电感耦合等离子体质谱法同时测定洗发水中52种元素

doi:10.3969/j.issn.2097-2806.2026.08.016

摘要/Abstract

摘要：

为了解洗发水中元素含量状况，建立了电感耦合等离子体质谱法同时测定洗发水中52种元素的分析方法。通过优化微波消解及ICP-MS条件，选用6 mL HNO₃和2 mL H₂O₂消解样品，Ge和Re作为内标定量分析了57批次市售洗发水中Li、Be、B、Al、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Zn、Ga、As、Se、Rb、Sr、Y、Ru、Pd、Ag、Cd、In、Sn、Sb、Te、Cs、Ba、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Hf、Ir、Pt、Au、Hg、Tl、Pb、Bi、U 52种元素含量。结果表明，该方法在1~100 μg/L （Se、Zn、Fe、Al：1~1 000 μg/L；Hg：0.1~4 μg/L）范围内线性关系良好，相关系数均>0.999 0，方法检出限不高于75 μg/kg。低、中、高浓度加标回收率范围为81.3%~114.1%，RSD<6% （n=6）。该方法简单、准确、灵敏度高、重复性好，适用于洗发水中52种元素的快速批量测定。洗发水样品中Pb、Cd、Hg、As检测结果均符合规定，化妆品禁用组分Ni、Cr、Sb、Te、Be、Tl和16种稀土元素含量低，某些类型或品牌洗发水中Se、Zn、Fe、Al含量较其他样品高。

关键词: 洗发水, 电感耦合等离子体质谱, 元素, 微波消解

Abstract:

To investigate the elemental contents in shampoo, an analytical method for the simultaneous determination of 52 elements in shampoo was established using inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS）. Through the optimization of microwave digestion and ICP-MS operational parameters, 6 mL of nitric acid and 2 mL of hydrogen peroxide were adopted to digest the samples; the No gas analysis mode and He mode were selected as instrumental analysis modes; and Ge and Re were used as online internal standards. The concentrations of 52 elements （namely Li, Be, B, Al, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Ga, As, Se, Rb, Sr, Y, Ru, Pd, Ag, Cd, In, Sn, Sb, Te, Cs, Ba, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Hf, Ir, Pt, Au, Hg, Tl, Pb, Bi, and U） in 57 shampoo samples were determined and quantified by ICP-MS under the opimal experimental conditions. The results indicate that under the optimized conditions, the linearity of all 52 elements is good in the range of 1-100 μg/L （1~1 000 μg/L for Se, Zn, Fe, and Al; 0.1~4 μg/L for Hg）, with the correlation coefficients exceeding 0.999 0. The limits of detection of the method are no higher than 75 μg/kg. The spiked recoveries at low, medium and high concentrations （n=6） range from 81.3% to 114.1%, with relative standard deviations of no more than 6%. This method is simple, accurate, sensitive and reproducible, making it suitable for the rapid, high-throughput determination of 52 elements in shampoo. The determination results show that the concentrations of Pb, Cd, Hg, and As in all samples conform to the standard. The contents of prohibited cosmetic ingredients, including Ni, Cr, Sb, Te, Be, Tl and 16 rare earth elements, are low. In contrast, the concentrations of Se, Zn, Fe, and Al are higher in certain types or brands of shampoo samples than in others.

Key words: shampoo, inductively coupled plasma mass spectrometry （ICP-MS）, element, microwave digestion

中图分类号:

TQ658

李丽敏, 花中霞, 薛钰凡, 董新凤. 电感耦合等离子体质谱法同时测定洗发水中52种元素[J]. 日用化学工业（中英文）, 2026, 56(8): 1118-1124.

Limin Li, Zhongxia Hua, Yufan Xue, Xinfeng Dong. Simultaneous determination of 52 elements in shampoo by inductively coupled plasma mass spectrometry[J]. China Surfactant Detergent & Cosmetics, 2026, 56(8): 1118-1124.

