CN115753657A - 一种膏状化妆品中重金属含量的检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膏状化妆品中重金属含量的检测系统及方法，属于化妆品重金属检测技术领域；其系统包括前置处理模块、光源模块、光度检测模块和数据处理模块；其方法包括制备多份未添加重金属的标准溶剂；添加已知量的重金属溶质制备多份标准溶液；分光光度法测量各标准溶液的吸光度；通过比尔定律获得个标准溶液的摩尔吸光系数；制备检测溶液；分光光度法测检测溶液的吸光度；通过比尔定律获得检测溶液的摩尔吸光系数；将检测溶液的摩尔吸光系数与标准溶液的摩尔吸光系数进行比对，获取膏状化妆品中重金属的含量。本发明的膏状化妆品中重金属含量的检测方法在检测范围、检测精度和检测灵敏度的方面全面提升的效果。

Description

一种膏状化妆品中重金属含量的检测系统及方法

技术领域

本发明属于化妆品重金属检测技术领域，尤其涉及一种膏状化妆品中重金属含量的检测系统及方法。

背景技术

化妆品是指以涂抹或喷洒于皮肤，用以修饰人体外观或者修正气味的化学工业品。化妆品中会添加促进吸收的化学品以提升其作用效果，而促进吸收的化学品成分中包含有铅、镉、铬、汞等重金属。若化妆品中促进吸收的化学品成分添加增加，会导致重金属含量超出《化妆品安全技术规范》2015年版规定的化妆品中有害物质的限值，即出现重金属含量超标的情况。超标的重金属元素无法被人体完全地代谢清理，会在人体内逐渐积累，当重金属积累到一定量便会对人体的血液循环、神经、消化和泌尿系统产生毒性效应。引发慢性中毒、破坏钙磷代谢、妨碍骨胶原正常固化成熟导致软骨病的问题。因此，对化妆品中的重金属含量检测至关重要。

现有的化妆品检测方法主要包括比色分析法、原子吸收光谱分析法或原子荧光光度分析法。然而现有的检测方法均存在明显的不足之处，其中：

比色分析法虽然操作简单方便、仪器较少，但其检测的准确度较低，识别范围也较小，还容易受到外界因素干扰而影响检测结果。

原子吸收光谱分析法虽然具有较高的检测精度，操作同样简便且快速，但也存在灵敏度不足的问题。

原子荧光光度分析法虽然具有较低的检出限，并且谱线相对简单，干扰因素较少的优势，但该方法适用的元素种类较少，并且具有很宽的线性范围影响检测准确性。

上述方法在应用于膏状化妆品的检测时，或检测的灵敏度不足，或检测的精度不足，或检测的重金属元素种类数量不足，再加上膏状化妆品相较于液态化妆品还需要进行前置处理制备式样的操作，会进一步干扰检测结果，使膏状化妆品的重金属检测结果存在较大误差。

综上所述，亟需一种膏状化妆品中重金属的含量检测系统及方法，解决现有方法在检测灵敏度、检测精度、检测范围或抗干扰能力方面的缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种膏状化妆品中重金属含量的检测系统，解决现有方法在检测灵敏度、检测精度、检测范围或抗干扰能力方面的缺陷。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种膏状化妆品中重金属含量的检测系统，包括前置处理模块、光源模块、光度检测模块和数据处理模块；

所述前置处理模块用于将膏状化妆品制备为检测溶液，并测量检测溶液的浓度和液面高度；

所述光源模块用于对检测溶液进行照射；

所述光度检测模块用于测量入射光强度和出射光强度；

所述数据处理模块分别与前置处理模块、光源模块和光照强度检测模块通信连接，所述数据处理模块获取检测溶液的浓度数据、液面高度数据、入射光强度数据和出射光强度数据，计算得出检测溶液的摩尔吸光系数，并将检测溶液的吸光系数与标准值比对获得检测溶液的重金属含量。

