化妆品及保健品中Cr3+和Cr6+检测方案(离子色谱仪)

第27卷第5期2008年5月分析测试学报FENXICESHI XUEBAO (Joumal of Instrumental Analysis)Vol. 27 No.5546~548 745钟志雄等：化妆品及保健品中 Cr*和 Cr的柱后衍生-离子色谱法测定第5期 化妆品及保健品中Cr+和 Cr的柱后衍生-离子色谱法测定 钟志雄，朱炳辉，吴西梅 (广东省疾病预防控制中心，广东广州 510300) 摘要：建立了化妆品和保健品中Cr+、cr*的柱后衍生-离子色谱检测法。样品中的铬经柱前络合为2，6-嘧啶二羧酸铬，柱后衍生为1，5二苯碳酰二肼铬，于520 nm波长检测。优化了衍生反应条件，提高了检测灵敏度， Cr*和 Cr*方法检出限(LODs， 3J)分别为 0.12、0.011 mg/kg.样品加标回收率为89%~108%，重复性好。共存离子 Fe+、Fe、Pb、Cu*、Af*、Zn*、Hg*等，以及常见有机物均不干扰测定。 关键词：柱后衍生；离子色谱法；化妆品；保健品； Cr+； cr 中图分类号：O657.75； P578.8 文献标识码：A 文章编号：1004-4957(2008)05-0546-04 Determ ination ofCrand Crin Cosmetics and HygienicalFood by bon Chromatography with Post-column Derivatization ZHONG Zhi-xiong， ZHU B ing-hui， WU Ximei (Center for D isea se Control and Prevention of Guangdong Province， Guangzhou 510300， China) Abstract： A method was developed for the detem ination ofCrand Cr in cosmetics and hygienicalfood by ion chromatography using post-column derivatization with spectrophotometric detection TThesamp le was pretreated respectively with acetic acid to extract the Cr and sodium hydroxide to extractthe Cr*followed by comp lexing with pyridine dicarboxylic acid (PDCA) to fom Cr*- PDCA andCr*-PDCA， respectively Using diphenylcarbohydrazide(PDC) as the post-column derivative rea-gent， the absorbances of Cr-PDC and the Cr+-PDC fommed were detected at 520 nm， respec-tivelyyUnder op tim ized derivative conditions，the detection lim its(3) for Cr and Cr+were 0. 12and 0.011 mg/kg， respectively The relative standard deviatations(RSD) for Crand Cr were 1.1%and 1.3%(n=8)， respectively， and the average recoveries were in the range of 89%-108%.The de-teminations were not interfered by the coexistent cations， namely Fe+， Fe+， Pb*， Cu+， Alt，Zn*， Hg and the organic matter Key wo rd s： ppoosstt--ccoo lluumn derivitization：ion chromatography；cosmeticshygienical food； Cr*； co+ 铬是人体必需的微量元素，环境中铬主要以三价和六价形式存在，三价铬广泛分布于人体的各组织器官，维持人体糖和脂肪的正常代谢，其有机化合物如吡啶甲酸铬，常用于降糖的保健品中。六价铬则表现出明显的毒性，对皮肤粘膜有刺激和腐蚀性，已证实有致癌作用。食品和化妆品中铬形态分析尚没有标准检验方法，开展检测方法研究非常必要。 铬分析常采用分光光度法，为提高灵敏度，可选择高灵敏的显色剂21、富集浓缩和阴离子交换树脂微柱浓缩样品[4]，以及萃取光度法等[5]。原子吸收光度法用于铬形态分析，样品需经萃取、浓集、洗脱处理，再测定 Cr*、cr+[6]。化学发光法、电感耦合等离子体光谱、质谱测定铬的灵敏度较高17-91，但联用设备不普及。毛细管电泳检测 Cr*等重金属离子， Fe*干扰 Cr*测定110]。液相色谱法测定铬形态，多采用固相萃取富集，以提高灵敏度。保健食品、化妆品组成复杂，难以准确分析其有害元素形态含量，通常只测定总量，但不能真实反映危害水平。离子色谱法可用于于形态分 ( 收稿日期：2007-06-28；修回日期：2007-07-17 ) ( 基金项目：广东省卫生厅医学科学技术研究基金资助项目(A2006079) ) ( 第一作者：钟志雄(1965-)，男，广东龙川人，副主任技师， Tel： 020 - 84 4 51366-8155， E- m ail：l： zzxiong608@yahoo. com. cn ) 析12-13]，在化妆品检测中的应用尚未见报道，本文探讨离子色谱-光度法检测 Cr*和 Cr*，为保健食品及化妆品监管提供检测方法。 