图/表 2

表1

52种元素的线性和检出限"

元素	线性方程	线性范围/ （μg/L）	相关系数r	仪器检出限/ （μg/L）	方法检出限/ （μg/kg）	定量限/ （μg/kg）
⁷Li	y=3.694×10^-2x+1.092×10^-3	1~100	0.999 6	0.100	5.0	15
⁹Be	y=1.245×10^-2x-2.258×10^-5	1~100	1.000 0	0.040	2.0	6.7
¹¹B	y=6.088×10^-3x+1.506×10^-2	1~100	0.999 8	0.800	40	133
²⁷Al	y=1.201×10^-3x+7.160×10^-3	1~1 000	0.999 9	1.500	75	250
⁴⁵Sc	y=1.609×10^-2x+2.267×10^-2	1~100	0.999 4	0.030	1.5	5.0
⁵¹V	y=1.358×10^-1x+1.662×10^-3	1~100	1.000 0	0.009	0.45	1.5
⁵²Cr	y=1.632×10^-1x+2.957×10^-2	1~100	0.999 8	0.060	3.0	10
⁵⁵Mn	y=5.790×10^-2x+2.463×10^-3	1~100	0.999 9	0.090	4.5	15
⁵⁶Fe	y=1.188×10^-1x+1.642×10^-1	1~1 000	0.999 8	0.300	15	50
⁵⁹Co	y=3.597×10^-1x+1.271×10^-3	1~100	1.000 0	0.004	0.20	0.70
⁶⁰Ni	y=1.066×10^-1x+4.554×10^-3	1~100	0.999 5	0.070	3.5	12
⁶³Cu	y=2.778×10^-1x+3.216×10^-2	1~100	0.999 9	0.020	1.0	3.3
⁶⁶Zn	y=2.776×10^-2x+4.192×10^-2	1~1 000	0.999 9	0.200	10	35
⁷¹Ga	y=2.409×10^-2x+1.913×10^-4	1~100	0.999 9	0.010	0.50	1.7
⁷⁵As	y=1.709×10^-2x+1.010×10^-4	1~100	1.000 0	0.010	0.50	1.7
⁷⁸Se	y=5.624×10^-4x+1.706×10^-7	1~1 000	0.999 9	0.300	15	50
⁸⁵Rb	y=3.923×10^-2x+7.101×10^-4	1~100	1.000 0	0.008	0.40	1.3
⁸⁸Sr	y=5.314×10^-2x+2.134×10^-2	1~100	1.000 0	0.020	1.0	3.3
⁸⁹Y	y=1.348×10^-1x-1.702×10^-1	1~100	0.999 8	0.020	1.0	3.3
¹⁰¹Ru	y=1.850×10^-1x-5.380×10^-5	1~100	0.999 9	0.002	0.10	0.40
¹⁰⁵Pd	y=2.171×10^-1x-7.903×10^-6	1~100	0.999 6	0.005	0.25	0.80
¹⁰⁷Ag	y=4.525×10^-1x+7.445×10^-4	1~100	0.999 9	0.005	0.25	0.80
¹¹¹Cd	y=4.499×10^-2x-4.892×10^-5	1~100	1.000 0	0.003	0.15	0.50
¹¹⁵In	y=1.999×10^-1x-4.610×10^-1	1~100	0.999 6	0.010	0.50	1.7
¹¹⁸Sn	y=7.762×10^-2x+1.604×10^-3	1~100	0.999 9	0.030	1.5	5.0
¹²¹Sb	y=9.218×10^-2x+1.985×10^-4	1~100	1.000 0	0.005	0.25	0.80
