ISO/DIS 21392

Cosmetics -- Analytical methods -- Measurement of traces of heavy metals in cosmetic finished products using ICP/MS technique

Cosmétiques -- Méthodes d’analyse -- Mesurage des éléments traces métalliques par ICP-MS dans les produits cosmétiques finis

Standards Content (sample)

DRAFT INTERNATIONAL STANDARD
ISO/DIS 21392
ISO/TC 217 Secretariat: ISIRI
Voting begins on: Voting terminates on:
2020-04-29 2020-07-22
Cosmetics — Analytical methods — Measurement of traces
of heavy metals in cosmetic finished products using ICP/
MS technique

Cosmétiques — Méthodes analytiques — Détermination de traces de métaux lourds dans les produits finis

cosmétiques par ICP/MS
ICS: 71.100.70
THIS DOCUMENT IS A DRAFT CIRCULATED
This document is circulated as received from the committee secretariat.
FOR COMMENT AND APPROVAL. IT IS
THEREFORE SUBJECT TO CHANGE AND MAY
NOT BE REFERRED TO AS AN INTERNATIONAL
STANDARD UNTIL PUBLISHED AS SUCH.
IN ADDITION TO THEIR EVALUATION AS
ISO/CEN PARALLEL PROCESSING
BEING ACCEPTABLE FOR INDUSTRIAL,
TECHNOLOGICAL, COMMERCIAL AND
USER PURPOSES, DRAFT INTERNATIONAL
STANDARDS MAY ON OCCASION HAVE TO
BE CONSIDERED IN THE LIGHT OF THEIR
POTENTIAL TO BECOME STANDARDS TO
WHICH REFERENCE MAY BE MADE IN
Reference number
NATIONAL REGULATIONS.
ISO/DIS 21392:2020(E)
RECIPIENTS OF THIS DRAFT ARE INVITED
TO SUBMIT, WITH THEIR COMMENTS,
NOTIFICATION OF ANY RELEVANT PATENT
RIGHTS OF WHICH THEY ARE AWARE AND TO
PROVIDE SUPPORTING DOCUMENTATION. ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2020

All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may

be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting

on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address

below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: [phone]
Fax: [phone]
Email: [e-mail]
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020(E)
Contents Page

Foreword ........................................................................................................................................................................................................................................iv

Introduction ..................................................................................................................................................................................................................................v

1 Scope ................................................................................................................................................................................................................................. 1

2 Normative references ...................................................................................................................................................................................... 1

3 Principle ........................................................................................................................................................................................................................ 1

4 Reagents ........................................................................................................................................................................................................................ 1

5 Apparatus and equipment .......................................................................................................................................................................... 2

5.1 Digestion vessels ................................................................................................................................................................................... 2

5.2 Microwave-assisted digestion instruments ................................................................................................................... 2

5.3 Membrane filter, 0,45 µm pore size ....................................................................................................................................... 2

5.4 ICP-MS ............................................................................................................................................................................................................ 2

6 Preparation of standards solutions .................................................................................................................................................. 3

6.1 Diluted nitric acid, produced by mixing nitric acid (4.2) with pure water (4.1) at a

ratio of approximately 1+9 parts respectively. ............................................................................................................ 3

6.2 Diluting solution .................................................................................................................................................................................... 3

6.3 Internal Standard solutions. ........................................................................................................................................................ 3

6.3.1 Rhodium(*) standard solution, 1 mg/l ......................................................................................................... 3

6.3.2 Lutetium(*) standard solution, 1 mg/l ......................................................................................................... 3

6.4 Standard solutions ............................................................................................................................................................................... 4

6.4.1 High concentration mixed standard solution, 10 mg/l ................................................................... 4

6.4.2 Low concentration mixed standard solution, 0.1 mg/l .................................................................. 4

6.5 Calibration blank solution ............................................................................................................................................................. 4

6.6 Calibration solutions .......................................................................................................................................................................... 4

7 Procedure..................................................................................................................................................................................................................... 5

7.1 General ........................................................................................................................................................................................................... 5

7.2 Preparation of samples .................................................................................................................................................................... 5

7.3 Pressure assisted digestion .......................................................................................................................................................... 5

7.3.1 Preparation of Sample by Digestion – General case .......................................................................... 5

7.3.2 Preparation of Sample by Digestion – Specific cases ........................................................................ 6

7.3.3 Microwave digestion procedure ......................................................................................................................... 6

7.3.4 Preparation of measurement solutions ....................................................................................................... 6

7.4 Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry ...................................................................................................... 7

7.4.1 ICP-MS operating conditions ................................................................................................................................. 7

7.4.2 Quantification of the analytes by ICP-MS .................................................................................................... 7

7.5 Quality control of the analysis ................................................................................................................................................... 8

7.5.1 During the digestion ..................................................................................................................................................... 8

7.5.2 During the analysis ........................................................................................................................................................ 9

7.5.3 Example of ICP-MS sequence ................................................................................................................................ 9

8 Calculation ...............................................................................................................................................................................................................10

9 Method performance ....................................................................................................................................................................................10

Annex A Performance of the method determined by the accuracy profile methodology ........................12

Annex B (Informative) Information on the Evaluation of the method via ISO 5725 statistical

approach (*) ...........................................................................................................................................................................................................15

Bibliography .............................................................................................................................................................................................................................23

© ISO 2020 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020(E)
Foreword

ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards

bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out

through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical

committee has been established has the right to be represented on that committee. International

organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.

ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of

electrotechnical standardization.

The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are

described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular, the different approval criteria needed for the

different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the

editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/ directives).

Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of

patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of

any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or

on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/ patents).

Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not

constitute an endorsement.

For an explanation of the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and

expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the

World Trade Organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT), see www .iso .org/

iso/ foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 217 Cosmetics.

Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A

complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/ members .html.
iv © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020(E)
Introduction

This standard specifies an analytical procedure for determination of trace elements (Chromium,

Cobalt, Nickel, Arsenic, Cadmium, Antimony and Lead) in finished cosmetics products by Inductively

Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) after pressure digestion of the sample. This type of

[1][2][3] [1][2][3]

analytical procedure is widely described in other areas such as environment, food and

[7][8][9][10]
pharmaceutical industry .
© ISO 2020 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
DRAFT INTERNATIONAL STANDARD ISO/DIS 21392:2020(E)
Cosmetics — Analytical methods — Measurement of traces
of heavy metals in cosmetic finished products using ICP/
MS technique
1 Scope

The aim of this standard is to provide a method of quantification of heavy metal trace elements in

cosmetic products that consumers might be exposed to in their usage. In the sample preparation

procedure, nitric acid/hydrochloric acid mixture is used and most of the cosmetic ingredients are

digested allowing heavy metal trace elements to be solubilized for measurement. Some cosmetic

inorganic ingredients such as silica or titanium dioxide might not be completely digested under the

conditions of this standard and heavy metal trace elements confined in such ingredients might not

be fully extracted. However, the heavy metal trace elements trapped in these inorganic materials

are considered less relevant for the evaluation of the exposure level of consumers to unwanted trace

elements. The use of ICP-MS ensures reliable measurement of trace elements due to its proven high

sensitivity and selectivity.

This analytical methodology can be applied to many other elements but this standard refers only to

the above listed trace elements and it is to the responsibility of the analyst to prove that it fits for

that purpose. In order to obtain comparable results, it is absolutely mandatory to comply with all the

conditions linked to the digestion of the samples.
2 Normative references
There is no normative reference in this document.
3 Principle

Trace elements in cosmetic products are quantified by ICP-MS measurement of the solutions resulting

from digestion of the cosmetic products. Digestion takes place with mineral acids in sealed vessels

heated to 200ºC by microwaves, producing high pressures.
4 Reagents

The reagents and the water used shall be free of the elements to be determined to such an extent

that the results are not impaired. Unless specified otherwise, solutions are understood to be aqueous

solutions.

4.1 Ultrapure water, conductivity below 0,1µS/cm-1 at 25°C according to Type 1 water specifications

[11]
defined in ISO 3696 standard
4.2 Nitric acid, minimum w = 60%, density = 1,38 g/ml
4.3 Hydrochloric acid, minimum w = 30 %, density = 1,15 g/ml
4.4 Internal standard stock solutions

For storage and stability conditions of the internal standard stock solutions, follow the specifications of

the suppliers.
© ISO 2020 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020(E)
4.4.1 Rhodium stock solution, 1 000 mg/l
4.4.2 Lutetium stock solution, 1 000 mg/l

4.5 Analytes stock solutions (Chromium, Cobalt, Nickel, Arsenic, Cadmium, Antimony and Lead),

1 000 mg/l for each element

Commercially available single element or mixed stock solutions can be used. For this 2 cases, the used

stock solutions shall not contain other elements that could interfere with the analytes to be quantified.

4.6 Commercially available ICP-MS Tune solution, containing e.g. Ce, Co, Li, Mg, Tl and Y (1 µg/l)

according to instrument manufacturer’s recommendations.
5 Apparatus and equipment

All apparatus and equipment that come into direct contact with sample or solutions shall be pre-cleaned

with dilute nitric acid (6.1) and rinsed with ultrapure water (4.1) to ensure the lowest analyte background.

To prevent contamination and adsorption, do not use lab materials made with borosilicate glass.

5.1 Digestion vessels

Use commercially available, safety-tested pressure vessels and inserts made of acid-resistant, low-

contamination materials. The assembled vessels shall be able to safely withstand temperatures up to at

least 200°C and pressures up to at least 40 bar.

For determination of antimony, use only digestion containers with minimal surface roughness to

(6)[12],

prevent its adhesion to the container surface . Quartz containers are recommended because

they are usually more resistant to attrition. However, Teflon vessels without any scratch or damage on

their inner surface or any deposits are appropriate. Scratched or etched containers should not be used.

If there is any question regarding possible adsorption of antimony on vessels’ walls, test for surface

adsorption as described in section 7.3.3.

NOTE Dedicated digestion vessels are recommended for the digestion of cosmetic samples, which may have

high levels of elements to be determined. To avoid memory effects, perform a blank digestion to clean vessels

after digesting highly loaded samples, before digesting subsequent samples.
5.2 Microwave-assisted digestion instruments

Microwave-heated systems shall be equipped with a temperature measurement unit, which

simultaneously regulates the power control of the microwave. Reliable temperature measurement is

obtained e.g. through measurement sensors inserted into the pressure vessel. Only use microwave-

assisted digestion instruments equipped with temperature sensors and calibrate the temperature

sensor before use.
5.3 Membrane filter, 0,45 µm pore size

The membrane filter used shall be inert with regard to the acid concentration of the measurement

solution and shall not bring any contamination into the measurement solution or adsorption of the

analytes. Several types of membrane material are commercially available (PTFE, PP…) and their fit for

purpose must be verified by means of appropriate measurements (blanks, QC samples…).