优选的，所述前置处理模块包括混合搅拌单元、浓度测量单元和液面高度测量单元；所述混合搅拌单元、浓度测量单元和液面高度测量单元分别与所述数据处理模块通信连接；

所述混合搅拌单元用于将膏状化妆品制备为混合均匀的检测溶液；

所述浓度测量单元用于测量检测溶液的浓度数据并上传至所述数据处理模块；

所述液面高度测量单元用于测量检测溶液在容器内的液面高度数据并上传至所述数据处理模块。

优选的，所述光源模块采用单色平行光源，且所述光源模块射出的光线垂直照射于检测溶液的液面。

本发明还提供了一种膏状化妆品中重金属含量的检测方法，包括如下步骤：

步骤一：取未添加重金属成分的膏状化妆品试样调制为溶剂，并将该溶剂分别装载于若干相同尺寸的容器中，作为标准溶剂；

步骤二：在每份标准溶剂中添加已知量的重金属溶质，且若干标准溶剂中添加的重金属溶质量梯度递增，并在每份溶剂中添加有机溶质弥补重金属溶质的质量差异，获得重金属含量符合标准至重金属含量超标的区间内的相同浓度的若干标准溶液，并测得各容器中的标准溶液的液面高度；

步骤三：采用分光光度法测得各标准溶液的透光度，根据公式：吸光度＝透光度的倒数获取各标准溶液的吸光度；

步骤四：根据公式：吸光度＝摩尔吸光系数×吸收层厚度×吸光物质的浓度，获取各标准溶液的摩尔吸光系数，所述吸收层厚度为步骤二中标准溶液的液面高度；

步骤五：将待检测的膏状化妆品调制为检测溶液，将该检测溶液的浓度调节至与标准溶液相同的浓度，再将检测溶液装载于与标准溶液相同的容器中，并使检测溶液的液面高度与步骤二中的标准溶液高度相同；

步骤六：采用分光光度法测得检测溶液的透光度，根据公式：吸光度＝透光度的倒数获取检测溶液的吸光度；

步骤七：根据公式：吸光度＝摩尔吸光系数×吸收层厚度×吸光物质的浓度，获取检测溶液的摩尔吸光系数，将该检测溶液的摩尔吸光系数与步骤四中获得的各标准溶液的摩尔吸光系数进行比对，以获得检测溶液中重金属的含量。

优选的，所述步骤三和步骤六中的分光光度法是通过平行光照射溶液，测得入射光强度和出射光强度，通过出射光强度与入射光强度的比值获得透光度。

优选的，所述平行光为单色平行光，且所述单色平行光垂直照射于溶液的液面。

优选的，所述步骤三和步骤六中的分光光度法采用的平行光波长相同。

优选的，所述步骤二中添加的有机溶质为待测化妆品的固有有机成分。

优选的，所述检测溶液的浓度与标准溶液的浓度相同，两溶液的浓度均小于0.01mol/L。

优选的，所述容器为透光容器。

本发明的有益效果为：

本发明的膏状化妆品中重金属含量的检测系统及方法以比尔定律为检测原理，利用摩尔吸光系数反应物质对特定波长的光的吸收能力来反映出膏状化妆品中重金属含量的差异。该检测方法可对全类重金属进行检测，拓宽了检测范围。预先制备作为对比试样的标准溶液，并通过标准溶液得出重金属含量与摩尔吸光系数之间的对应关系，将检测溶液的摩尔吸光系数与标准溶液的摩尔吸光系数进行比对，能够获取检测溶液中的重金属含量的准确区间，检测精度更高。还因为比尔定律适用于浓度小于0.01mol/L的溶液检测，使得该检测方法对重金属含量变化的灵敏度极高。进而实现本发明的膏状化妆品中重金属含量的检测方法在检测范围、检测精度和检测灵敏度的方面全面提升的效果。

附图说明

图1为本发明在一实施例中提供的膏状化妆品中重金属含量的检测方法框图。

图2为本发明在一实施例中提供的膏状化妆品中重金属含量的检测系统示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

如图1和图2所示，本发明提供了一种膏状化妆品中重金属含量的检测系统的实施例，包括前置处理模块、光源模块、光度检测模块和数据处理模块。数据处理模块分别与前置处理模块、光源模块和光照强度检测模块通信连接，用于接收各模块上传的数据，并通过比尔定律计算获得检测溶液的摩尔吸光系数，再将该检测溶液的摩尔吸光系数与标准值进行比对，获得该检测溶液中的重金属含量，从而得出膏状化妆品中的重金属含量结果。