¹²⁵Te	y=1.560×10^-3x+5.580×10^-5	1~100	0.999 9	0.030	1.5	5.0
¹³³Cs	y=6.313×10^-3x+7.533×10^-6	1~100	1.000 0	0.006	0.30	1.0
¹³⁷Ba	y=1.409×10^-3x+1.306×10^-4	1~100	1.000 0	0.060	3.0	10
¹³⁹La	y=2.476×10^-2x+1.258×10^-4	1~100	1.000 0	0.002	0.10	0.40
¹⁴⁰Ce	y=3.120×10^-2x+3.620×10^-4	1~100	1.000 0	0.002	0.10	0.40
¹⁴¹Pr	y=2.724×10^-2x+3.215×10^-5	1~100	1.000 0	0.001	0.050	0.20
¹⁴⁶Nd	y=5.529×10^-3x+2.683×10^-6	1~100	1.000 0	0.002	0.10	0.40
¹⁴⁷Sm	y=4.619×10^-3x+7.572×10^-6	1~100	1.000 0	0.002	0.10	0.40
¹⁵³Eu	y=1.882×10^-2x+1.929×10^-7	1~100	1.000 0	0.002	0.10	0.40
¹⁵⁷Gd	y=1.035×10^-2x+4.673×10^-6	1~100	1.000 0	0.002	0.10	0.40
¹⁵⁹Tb	y=5.230×10^-2x-4.992×10^-6	1~100	0.999 9	0.010	0.50	1.7
¹⁶³Dy	y=1.200×10^-2x+5.026×10^-6	1~100	1.000 0	0.002	0.10	0.40
¹⁶⁵Ho	y=5.332×10^-2x+1.463×10^-5	1~100	0.999 8	0.002	0.10	0.40
¹⁶⁶Er	y=1.766×10^-2x+8.100×10^-8	1~100	1.000 0	0.002	0.10	0.40
¹⁶⁹Tm	y=5.877×10^-2x+1.476×10^-5	1~100	0.999 9	0.001	0.050	0.20
¹⁷²Yb	y=1.318×10^-2x-2.483×10^-6	1~100	1.000 0	0.002	0.10	0.40
¹⁷⁵Lu	y=2.466×10^-2x+1.004×10^-5	1~100	1.000 0	0.009	0.45	1.5
¹⁷⁸Hf	y=1.396×10^-2x+2.196×10^-5	1~100	0.999 8	0.002	0.10	0.40
¹⁹³Ir	y=4.872×10^-2x-2.442×10^-5	1~100	0.999 9	0.002	0.10	0.40
¹⁹⁵Pt	y=2.035×10^-2x-2.560×10^-6	1~100	0.999 9	0.002	0.10	0.40
¹⁹⁷Au	y=3.310×10^-2x+2.006×10^-5	1~100	0.999 7	0.040	2.0	6.7
²⁰²Hg	y=8.483×10^-3x-1.445×10^-5	0.1~4	1.000 0	0.009	0.45	1.5
²⁰⁵Tl	y=4.288×10^-2x-1.696×10^-5	1~100	0.999 9	0.010	0.50	1.7
²⁰⁸Pb	y=5.437×10^-2x+2.360×10^-3	1~100	1.000 0	0.006	0.30	1.0
²⁰⁹Bi	y=4.180×10^-2x+8.615×10^-5	1~100	0.999 8	0.050	2.5	8.3
²³⁸U	y=6.365×10^-2x-1.309×10^-4	1~100	1.000 0	0.001	0.050	0.20

