电子烟雾化液中重金属检测方案(ICP-MS)

SSL-CA20-572Excellence in Science Excellence in ScienceICPMS-167 岛津企业管理(中国)有限公司-分析中心Shimadzu (China) Co.， LTD.-Analytical Applications CenterEmail： sshzyan@shimadzu.com.cnTel：86(21)34193996http：//www.shimadzu.com.cn ICPMS-2030 测定电子雾化液中9种重金属元素含量 CPMS-167 摘要：本文结合中国电子商会团体标准《电子雾化液安全技术规范》 (征求意见稿))的的要求，参考GB5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》第一法，使用岛津ICPMS-2030系列，对多种电子雾化液中的重金属元素进行测定，实验结果表明，该方法操作简便，仪器在0~50 ug/L 范围内线性良好，检出限低，加标回收率在90.6%~108%之间，可满足电子雾化液中9种重金属元素的测定。 关键词：ICPMS-2030系列电子雾化液友重金属 电子雾化液是可被雾化电子烟装置转化为可吸入气溶胶的含有烟碱(尼古丁)的液体或凝胶。其主要成分是食用级或者医药级别的丙三醇(也称甘油)，1，2-丙二醇(一般不用1，3-丙二醇)和聚乙二醇，以及烟草专用香精，为了口感更贴近香烟，也会添加烟碱成分。烟碱等有害物质易引发人体慢阻肺、慢性支气管炎、甚至肺癌等肺部疾病，受到人们高度关注。而重金属元素作为电子雾化液中可能存在的危害物，同样会危害到人体的健康。 由于电子烟的迅猛发展以及自身存在的各种安全性问题，越来越多的国家和社会组织已经正在制定标准，把电子烟纳入监管范畴。中国电子商会正在制定的团体标准《电子雾化液安全技术规范》((征求意见稿)对电子雾化液中的多项杂质成分做了严格的限量要求， 实验部分 其中，重金属元素铅、镉、汞、锑、镍、硒、钡、铬和砷等9个元素被列入限值范围，要求汞含量不高于0.1mg/kg，砷和镉含量不高于0.2 mg/kg，铬含量不高于0.3mg/kg， 镍和铅含量不高于 0.5 mg/kg， 锑含量不高于2.0 mg/kg， 钡含量不高于2.5 mg/kg，硒含量不高于5.0mg/kg. 本文根据《电子雾化液安全技术规范》 (征求意见稿)要求，参考GB5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》，建立了使用岛津ICPMS-2030 系列电感耦合等离子体质谱仪应对电子雾化液分析的方法，并对5种电子雾化液进行测定，方法简单、方便，能够有效地监控电子雾化液中9种重金属元素的含量。 1.1仪器 岛津ICPMS-2030系列电感耦合等离子体质谱仪 1.2实验器皿及试剂 实验所用器皿为塑料材质，使用硝酸溶液(1+1)浸泡24小时后，用去离子水冲洗，干燥备用；实验所用硝酸为电子级试剂，实验用水为超纯去离子水。 1.3样品前处理 移取电子雾化液试样2.00 mL于微波消解内罐中，加入5mL硝酸，加盖放置3h后，旋紧罐盖，置于微波消解仪中进行消解(升温程序见表1)。消解结束冷却后取出，缓慢打开罐盖排气，用少量水冲洗内盖，将消解罐放置控温电热板上，于100℃加热30 min， 超纯水定容至50mL，摇匀待测，同时制备样品空白和加标样品。 表1微波消解升温程序 程序 温度/℃ 升温时间/min 恒温时间/min 1 0~120 5 5 2 120~150 5 10 3 150~190 5 20 1.4仪器参数 等离子体参数： 高频功率：1.2kW 等离子体气流速：8.0L/min 辅助气流速：1.1 L/min 载气流速： 0.7L/min 炬管类型：Mini 雾化器类型：同心 雾化室：旋流 雾室温度：5C 采样深度：5.0mm 高频频率：27.12MHz 碰撞条件1： 碰撞气体：He 碰撞气流速：6mL/min 池电压：-21V 能量过滤器电压：7.0V 碰撞条件2： 碰撞气体：He 碰撞气流速：7 mL/min 池电压：-70V 能量过滤器电压：8.0V 结果与讨论 2.1标准曲线溶液配制 配制介质为5% HNO的As、Ba、Cd、Cr、Ni、Pb、Sb 和 Se元素系列标准溶液于50mL容量管中，配制浓度如表2所示。加入1 mg/L的 Au作为稳定剂，单独配置 Hg元素系列标准溶液如表3。内标元素“Ge，115in，209Bi浓度为 0.2 mg/L， 采用内标组件在线添加。 表2 标准溶液浓度及分析质量数 元素 质量数 标准曲线浓度(ug/L) amu) Blank STD1 STD2 STD3 STD4 STD5 STD6 As* 75 0 0.10 1.00 5.00 10.0 25.0 50.0 Ba 137 0 0.10 1.00 5.00 10.0 25.0 50.0 Cd 111 0 0.10 1.00 5.00 10.0 25.0 50.0 Cr 52 0 0.10 1.00 5.00 10.0 25.0 50.0 Ni 60 0 0.10 1.00 5.00 10.0 25.0 50.0 Pb 208 0 0.10 1.00 5.00 10.0 25.0 50.0 Sb 121 0 0.10 1.00 5.00 10.0 25.0 50.0 Se* 78 0 0.10 1.00 5.00 10.0 25.0 50.0 注：*为选用碰撞条件2进行分析 表3Hg标准溶液浓度及分析质量数 元素 Hg 质量数 标准曲线浓度(ug/L) (amu) Blank STD7 STD8 STD9 STD10 202 0 0.20 0.50 1.00 2.00 2.2部分元素标准曲线图 r=0.99995 BEC= 0.0082602(ug/L) 3a=0.0035237 (ug/L)10a=0.0117457 (ug/L) 图1 Hg元素的标准曲线 图2 Se 元素的标准曲线 2.3检出限 按照实验方法对样品空白进行11次测定，以移取液体样品2mL经过前处理消解最终定容至50mL计算各元素的方法检出限及定量限，结果见表4。 