方法
碘元素检测仪自动测定盐碘含量的方法研究
中华地方病学杂志, 2023,42(6) : 507-510. DOI: 10.3760/cma.j.cn231583-20211220-00410
摘要
目的

建立应用碘元素检测仪,通过砷铈催化分光光度法自动测定盐碘含量的方法(以下简称本方法),为深入研究盐碘检测技术提供参考。

方法

采用本方法测定盐碘含量,评价方法的线性范围和检出限、精密度、准确度(盐碘标准物质GBW10006y、GBW10007y测定及加标回收实验);应用本方法与国家标准推荐的氧化还原滴定法同时测定35份盐样碘含量,并进行结果比对。

结果

本方法在碘浓度为50 ~ 600 μg/L标准曲线范围内有良好的线性关系,相关系数的绝对值均> 0.999 0,检出限为5.0 mg/kg。测定低、中、高3种碘浓度盐样,碘浓度的相对标准偏差均< 6.0%。盐碘标准物质GBW10006y、GBW10007y的测定结果均在给定值范围内;在盐样中分别加入3个碘浓度(6.0、10.0、30.0 mg/kg),平均回收率范围为96.7% ~ 105.0%,总平均回收率为100.9%。方法比对结果显示,本方法与氧化还原滴定法的盐碘测定结果差异无统计学意义(t = - 1.54,P = 0.132)。

结论

本方法测定盐碘含量具有准确度高、精密度好及线性范围宽等优点,适用于盐碘监测中大批量样品的检测。

引用本文: 夏仕青, 李晓慧, 吴桃丽. 碘元素检测仪自动测定盐碘含量的方法研究 [J] . 中华地方病学杂志, 2023, 42(6) : 507-510. DOI: 10.3760/cma.j.cn231583-20211220-00410.
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碘是人体的必需微量元素之一,主要参与甲状腺激素的合成,并通过甲状腺激素的生理作用而发挥促进机体糖和脂肪代谢、调节水盐代谢及促进生长发育等多种生理功能,碘不足或过量均会对人体健康产生不同程度的损害[1]。食盐加碘不仅是防治碘缺乏病的主要措施,也是目前最安全、简便,且能有效改善人群碘营养状况的重要方法[2]。自2012年开始,根据《食品安全国家标准食用盐碘含量》(GB 26878-2011)要求,我国各省份根据实际情况对盐碘标准进行了调整,并对碘盐质量进行了动态监测,以评价碘缺乏病防治措施的落实情况和防治效果[3]。周德梅等[4]分析了2011 - 2015年("十二五"期间)贵州省9个市(州)88个县的居民户食用盐监测结果,省级、市(州)级居民户盐碘中位数均在贵州省食盐碘含量标准范围内(21 ~ 39 mg/kg),碘盐覆盖率和合格碘盐食用率均达到国家碘缺乏病消除标准(碘盐覆盖率≥95%,合格碘盐食用率> 90%),但个别县仍存在非碘盐和不合格碘盐。杨家丽等[5]通过对盐碘标准调整后贵州省兴义市居民碘盐普及情况进行调查发现,2015 - 2017年兴义市非碘盐率呈现逐年上升趋势,碘盐覆盖率和合格碘盐食用率呈逐年下降趋势,且2017年均未达到国家碘缺乏病消除标准。因此,为及时了解居民食用碘盐情况,更好地开展碘缺乏病防治监测工作,建立准确、快速测定盐碘的方法是十分必要的。

目前,公认的准确测定盐碘的常用方法是国家标准《制盐工业通用试验方法碘的测定》(GB/T 13025.7-2012)中的氧化还原滴定法和直接滴定法,适用于添加碘酸盐、碘化物或含有还原物质的加碘食盐中碘的测定,但上述方法为人工手动进行,对检测人员的专业性要求较高,且存在次氯酸钠试剂不稳定、标准溶液滴定浓度有差异及检测效率较低等问题,不便于大批量样品的检测[6,7]。碘元素检测仪利用碘催化砷铈氧化还原反应原理自动定量测定微量碘含量,已被用于尿碘的测定[8]。然而,目前关于碘元素检测仪自动测定盐碘的研究鲜有报道。因此,本研究应用碘元素检测仪,通过砷铈催化分光光度法自动测定盐碘含量(以下简称本方法),探索和建立适用于大批量碘盐监测的测定方法,以期为盐碘的准确测定提供参考。

1 材料与方法
1.1 原理:

利用碘对砷铈氧化还原反应的催化作用(即砷铈催化分光光度法),使反应中的黄色四价铈离子(Ce4+)被还原为无色三价铈离子(Ce3+),在一定的反应温度和时间下,碘浓度越高,反应速度越快,剩余的Ce4+则越少。由专用指示剂指示终点,通过碘浓度(C,mg/kg)与相应测得的反应终点时间(T,s)为幂函数的计算关系绘制标准曲线,回归方程为C = a + blgT,由此计算出食用盐碘含量。