5.4 ICP-MS

Mass spectrometer with inductively coupled argon plasma is composed of a sample introduction and

an atomisation system, as well as an instrument control and evaluation unit. To prevent interferences

with the masses of the elements of chromium, nickel, arsenic and cadmium, use of a mass spectrometer

2 © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020(E)

that is capable of compensating or minimising such interferences (e.g. collision and/or reaction cell,

resolution above 3000, alternatively corrective equations for higher concentrations).

6 Preparation of standards solutions

For all the solutions, the terminology “part” in the standard refers to either volume or weight. That

means that standards and samples can be diluted by volume or weight. However, it should be consistent

for both standards and samples.

6.1 Diluted nitric acid, produced by mixing nitric acid (4.2) with pure water (4.1) at a ratio

of approximately 1+9 parts respectively.
6.2 Diluting solution

The composition of the diluting solution must have the same acid composition (total content and acid

ratio) as the Analytical Solution (the diluted digest solution). This solution should contain:

— 2,5 part of nitric acid (4.2),
— 0,5 part of hydrochloric acid (4.3),
— 97 parts of water (4.1)
6.3 Internal Standard solutions.

The internal standards (IS) selected should cover all the mass range of the considered analytes and

have similar ionisation energy to the trace element for which it is used for correction purposes. It shall

also be checked that the native concentration of the internal standards in the sample to be analysed is

negligible and that they are not interfered by sample constituents.

“Rhodium and Lutetium have proved to be well suited as internal standards (IS). Samples should be

checked for negligible native concentrations of the IS and that the IS are not interfered with by sample

constituents.

Rhodium is suitable for determination of Chromium, Cobalt, Nickel, Arsenic, Cadmium and Antimony,

whereas Lutetium is suitable for determination of Lead. Alternatively, other elements may be used (for

example Indium or Iridium). Scandium, however, is not suitable as an IS due to Calcium interferences.

An IS with a mass (m/z) below 100 is not recommended because it may suffer from interferences from

matrix components.

NOTES : - Internal standard solutions may be added in each sample and calibration solution at the same

concentration or may be added through an on line Y-fitting to a pump tube.

- the concentration of the internal standard solutions must be included in the range 1 to 2 mg/l. In the following

sections, a concentration of 1 mg/l has been used for all the calculations.
6.3.1 Rhodium(*) standard solution, 1 mg/l

Dilute the Rhodium stock solution (4.4.1) 1 + 999 with diluting solution (6.2). This internal standard

solution is stable at room temperature for 6 months.
6.3.2 Lutetium(*) standard solution, 1 mg/l

Dilute the Lutetium stock solution (4.4.2) 1 + 999 with diluting solution (6.2). This internal standard

solution is stable at room temperature for 6 months.
(*) NOTE : Indium or Iridium may also be used as internal standards
© ISO 2020 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020(E)
6.4 Standard solutions

The concentrations of these standard solutions are examples and shall be adjusted to the specific

conditions in the laboratories.
6.4.1 High concentration mixed standard solution, 10 mg/l
Dilute 100 times the analyte stock solution(s) (3.5) by adding:

— in the case of single analyte stock solutions, 1 part of each of these 7 solutions to 93 parts of the

diluting solution (6.2)

— in the case of mixed stock solution, add 1 part of this solution to 99 parts of the diluting solution (6.2).

This high standard solution is stable at room temperature for 6 months.
6.4.2 Low concentration mixed standard solution, 0.1 mg/l

Dilute 100 times the high concentration standard solution (5.4.1) by adding 1 part of this solution to

99 parts of the diluting solution (6.2). This low standard solution is stable at room temperature for

3 months.
6.5 Calibration blank solution

The calibration blank solution corresponds to the matrix solution without any analyte of interest.

Generally, it corresponds to the diluting solution with the suitable concentration of the appropriate

internal standards if not added via a Y-fitting during the measurement.
6.6 Calibration solutions

Mixed calibration solutions are prepared by diluting the low concentration mixed standard solution

(6.4.2) with the diluting solution (6.2) to levels in the linear range of the instrument and within the

targeted concentration range. Include a suitable concentration of the appropriate internal standards,

or add on line the internal standards by means of pumping into the sample flow through a Y-fitting.

At least 3 calibration solutions with various concentrations should be prepared. These calibration

solutions must be prepared daily.

Examples of preparation procedure of calibration solutions are detailed in Table 1a (with addition of

the internal standards in all the calibration solutions) and Table 1b (with on line addition of the internal

standards via an Y-fitting).