其中前置处理模块包括混合搅拌单元、浓度测量单元和液面高度测量单元。三个单元均与数据处理模块通信连接，使各单元能够接收数据处理模块发送的指令或上传数据。混合搅拌单元用于将膏状化妆品与液态溶剂混合，经充分搅拌均匀后制备成检测溶液。浓度检测单元对检测溶液的浓度进行检测，并将浓度信息实时上传至数据处理模块，数据处理模块接收到浓度数据后判定检测溶液的浓度是否符合检测标准，若不符合标准则发送指令使混合搅拌单元继续加入溶剂并搅拌，直至检测溶液的浓度达标。检测溶液的浓度达标后，倒入用于检测的容器中，再通过液面高度测量单元对容器内的液面高度进行检测，并将该液面高度的数据上传至数据处理模块。此时数据处理模块已获取到检测溶液的浓度数据和检测溶液的高度。

光源模块采用单色平行光源，并使该单色平行光源垂直照射在检测容器中的检测溶液的液面上。平行光照射能够减少光纤照射在液面后朝向不同方向的散射和反射，减少检测误差。而单色光则是避免不纯的光源引起的结果偏离。

光度检测模块在本实施例中具体为分光光度计，其用于检测单色平行光源照射在检测溶液的顶层液面上的入射光强度，还用于检测从检测溶液的底层液面透射而出的出射光强度。通过出射光强度与入射光强度的比值获得该检测溶液的透光度。

数据处理模块接收由光度检测模块上传的透光度数据，根据比尔定律的公式：吸光度＝透光度的倒数，将该检测溶液的透光度计算转化为该检测溶液的吸光度。又根据比尔定律的公式：吸光度＝摩尔吸光系数×吸收层厚度×吸光物质的浓度，将之前获取的检测溶液的浓度数据代入吸光物质的浓度，将检测溶液的高度数据代入吸收层厚度，将检测溶液的吸光度数据代入吸光度，获得该检测溶液的摩尔吸光系数。

配制与检测溶液浓度相同的标准溶液，标准溶液设置多份，每份标准溶液中的重金属含量都已知，并且重金属含量梯度递增，以上述实施例中的手段测得各份标准溶液的摩尔吸光系数，获取重金属梯度递增与摩尔吸光系数的变化曲线。将上述实施例中获取的检测溶液的摩尔吸光系数数值对应到该变化曲线中，便可对应得出检测溶液中的重金属含量。

本发明的膏状化妆品中重金属含量的检测系统以比尔定律为检测原理，利用摩尔吸光系数反应物质对特定波长的光的吸收能力来反映出膏状化妆品中重金属含量的差异。该检测系统可对全类重金属进行检测，拓宽了检测范围。预先制备作为对比试样的标准溶液，并通过标准溶液得出重金属含量与摩尔吸光系数之间的对应关系，将检测溶液的摩尔吸光系数与标准溶液的摩尔吸光系数进行比对，能够获取检测溶液中的重金属含量的准确区间，检测精度更高。还因为比尔定律适用于浓度小于0.01mol/L的溶液检测，使得该检测系统对重金属含量变化的灵敏度极高。进而实现本发明的膏状化妆品中重金属含量的检测系统在检测范围、检测精度和检测灵敏度的方面全面提升的效果。

本发明还提供了一种膏状化妆品中重金属含量的检测方法的实施例，包括如下步骤：

步骤一：获取未添加含有重金属化学品成分的膏状化妆品作为对比试样，加入纯水或提纯的有机溶剂将对比试样调制为溶剂。并将该溶剂分装到多个测试用的容器中，作为制备标准溶液的标准溶剂待用。

步骤二：在每个盛放标准溶剂的容器中均添加已知量的重金属溶质，按照对各容器的添加顺序，每个容器内添加的重金属溶质量梯度递增；同时，按照对各容器的添加顺序，在每个容器中均添加有机溶质，使每个容器内添加的重金属溶质与有机溶质的总和均相等。确保每个容器中的溶剂中加入相同量的溶质，以获得浓度相同的多份标准溶液，再调整每个容器内的溶液量，使各容器内的溶液的液面高度相等。

值得一提的是，为了减少干扰，上述步骤二中的有机溶质为膏状化妆品的固有有机成分。

步骤三：采用分光光度法测得各标准溶液的透光度。具体方法为：

采用单色平行光垂直照射各标准溶液的液面，使单色平行光穿透标准溶液从另一侧透射而出。在光照期间，测量入射光强度和出射光强度，每份标准溶液的透光度均等于其出射光强度比入射光强度的比值。而根据比尔定律公式：吸光度＝透光度的倒数，可得出每份标准溶液的吸光度。

