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编号:10284955
用过硫酸铵做氧化剂测定尿碘方法的研究
http://www.100md.com 《中国地方病学杂志》 1999年第2期
     作者:朱参胜 加里.马 李 沐 伊斯特曼

    单位:朱参胜(陕西省地方病防治研究所, 西安 710003);加里.马 李 沐(伊斯特曼澳大利亚悉尼临床病理医学研究所)

    关键词:过硫酸铵;氧化剂;尿碘;分光光度法

    中国地方病学杂志990218 【摘要】 目的 探索用过硫酸铵做为氧化剂测定尿碘方法的适宜因素。方法 尿样经过硫酸铵消化后,又经过Sandell-Kolthoff反应,最后用分光光度法测定尿碘含量。结果 该方法的灵敏度为7μg/L;批间和批内变异系数均小于10%;硫氰酸钾、维生素C和维生素B2对方法均无干扰;加入不同浓度标准后回收率在100%~103%之间;与氯酸法有显著的线性相关关系(P<0.01)。结论 该方法具有无爆、消化时无有害气体溢出、经济、方便等优点,特别适合发展中国家用于碘缺乏病监测。

, 百拇医药     分类号:R 599.9 文献标识码:A 论文编号:1000-4955(1999)02-0130—33

    Measurement of urinary iodine by using ammonium persulfate as an oxidant

    ZHU Cansheng,Gary Ma,LI Mu,et al

    Shanxi Provincial Institute for Endemic Diseases Control,Xi'an 710003

    【Abstract】 Objective To study the optimal condition in the measurement of urinary iodine by using ammonium persulfate as an oxidant.Methods After being digested with ammonium persulfate,urinary specimen went through Sandell-Kolthoff's Reaction.Then the concentration of iodine was measured by spectrometry method.Results The sensitivity of the method is 7μg/L;Both intra CV% and inter CV% are less than 10%;Potassium thiocynate,ascorbic acid and vitamin B2 do not interfere with the measurement of urinary iodine;The recovery ranges between 100%~103% in standard addition;This method also correlates with the chloric acid method,which was recommended by WHO,UNICEF and ICCIDD.Conclusions This method for urinary iodine is nonhazardous,nonexplosive,economic,and convenient,especially suitable for iodine deficiency disorders surveillance in developing countries.
, 百拇医药
    【Key words】 Ammonium persulfate Oxidant Urinary iodine Spectrometry

    尿碘是评价人体碘摄入量的指标之一,健康人从粪便中排泄的碘几乎可以忽略不计。由于直接测定从膳食摄入碘量的困难性以及尿碘测定的可行性,尿碘的测定具有重要的流行病学和临床意义[1]。1996年,Sam.Pino等报导了一种尿碘的测定方法:用过硫酸铵做为氧化剂消化尿样,经过Sandell-Kolthoff反应后,用分光光度法测定尿碘。该法简便、经济并无爆炸的危险性,分析结果比较满意[2]。笔者在Sam.Pino等尿碘测定方法的基础上,适当延长了铈-砷反应的时间,减少了操作步骤,并对原标准曲线的范围进行了必要改变。这样,不仅增加了方法的灵敏度,方便了操作,而且使方法更适合所测定尿样的碘含量范围。

    1 实验

    1.1 仪器 12x100mm玻璃试管:可根据控温消解仪的孔径而定;控温消解仪:Multi-block,Lab-line,Instrument Inc,USA;混合器:Super-mixer,Cat.No.1291,Lab-line Instrument Inc,USA;恒温水浴箱:Thermomix 1420 B.Braun Melsungen AG;分光光度计:Spectronic 20 Milton Roy Company。
, 百拇医药
    1.2 试剂 2.5mol/L硫酸:取280ml浓硫酸(98%)缓慢加入至1 000ml水中,并不断搅拌。冷至室温后用离子交换水稀释至2 000ml,该溶液硫酸浓度为2.5mol/L。稀释2倍后可得

    1.25mol/L硫酸,稀释4倍后可得0.625mol/L硫酸。

    0.0158mol/L硫酸铈铵:称取10.0g硫酸铈铵,用1 000ml 1.25mol/L硫酸溶解。

    1mol/L过硫酸铵:称取228.2g过硫酸铵,用离子交换水溶解并稀释至1 000ml。

    0.0253mol/L亚砷酸:称取5g三氧化二砷及25g氯化铵,量取200ml 2.5mol/L硫酸,加入至500ml离子交换水中,加热至溶解。冷至室温后,用离子交换水稀释至1 000ml。

, 百拇医药     标准储备液:称取1.686g碘酸钾于烧杯中,用离子交换水溶解并全部转移至1 000ml容量瓶中并稀释至刻度,碘的浓度为

    1.000mg/ml。

    标准应用液:吸取1.00ml标准储备液,用离子交换水稀释至100ml,此液碘浓度为

    10.0μg/ml。

    标准系列:分别吸取标准应用液0、0.50、1.00、2.00、2.50ml于100ml容量瓶中用离子交换水稀释至刻度。碘浓度分别为0、50、100、150、200、250μg/L。

