石棉是天然纤维状硅酸盐类矿物的总称,基本成分是水合硅酸镁(3MgO·3SiO2·2H2O),其纤维对人体危害很大,长期吸入会引起石棉肺、肺癌等疾病,我国《化妆品安全技术规范》已将石棉列为禁用物质。滑石粉是一种含水镁硅酸盐矿物,被广泛应用于化妆品(如爽身粉、眼影、粉底液等)及个人护理产品中。滑石粉化学结构稳定,但其原料中常伴有石棉杂质,可能影响人体健康。因此,有效准确地检测化妆品中的石棉,对于提高化妆品的品质,保护人体不受石棉侵害都有非常重要的意义。目前石棉检测常用方法见表1。
表1 石棉检测常用方法及其优缺点
鉴于上述方法单独使用时存在的缺点,可考虑采用联用方法分析实际样品。其中化妆品基质与国家标准GB/T 23263—2009《制品中石棉含量测定方法》适用的检测材料差别较大,而且其中石棉含量通常很低,国家标准能否适用,需要进一步验证。鉴于此,本工作参考上述标准,根据《化妆品安全技术规范》中石棉的测定要求,利用XRD 对化妆品中石棉进行初步定性筛查,然后采用PLM快速确认,并对确认含有石棉的样品进行XRD定量检测,方法具有检测快速、前处理简单、检出限低、测定结果准确度高等优点,具有较好的应用价值。
1、试验部分
取约少量眼影或爽身粉样品,置于玻璃载玻片上,用滴管滴加几滴浸油,使粉体颗粒充分分散和润湿,加载盖玻片,在偏光显微镜下放大观察其中是否含有石棉纤维结构。将粉底液样品置于马弗炉中灰化,冷却后置于研钵中,研磨均匀后参照眼影或爽身粉样品进行PLM定性检测。
将眼影、爽身粉样品置于研钵中,研磨均匀后置于X射线衍射仪配备的槽式样品架内,用刮板刮平,按照仪器工作条件进行定性检测。将粉底液样品置于马弗炉中灰化,冷却后置于研钵中,按照上述步骤处理和定性检测。取少量眼影、爽身粉样品或按照前文方法高温灰化好的粉底液样品,置于烧杯中,用异丙醇分散后转移至容量瓶中,用异丙醇稀释至刻度,然后超声。分取少量参考标准曲线用石棉标准样品系列的制备过程,真空抽滤,所得滤纸用XRD进行定量分析。数据处理过程参考GB/T 23263—2009。
2、结果与讨论
2.1 制样方法的选择
GB/T 23263—2009推荐使用的分散剂为甲酸或异丙醇,鉴于异丙醇性质更稳定、样品分散效果更好,因此试验选择异丙醇作分散剂。采用偏光显微镜观察时,眼影、爽身粉等粉末状化妆品可参考标准进行处理和观察,而粉底液类化妆品基质复杂,包括固相和液相,液相中还分油相和水相,通常观察不到样品中各组分颜色的明显差异,需进行适当预处理,因此试验选择将粉底液高温灰化后再参考该标准进行分析。
2.2 仪器工作条件的选择
发散狭缝宽度越大,衍射峰强度越大,峰形宽化越明显,平板样品误差越明显。为获得更准确的数据,试验选择的发散狭缝宽度为0.6mm。索拉狭缝可明显改善入射和衍射线的轴向发散度,使峰形对称。根据仪器使用指导说明,选择前、后置索拉角度均为2.5°。考虑到石棉特征峰会出现在衍射角度不小于12°处,为提高效率,将扫描范围调整至10°~70°。其他条件和GB/T 23263—2009的保持一致。
2.3 定性分析结果
在进行XRD分析时,一般需要与石棉标准品的XRD图谱进行比对。6种石棉标准品的XRD图谱见图1。
由图1可知6种石棉标准品的特征峰数据和《化妆品安全技术规范》提供的石棉矿物的一致。由3个阶段的特征峰可以初步判断待测样品中是否存在石棉以及存在的石棉种类。分析3种实际样品,所得XRD图谱见图2。
由图2可见在两处地方出现疑似温石棉的特征峰,需采用PLM进行确认;未在爽身粉、粉底液样品的XRD图谱中观察到石棉特征峰,说明这两种样品中未检出石棉。石棉纤维和疑似阳性眼影样品的PLM图像见图3。
GB/T 23263—2009对PLM定性检测石棉的判定要求为3个样品合计3000个粒子中石棉的纤维状粒子数量不少于4个。而化妆品种类繁多且粒子多呈不规则形态,多数产品在实际观察的过程中无法确认粒子数量,因此本试验将判定条件改为先用XRD初步鉴定,疑似检出时再用PLM放大40倍观察,一旦出现纤维状结构,即认定样品中含有石棉,否则认为XRD检出结果呈假阳性。由图3可知,在眼影样品中未观察到类似图3(a)的纤维状石棉结构,说明该眼影样品不含石棉。
2.4 标准曲线、检出限和测定下限
参考GB/T 23263—2009处理并测定标准曲线用石棉标准样品系列,以各石棉的质量为横坐标,对应的X射线强度为纵坐标进行线性拟合。结果显示,各类石棉标准曲线的线性范围均为20~500μg,其他线性参数见表2。按照仪器工作条件对最低浓度点的标准曲线用石棉标准样品重复测定多次,参考上述标准计算各类石棉的检出限和测定下限,结果见表2。
表2 线性参数、检出限和测定下限
2.5 精密度和回收试验
将少量爽身粉样品和温石棉标准品混合,分取微量,按照前述方法重复测定多次,计算回收率和测定值的相对标准偏差(RSD)。结果显示,测定值的RSD为1.2%,回收率为98.9%,说明方法的精密度和准确度较高。
3、结论
本工作在GB/T 23263—2009的基础上,优化了仪器工作条件、液体样品的处理方法以及PLM定性判定条件,并成功应用于爽身粉、眼影和粉底液样品中石棉的检测,该方法精密度、准确度好,检出限低,延伸了国家标准的使用范围,为化妆品中石棉的检测提供了有效的技术参考。