1实验部分 1.1仪器与试剂 Dionex ICS-2500型离子色谱仪，AD25紫外可见检测器， PC-10柱后反应装置，AS50自动进样器，色谱柱 bnPac CS5 (4 mm i.d. ×250mm)、CG5(4 mm i.d. ×50 mm)。 1 016 mg/L Cr*、1 017 mg/L Cr*为国家标准物质，2，6嘧啶二羧酸(PDCA)、1，5二苯碳酰二肼(PDC)、磷酸氢二钠、碘化钾、乙酸铵、氢氧化钠、硫酸、甲醇、盐酸、十二烷基三甲基氯化铵为优级纯或分析纯。标准溶液用淋洗液配制，实验用水为 18.0MQ 去离子水。 淋洗液：0.668 g PDCA、3.85 g乙酸铵、0.72g磷酸氢二钠、1.67g碘化钾和0.30 g氢氧化钠溶于 100mL水，得到混合储备液，用时稀释10倍，调节溶液 pH6.8。 衍生试剂：0.5g十二烷基三甲基氯化铵溶于 100 mL热水，冷却加法约 500mL、硫酸 20mL，另称取 0.5 g PDC， 溶于 150mL甲醇，两液混合加水定容到1000 mL，过滤后使用，冰箱储存稳定7 d. 1.22色谱条件 淋洗液流速 1.0mL /m in， 衍生剂流速 0.5mL /m in， 反应温度40℃， 检测波长520mm，进样量75uL，以保留时间定性，峰面积定量。 1.3样品预处理 准确称取1g样品于 25 mL比色管中，其中一组加入1.0 mol/L乙酸约 15 mL， 用于 Cr*的则定，另一组加入0.5 mol/L氧氧化钠勺 15mL用于 Cr*测定。两管水浴加热至沸腾20 min， 充分溶解，高速振荡5min， 超声浸提 10 min， 用 3.0 mol/L氢氧化钠、1.5 mol/L 盐酸调节样品溶液的 pH为6.5~7.0，加入2mL淋洗液储备液，水浴加热煮沸2min， 冷却，加水定容至刻度。取上清液，14000 r/m in离心分离 10 min， 过 0.45um滤膜，备用。 2 结果与讨论 2.1衍生剂浓度、反应温度与检测波长的确定 二苯碳酰二肼 (PDC)是测定铬常用的显色剂，但灵敏度不高。本研究优化了反应条件，以提高灵敏度。分别固定 PDC、甲醇、十二烷基三甲基氯化铵和硫酸中的3种试剂含量，改变其中1种试剂的浓度，测定标准溶液中 Cr *和 cr*的峰面积。实验结果表明， PDC从 0.3 g/L增加到0.8g/L时，Cr*的峰面积增大， cr*的峰面积则减小；甲醇体积分数从5%增加到 20%时， Cr*的峰面积稍微增大，cr*的峰面积增加较多；十二烷基三甲基氯化铵从 0.2 g/L增加到 4 g/L时， Cr*和 Cr*的峰面积先增加后减小；硫酸体积分数从1.5%增加到3.0%时， Cr*和 Cr*的峰面积变化不明显。综合考虑，选择0.5g/L PDC、15%甲醇、2.0%硫酸、0.5 g/L十二烷基三甲基氯化铵混合液作衍生剂。 反应温度对显色反应有明显的影响，在室温、40℃、60℃80℃时，分别测定标准溶液中 Cr*和Cr*的峰面积。实验结果表明，温度增加，Cr*峰面积略有减小， cr*峰峰面积明显增加，反应温度为40℃较合适。 Cr(Ⅲ) - PDCA和 Cr(VI) -PDCA在255、325、365mm有紫外吸收，但吸收弱[5。Cr(Ⅲ)-PDC和 Cr(VI)- PDC在 520、540 nm等有较强的可见吸收，因此，选取520 nm为检测波长。 2.221样品预处理方法的选择 铬形态分析样品前处理方法有多种，可采用PIS聚合物吸附、阴离子微柱浓缩法13-4]，中性氧化铝小柱吸附样品的 Cr*和 Cr*， 然后用酸、碱分别洗脱，回收率好。Cathum等采用嘧啶二酸铵萃取环境样品中的 Cr*、 cio和 Cr0。综合文献报道，碱性条件有利于 Cr*的提取，但 cr*会生成 Cr(OH)，沉淀，采用酸提取 Cr*更合适。本实验分别测定 0.5mol/L碳酸氢钠、氢氧化钠，1.0mol/L硫酸、乙酸、盐酸溶液等浸提样品中 Cr*和 Cr*的效率。结果表明，碳酸氢钠、盐酸、硫酸提取效率极低，0.5 mol/L氢氧化钠溶液浸提 Cr*和1.0 mol/L乙酸提取 Cr *的效率较高(见表1)。故本 文选先 0.5 mol/L氢氧化钠和1.0mol/L乙酸分别作为 Cr*、Cr*的提取液。 表1浸提液对化妆品和保健品中 Cr+、cr*回收率的影响 (n=3) Table 1 Effect of extractive reagent on the recoveries of Cr a and Cr in co smetics and hygienical food(n =3) Extractive Original Added Found Recovery Sample reagent Cation wo/(mg kg) w/(mg kg) wp/(mg kg) R/% Color focus palette 0. 5 mol/L NaOH Cr+ <0.12 30.48 7.28±0.61 24 cr+ 0.81 4.07 5.22±0.22 108 1 mol/L CH，COOH cr+ <0.12 30.48 26.97±1.54 89 Crt 0.75 6.10 3.5 ±0.31 45 Foundation cream 0. 