需求，有利于口腔护理产品的质量控制。