牙膏是一种常用清洁牙齿、保护口腔的卫生用品。随着科技的发展，牙膏的功效也逐渐增多。与此同时，牙膏中添加剂的种类也越来越多。在生产过程中，不可避免地引入多种元素。过多的摄入这些元素，可能会导致疾病的发生。比如铅，长期沉积在人体内，会导致神经系统和造血功能紊乱，影响人体的新陈代谢及智力发育。因此，对牙膏中元素含量的检测，显得尤为重要。
本文参考国家市场监督管理总局、国家标准化管理委员会发布的《GB/T 38789-2020 口腔清洁用品 牙膏中10种元素含量的测定 电感耦合等离子体质谱法》，采用6mLHNO3＋2mLHF对市面上所售的某品牌牙膏进行微波消解，选取Rh、In、Re作内标，校正仪器漂移及样品基体所带来的影响和波动。利用ICP-MS 2000E进行测定，结果表明，该方法能够快速、准确地分析牙膏中多种元素的含量。

1.仪器
ICP-MS 2000E是江苏天瑞仪器股份有限公司自主研发的电感耦合等离子体质谱仪（如图1），采用PRC碰撞反应池技术，有效消除多原子离子干扰。
2.测试原理
样品经微波消解处理，通过雾化器雾化后送入高温等离子体中，干燥、原子化、电离，元素离子经接口室进入质谱仪，通过离子透镜系统、质量分析器及检测器，检测器对相应元素离子做出响应（每秒离子计数cps（counts per second）），利用响应强度与待测元素离子浓度成正比关系进行定量分析。


3.实验部分
3.1 实验所用设备及试剂
ICP-MS 2000E(带碰撞反应池，江苏天瑞仪器股份有限公司)；
微波消解仪(WX-8000，上海屹尧)；
实验所用超纯水(电阻率达18.25MΩ·cm， 默克密理博，德国）；
硝酸（质量比为65%,G.R，萨劳，西班牙）；
氢氟酸（质量比为40%，G.R，国药集团）；
元素标准溶液(10µg/mL，Inorganic Ventures，美国)；
氩气（纯度99.999% ，Air Products，美国）。
He/H2 混合气（其中H2为7.13%mol/mol，上海伟创）。
3.2 样品前处理
准确称取0.25g牙膏样品（精确至0.0001g）于事先洗好的微波消解罐中，加入6mLHNO3及2mLHF后混匀，预反应15分钟后，盖上消解盖，置于微波消解仪中进行消解，同时做试样空白。微波工作条件如表1。待消解完成、冷却后，打开消解罐，在赶酸仪上进行赶酸1h，温度为120℃。赶酸完成后取下冷却至室温，将消解液转移至100mL的容量瓶中，同时用超纯水冲洗微波消解盖及消解罐至少三次，洗涤液一并转移至容量瓶中，同时加入Rh、In、Re的混合内标，用超纯水定容至刻度并摇匀，定容后的内标浓度为10μg/L。

表1. 微波消解仪工作参数

步骤	温度/℃	压力/atm	保持时间/min
1	130	15	10
2	165	20	5
3	180	25	30

3.3 标准溶液配制
配制不同浓度梯度Ti、Cr、Mn、Fe、Cu、As、Se、Cd、Hg、Pb多元素混合标准溶液，于一系列100mL的容量瓶中，加入Rh、In、Re的混合内标，用1%硝酸定容至刻度并摇匀，最终内标浓度为10μg/L，如表2。

表2. 各元素标准溶液浓度（µg/L）
               

元素	标液1	标液2	标液3	标液4	标液5	标液6
Cr、Fe、Cu、As、Se、Cd、Pb	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

3.4仪器参数的设定
采用10μg/L Li、Co、In、Ce 、U调谐液对仪器进行优化,参数如表3。
表3. 仪器工作参数

仪器参数	工作条件	仪器参数	工作条件
RF电源功率	1300W	等离子气	13L/min
辅助气	1.06 L/min	载  气	1.2L/min
采样深度	16	扫描方式	跳 峰
He/H2 混合气	4.8mL/min	重复次数	3次

3.5 实验数据
待仪器热机完成后，在He/H2碰撞反应模式下对试样空白进行平行测定7次，计算其方法检出限；同时对样品进行加标，计算其加标回收率，详见表4。

表4. 方法检出限及加标回收率

元素	同位素	检出限 μg/L	测定值 μg/L	样品值 mg/kg	加标量 μg/L	加标回收率（%）
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. 结论
利用微波消解法，采用HNO3－HF体系对样品进行前处理，以Rh、In、Re作内标，校正仪器漂移和基体的影响，使用电感耦合等离子体质谱仪ICP-MS 2000E测定了某品牌牙膏中10种元素含量。实验数据表明，该方法检出限在0.023μg/L~2.33μg/L之间，加标回收率为85%~119.5%，结果表明该方法可以满足牙膏样品中的元素含量检测的要求。