牙膏是一種常用清潔牙齒、保護(hù)口腔的衛(wèi)生用品。隨著科技的發(fā)展，牙膏的功效也逐漸增多。與此同時(shí)，牙膏中添加劑的種類也越來越多。在生產(chǎn)過程中，不可避免地引入多種元素。過多的攝入這些元素，可能會(huì)導(dǎo)致疾病的發(fā)生。比如鉛，長期沉積在人體內(nèi)，會(huì)導(dǎo)致神經(jīng)系統(tǒng)和造血功能紊亂，影響人體的新陳代謝及智力發(fā)育。因此，對牙膏中元素含量的檢測，顯得尤為重要。
本文參考國家市場監(jiān)督管理總局、國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)發(fā)布的《GB/T 38789-2020 口腔清潔用品 牙膏中10種元素含量的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法》，采用6mLHNO3＋2mLHF對市面上所售的某品牌牙膏進(jìn)行微波消解，選取Rh、In、Re作內(nèi)標(biāo)，校正儀器漂移及樣品基體所帶來的影響和波動(dòng)。利用ICP-MS 2000E進(jìn)行測定，結(jié)果表明，該方法能夠快速、準(zhǔn)確地分析牙膏中多種元素的含量。
1.儀器簡介
ICP-MS 2000E是江蘇天瑞儀器股份有限公司自主研發(fā)的電感耦合等離子體質(zhì)譜儀（如圖1），采用PRC碰撞反應(yīng)池技術(shù)，有效消除多原子離子干擾，該款儀器具有靈敏度高、檢出限低、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。
圖1. ICP-MS 2000E電感耦合等離子體質(zhì)譜儀外觀圖
2.測試原理
樣品經(jīng)微波消解處理，通過霧化器霧化后送入高溫等離子體中，干燥、原子化、電離，元素離子經(jīng)接口室進(jìn)入質(zhì)譜儀，通過離子透鏡系統(tǒng)、質(zhì)量分析器及檢測器，檢測器對相應(yīng)元素離子做出響應(yīng)（每秒離子計(jì)數(shù)cps（counts per second）），利用響應(yīng)強(qiáng)度與待測元素離子濃度成正比關(guān)系進(jìn)行定量分析。
3.實(shí)驗(yàn)部分
3.1 實(shí)驗(yàn)所用設(shè)備及試劑
ICP-MS 2000E(帶碰撞反應(yīng)池，江蘇天瑞儀器股份有限公司)；
微波消解儀(WX-8000，上海屹堯)；
實(shí)驗(yàn)所用超純水(電阻率達(dá)18.25MΩ·cm， 默克密理博，德國）；
硝酸（質(zhì)量比為65%,G.R，薩勞，西班牙）；
氫氟酸（質(zhì)量比為40%，G.R，國藥集團(tuán)）；
元素標(biāo)準(zhǔn)溶液(10μg/mL，Inorganic
Ventures，美國)；
氬氣（純度99.999% ，Air Products，美國）。
He/H2 混合氣（其中H2為7.13%mol/mol，上海偉創(chuàng)）。
3.2 樣品前處理
準(zhǔn)確稱取0.25g牙膏樣品（精確至0.0001g）于事先洗好的微波消解罐中，加入6mLHNO3及2mLHF后混勻，預(yù)反應(yīng)15分鐘后，蓋上消解蓋，置于微波消解儀中進(jìn)行消解，同時(shí)做試樣空白。微波工作條件如表1。待消解完成、冷卻后，打開消解罐，在趕酸儀上進(jìn)行趕酸1h，溫度為120℃。趕酸完成后取下冷卻至室溫，將消解液轉(zhuǎn)移至100mL的容量瓶中，同時(shí)用超純水沖洗微波消解蓋及消解罐至少三次，洗滌液一并轉(zhuǎn)移至容量瓶中，同時(shí)加入Rh、In、Re的混合內(nèi)標(biāo)，用超純水定容至刻度并搖勻，定容后的內(nèi)標(biāo)濃度為10μg/L。
表1. 微波消解儀工作參數(shù)
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步驟
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溫度/℃
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壓力/atm
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保持時(shí)間/min
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1
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130
|
15
|
10
|
|
2
|
165
|
20
|
5
|
|
3
|
180
|
25
|
30
|
3.3 標(biāo)準(zhǔn)溶液配制
配制不同濃度梯度Ti、Cr、Mn、Fe、Cu、As、Se、Cd、Hg、Pb多元素混合標(biāo)準(zhǔn)溶液，于一系列100mL的容量瓶中，加入Rh、In、Re的混合內(nèi)標(biāo)，用1%硝酸定容至刻度并搖勻，最終內(nèi)標(biāo)濃度為10μg/L，如表2。
表2. 各元素標(biāo)準(zhǔn)溶液濃度（μg/L）
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元素