Table 1a — Example of calibration solutions of the ICP-MS – addition of the internal standards

in every calibration solution

Calibration solution Part of low Part of Rhodi- Part of Luteti- Part of the Analyte conc.

conc. mixed um standard um standard diluting solu- in the calibra-
standard solution solution tion tion solution
solution
(6.3.1) (6.3.2) (6.2) (µg/l)
(6.4.2)
5.5.0 Calibration blank 0 2 2 496 0
5.5.1 Calibration solution 1 2,5 2 2 493,5 0,5
5.5.2 Calibration solution 2 5 2 2 491 1
5.5.3 Calibration solution 3 10 2 2 486 2
5.5.4 Calibration solution 4 25 2 2 471 5
5.5.5 Calibration solution 5 50 2 2 446 10
4 © ISO 2020 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020(E)

Table 1b — Example of calibration solutions of the ICP-MS – online addition of the internal

standards via an Y-fitting
Part of low Part of the di-
Analyte conc.
conc. mixed luting solution
in the calibra-
standard
Calibration solution
(6.2) tion solution
solution
(µg/l)
(6.4.2)
5.5.0 Calibration blank 0 500 0
5.5.1 Calibration solution 1 2,5 497,5 0,5
5.5.2 Calibration solution 2 5 495 1
5.5.3 Calibration solution 3 10 490 2
5.5.4 Calibration solution 4 25 475 5
5.5.5 Calibration solution 5 50 450 10
7 Procedure
7.1 General

WARNING — The use of this standard can involve hazardous materials, operations and

equipment. This standard does not address all the safety problems associated with its use. It

is the responsibility of the user of this standard to take appropriate measures for ensuring the

safety and health of the personnel prior to application of the standard and to fulfil statutory

requirements for this purpose.
7.2 Preparation of samples

Homogenize the samples by means of suitable devices. After homogenization thoroughly clean the

devices in order to rule out contamination of the subsequent sample. The sample preparation step shall

ensure a homogeneous starting material for a weighed sample quantity.
7.3 Pressure assisted digestion

WARNING 1 Depending on the degree or reactivity of the sample, it may be required to weigh in lower

quantities than specified in Section 7.3.1 in order to prevent extreme reactions or explosions. It shall be taken

into account that digestion of samples with high carbon contents (e.g. carbohydrates, fats, oils, waxes) may cause

explosions. Alcohols or solvents in combination with concentrated nitric acid may cause delayed severe reactions

already at room temperature.Therefore it is highly recommended to gently evaporate all volatile components

before adding the acid (Section 7.3.2).

WARNING 2 Samples that are not covered by acid can cause local overheating of the digestion vessel and thus

lead to local melting and subsequent bursting of the digestion container. Prior to digestion, ensure that the entire

sample is fully covered by the acid mixture.

Temperature and pressure into the vessels must be carefully controlled to ensure a proper digestion

(section 5.2.). To avoid differences in temperature and pressure among vessels, one should only digest

samples with similar composition in the same microwave-assisted digestion batch.
7.3.1 Preparation of Sample by Digestion – General case
Precisely weigh ca. 200 mg of sample into a digestion container.

Add 1 ml of water (4.1) and thoroughly mix with a shaking device until the sample is completely

suspended in the water.

Add 5 ml nitric acid (4.2) to the mixture and mix again. The sample should be completely covered

with the solution. Allow the mixture to rest in a closed digestion vessel to ensure that the preliminary

© ISO 2020 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020(E)

reaction takes place. Depending on the reactive behavior of the sample the duration of the preliminary

reaction can require resting periods of 30 minutes up to overnight.

Add then 1 ml of hydrochloric acid (4.3) and briefly mix. After addition of the hydrochloric acid, the

pressure vessel shall be closed and sealed immediately to make sure that the formed chlorine gas is

available for the reaction and does not evaporate.
7.3.2 Preparation of Sample by Digestion – Specific cases

• For highly water-based cosmetic products, such as lotion, milky lotion, cleanser, micellar water, a

sample mass could reach 400 mg. In this case no addition of water is required before addition of

acids (7.3.1).

• For all the other specific cases, sample mass can be adapted but the ratio between sample mass and

acid volumes (7.3.1) shall not be changed.

In case of high volatile content products, it is highly recommended for safety reason to completely

remove volatile portions through a careful heat-up following the loss of sample weight (e.g. in a water

bath at 60°C) after weighing them into the digestion container but prior to adding the acid (7.3.1).

Due to sample heterogeneity concern, a weight below 100 mg is not recommended.
7.3.3 Microwave digestion procedure

WARNING — During all steps of the digestion process the manufacturer’s safety information

shall be accurately followed

Process the samples using a 3 step heating program: a) ramp the heat up from room temperature

to 200°C in 30 min, b) hold the temperature at 200°C for 30 min, then c) cool down to 50°C, before

removing the vessels from the microwave. It is mandatory to maintain a temperature of 200°C for 30

min to obtain comparable results, since complete digestion is not possible for all types of samples.

WARNING — Depending on reactivity of the sample, it may be necessary to select a lower heat-up

rate than specified in order to prevent extreme reactions or explosions.

For antimony determinations, if needed (e.g. in cases described in 7.5.1), check for adsorption on vessel

walls by digesting two portions of an antimony-containing standard or sample using 1 ml hydrochloric

acid (4.3) as described in 7.3.1 for one portion, and 2 ml hydrochloric acid for the second portion. If

significant deviations are observed, assume the digestion vessels are degraded and should no longer be

used for determination of antimony. This standard does not allow antimony values
...

PROJET DE NORME INTERNATIONALE
ISO/DIS 21392
ISO/TC 217 Secrétariat: ISIRI
Début de vote: Vote clos le:
2020-04-29 2020-07-22
Cosmétiques — Méthodes d’analyse — Mesurage des
éléments traces métalliques par ICP-MS dans les produits
cosmétiques finis

Cosmetics — Analytical methods — Measurement of traces of heavy metals in cosmetic finished products

using ICP/MS technique
ICS: 71.100.70
CE DOCUMENT EST UN PROJET DIFFUSÉ POUR
OBSERVATIONS ET APPROBATION. IL EST DONC
SUSCEPTIBLE DE MODIFICATION ET NE PEUT

Le présent document est distribué tel qu’il est parvenu du secrétariat du comité.