表4 9种元素检出限结果(mg/L) 元素 校正内标 方法检出限 GB 5009.268 检出限 方法定量限 GB 5009.268 定量限 As "Ge 0.0005 0.0005 0.002 0.002 Ba 1151n 0.0009 0.05 0.003 0.02 Cd 1151n 0.0004 0.0005 0.001 0.002 Cr "Ge 0.0003 0.02 0.0009 0.05 Hg 209Bi 0.0001 0.0003 0.0004 0.001 Ni Ge 0.001 0.05 0.004 0.20 Pb 209Bi 0.0003 0.005 0.001 0.02 Sb 115in 0.0003 0.003 0.0008 0.01 Se Ge 0.0007 0.003 0.003 0.01 2.4样品分析结果及加标回收率 使用ICPMS-2030 系列测定了5种电子雾化液样品中的9种重金属元素含量，为考察方法的准确性，对样品进行加标回收，加标回收率在90.6%~108%之间，满足GB/T 27404-2008〈《实验室质量控制规范食品理化检测附录F的要求。实验结果见表5。 表5 电子雾化液样品分析结果及加标回收率 样品 项目 As Ba Cd Cr Hg Ni Pb Sb Se 样品含量(ug/L) 0.06 0.30 N.D. 0.18 N.D. 0.75 0.14 0.09 0.05 西瓜味 加标量(ug/L) 2.00 2.00 2.00 2.00 1.00 2.00 2.00 2.00 2.00 雾化液 加标回收率(%) 108 93.3 99.2 103 95.8 95.9 97.3 95.9 107 RSD (%) (n=3) 1.89 2.47 2.05 0.27 1.99 1.62 0.39 3.07 1.71 样品含量(ug/L) N.D. 0.66 N.D. 0.08 N.D. 0.19 0.09 0.12 0.06 芒果味 加标量(ug/L) 2.00 2.00 2.00 2.00 1.00 2.00 2.00 2.00 2.00 雾化液 加标回收率(%) 101 97.1 96.2 105 90.6 97.2 98.4 95.2 104 RSD (%) (n=3) 1.67 3.95 2.91 2.34 2.12 0.92 0.63 1.88 1.86 样品含量(ug/L) 0.51 0.80 0.01 0.19 N.D. 0.04 1.67 1.24 0.49 草莓棉花 加标量(ug/L) 2.00 2.00 2.00 2.00 1.00 2.00 2.00 2.00 2.00 糖味 雾化液 加标回收率(%) 95.4 97.0 99.4 108 93.2 100 99.5 91.5 100 RSD (%) (n=3) 3.08 1.09 1.01 3.22 3.40 0.86 1.20 1.06 3.78 样品含量(ug/L) 0.62 0.27 N.D. 0.61 N.D. 0.26 0.42 0.09 0.62 荔枝梅果 加标量(ug/L) 2.00 2.00 2.00 2.00 1.00 2.00 2.00 2.00 2.00 冰味 雾化液 加标回收率(%) 96.2 102 102 103 94.4 102.3 97.9 99.1 102 RSD (%)(n=3) 1.83 2.63 1.95 2.06 0.65 3.54 0.62 0.66 2.66 样品含量(ug/L) 0.63 0.47 0.01 0.31 N.D. 0.09 1.13 0.07 0.64 奇异果苹 果味 雾化液 加标量(ug/L) 2.00 2.00 2.00 2.00 1.00 2.00 2.00 2.00 2.00 加标回收率(%) 98.3 104 99.8 102 91.9 100 96.5 91.2 107 RSD (%)(n=3) 0.52 1.95 1.55 2.02 0.48 2.12 1.11 1.60 3.68 注：N.D.表示未检出 结论 参考国家标准 GB 5009.268-2016《食品安全国家标准食品中多元素的测定》，采用硝酸体系微波消解处理电子雾化液样品，建立了岛津ICPMS-2030电感耦合等离子体质谱仪测定电子雾化液中9种重金属元素含量的分析方法。该方法操作简便、快速，线性相关系数良好，相关系数大于0.9995，各元素检出限低，精密度高，相对标准偏差(RSD， n=3) 小于3.95%，测试结果准确，可适用于电子雾化液中多种重金属元素含量的测定。 岛津应用云 电子烟的迅猛发展以及自身存在的各种安全性问题，越来越多的国家和社会组织已经正在制定标准，把电子烟纳入监管范畴。中国电子商会正在制定的团体标准《电子雾化液安全技术规范》（征求意见稿）对电子雾化液中的多项杂质成分做了严格的限量要求，其中，重金属元素铅、镉、汞、锑、镍、硒、钡、铬和砷等9个元素被列入限值范围，要求汞含量不高于0.1 mg/kg，砷和镉含量不高于0.2 mg/kg，铬含量不高于0.3 mg/kg，镍和铅含量不高于0.5 mg/kg，锑含量不高于2.0  mg/kg，钡含量不高于2.5 mg/kg，硒含量不高于5.0 mg/kg。本文根据《电子雾化液安全技术规范》（征求意见稿）要求，参考GB 5009.268-2016《食品安全国家标准 食品中多元素的测定》，建立了使用岛津ICPMS-2030系列电感耦合等离子体质谱仪应对电子雾化液分析的方法，并对5种电子雾化液进行测定，方法简单、方便，能够有效地监控电子雾化液中9种重金属元素的含量。