表1

表2

52种元素的加标回收率"

元素	本底值/ （μg/kg）	加标量/μg	平均回收率/%	RSD/%	加标量/μg	平均回收率/%	RSD/%	加标量/μg	平均回收率/%	RSD/%
⁷Li	<5.0	0.25	103.0	3.34	0.50	106.9	3.58	1.25	106.8	3.47
⁹Be	<2.0	0.25	92.8	3.78	0.50	108.8	3.49	1.25	98.0	3.18
¹¹B	40.77	0.25	100.0	4.12	0.50	104.7	2.97	1.25	96.1	3.00
²⁷Al	51.49	0.25	114.1	5.36	0.50	96.0	2.95	1.25	100.9	3.02
⁴⁵Sc	17.86	0.25	101.1	1.59	0.50	94.2	3.26	1.25	102.4	1.00
⁵¹V	0.57	0.25	98.8	3.29	0.50	100.4	2.08	1.25	97.8	2.33
⁵²Cr	32.62	0.25	108.8	1.59	0.50	102.4	1.33	1.25	103.3	1.38
⁵⁵Mn	13.28	0.25	106.5	1.70	0.50	101.2	1.56	1.25	105.3	1.09
⁵⁶Fe	40.44	0.25	97.2	5.18	0.50	87.7	4.87	1.25	98.0	5.83
⁵⁹Co	0.74	0.25	101.4	2.38	0.50	105.6	1.83	1.25	102.0	2.06
⁶⁰Ni	9.67	0.25	102.4	3.37	0.50	100.3	1.56	1.25	98.7	2.14
⁶³Cu	14.71	0.25	108.6	3.08	0.50	105.4	1.73	1.25	99.2	2.17
⁶⁶Zn	34.92	0.25	89.3	3.95	0.50	83.4	1.49	1.25	97.2	1.37
⁷¹Ga	<0.50	0.25	107.8	1.60	0.50	104.0	1.46	1.25	100.2	1.61
⁷⁵As	<0.50	0.25	103.5	3.11	0.50	105.3	2.40	1.25	100.1	1.96
⁷⁸Se	<15	0.25	104.5	2.77	0.50	103.3	3.22	1.25	99.0	2.31
⁸⁵Rb	1.14	0.25	104.1	1.45	0.50	99.8	1.27	1.25	97.7	1.46
⁸⁸Sr	31.22	0.25	102.7	2.50	0.50	99.9	1.89	1.25	97.0	2.81
⁸⁹Y	<1.0	0.25	104.3	3.43	0.50	105.7	2.76	1.25	99.2	2.44
¹⁰¹Ru	<0.10	0.25	100.5	1.52	0.50	102.2	0.94	1.25	95.9	1.46
¹⁰⁵Pd	<0.25	0.25	93.3	2.32	0.50	90.3	1.79	1.25	89.1	1.68
¹⁰⁷Ag	<0.25	0.25	94.9	2.70	0.50	99.0	1.70	1.25	91.8	1.56
¹¹¹Cd	<0.15	0.25	90.8	2.05	0.50	95.8	2.07	1.25	90.1	1.87
¹¹⁵In	<0.50	0.25	106.1	3.55	0.50	107.0	2.97	1.25	92.9	2.02
¹¹⁸Sn	<1.5	0.25	96.4	1.94	0.50	103.0	1.31	1.25	97.9	1.56