5 mol/L NaOH <0.12 30.48 5.35±0.14 17 Cr+ 0.59 4.07 4.83 ±0.57 104 1 mol/L CH，COOH Cr+ <0.12 30.48 27.87±1.68 91 Cr+ 0.75 6.10 3.33±0.25 42 Anti-diabetic cap sule 0.5 mol/L NaOH Cr+ <0.12 30.48 6.1±0.78 20 Cr+ <0.011 6.10 5.62±0.22 91 1 mol/L CH， COOH Cr+ 10.36 30.48 38.58±3.23 93 c6+ <0.011 6.10 3.92±0.57 64 2.3干扰实验 考察了常见共存离子对铬测定的影响，实验发现， 10.0mg/L的 Fe*、Fe+、Pb、Cu+、Ai*、zn*、Hg*， 15.0 mg/L的苯甲酸、山梨酸、糖精钠、柠檬酸、酒石酸，均不影响测定。 2.4线性方程、线性关系与检出限 在实验选定的最佳条件下，分别测定 Cr*和 cr*的混合标准溶液，求得线性方程和相关系数。配制 0.05 mg/L Cr*和 0.02 mg/L Cr*的混合标准溶液，连续进样11次，得到浓度平均值和标准差，计算方法的检出限 (LODs， 30)见表 2。 表2线性方程、线性关系与检出限 Table 2LI inear regression equations， correlation coefficients and detection lim its (3) Cation Correlation Average concentration LODs Linear regression equations coefficient r (n=11)p/(mg. L) p/(ug. L-) w/(mg kg) cr+ A=-3.10×10-6+5.59×10-5c 0.999 4 0.068±1.559×10 4. 7 0.12 Cr+ 4=-1.07×10-4+7.27×10-3c 0.999 6 0.0158±1.391×10“ 0.42 0.011 2.57方法的精密度与加标回收率 配制 0.245 mg/L Cr*和 0.100 mg/L Cr*的混合标准溶液连续进样8次，峰面积平均值和相对对准偏差分别为1.045×10±1.195×10、RSD为1.1%， 1.086×10±1.367×10、RSD为1.3%。 准确称取1g胭脂粉样品3份，其中2份分别加入 Cr(Ⅲ)和Cr(VI)标准溶夜，按照"1.3”处理羊品，测定。Cr*平均回收率为 89%~93%，Cr*平均回收率为 91%~108%(见表1)，色谱图见图 1A、1B。 图1标准溶液(A)及胭脂粉(B)的离子色谱图 Fig.1 bn chromatogram of standard mixture(A) and powder blush refill(B) A： 1.Cr+(8.13 mg/L)， 2. Cr+ (0.816 mg/L)； B： 2. Cr+ (0.025mg/L) (下转第552页) ( 参考文献： ) ( 1T 陈青川，于文莲，王静.高效液相色谱法同时测定多种食品添加剂 [J].色谱，2001，19(2)：105-108. ) ( [2] 陈金东，李蔚.高效液相色谱法同时测定食品中的阿斯巴甜、阿力甜[J].中国卫生检验杂志，2006， 1 16(9)：1069-1070. ) ( [3] 中华人民共和国卫生部. GB2760食品添加剂使用卫生标准[S].北京：中国标准出版社，1997：28-29. ) ( 陈少波，潘超华.食品中甜蜜素的紫外分光光度法测定[J].分析测试学报，2000，19(3)： 82-83. ) ( 贾玉珠，骆和东，林健. . I HPLC法同时测定饮料中5种添加剂的研究[J].中国卫生检验杂志，2005， 15(4)： 448-449. ) ( 6 郭又珍，王志宏.同时测定碳酸饮料中苯甲酸钠、山梨酸钾和安赛蜜的高效液效色谱法[J].分析测试学报， 2001，20(4)： 6 7-68. ) ( [71 郭莹莹，朱岩，叶明立.淋洗液发生器离子色谱抑制电导法测定甜味剂[J]浙江大学学报，2004，31(4)： 435-437. ) ( [8] ZHU Yan， GUO Yingying， Y YEM ingli， e t al Separation a nd s i multaneous detemm ination of four artificial sweeteners in food and beverages by ion chromatography[J]. J Chromatogr A， 20 0 5，108 5 ： 143-146. ) ( 19 BOYCEMC Simul t aneous detemm ination of antioxidants， preservatives and sweeteners pemm itted as ad d itives in f o od bym ixed m icellar electrokine t ic chromatography [J ]. J Chromatogr. A， 1999，847：369 - 375. ) ( 1101 CA THER N E O T， CR A IGE TRENERRYV. Micellar el e ctrokinetic capillary chrom a tographic deteim ination of a rtificial sweeteners in l ow-Joule s oft drinks and other foods[J l . . . J Chromatog r A，1995，694： 5 07-514. ) (上接第548页) ( 参考文献： ) ( T1 FLORAS De Thr es hold mechanism s and s i te specificity in c hrom ium (VI) car c inogenesis[J ]. Car c