ÊTRE CITÉ COMME NORME INTERNATIONALE
AVANT SA PUBLICATION EN TANT QUE TELLE.
OUTRE LE FAIT D’ÊTRE EXAMINÉS POUR
ÉTABLIR S’ILS SONT ACCEPTABLES À DES
FINS INDUSTRIELLES, TECHNOLOGIQUES ET
COMMERCIALES, AINSI QUE DU POINT DE VUE TRAITEMENT PARALLÈLE ISO/CEN
DES UTILISATEURS, LES PROJETS DE NORMES
INTERNATIONALES DOIVENT PARFOIS ÊTRE
CONSIDÉRÉS DU POINT DE VUE DE LEUR
POSSIBILITÉ DE DEVENIR DES NORMES
POUVANT SERVIR DE RÉFÉRENCE DANS LA
RÉGLEMENTATION NATIONALE.
Numéro de référence
LES DESTINATAIRES DU PRÉSENT PROJET
ISO/DIS 21392:2020(F)
SONT INVITÉS À PRÉSENTER, AVEC LEURS
OBSERVATIONS, NOTIFICATION DES DROITS
DE PROPRIÉTÉ DONT ILS AURAIENT
ÉVENTUELLEMENT CONNAISSANCE ET À
FOURNIR UNE DOCUMENTATION EXPLICATIVE. ISO 2020
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020 (F)
ISO/DIS 21392:2020(F)
Sommaire ƒ‰‡

Avant-propos ............................................................................................................................................................. iv

Introduction ............................................................................................................................................................... v

1 Domaine d’application .............................................................................................................................. 1

2 Références normatives .............................................................................................................................. 1

3 Principe .......................................................................................................................................................... 1

4 Réactifs ........................................................................................................................................................... 1

5 Appareillage et équipement .................................................................................................................... 2

5.1 Récipients pour la digestion .................................................................................................................... 2

5.2 Instruments de digestion assistée par micro-ondes ........................................................................ 2

5.3 Filtre à membrane, taille de pore : 0,45 µm ........................................................................................ 3

5.4 ICP-MS ............................................................................................................................................................. 3

6 Préparation des solutions étalons ......................................................................................................... 3

6.1 Acide nitrique dilué, obtenu en mélangeant de l’acide nitr‹“—‡(4.2) avec de l’eau pureȋͶǤͳȌ

selon une proportion d’environ 1Ϊͻ’ƒ”–•ǡ”‡•’‡…–‹˜‡‡–Ǥ ............................................................... 3

6.2 Solution de dilution .................................................................................................................................... 3

6.3 Solutions d’étalon interne ........................................................................................................................ 3

6.3.1 Solution étalon de rhodium(*), ͳ‰ȀŽ .................................................................................................. 4

6.3.2 Solution étalon de lutétium(*), ͳ‰ȀŽ .................................................................................................. 4

6.4 Solutions étalons ......................................................................................................................................... 4

6.4.1 Solution étalon mixte à haute concentrationǡͳͲ‰ȀŽ ..................................................................... 4

6.4.2 Solution étalon mixte à basse concentrationǡͲǡͳ‰ȀŽ..................................................................... 4

6.5 Solution de blanc d’étalonnage ............................................................................................................... 4

6.6 Solutions d’étalonnage .............................................................................................................................. 5

7 Mode opératoire .......................................................................................................................................... 6

7.1 Généralités .................................................................................................................................................... 6

7.2 Préparation des échantillons .................................................................................................................. 6

7.3 Digestion sous pression ............................................................................................................................ 6

7.3.1 Préparation de l’échantillon par digestion – Cas général ............................................................... 6

7.3.2 Préparation de l’échantillon par digestion – Cas particuliers ....................................................... 7

7.3.3 Mode opératoire de digestion par micro-ondes ................................................................................ 7

7.3.4 Préparation des solutions de mesurage............................................................................................... 7

7.4 Spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif ............................................................. 8

7.4.1 Conditions de fonctionnement ICP-MS ................................................................................................. 8

7.4.2 Quantification des analytes par ICP-MS ............................................................................................... 9

7.5 Contrôle qualité (CQ) de l’analyse ...................................................................................................... 10

7.5.1 Au cours de la digestion ......................................................................................................................... 10

7.5.2 Au cours de l’analyse ............................................................................................................................... 11

7.5.3 Exemple de séquence ICP-MS ............................................................................................................... 12

DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT

8 Calculs .......................................................................................................................................................... 13

© ISO 2020 9 Performance de la méthode .................................................................................................................. 13

Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en oeuvre, aucune partie de cette

Performance de la méthode déterminée par l’approche du profil d’exactitude ............. 14

publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,

y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut

ȋ‹ˆ‘”ƒ–‹˜‡Ȍ Informations relatives à l’évaluation de la méthode au moyen de

être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.

l’approche statistique de l’ISO 5725 (*) ............................................................................................ 17

ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8

Bibliographie ........................................................................................................................................................... 25