    所有试剂在棕色瓶中室温下保存。

    1.3 操作过程 收集即时尿样,置于具塞塑料瓶中,于4℃冰箱保存。
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    吸取标准系列及尿样品(吸前充分混匀)各200μl至玻璃管中,分别加入1.00ml 1mol/L的过硫酸铵,并于91~95℃加热消化30分钟后冷却至室温。然后于各管中分别加入2.00ml 0.0253mol/L亚砷酸溶液及2.00ml 0.625

    mol/L硫酸溶液。混匀后置于30℃水浴中温浴10分钟,硫酸铈铵同时温浴。准确间隔30秒钟依次向消化管内加入0.50ml 0.0158mol/L硫酸铈铵溶液,立即混匀并放回水浴中。待第一管加入硫酸铈铵溶液20分钟后,依次准确间隔30秒于420nm波长下,用离子交换水调100%透光率,用1cm比色杯测定百分透光率。以碘浓度为横坐标,百分透光率为纵坐标,绘制标准曲线,并在标准曲线中根据样品的百分透光率查出样品的碘含量,如果读数超出曲线的范围,可把尿样用离子交换水稀释后重新测定,直到测量值落在曲线范围内。

    1.4 计算

    公式 C=KCS
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    式中C为尿碘浓度(μg/L);K为尿样稀释倍数;CS为从标准曲线查得的碘浓度(μg/L)。

    2 结果

    2.1 铈-砷催化动力反应时间对曲线斜率的影响 曲线斜率随反应时间的增加而增大。Sam.Pino等报导的方法的反应时间为10分钟。根据本次研究的结果,反应时间取10分钟,标准曲线很平,斜率很小。笔者在该方法中把反应时间定在20分钟(30℃)。

    2.2 标准曲线与灵敏度 标准曲线回归方程为Y=0.1394X+24.90,相关系数r=0.9995。根据对离子交换水(空白)6次的测定,确定方法的最低检出浓度为7μg/L(取样量为200μl),最低检出量为1.4ng。

    2.3 方法精密度 取低、中、高三种浓度的尿样,做6次平行测定,测得方法的批内变异的范围为6.7%~1.4%。分别做6次重复测定,测得方法的批间变异的范围为8.9%~5.1%(见表1)。
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    表1 方法精密度 样品号

    n

    尿碘浓度(μg/L)

    CV(%)

    批内变异

    低

    6

    94±5.1

    5.4

    中

    6

    183±12.0

    6.7
, 百拇医药
    高

    6

    240±3.3

    1.4

    批间变异

    低

    6

    96±8.6

    8.9

    中

    6

    190±9.7

    5.1
, http://www.100md.com
    高

    6

    269±15.9

    5.9

    2.4 样品稀释后的线性关系 对同一份样品做不同倍数的稀释,实测结果与理论值进行比较并计算回收率,回收率在95%~106%(见表2)。样品稀释后线性关系良好。

    表2 样品稀释后的线性关系 稀释比例

    尿碘值(μg/L)

    回收率(%)

    测定值

    理论值

    1∶1
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    1∶1.5

    1∶2

    1∶3

    1∶4

    220

    148

    105

    78

    58

    220

    147

    110

    73
, 百拇医药
    55

    100

    101

    95

    106

    105

    2.5 干扰消除试验 本研究对硫氰酸钾、维生素C和维生素B2这三个最常见的干扰物质进行了干扰消除试验。如表3所示,20mg/L硫氰酸钾、500mg/L维生素C和25mg/L维生素B2对实验的潜在干扰作用得以消除。

    表3 干扰消除试验 干扰物质

    干扰物质浓度(mg/L)

    n
, 百拇医药
    尿碘值(μg/L)

    理论值

    实测值

    KSCN

    20

    4

    100

    103±2.9

    维生素C

    500

    4

    100

    100±8.6
, 百拇医药
    维生素B2

    25

    4

    100

    106±11.5

    2.6 方法准确度 加入已知量的碘至3份不同碘浓度的尿样中,回收率如表4所示,平均回收率为102%(范围为100%~103%)。

    表4 标准加入后碘的回收率 样品

    n

    碘浓度(μg/L)

    加入碘量

    (μg/L)
, 百拇医药
    检出值

    (μg/L)

    回收率

    (%)

    1

    4

    48

    50

    101±7.5

    103

    2

    4

    95

, http://www.100md.com     100

    198±2.9

    102

    3

    4

    135

    125

    261±4.2

    100

    2.7 该方法与标准方法的相关性 分别用该法和氯酸法对39份样品进行碘含量测定,回归方程为y=7.5519+1.0042x(y为该方法测定的结果,x为氯酸法测定的结果),相关系数r=0.9392,P=0.01,相关系数具有高度显著性。