步骤四：再根据比尔定律公式：吸光度＝摩尔吸光系数×吸收层厚度×吸光物质的浓度，将各标准溶液的液面高度数据代入吸收层厚度，将各标准溶液的浓度代入吸光物质的浓度，将各标准溶液的吸光度代入吸光度，可得出各标准溶液的摩尔吸光系数。如此便建立了多份标准溶液中，随着重金属含量的梯度递增而体现的摩尔吸光系数的变化曲线。保留该数据结果作为比对标准。

步骤五：将待检测的膏状化妆品加入纯水或提纯的有机溶剂，搅拌均匀后得到检测溶液，使检测溶液的浓度与标准溶液的浓度相同，将检测溶液装载到测试用的容器中待用，并测量检测溶液在容器内的液面高度，调节检测溶液的液面高度至与标准溶液的液面高度相同。

该步骤中为了便于后续将检测溶液的检测结果与标准溶液的结果进行比对，需要采用控制变量法将除了比对参数以外的其余各项参数均调节至相同的状态。因此才需要对检测溶液的浓度和液面高度进行调节。

步骤六：采用分光光度法测得检测溶液的透光度。并依据比尔定律公式获得检测溶液的吸光度。

步骤七：再根据比尔定律公式，获取检测溶液的摩尔吸光系数。将该检测溶液的吸光系数与步骤四中得出的摩尔吸光系数的变化曲线进行比对，找出该检测溶液的吸光系数对应于变化曲线的位置或区间，根据变化曲线中摩尔吸光系数与重金属含量之间的关系，对应得到该检测溶液中的重金属含量。

本发明的膏状化妆品中重金属含量的检测方法以比尔定律为检测原理，利用摩尔吸光系数反应物质对特定波长的光的吸收能力来反映出膏状化妆品中重金属含量的差异。该检测方法可对全类重金属进行检测，拓宽了检测范围。预先制备作为对比试样的标准溶液，并通过标准溶液得出重金属含量与摩尔吸光系数之间的对应关系，将检测溶液的摩尔吸光系数与标准溶液的摩尔吸光系数进行比对，能够获取检测溶液中的重金属含量的准确区间，检测精度更高。还因为比尔定律适用于浓度小于0.01mol/L的溶液检测，使得该检测方法对重金属含量变化的灵敏度极高。进而实现本发明的膏状化妆品中重金属含量的检测方法在检测范围、检测精度和检测灵敏度的方面全面提升的效果。

由于在分光光度分析中，比尔定律是一个有限的定律，其成立条件是待测物为均匀的稀溶液，否则浓稠的溶质与溶剂之间的作用关系、以及溶质或溶剂成分对光的散射均会产生导致比尔定律产生偏离。所以，上述实施例中标准溶液和检测溶液的浓度均小于0.01mol/L。既提高了检测精度，有提高了检测灵敏度。

由于在分光光度分析中，比尔定律会因入射光的单色性不纯而产生偏离，且光的散射效应也会对检测结果产生影响。因此，上述实施例中采用分光光度法测量吸光度时，光源均采用单色平行光源，并对标准溶液或检测溶液进行垂直照射，以尽可能减少散射带来的误差。

由于摩尔吸光系数是指物质对特定模唱的吸收能力的量度，即物质的摩尔吸光系数会因照射光的波长变化而改变。为了方便比对，符合控制变量法的要求。上述实施例中对标准溶液和检测溶液进行光源照射时，采用相同波长的单色平行光，以确保标准溶液检测得出的摩尔吸光系数与检测溶液得出的摩尔吸光系数的波长参数相同。进而将影响摩尔吸光系数变化的参数限定在物质本身，以此来识别化妆品中的重金属含量。

为了配合分光光度法的入射光强度和出射光强度测量，上述实施例中的测量用的容器为透光容器，避免对出射光产生较大的遮挡或折射干扰。

以上实施方式中的各种技术特征可以任意进行组合，只要特征之间的组合不存在冲突或矛盾即可，但是限于篇幅，未进行一一描述。

本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变型不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变型属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变动。