inogenesis， 200 0 ，21 (4)：533-541. ) ( T2 FANG Guozhen， LUO J ikuen n S p ectrophotometric detem ination of chrom ium (Ⅲ， VI ) by use of chrom ium (Ⅲ， VI) chrom A z url S - cetylpyridinium b rom ide-hydroxylam ine hydrochloride-zinc (Ⅱ) system [ J ]. Talanta. ，1 1992， 3 9(12)： 1579-1582. ) ( [31 SCND A Y M ， PANDEY A K， REDDY A V， et al Selecti ve preconcentration and d ete m m ination of chromium (VI) u - sing a flat sheet polymer inclusion sorbent potential a pplication for Cr(VI) d e tem ination in real samples [J]. A n a lChem， 2 002， 74(16)：4204-4212. ) ( 14 SAMANTA G， BO R NG CB， DASGU P TA P K Continuo u s automated measurement of hexavalent chrom ium in airb o me particu la t e matter[J]. Anal Chem ， 2001， 73(9)： ：2 2034-2040. ) ( 5 THORBUM D， DANGOLLE CD F. Sp e ctrophotometric detem ination of chrom ium (VI) by e x traction of the dichromateanion into propylene carbonate [J]. Anal Chim Acta， 1 997， 356： 14 5 -152. ) ( 16 SAHA YAM A C Speciation ofCr(Ⅲ) and Cr( V I) in potab l e waters by using activated neutral alum ina as collector andET-AAS for detemm ination[J] . Anal B ioanal Chem，2002， 372(7/8)：840-842. ) ( [71 XU Yi， BESSO TH F G ， EIKEJC T， e t al O n- l ine monitoring of ch rom ium (Ⅲ) using a fastm icromachined m ixer/reac-tor and chem ilum inescence detection[ J ]. Analyst， 20 0 0，125：677-685. ) ( [8] FRANCESCO C， ANDREA R. De t em ination of ca d m ium， lead ， iron ， nic k el and chrom ium in se l ected food matrices by plasma spectrometric techniques[ J ] . M icrochem ical Jouma l ， 2002， 79(1/2) ：9 1-96 . ) ( [9] WU Ying， H U B in， P ENG Tong， et al In-situ separatio n of chrom ium (Ⅲ) and chrom ium (VI) a nd s e quential ETV - ICP-A E S de t emm ination u sing acetylacetone and PTFE as chemical m odifiers[J]. I Fresenius J Anal Chem， 2001， 370(7)：904-910. ) ( [10 ] 王柏松，李华，丁富新，等.毛细管电泳柱上络合分离、间接紫外检测重金属离子[J].分析测试学报，2006， 25(5)：25-29. ) ( 「111 CATHUM S， B R OWN C E， WON G Wei Detem ination ofCrt， Cro and CrO， ’ in environmentalmatrixes by high- perfomance liquid chromatography with diodearray detection[J] . Anal B ioanal Chem， 2002，373(1/2)：103-110 . ) ( 1121 TOMASD H， ROH R ER J S， JACKSON PE， et al Detemm i n a tion of hexavalent chrom ium at the level of the Cal i foria Public Health Goal by ion chromatography[J ] . JChromatogr . A， 2002， 956(1 / 2)：255-259 . ) ( [13]周光明，刘珍，杨光明，等.低压离子色谱分离-化学发光学线检测过渡金属离子[J].色谱，2005，23(3)： 265-268. ) ◎China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http：//www.cnki.net