, http://www.100md.com     3 讨论

    在碘缺乏病监测中尿碘是很重要的指标之一。这主要由于即时尿样较易采集,尿碘测定方法的学习和应用并不是特别困难,以及可用人群尿碘水平对人群碘营养状况进行有效的估计。在1994年,尿碘被世界卫生组织(WHO)、联合国儿童基金会(UNICEF)和国际碘缺乏病控制理事会(ICCIDD)共同选定为评价碘缺乏病病情和通过食盐加碘控制碘缺乏病效果的一个生化指标[3]

    测定尿碘的方法有多种。其中中子活化法(ICP-MS)被认为是测定尿碘的最好方法。但是该法所用的仪器特别昂贵,操作相对比较复杂,不适合大多数实验室的尿碘监测工作。

    1937年Sandell和Kolthoff发表了Sandell-Kolthoff反应,直至今天该反应仍是测定尿碘的最为准确的方法之一[4]。其反应式如下:

    2Ce4++2I→2Ce3++2I2
, 百拇医药
    I2+As3+→2I-+As5+

    反应中,黄色的4价铈离子变为无色的3价铈离子。进行一定时间的反应后,溶液中碘含量与溶液百分透光率成正比,利用分光光度法测定尿碘含量。

    一般而言,应用Sandell-Kolthoff反应测定尿碘时,需对尿样进行消化处理,即在强酸环境中对尿样进行湿消化或在碱性环境下于茂福炉中进行干灰化。WHO、UNICEF和ICCIDD于1994年共同推荐了一个简便、成本较低,比较适合于发展中国家开展的尿碘测定方法。该方法用氯酸在温和条件下消化尿样,经Sandell-Kolthoff反应后,用分光光度法测定尿碘含量[3]。该法已申请作为国家标准方法,其可靠性和可行性已被国内分析工作者所证实[5,6]

    虽然氯酸消化法有效的消除了干扰物质的潜在干扰作用,并使尿碘的测定具有较高的准确性,但是该法仍有不足之处。第一,氯酸很难直接从供应商那里买到,需要在实验室利用高氯酸和氯酸钾反应来制造得到,这样就增加了实验的难度。第二,样品在消化时,氯酸加热产生有害气体,需要一个特别的通风厨把有害气体(包括氯气等)排至室外。第三,氯酸和氯酸钾有爆炸的潜在危险性。
, 百拇医药
    过硫酸化合物通常用于漂白过程及在分析测定中用做氧化剂。过硫酸铵具有其无毒、无爆、易溶于水(便于制成高浓度溶液提高消化效率)等优点,在用于尿样消化过程中,所用的消化温度较低,不产生有害气体,无需在通风橱中进行消化,所以又具有方便、经济等优点。该法于1996年由Sam.Pino用于尿碘测定。

    该研究在Sam.Pino等尿碘测定方法的基础上,对原方法做了一定的改进,使方法更灵敏、更方便、更适合测定我们所测定尿样的碘水平。改进后,该方法的灵敏度为7μg/L,标准曲线的范围为0~250μg/L,在曲线范围内线性关系良好,硫氰酸根、维生素C和维生素B2对分析的潜在影响得以消除,不同浓度碘加入到尿样中,回收率在100%~103%之间。该方法与标准氯酸法具有高度显著的相关性(r=

    0.9392,P=0.01)。

    本研究表明,改进后的过硫酸铵法测定尿碘,具有准确、可靠、经济等优点,特别适合于发展中国家对碘缺乏病的监测。
, 百拇医药
    基金来源:世界卫生组织(WHO)资助

    参考文献

    [1] Konig MP,Mordasini C,and Kohler H.Diagnostic value of the measurement of iodine in blood and urine[J].Thyriod disorders associated with iodine deficiency and excess,1985,137~143

    [2] Sam.Pino,Shih-Lieh Fang and Lewis E.Braverman.Ammonium persulfate:a safe alternative oxidizing reagent for measuring urinary iodine[J].Clinical Chemistry,1996,42(2):239~243
, http://www.100md.com
    [3] WHO/UNICEF/ICCIDD.Indicators for assessing iodine deficiency disorders and their control through salt iodination[R].WHO/Nut/94.6,1994,Geneva.

    [4] Sandell EB.And Kolthoff IM.Micro determination of iodine by catalyze method[J].Mikro Chemica Acta 1937,1:9~25

    [5] 阎玉芹,刘列军,张亚平,等.尿碘的砷铈催化分光光度法测定方法[J].中国地方病学杂志,1997,16(1):37~42

    [6] 李平,李津蜀,顾仪,等.对尿碘标准化测定方法的验证[J].中国地方病学杂志,1997,16(1):46~48

    收稿日期:1998-06-26;修订日期:1998-03-26, http://www.100md.com