Claims (10)

1.一种膏状化妆品中重金属含量的检测系统，其特征在于：包括前置处理模块、光源模块、光度检测模块和数据处理模块；

所述前置处理模块用于将膏状化妆品制备为检测溶液，并测量检测溶液的浓度和液面高度；

所述光源模块用于对检测溶液进行照射；

所述光度检测模块用于测量入射光强度和出射光强度；

所述数据处理模块分别与前置处理模块、光源模块和光照强度检测模块通信连接，所述数据处理模块获取检测溶液的浓度数据、液面高度数据、入射光强度数据和出射光强度数据，计算得出检测溶液的摩尔吸光系数，并将检测溶液的吸光系数与标准值比对获得检测溶液的重金属含量。

2.根据权利要求1所述膏状化妆品中重金属含量的检测系统，其特征在于：所述前置处理模块包括混合搅拌单元、浓度测量单元和液面高度测量单元；所述混合搅拌单元、浓度测量单元和液面高度测量单元分别与所述数据处理模块通信连接；

所述混合搅拌单元用于将膏状化妆品制备为混合均匀的检测溶液；

所述浓度测量单元用于测量检测溶液的浓度数据并上传至所述数据处理模块；

所述液面高度测量单元用于测量检测溶液在容器内的液面高度数据并上传至所述数据处理模块。

3.根据权利要求1所述膏状化妆品中重金属含量的检测系统，其特征在于：所述光源模块采用单色平行光源，且所述光源模块射出的光线垂直照射于检测溶液的液面。

4.一种膏状化妆品中重金属含量的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：取未添加重金属成分的膏状化妆品试样调制为溶剂，并将该溶剂分别装载于若干相同尺寸的容器中，作为标准溶剂；

步骤二：在每份标准溶剂中添加已知量的重金属溶质，且若干标准溶剂中添加的重金属溶质量梯度递增，并在每份溶剂中添加有机溶质弥补重金属溶质的质量差异，获得重金属含量符合标准至重金属含量超标的区间内的相同浓度的若干标准溶液，并测得各容器中的标准溶液的液面高度；

步骤三：采用分光光度法测得各标准溶液的透光度，根据公式：吸光度＝透光度的倒数获取各标准溶液的吸光度；

步骤四：根据公式：吸光度＝摩尔吸光系数×吸收层厚度×吸光物质的浓度，获取各标准溶液的摩尔吸光系数，所述吸收层厚度为步骤二中标准溶液的液面高度；

步骤五：将待检测的膏状化妆品调制为检测溶液，将该检测溶液的浓度调节至与标准溶液相同的浓度，再将检测溶液装载于与标准溶液相同的容器中，并使检测溶液的液面高度与步骤二中的标准溶液高度相同；

步骤六：采用分光光度法测得检测溶液的透光度，根据公式：吸光度＝透光度的倒数获取检测溶液的吸光度；

步骤七：根据公式：吸光度＝摩尔吸光系数×吸收层厚度×吸光物质的浓度，获取检测溶液的摩尔吸光系数，将该检测溶液的摩尔吸光系数与步骤四中获得的各标准溶液的摩尔吸光系数进行比对，以获得检测溶液中重金属的含量。

5.根据权利要求4所述膏状化妆品中重金属含量的检测方法，其特征在于：所述步骤三和步骤六中的分光光度法是通过平行光照射溶液，测得入射光强度和出射光强度，通过出射光强度与入射光强度的比值获得透光度。

6.根据权利要求5所述膏状化妆品中重金属含量的检测方法，其特征在于：所述平行光为单色平行光，且所述单色平行光垂直照射于溶液的液面。

7.根据权利要求4所述膏状化妆品中重金属含量的检测方法，其特征在于：所述步骤三和步骤六中的分光光度法采用的平行光波长相同。

8.根据权利要求4所述膏状化妆品中重金属含量的检测方法，其特征在于：所述步骤二中添加的有机溶质为待测化妆品的固有有机成分。

9.根据权利要求4所述膏状化妆品中重金属含量的检测方法，其特征在于：所述检测溶液的浓度与标准溶液的浓度相同，两溶液的浓度均小于0.01mol/L。

10.根据权利要求4所述膏状化妆品中重金属含量的检测方法，其特征在于：所述容器为透光容器。

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