离子色谱法测定化妆品中痕量硼酸的含量
时间:2019-05-14 阅读:1049
引言
硼在化妆品中以硼酸或硼砂的形式存在,具有一定的 抗菌防腐功能。但如不慎吸入或被创口吸收,可引起急性 中毒,出现恶心、腹泻等症状,继之恐出现昏厥、肾衰竭 甚至死亡。为此,《化妆品卫生规范》(2007版)对不同种 类的化妆品中硼酸盐的含量进行了严格限定,并推荐以甲 亚胺-H分光光度法作为硼酸盐含量的测定方法[1]。方法操 作繁琐,易引入较大的操作误差。离子色谱自20世纪70 年代问世以来,以检测各类样品基体中的阴阳离子为检测 对象,解决了许多其他仪器分析方法的疑难,在水质安 全、食品安全、化妆品等领域得到广泛的应用。屈峰等[2] 首先提出了以酒石酸-甘露醇为淋洗液,氢氧化钠为再生 液的离子色谱法测定了土壤和植物中硼酸盐的含量。李 晶等[3]在IonPac AS14阴离子交换分离柱上,采用L-精氨 酸-CHES-甘露醇为淋洗液,非抑制电导法测定了硼酸盐 的含量。将此类方法引入化妆品中硼酸盐含量测定过程 中,发现硼酸检测结果常呈现假阳性或结果偏高,说明该 类方法对化妆品样品不具备较好的选择性。
本文探索建立了抑制电导-离子排斥色谱测定化妆品 中硼酸盐含量的方法,选用对硼酸有*选择性的离子 排斥色谱柱IonPac ICE-borate为分析柱,抑制电导检测, 15 min之内即可完成化妆品样品中硼酸盐的检测。方法重 现性较好,操作简单。
测试条件
仪器:赛默飞ICS 2100离子色谱系统(配电导检测器); 分析柱:IonPac ICE-borate,7.5 µm,250×9 mm (P/N: 053945);柱温:室温;淋洗液:3 mmol/L甲烷磺酸(MSA)/60 mmol/L甘 露醇;流速:1.00 mL/min; 进样量:100 µL 检测方式:抑制型电导检测,排斥型阴离子微膜抑制 器(P/N: 067527),外接(25 mmol/L四甲基氢氧化铵 + 15 mmol/L甘露醇,3 mL/min)抑制。
样品前处理
膏霜类样品:称取2.00 g样品,以100%乙腈定容至 10 mL,充分振荡混匀,于6000转/min离心10 min,取上 清液稀释10倍,经过0.22 µm尼龙过滤膜、onguard RP柱 处理后,上机测定;
洗发液、沐浴露、爽身粉类样品:称取1.00 g,以超 纯水定容至100 mL,充分振荡混匀,经过0.22 µm尼龙过 滤膜、onguard RP柱后,上机测定。
结果和讨论
样品前处理条件的选择
由于化妆品种类繁多,组成较为复杂,根据其水溶 性强弱可简单分为水可溶性和水不溶性样品。对于水溶 性样品,如洗发液、爽身粉等,用超纯水即可将样品中 硼酸释放出来,再经过onguard RP柱去除样品中疏水 性物质后,即可上机测定。对于水不溶性样品,直接加 水振荡提取过程中非常容易形成乳液,影响硼酸盐的释 放效率。常见的破乳方法很多,但有机溶剂破乳无疑 简单有效,破乳释放待测成分的同时还能将样品基体沉 降。经实验研究,乙腈对膏霜类化妆品具有良好的沉淀 效果。为进一步消除溶于乙腈中的疏水性物质对色谱柱 柱效造成影响,将样品稀释10倍,经过onguard RP柱处 理后即可上机测定其中硼酸盐的含量
色谱柱选择及条件优化
排斥型离子色谱法中强酸(碱)性离子化合物因唐南排 斥作用,不能在色谱柱上保留而基本在死体积洗脱,弱 酸(碱)性离子化合物随着pKa(pKb)的增加,保留行为增 强。因而,该分析方法常用于分离检测强酸(碱)性化合物 基体中痕量的有机酸。但是化妆品中常添加苹果酸、柠 檬酸,丙三醇等物质作为香味剂或保湿剂,在普通排斥 色谱柱上容易对硼酸盐的检测产生较大的干扰。实验选 用对硼酸具有*选择性的排斥色谱柱 —— IonPac ICEborate为分析柱,在选定色谱条件下,*避免了柠檬 酸、丙三醇等物质的干扰。
硼酸属于弱酸性化合物,为提高其保留行为,适宜 提高淋洗液中甲烷磺酸的浓度。当甲烷磺酸浓度超过 3 mmol/L后,其相对保留时间随甲烷磺酸浓度的增加变 化不大,同时背景电导值增加较为明显。硼酸与甘露醇 结合生成的一价络合物具有较高的电导响应值,为保证 样品中硼酸*络合,在淋洗液中添加一定浓度的甘露 醇。实验发现淋洗液中加入甘露醇不仅改善了硼酸的响 应值,亦使基线变得更加平稳。实际样品及加标分离检 测谱图见图1
线性、方法检出限和精密度
随机抽取部分化妆品样品,平行处理九份,在选 定色谱条件下进行分离分析,硼酸的重现性较好,峰 面积、保留时间、峰高的相对标准偏差(RSD)均低于 3.4%。选择一个样品重复五次进样,硼酸的保留时间、 峰面积和峰高的相对标准偏差(RSD)均低于1.8%
在选定色谱条件下,80 µg/L~20 mg/L的浓度范围 内硼酸浓度与其峰面积呈良好的线性关系,线性方程为 y=0.026x-0.0038,线性相关系数r=0.9998。将某接近空 白含量的样品连续进样十次,由三倍标准偏差计算得出 方法的检出限为0.9 mg/kg,定量限为3.0 mg/kg。
实际样品检测结果及加标回收率
在选定实验条件下,部分化妆品样品检测结果见 表1。对样品进行不同浓度水平加标,其加标回收率为 87~108%(部分结果列于表2)。进一步证明此方法对硼 酸盐的检测结果非常可靠。
结论
本方法操作简单,重现性较好。选用对硼酸具有特 殊选择性的排斥色谱柱IonPac ICE-borate,*避免 了化妆品中添加剂的影响,实现硼酸含量的快速、准 确定量。