微波消解-原子荧光法测定牙膏中的砷

摘要：该方法采用微波消解进行前处理，原子荧光分光光度仪测定牙膏中砷的含量，有效解决了目前国标中砷斑法前处理的复杂化、结果不能数据化、不能批量化检验的缺陷，经过验证该方法能够有效测定牙膏中的砷含量，其重复性和回收率能够满足检验需求。

关键词：微波消解；原子荧光；牙膏；砷目前，国内牙膏的检测方法执行GB/T 8372—2017［1］，该方法中砷斑法操作步骤繁琐且每次测定匹数有限不适合大批量测定，数据是根据目测进行估算，准确度有限，郭春梅等采用ICPMS法测定牙膏中砷和铅［2］，吴莉、张再平采用ICPAES 法测定功效型牙膏中多种元素的含量［3］，王继双等采用微波消解电感耦合等离子体质谱法测定儿童牙膏中15种无机元素的含量［4］。尹伟成、王彦超等用超级微波消解ICPMS法测定洗发类化妆品中37种元素。

为了更好地解决牙膏中砷的含量测定问题，本文根据摩擦剂的不同，选取两种目前市场上最常见的两种摩擦剂为水合硅石和碳酸钙的样品。微波消解法进行牙膏的前处理是目前通用的解决方案，该方法具有简便、能够批量处理的优点，检测仪器采用原子荧光分光光度计，该仪器造价低，国内大部分的实验室都有配备，而ICPMS对于省级以下实验室不具有通用性。本文采用微波消解进行前处理试验，原子荧光分光光度计进行检测，利用重复性、精密度、稳定性和回收率进行验证该方法的可靠性，利用检出限和定量限的测定验证其方法灵敏度。

1材料与方法

1.1仪器与试剂

北京吉天AFS933原子荧光分光光度计；微波消解仪（美国CEM公司 MARS6）；赶酸仪（BOTONYC GHW09C Heating Block）；万分之一电子天平（梅特勒，XS204）；硝酸 MOS级；30%双氧水 优级纯；硫酸 优级纯；盐酸 优级纯；砷标准溶液 国家有色金属及电子材料分析测试中心1 000 μg/mL；硼氢化钾 分析纯；氢氧化钾 优级纯；硫脲 分析纯；抗坏血酸 优级纯；载流：5%盐酸溶液；还原剂：硼氢化钾20 g加入到5 g/L 1 L氢氧化钾溶液中溶解备用，现配现用。

硫脲+抗坏血酸溶液：称取10 g硫脲，用热水溶解后冷却，再加入抗坏血酸10 g，溶解，备用，现配现用。

实验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，然后用去离子水洗净备用。

1.2原子荧光仪器条件

元素：As；灯电流：60 mA；负高压：270 V；载气：氩气，载气流速：500 mL/min，屏蔽气流速：1 000 mL/min。

1.3微波消解条件表1微波消解条件

步骤功率/W温度/℃升温时间/min保温时间/min18008030521 30013030731 600180305

2实验方法

2.1标准溶液的配制

将1 mg/mL的砷标准溶液用2%硝酸溶液逐级稀释至100 ng/mL。分别吸取0.2 mL、0.4 mL、0.8 mL、1.6 mL、2.0 mL的100 ng/mL的砷标准溶液至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+抗坏血酸溶液）的系列标准溶液。

2.2样品的处理方法

准确称取牙膏混匀试样0.5 g放于清洗好的聚四氟乙烯溶样杯内，同时试剂加入硝酸6 mL，静置过夜。依次加入过氧化氢2 mL，按表1微波设定程序进行消解。消解完毕，取出冷却，开罐，将消解好的溶样杯放入温度可调的恒温电加热器中140 ℃加热至黄豆大小，祛除样品中多余的氮氧化物，以免干扰测定。将样品移至10 mL具塞比色管中，加入2 mL硫脲+抗坏血酸溶液，用去离子水洗涤溶样杯数次，合并洗涤液，用水定容，备用。

按同一方法做空白试验、回收实验。

3结果与讨论

3.1标准曲线线性方程及相关系数

从图1可以得知砷标准曲线R2=0.999 6，满足要求。

3.2样品的测定

经检测样品中均未检出砷（小于方法检出限0.001 5 μg/g），且样品空白响应值较低。采用硝酸+双氧水的消解体系，样品消解完毕澄清透明。实验中发现消解过程中不可添加氢氟酸，氢氟酸会造成样品空白响应值偏大，干扰原子荧光中砷的测定。

3.3回收率实验结果

准确称取样品1（摩擦剂为水合硅石）0.506 8、0.505 5、0.502 4、0.504 2、0.502 2、0.504 7 g六份，样品2（摩擦剂为碳酸钙）0.502 6、0.504 7、0.500 2、0.501 8、0.504 4、0.508 6 g分别置于清洗好的聚四氟乙烯溶样杯内，各精密加入砷标准溶液（100 ng/mL）0.4、0.4、1.2、1.2、1.6、1.6 mL，其余制备过程见2.2样品测定。

由表2、表3能够得出两种不同摩擦剂的牙膏，通过加标回收的低中高3水平的回收率在90%～110%，满足检验的需求。

3.4检出限和定量限试验

同2.2样品测定的方法平行制备空白溶液20份，将砷标准系列溶液、20份空白溶液喷入火焰，测定吸光度。结果如下表4。

检出限=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

按照取样量0.5 g测定定容体积10 mL最小检出浓度为0.001 5 μg/g，最低定量浓度0.005 μg/g。

4结论

经验证，该方法线性和范围、检出质量浓度和最低定量浓度、回收率、精密度、重复性的试验结果均满足《化妆品中禁用物质和限用物质检验方法验证技术规范》。该方法具有操作简便、稳定性好，能够批量处理的特点，相较于国标方法结果更数据化，直观。

参考文献：

［1］郭春梅， 李莹， 矫筱蔓， 等. ICPMS法测定牙膏中砷和铅的研究［J］. 品牌与标准化， 2023（1）： 110112.

［2］吴莉， 张再平，方方， 等. ICPAES 法测定功效型牙膏中多种元素的含量［J］. 中南药学， 2022， 20（8）： 19071911.

［3］王继双， 吴迪， 王海燕，等. 微波消解电感耦合等离子体质谱法测定儿童牙膏中15种无机元素的含量［J］. 香料香精化妆品， 2023，4 （2）： 2935.

［4］尹伟成，王彦超， 徐少康， 等. 超级微波消解ICPMS法测定洗发类化妆品中37种元素［J］. 日用化学工业（中英文）， 2023， 53（5）： 602607.

作者简介：杨建延，男，山西临县人，科员，硕士研究生，研究方向：化妆品检验检测。