1.2 主要仪器与试剂:

碘元素检测仪(OTT-I-P50型,襄阳文特斯卫生科技有限公司),纯水/超纯水机[明澈TM-D 24UV型,默克化工技术(上海)有限公司],电子天平(BL-220H型,日本岛津公司)。盐碘检测试剂盒(化学法,适用范围:0 ~ 600 μg/L,襄阳文特斯卫生科技有限公司)。

1.3 碘标准溶液、盐碘标准物质及盐样来源:

实验室去离子水符合《分析实验室用水规格和试验方法》(GB/T 6682-2008)中二级水规格;碘标准溶液使用盐碘检测试剂盒中盐碘标准应用系列溶液,碘浓度分别为50、100、200、300、400、600 μg/L;盐碘标准物质GBW10006y、GBW10007y来自国家碘缺乏病参照实验室,标准值±不确定度分别为(11.9 ± 2.0)、(23.6 ± 2.0)mg/kg;盐样采自贵州省黔西南布依族苗族自治州兴义市与兴仁市居民户,共35份。

1.4 测定方法
1.4.1 样品处理:

用电子天平(千分之一天平)准确称取待测样品或质控样品10.000 g,加少量去离子水溶解后,转移至1 000 ml容量瓶中,用去离子水定容至刻度,混匀备用。

1.4.2 碘元素检测仪测定:

打开计算机及仪器主机,启动电脑桌面上碘元素检测仪工作站软件(襄阳文特斯卫生科技有限公司),待盐碘检测试剂盒平衡至室温后开始检测。将裂解剂、消解剂、中和剂、指示剂及氧化剂按瓶身编号(1 ~ 5号),严格对应仪器管道瓶盖颜色顺序放置,选择盐碘检测模式;准确吸取200 μl碘标准系列溶液(浓度由低到高)、处理好的质控溶液及样品溶液至透明样品杯中;再依次放入样品盘中,在电脑软件界面输入样品信息,待仪器反应温度达设定温度(23 ℃左右)且稳定后点击"开始检测"按钮,即可自动完成标准曲线的绘制及样品检测。

1.5 方法验证实验
1.5.1 线性范围和检出限:

在0 ~ 600 μg/L碘浓度范围内,对标准曲线重复测定6个批次,以碘浓度与相应测得的反应终点时间的对数值进行线性拟合,并计算各批次线性方程的相关系数。同时,连续重复测定空白样11次,按空白管测定值的3倍标准差计算方法的检出限。

1.5.2 精密度:

在检测的碘浓度范围内,取低、中、高3种碘浓度盐样,每份样品连续测定6次,计算平均值、标准差及相对标准偏差(RSD)。按照盐碘检测试剂盒说明书要求,RSD≤6.0%时表明该方法重复性符合要求。

1.5.3 准确度:

对两种不同浓度的盐碘标准物质GBW10006y、GBW10007y分别进行6个批次实验,考察测定结果是否在标准物质给定值范围内。在盐样中分别加入3个不同浓度的碘酸钾标准溶液,使得添加的碘浓度分别为6.0、10.0、30.0 mg/kg,按照文中1.4测定方法进行盐碘检测,每个碘浓度平行测定6次,计算平均值和加标回收率。

1.6 方法比对实验:

分别采用本方法和氧化还原滴定法(标准方法)对采集的35份盐样进行碘含量测定,并对结果进行分析比较。

1.7 统计学分析:

采用SPSS 19.0软件进行统计分析。两种方法盐碘测定结果比较采用配对样本t检验,P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果
2.1 线性范围和检出限:

碘标准系列溶液的线性范围见表1,碘浓度在50 ~ 600 μg/L范围内有良好的线性关系,相关系数的绝对值范围为0.999 5 ~ 0.999 9。经计算,方法的检出限为5.0 mg/kg。

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表1

碘标准系列溶液的线性范围

表1

碘标准系列溶液的线性范围

碘标准系列溶液(μg/L)不同批次测定的反应终点时间(s)
第1次第2次第3次第4次第5次第6次
50303.932297.213281.765277.873287.352343.702
100146.021145.404152.828164.831151.857152.499
20071.16870.34979.77591.65880.46576.771
30046.95747.09355.01064.62855.33149.889
40036.59337.48242.53150.84643.16035.720
60024.56425.68728.18435.45029.51125.013
2.2 精密度:

在标准曲线线性范围内,低、中、高3种碘浓度盐样的碘含量分别为(10.8 ± 0.1)、(21.6 ± 0.1)、(40.0 ± 1.0)mg/kg,范围分别为10.8 ~ 10.9、21.4 ~ 21.7、38.3 ~ 41.0 mg/kg,RSD分别为0.5%、0.5%、2.5%,均< 6.0%,表明该方法重复性好。

2.3 准确度
2.3.1 盐碘标准物质测定:

国家盐碘标准物质GBW10006y、GBW10007y的测定结果均在给定值范围内,见表2

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表2

盐碘标准物质测定结果(mg/kg)