¹²¹Sb	0.43	0.25	92.7	2.67	0.50	97.5	1.89	1.25	93.3	2.32
¹²⁵Te	<1.5	0.25	99.1	2.68	0.50	100.0	2.99	1.25	94.6	2.44
¹³³Cs	<0.30	0.25	92.8	1.70	0.50	92.5	1.38	1.25	90.6	1.57
¹³⁷Ba	8.77	0.25	92.6	2.04	0.50	94.0	2.71	1.25	92.4	2.52
¹³⁹La	<0.10	0.25	104.1	3.65	0.50	104.4	2.88	1.25	96.6	2.99
¹⁴⁰Ce	<0.10	0.25	104.3	2.53	0.50	104.6	1.68	1.25	96.7	2.00
¹⁴¹Pr	<0.050	0.25	101.2	2.25	0.50	100.9	1.70	1.25	93.5	1.90
¹⁴⁶Nd	<0.10	0.25	101.0	3.10	0.50	100.9	2.83	1.25	93.4	2.15
¹⁴⁷Sm	<0.10	0.25	100.2	1.83	0.50	102.3	1.07	1.25	94.3	1.17
¹⁵³Eu	<0.10	0.25	100.7	2.57	0.50	100.8	1.86	1.25	93.4	2.03
¹⁵⁷Gd	<0.10	0.25	102.7	2.34	0.50	102.0	2.00	1.25	94.3	2.04
¹⁵⁹Tb	<0.50	0.25	102.8	3.89	0.50	102.3	2.20	1.25	94.0	3.76
¹⁶³Dy	<0.10	0.25	101.9	2.55	0.50	101.6	2.08	1.25	93.7	1.84
¹⁶⁵Ho	<0.10	0.25	102.4	3.76	0.50	101.8	2.78	1.25	94.3	3.13
¹⁶⁶Er	<0.10	0.25	103.7	2.90	0.50	103.1	2.01	1.25	95.7	1.98
¹⁶⁹Tm	<0.050	0.25	105.6	2.67	0.50	105.4	2.07	1.25	97.4	2.96
¹⁷²Yb	<0.10	0.25	103.9	3.01	0.50	103.6	2.03	1.25	95.8	2.26
¹⁷⁵Lu	<0.45	0.25	100.9	3.05	0.50	101.8	2.19	1.25	92.9	2.28
¹⁷⁸Hf	<0.10	0.25	93.2	5.34	0.50	94.7	1.12	1.25	88.1	1.31
¹⁹³Ir	<0.10	0.25	98.5	2.23	0.50	102.4	1.32	1.25	97.4	1.76
¹⁹⁵Pt	<0.10	0.25	89.9	2.02	0.50	93.9	1.59	1.25	90.6	1.91
¹⁹⁷Au	<2.0	0.25	83.8	4.81	0.50	84.6	3.37	1.25	81.3	1.68
²⁰²Hg	0.70	0.25	99.4	4.85	0.50	88.3	2.76	1.25	87.8	2.17
²⁰⁵Tl	<0.50	0.25	87.3	2.62	0.50	94.2	2.04	1.25	93.2	2.47
²⁰⁸Pb	4.34	0.25	90.9	2.42	0.50	92.1	2.06	1.25	88.3	2.49
²⁰⁹Bi	<2.5	0.25	93.8	3.28	0.50	95.0	3.96	1.25	98.9	1.99
²³⁸U	<0.050	0.25	93.0	2.34	0.50	96.8	2.26	1.25	90.4	3.06