CH-1214 Vernier, Geneva
Tél.: [phone]
Fax: [phone]
E-mail: [e-mail]
̹ʹͲʹͲ–‘—•†”‘‹–•”±•‡”˜±• ‹‹‹
Website: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020 (F)
Sommaire Page

Avant-propos ............................................................................................................................................................. iv

Introduction ............................................................................................................................................................... v

1 Domaine d’application .............................................................................................................................. 1

2 Références normatives .............................................................................................................................. 1

3 Principe .......................................................................................................................................................... 1

4 Réactifs ........................................................................................................................................................... 1

5 Appareillage et équipement .................................................................................................................... 2

5.1 Récipients pour la digestion .................................................................................................................... 2

5.2 Instruments de digestion assistée par micro-ondes ........................................................................ 2

5.3 Filtre à membrane, taille de pore : 0,45 µm ........................................................................................ 3

5.4 ICP-MS ............................................................................................................................................................. 3

6 Préparation des solutions étalons ......................................................................................................... 3

6.1 Acide nitrique dilué, obtenu en mélangeant de l’acide nitrique (4.2) avec de l’eau pure (4.1)

selon une proportion d’environ 1 + 9 parts, respectivement. ............................................................... 3

6.2 Solution de dilution .................................................................................................................................... 3

6.3 Solutions d’étalon interne ........................................................................................................................ 3

6.3.1 Solution étalon de rhodium(*), 1 mg/l .................................................................................................. 4

6.3.2 Solution étalon de lutétium(*), 1 mg/l .................................................................................................. 4

6.4 Solutions étalons ......................................................................................................................................... 4

6.4.1 Solution étalon mixte à haute concentration, 10 mg/l ..................................................................... 4

6.4.2 Solution étalon mixte à basse concentration, 0,1 mg/l..................................................................... 4

6.5 Solution de blanc d’étalonnage ............................................................................................................... 4

6.6 Solutions d’étalonnage .............................................................................................................................. 5

7 Mode opératoire .......................................................................................................................................... 6

7.1 Généralités .................................................................................................................................................... 6

7.2 Préparation des échantillons .................................................................................................................. 6

7.3 Digestion sous pression ............................................................................................................................ 6

7.3.1 Préparation de l’échantillon par digestion – Cas général ............................................................... 6

7.3.2 Préparation de l’échantillon par digestion – Cas particuliers ....................................................... 7

7.3.3 Mode opératoire de digestion par micro-ondes ................................................................................ 7

7.3.4 Préparation des solutions de mesurage............................................................................................... 7

7.4 Spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif ............................................................. 8

7.4.1 Conditions de fonctionnement ICP-MS ................................................................................................. 8

7.4.2 Quantification des analytes par ICP-MS ............................................................................................... 9

7.5 Contrôle qualité (CQ) de l’analyse ...................................................................................................... 10

7.5.1 Au cours de la digestion ......................................................................................................................... 10

7.5.2 Au cours de l’analyse ............................................................................................................................... 11

7.5.3 Exemple de séquence ICP-MS ............................................................................................................... 12

8 Calculs .......................................................................................................................................................... 13

9 Performance de la méthode .................................................................................................................. 13

Performance de la méthode déterminée par l’approche du profil d’exactitude ............. 14

(informative) Informations relatives à l’évaluation de la méthode au moyen de

l’approche statistique de l’ISO 5725 (*) ............................................................................................ 17

Bibliographie ........................................................................................................................................................... 25

© ISO 2020 – Tous droits réservés
iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020 (F)
Avant-propos

L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes

nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est en

général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude a le droit

de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales, gouvernementales

et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux. L’ISO collabore

étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui concerne la

normalisation électrotechnique.

Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont

décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents

critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été

rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2

(voir www.iso.org/directives).

L’attention est attirée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de

droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable de

ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant les

références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de l’élaboration

du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de brevets reçues par

l’ISO (voir www.iso.org/brevets).

Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données

pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un

engagement.

Pour une explication de la nature volontaire des normes, la signification des termes et expressions

spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute information au sujet de l’adhésion

de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les obstacles

techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant : www.iso.org/iso/fr/avant-propos.

Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 217, Cosmétiques.

Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent

document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes

se trouve à l’adresse www.iso.org/fr/members.html.
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020 (F)
Introduction

La présente norme spécifie un mode opératoire d’analyse pour le dosage, dans les produits cosmétiques

finis, des éléments traces (chrome, cobalt, nickel, arsenic, cadmium, antimoine et plomb) par

spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif (ICP-MS), après digestion sous pression de

l’échantillon. Ce type de mode opératoire d’analyse fait l’objet de nombreuses descriptions dans d’autres

[1][2][3] [1][2][3] [7][8][9][10]

domaines tels que l’environnement , l’alimentation et l’industrie pharmaceutique .

© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 5 ----------------------
PROJET DE NORME INTERNATIONALE ISO/DIS 21392:2020(F)
Cosmétiques — Méthodes d’analyse — Mesurage des éléments
traces métalliques par ICP-MS dans les produits cosmétiques
finis
1 Domaine d’application

La présente norme vise à fournir une méthode de quantification des éléments traces métalliques dans les

produits cosmétiques, auxquels les consommateurs sont susceptibles d’être exposés lors de l’utilisation.