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標(biāo)液1
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標(biāo)液2
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標(biāo)液3
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標(biāo)液4
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標(biāo)液5
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標(biāo)液6
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|
Cr、Fe、Cu、As、Se、Cd、Pb
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0.5
|
1
|
2
|
5
|
10
|
20
|
|
Ti
|
1
|
5
|
10
|
20
|
50
|
100
|
|
Mn
|
1
|
2
|
5
|
10
|
20
|
50
|
|
Hg
|
0.2
|
0.5
|
1
|
2
|
3
|
5
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3.4儀器參數(shù)優(yōu)化
采用10μg/L Li、Co、In、Ce
、U調(diào)諧液對儀器進(jìn)行優(yōu)化,參數(shù)如表3。
表3. 儀器工作參數(shù)
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儀器參數(shù)
|
工作條件
|
儀器參數(shù)
|
工作條件
|
|
RF電源功率
|
1300W
|
等離子氣
|
13L/min
|
|
輔助氣
|
1.06
L/min
|
載 氣
|
1.2L/min
|
|
采樣深度
|
16
|
掃描方式
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跳 峰
|
|
He/H2 混合氣
|
4.8mL/min
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重復(fù)次數(shù)
|
3次
|
3.5 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
待儀器熱機(jī)完成后，在He/H2碰撞反應(yīng)模式下對試樣空白進(jìn)行平行測定7次，計(jì)算其方法檢出限；同時(shí)對樣品進(jìn)行加標(biāo)，計(jì)算其加標(biāo)回收率，詳見表4。
表4. 方法檢出限及加標(biāo)回收率
|
元素
|
同位素
|
檢出限
μg/L
|
測定值
μg/L
|
樣品值
mg/kg
|
加標(biāo)量
μg/L
|
加標(biāo)回收率（%）
|
|
Ti
|
47
|
0.90
|
44.01
|
2852.91
|
50.0
|
100.6
|
|
Cr
|
52
|
0.075
|
0.52
|
0.57
|
1.0
|
104.6
|
|
Mn
|
55
|
0.11
|
0.17
|
0.21
|
1.0
|
119.2
|
|
Fe
|
56
|
2.33
|
11.25
|
18.31
|
20.0
|
99.8
|
|
Cu
|
63
|
0.067
|
0.22
|
0.28
|
1.0
|
119.5
|
|
As
|
75
|
0.85
|
<0.85
|
ND
|
1.0
|
85.0
|
|
Se
|
82
|
0.29
|
<0.29
|
ND
|
1.0
|
106.7
|
|
Cd
|
111
|
0.04
|
<0.04
|
ND
|
1.0
|
101.8
|
|
Hg
|
202
|
0.023
|
<0.023
|
ND
|
0.5
|
95.8
|
|
Pb
|
208
|
0.023
|
0.086
|
0.11
|
1.0
|
101.5
|
4. 結(jié)論
利用微波消解法，采用HNO3－HF體系對樣品進(jìn)行前處理，以Rh、In、Re作內(nèi)標(biāo)，校正儀器漂移和基體的影響，使用電感耦合等離子體質(zhì)譜儀ICP-MS
2000E測定了某品牌牙膏中10種元素含量。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，該方法檢出限在0.023μg/L~2.33μg/L之間，加標(biāo)回收率為85%~119.5%，結(jié)果表明該方法可以滿足牙膏樣品中的元素含量檢測的要求。
5.參考文獻(xiàn)
[1]
國家市場監(jiān)督管理總局/國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì) GB/T 38789-2020口腔清潔用品 牙膏中10種元素含量的測定 電感耦合等離子體質(zhì)譜法，全國口腔護(hù)理用品標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)，2020。