表2

参考文献 26

[1]	张琳, 汤杨, 陈一珺, 等. 上海女性常用淋洗类化妆品使用状况及部分关键暴露参数分析[J]. 香料香精化妆品, 2024 (5): 17-23.
[2]	王小恒, 路红. 美容美发场所化妆品重金属分布特征及其健康风险评价[J]. 吉林大学学报 (医学版), 2015, 41(6): 1293-1297.
[3]	肖进新. 化妆品中金属对人类健康的影响(待续)[J]. 日用化学品科学, 2017, 40(9): 6-8, 10-12.
[4]	Lewis R C, Meeker J D, Basu N, et al. Urinary metal concentrations among mothers and children in a Mexico City birth cohort study[J]. International Journal of Hygiene and Environmental Health, 2018, 221(4): 609-615. doi: S1438-4639(17)30895-7 pmid: 29703512
[5]	赵璇, 高庆瑞, 秦世丽, 等. 洗护发产品中8种重金属元素含量的测定[J]. 日用化学工业, 2021, 51(1): 78-82.
[6]	张卓娜, 罗嵩, 杨艳伟. 去屑类洗发护发产品中去屑剂与防腐剂使用情况调查[J]. 环境与健康杂志, 2017, 34(8): 685-688.
[7]	Borowska S, Brzóska M M. Metals in cosmetics: Implications for human health[J]. Journal of Applied Toxicology, 2015, 35(6): 551-572. doi: 10.1002/jat.3129 pmid: 25809475
[8]	张璐璐, 王金鑫, 何丰翼, 等. 微波消解协同氦气碰撞池下电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定化妆品中金属元素[J]. 辽宁化工, 2023 (10): 1549-1552.
[9]	刘满满, 杨目才, 梁爱勇. 微波消解-石墨炉原子吸收光谱法测定化妆品中痕量的铅[J]. 理化检验-化学分册, 2018, 54(9): 1066-1067.
[10]	Salama A K. Assessment of metals in cosmetics commonly used in Saudi Arabia[J]. Environmental Monitoring and Assessment, 2016, 188(10): 553.
[11]	李帅, 郭涵, 梁龙, 等. 410件彩妆化妆品原料中砷及锑检测结果分析[J]. 环境与健康杂志, 2024, 41(8): 743-744.
[12]	刘萍, 程磊. 氢化物发生-非色散原子荧光光谱法测定粉饼化妆品中Pb, As和Hg含量[J]. 日用化学工业 (中英文), 2024, 54(9): 1140-1144.
[13]	Almukainzi M, Alotaibi L, Abdulwahab A, et al. Quality and safety investigation of commonly used topical cosmetic preparations[J]. Scientific Reports, 2022, 12(1): 18299.
[14]	Iwegbue C M A, Emakunu O S, Obi G, et al. Evaluation of human exposure to metals from some commonly used hair care products in Nigeria[J]. Toxicology Reports, 2016, 3: 796-803. doi: 10.1016/j.toxrep.2016.10.001 pmid: 28959606
[15]	徐勤科, 尉鹏, 郭朝晖, 等. 微波消解-电感耦合等离子体质谱法测定唇膏中37种微量元素[J]. 日用化学工业, 2021, 51(3): 256-264.
[16]	周霞, 王延华, 姜新杰, 等. 微波消解-原子荧光光谱法同时测定化妆品中砷、锑、铅和汞[J]. 日用化学工业, 2019, 49(11): 764-768.
[17]	戴嘉垚, 陶怀, 肖作为, 等. 电感耦合等离子体发射光谱法(ICP-OES)测定化妆品中8种重金属含量[J]. 日用化学工业(中英文), 2025, 55(9): 1215-1220.
[18]	尹伟成, 王彦超, 徐少康, 等. 超级微波消解-ICP-MS法测定洗发类化妆品中37种元素[J]. 日用化学工业(中英文), 2023, 53(5): 602-608.
[19]	何霜, 寻知庆, 黄少漫, 等. 超级微波消解-ICP-MS法快速测定不同基质化妆品中8种重金属元素[J]. 日用化学工业, 2017, 47(10): 593-597.
[20]	吴莉, 周娟娟, 方方, 等. 电感耦合等离子体质谱法 (ICP-MS) 测定牙膏中多种元素[J]. 日用化学工业, 2021, 51(11): 1134-1141.
[21]	潘小红, 殷帅, 刘玉玲, 等. 基于超级微波消解-电感耦合等离子体质谱法分析儿童化妆品中的40种元素[J]. 日用化学工业(中英文), 2023, 53(4): 465-471.
[22]	罗叶丽, 董梅, 郭莉君, 等. 微波消解-电感耦合等离子体质谱法同时测定化妆品中十四种金属元素的含量[J]. 中国检验检测, 2021 (5): 49-52.
[23]	曹民, 朱雅旭, 吴云钊, 等. 微波消解-ICP-MS法测定水生蔬菜中硼、铬、锰、镍、砷、硒、镉、铅含量[J]. 中国卫生检验杂志, 2021, 31(21): 2595-2600.
[24]	胡丹, 石瑞瑞, 汪淼峰, 等. 电感耦合等离子体质谱法测定化妆品中汞元素的含量[J]. 理化检验-化学分册, 2024, 60(11): 1119-1123.
[25]	卢水淼, 李鹰, 李剑, 等. 电感耦合等离子体质谱法测定地表水中汞及其记忆效应的消除[J]. 理化检验-化学分册, 2019, 55(10): 1222-1224.
[26]	帕孜来提·亚库甫, 张明玥, 古丽努尔·塔西铁木尔, 等. 2018-2019年国产去屑洗发类化妆品中去屑剂监测结果分析[J]. 香料香精化妆品, 2020 (6): 47-50, 55.