Le mode opératoire de préparation des échantillons fait intervenir un mélange acide nitrique/acide

chlorhydrique et la plupart des ingrédients cosmétiques sont digérés, ce qui permet de solubiliser les

éléments traces métalliques en vue de leur mesurage. Certains ingrédients cosmétiques inorganiques,

tels que la silice ou le dioxyde de titane, pourraient ne pas être complètement digérés dans les conditions

fixées par la présente norme et les éléments traces métalliques contenus dans ces ingrédients pourraient

ne pas être totalement extraits. Toutefois, les éléments traces métalliques piégés dans ces matériaux

inorganiques sont considérés comme moins pertinents pour l’évaluation du niveau d’exposition des

consommateurs à des éléments traces indésirables. L’utilisation de l’ICP-MS garantit une mesure fiable

des éléments traces, grâce à ses sensibilité et sélectivité élevées reconnues.

Cette méthode d’analyse peut s’appliquer à de nombreux autres éléments, mais la présente norme ne

traite que des éléments traces énumérés ci-avant, il incombe donc à l’analyste de démontrer qu’elle est

adaptée aux fins recherchées. Afin d’obtenir des résultats comparables, il est impératif de se conformer à

toutes les conditions fixées concernant la digestion des échantillons.
2 Références normatives
Le présent document ne contient aucune référence normative.
3 Principe

Les éléments traces présents dans les produits cosmétiques sont quantifiés par mesurage par ICP-MS des

solutions résultant de la digestion de ces produits. La digestion est effectuée avec des acides minéraux

dans des récipients hermétiquement clos, chauffés à 200 °C par micro-ondes, ce qui génère des pressions

élevées.
4 Réactifs

Les réactifs et l’eau utilisés doivent être exempts des éléments à doser, de sorte que les résultats ne soient

pas faussés. Sauf spécification contraire, les solutions sont des solutions aqueuses.

4.1 Eau ultrapure, de conductivité inférieure à 0,1 µS/cm à 25 °C, conformément aux spécifications

[11]
relatives à l’eau de qualité 1 définies dans l’ISO 3696 .
4.2 Acide nitrique, w = 60 % au minimum, masse volumique = 1,38 g/ml.
4.3 Acide chlorhydrique, w = 30 % au minimum, masse volumique = 1,15 g/ml.
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020 (F)
4.4 Solutions mères d’étalon interne

Se référer aux spécifications des fournisseurs pour ce qui concerne les conditions de stockage et de

stabilité des solutions mères d’étalon interne.
4.4.1 Solution mère de rhodium, 1 000 mg/l.
4.4.2 Solution mère de lutétium, 1 000 mg/l.

4.5 Solutions mères d’analytes (chrome, cobalt, nickel, arsenic, cadmium, antimoine et

plomb), 1 000 mg/l pour chaque élément.

Il est possible d’utiliser des solutions mères disponibles dans le commerce, qu’elles soient mono- ou

multi-élémentaires. Dans les deux cas, les solutions mères utilisées ne doivent pas contenir d’éléments

susceptibles d’interférer avec les analytes à quantifier.

4.6 Solution de réglage de l’ICP-MS disponible dans le commerce, contenant, par exemple, Ce, Co,

Li, Mg, Tl ou Y (1 µg/l), conformément aux recommandations du fabricant de l’appareil.

5 Appareillage et équipement

Tous les appareils et équipements entrant directement en contact avec l’échantillon ou les solutions

doivent être prénettoyés à l’acide nitrique dilué (6.1) et rincés à l’eau ultrapure (4.1) afin de garantir un

bruit de fond analytique le plus faible possible. Pour éviter toute contamination et adsorption, ne pas

utiliser d’équipements de laboratoire en verre borosilicaté.
5.1 Récipients pour la digestion

Utiliser des récipients sous pression et des inserts disponibles dans le commerce, dont la sécurité a été

contrôlée et constitués de matériaux résistants aux acides et à faible contamination. Les récipients

assemblés doivent être en mesure de supporter, en toute sécurité, des températures d’au moins 200 °C

et des pressions d’au moins 40 bar.

Pour le dosage de l’antimoine, utiliser uniquement des récipients de digestion à rugosité de surface

(6)[12]

minimale, afin d’éviter que cet élément adhère à la surface du récipient . L’utilisation de contenants

en quartz est recommandée, car ils sont généralement plus résistants à l’attrition. Toutefois, les récipients

en téflon ne présentant ni rayure ni détérioration de leur surface interne ni aucun dépôt sont appropriés.

Il convient de ne pas utiliser de récipients éraflés ou endommagés. En cas de doute concernant

l’adsorption possible de l’antimoine par les parois des récipients, effectuer l’essai comme décrit en 7.3.3.

NOTE Il est recommandé d’utiliser des récipients de digestion spécialement dédiés à la digestion d’échantillons

cosmétiques, qui peuvent contenir des niveaux élevés d’éléments à doser. Pour éviter les effets mémoire, après la

digestion d’échantillons fortement chargés et avant de procéder à la digestion des échantillons suivants, effectuer

une digestion à blanc pour nettoyer les récipients.
5.2 Instruments de digestion assistée par micro-ondes

Les systèmes de chauffage par micro-ondes doivent être équipés d’un dispositif de mesure de la

température qui permet également de régler la puissance des micro-ondes. Par exemple, des capteurs de

mesure placés à l’intérieur du récipient sous pression permettent un mesurage fiable de la température.