表2

盐碘标准物质测定结果(mg/kg)

编号给定值不同批次盐碘含量测定值
第1次第2次第3次第4次第5次第6次
GBW10006y11.9 ± 2.010.810.411.212.811.210.2
GBW10007y23.6 ± 2.022.825.523.924.023.524.7
2.3.2 盐样加标回收实验:

在标准曲线线性范围内,盐样在添加6.0、10.0、30.0 mg/kg的碘浓度后,平均回收率范围为96.7% ~ 105.0%,总平均回收率为100.9%;RSD范围为0.7% ~ 3.3%。见表3

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表3

碘元素分析仪测定盐碘含量的加标回收实验结果

表3

碘元素分析仪测定盐碘含量的加标回收实验结果

碘浓度(mg/kg)测定均值(mg/kg)平均回收率(%)相对标准偏差(%)
6.05.896.73.3
10.010.5105.02.7
30.030.3100.90.7
2.4 方法比对实验:

分别应用本方法和氧化还原滴定法检测35份盐样碘含量,结果比较差异无统计学意义(t = - 1.54,P = 0.132),见表4

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表4

两种方法检测盐碘含量的结果比较(mg/kg)

表4

两种方法检测盐碘含量的结果比较(mg/kg)

盐样编号本方法氧化还原滴定法盐样编号本方法氧化还原滴定法
130.534.21931.028.3
228.528.22032.529.9
325.424.92125.826.0
428.629.82226.427.1
528.928.32323.823.0
628.230.22421.326.4
734.634.82526.225.7
829.327.72628.828.7
933.331.72730.222.4
1032.832.42828.324.4
1131.734.42925.522.2
1228.025.03028.822.4
1335.832.13126.726.5
1435.336.13227.126.1
1539.140.03328.524.5
1632.234.63424.625.8
1726.927.63527.727.3
1837.336.9   

注:本方法为应用碘元素检测仪,通过砷铈催化分光光度法进行检测

3 讨论

碘作为甲状腺激素合成的重要原料,对人体健康具有重要的调节作用,健康成人体内碘的总量约为30 mg(范围为20 ~ 50 mg)。近年来,从全民补碘到科学补碘,食盐加碘一直是防治碘缺乏病最安全、有效、经济的措施,并已在改善人群碘营养状况方面取得了显著成效。碘盐的质量是保证可持续消除碘缺乏病目标的重要基础,而检测方法的准确性、适用性则是保证碘盐质量的关键。因此,深入研究盐碘检测技术对确保碘盐准确监测具有重要意义。

目前,在碘含量的检测方法中,利用碘催化砷铈氧化还原反应原理进行碘含量测定的砷铈催化分光光度法已在尿样、水样等样品中得到证实[9]。本研究应用碘元素检测仪,通过砷铈催化分光光度法检测盐碘含量,结果显示在碘标准曲线线性范围内(50 ~ 600 μg/L),相关系数绝对值均> 0.999 0,检出限为5.0 mg/kg;低、中、高3种碘浓度盐样的RSD均< 6.0%,表明本方法具有良好的线性范围、较低的检出限和较高的精密度。此外,本研究还分析了盐样的加标回收及质控样品检测情况,以考察方法的准确度。结果表明,盐样在添加6.0 ~ 30.0 mg/kg的碘浓度后,平均回收率范围为96.7% ~ 105.0%,总平均回收率为100.9%;且国家盐碘标准物质GBW10006y和GBW10007y的6个批次测定结果均在给定值范围内。提示碘元素检测仪自动测定盐碘含量有较高的准确度,利用砷铈催化分光光度法进行盐碘含量测定的结果可靠,这与段妮和魏竞智[10]采用砷铈催化分光光度法测定海藻盐中碘含量的报道一致。

氧化还原滴定法是我国现行有效的碘含量标准检测方法,为比较本方法与氧化还原滴定法测定盐碘含量的差异,本研究采用上述两种方法对35份盐样进行碘含量测定,结果显示,两种方法测定结果差异无统计学意义,表明本方法与国家标准方法的结果一致性良好。此外,碘元素检测仪通过自动化程序检测盐碘含量,检测结果可由配置的工作软件直接读取,无需手工计算,操作简便,适用于大批量盐样碘含量的检测;针对每个批次的标准品,仪器可自动进行定标校准,并绘制标准曲线,不仅显著提高了检测速度,降低了实验人员的工作强度,也避免了因技术人员操作差异引起的测定误差;且在废液排放方面,采用本方法检测后的废液产生总量较少,在使用自来水稀释100倍后可直接排入下水道,极大地减少了对环境的污染。

综上所述,应用碘元素检测仪自动测定盐碘含量具有准确度高、精密度好、检测线性范围宽等优点,且自动化程度高、操作简便、安全性好,适用于盐碘监测中大批量样品的检测。

利益冲突
利益冲突

所有作者声明无利益冲突

参考文献
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