Utiliser uniquement des instruments pour digestion assistée par micro-ondes équipés de capteurs de

température et étalonner ces derniers avant utilisation.
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020 (F)
5.3 Filtre à membrane, taille de pore : 0,45 µm

Le filtre à membrane utilisé doit être inerte par rapport à la concentration en acide de la solution de

mesurage et ne doit provoquer ni contamination de la solution de mesurage ni adsorption des analytes.

Les membranes disponibles dans le commerce sont constituées de divers types de matériaux (PTFE, PP...)

et leur aptitude à l’usage prévu doit être vérifiée au moyen de mesures appropriées (blancs, échantillons

de contrôle qualité, etc.).
5.4 ICP-MS

Le spectromètre de masse avec plasma d’argon à couplage inductif est composé d’une zone d’introduction

de l’échantillon et d’un système d’atomisation, ainsi que d’une unité de commande et d’évaluation de

l’instrument. Pour éviter les interférences sur les masses des éléments chrome, nickel, arsenic et

cadmium, utiliser un spectromètre de masse capable de neutraliser ou de réduire au minimum ces

interférences (par exemple, avec cellule de collision et/ou de réaction, résolution supérieure à 3 000, ou

encore équations correctives pour les concentrations plus élevées).
6 Préparation des solutions étalons

Pour toutes les solutions, le terme « part », utilisé dans cette norme, fait référence au volume ou au poids.

Cela signifie que les étalons et les échantillons peuvent être dilués en volume ou en poids. Toutefois, il

convient d’être cohérent dans le traitement des étalons et des échantillons.

6.1 Acide nitrique dilué, obtenu en mélangeant de l’acide nitrique (4.2) avec de l’eau

pure (4.1) selon une proportion d’environ 1 + 9 parts, respectivement.
6.2 Solution de dilution

La composition de la solution de dilution doit présenter la même composition acide (teneur totale et

proportion d’acide) que la solution d’analyse (solution de digestion diluée). Il convient que cette solution

contienne :
⎯ 2,5 parts d’acide nitrique (4.2) ;
⎯ 0,5 part d’acide chlorhydrique (4.3) ;
⎯ 97 parts d’eau (4.1).
6.3 Solutions d’étalon interne

Il convient que les étalons internes (EI) sélectionnés couvrent toute la gamme de masses des analytes

étudiés et présentent une énergie d’ionisation similaire à l’élément trace pour lequel ils sont utilisés à des

fins de correction. Il doit également être vérifié que la concentration intrinsèque en étalons internes dans

l’échantillon à analyser est négligeable et qu’ils ne subissent pas d’interférences de la part des

constituants de l’échantillon.

Le rhodium et le lutétium se sont avérés être des étalons internes (EI) appropriés. Il convient de vérifier

que les échantillons présentent des concentrations intrinsèques négligeables en EI et que les constituants

de l’échantillon n’interfèrent pas avec les EI.
© ISO 2020 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO/DIS 21392:2020 (F)

Le rhodium est approprié pour le dosage du chrome, du cobalt, du nickel, de l’arsenic, du cadmium et de

l’antimoine, tandis que le lutétium est approprié pour le dosage du plomb. En variante, d’autres éléments

peuvent être utilisés (par exemple, l’indium ou l’iridium). Le scandium, quant à lui, n’est pas un EI

approprié en raison de ses interférences avec le calcium. Les EI de masse (m/z) inférieure à 100 ne sont

pas recommandés, car ils peuvent être interférés par des composants de la matrice.

NOTES — Les solutions d’étalon interne peuvent être ajoutées à chaque échantillon et à la solution d’étalonnage

à la même concentration, ou peuvent être introduites en ligne au moyen d’un raccord en Y connecté à un tube de

pompage.

— La concentration des solutions d’étalon interne doit être comprise entre 1 mg/l et 2 mg/l. Dans les

paragraphes qui suivent, tous les calculs ont été effectués sur la base d’une concentration de 1 mg/l.

6.3.1 Solution étalon de rhodium(*), 1 mg/l

Diluer la solution mère de rhodium (4.4.1), 1 + 999, avec la solution de dilution (6.2). Cette solution

d’étalon interne demeure stable à température ambiante pendant 6 mois.
6.3.2 Solution étalon de lutétium(*), 1 mg/l

Diluer la solution mère de lutétium (4.4.2), 1 + 999, avec la solution de dilution (6.2). Cette solution

d’étalon interne demeure stable à température ambiante pendant 6 mois.

(*) NOTE L’indium ou l’iridium peuvent également être utilisés comme étalons internes.

6.4 Solutions étalons

Les concentrations de ces solutions étalons sont données à titre d’exemple et doivent être adaptées aux

conditions spécifiques des laboratoires.
6.4.1 Solution étalon mixte à haute concentration, 10 mg/l

Procéder à une dilution au centième des solutions mères d’analytes (3.5), en ajoutant :

⎯ dans le cas de solutions mères mono-élémentaires, 1 part de chacune des 7 solutions pour 93 parts

de solution de dilution (6.2) ;

⎯ dans le cas d’une solution mère multi-élémentaire, 1 part de cette solution pour 99 parts de solution

de dilution (6.2).

Cette solution étalon à haute concentration demeure stable à température ambiante pendant 6 mois.

6.4.2 Solution étalon mixte à basse concentration, 0,1 mg/l

Procéder à une dilution au centième de la solution étalon à haute concentration (5.4.1), en ajoutant 1 part

de cette s
...