溶出伏安法检测尿碘的方法学评价

许　中，　盛青松，　张同军，　辛君伟

(1．苏州市立医院东区同位素室，江苏 苏州 215001；



溶出伏安法检测尿碘的方法学评价

许中1，盛青松2，张同军3，辛君伟3

(1．苏州市立医院东区同位素室，江苏 苏州 215001；

碘是人体的必需微量元素之一，在体内主要参与甲状腺素的合成，碘缺乏和碘过量均会对健康造成损害。碘营养状况可通过碘摄入量和尿碘浓度进行评价，世界卫生组织等机构认为尿碘是评价和监测人群碘营养状况的最佳指标[1]。卫生部已于2006年规定测定尿液中碘浓度的参考方法为砷铈催化分光光度法[2]。该法虽然具备良好的准确度和敏感性，但需要较为复杂的样本前处理，对操作人员的专业要求较高，而且该法所使用的试剂中含有重金属成分，对环境和操作人员有害。

溶出伏安法相对来说其设备简单，同时又兼具敏感性和准确度，是一种有发展前景的测定方法。目前，市场上已有了使用溶出伏安法检测尿碘的商业化产品，其主要是通过活性炭吸附去除尿液中的抗坏血酸、尿酸等还原性干扰成分，然后采用一种抛弃式电化学传感器检测尿液中的碘离子浓度。该方法具有操作简单、仪器便携的优点，采用一次性芯片传感技术，这样既保证了测定的稳定性，又能避免痕量元素检验中常见的样本间交叉污染问题。我们对该仪器进行方法学性能评价，并与过硫酸铵消化-砷铈催化分光光度法进行比较，评价其在临床上应用的可行性。

材料和方法

一、仪器及试剂

SR-I-100尿碘专用型微量元素检测仪(溶出伏安法)及配套试剂由无锡市申瑞生物制品有限公司提供。过硫酸铵消化-砷铈催化分光光度法试剂盒由武汉众生生化技术有限公司生产。

二、方法

1. 尿液样本采集临床尿样本分为晨尿和随机尿，尿比重为0.010～0.013。人尿冻干粉由无锡市申瑞生物制品有限公司提供。

2. 正确度评估试验选用生产厂商提供的低(104 μg/L)、高(486 μg/L)浓度人尿冻干粉碘校准品，浓度覆盖医学决定水平。校准品复溶后连续测试3次。

3. 精密度评估试验使用临床尿样本和高浓度人尿冻干粉校准品混合配制得到可覆盖医学决定水平的低(80.89 μg/L)、中(210.33 μg/L)、高(538.50 μg/L)3个浓度的混合样本，其中高浓度校准品的浓度为(486±42)μg/L，采用浓缩的方法(冻干粉复溶去离子水体积缩减10%)将校准品的浓度提高至500 μg/L以上。随机测试低、中、高3个浓度的混合样本，每个浓度的样本连续测试11次。

4. 线性评估试验选用与临床样本基质一致的尿液冻干粉质控物。选用低、高2个浓度的质控物，使用低浓度质控物稀释高浓度质控物。临床实验室对线性范围验证时，只需在已知线性范围内选择4～6个浓度水平。选用的浓度水平覆盖医学决定水平。参考WS/T 408-2012，样本制备时将高浓度混合样本与低浓度混合样本倍比稀释，其浓度分别为80、167、253、340、427和514 μg/L。每个浓度的样本量均为6 mL。每个样本均随机测试，均平行测试2次。

5. 交叉污染评估试验选取高浓度(H，465 μg/L )、低浓度(L，91μg/L)尿样本各1份，按照下列顺序进行检测：L、L、L、H、H、L、H、L、L、L、L、H、H、L、H、L、H、H、L，每份样本平行测定2次。

6. 检测低限评估试验选择1份尿碘浓度为(105±16)μg/L的人尿液冻干粉校准品，采用生理盐水稀释，使其浓度降至检测低限附近。由于SR-I-100尿碘专用型微量元素检测仪对于50 μg/L以下的样本显示为“<50 μg/L”，所以配制的样本浓度为50～100 μg/L。一般来说，浓度越低，则变异系数(coefficient of variation，CV)越大。通过检测接近检测低限的系列浓度梯度样本，获得CV与样本浓度之间大致的关系，然后推测当尿碘浓度为<50 μg/L时，CV是否<20%。若预测的CV>20%，则检测低限应>50 μg/L；若预测的CV<20%，则检测低限应<50 μg/L。

7. 临床样本比对试验收集门诊尿样本29份，分别使用过硫酸铵消化-砷铈催化分光光度法[参考方法(X)]和溶出伏安法[实验方法(Y)]进行检测，每份样本平行测定2次。

三、统计学方法

使用SPSS 13.0 软件进行统计分析。采用Pearson相关系数(r)和配对t检验分析2种方法之间的差异，当R2>0.95时认为相关性好。以P<0.05为差异有统计学意义。

结果

一、正确度评估试验

低、高2个浓度的人尿冻干粉校准品的相对偏倚分别为-1.76%、3.62%，均在行业标准[2]所列的相对偏倚范围内。见表1。

表1　正确度评估试验结果

二、精密度评估试验

低、中、高3个浓度样本的CV分别为9.81%、4.27%、3.64%，均≤10%，符合世界卫生组织标准的要求[1]。见表2。

表2　精密度结果

三、线性评估试验

尿碘浓度在100～540 μg/L时检测呈线性，直线回归方程为Y=88.525X-6.678 0，R2=0.993 1。见图1。

注：Y=88.525X-6.678 0，R2=0.993 1

图1线性评价结果

四、交叉污染评估试验

高浓度-低浓度样本交叉测试的均值为95.29 μg/L，低浓度-低浓度样本测试的均值为95.53 μg/L。方差分析显示在2种测试顺序下，低浓度样本的测定值差异无统计学意义(P=0.63)。

五、检测低限评估试验

使用二次项式拟合CV和尿碘浓度之间的关系，得到方程：CV(%)=0.006 6×浓度2-1.071 1×浓度+49.907。当浓度为50 μg/L时，CV=12.85%。本研究样本浓度值为55.85 μg/L，CV=10.67%。当尿碘浓度为50 μg/L时,CV<20%，SR-I-100尿碘专用型微量元素检测仪的检测低限应<50 μg/L，检测范围下限(50 μg/L)的CV符合临床检测要求。见表3。

表3　检测低限评估试验

六、方法比对试验

溶出伏安法的检测结果与过硫酸铵消化-砷铈催化分光光度法比较，差异无统计学意义(P>0.05)。使用线性回归分析2种方法的相关性，线性方程为Y=0.938 5X-2.466 1，R2=0.97，呈良好的相关性。见图2。

注：Y=0.938 5X-2.466 1，R2=0.97

图22种方法测定结果的相关性

讨论

本研究结果显示，溶出伏安法测尿碘有良好的正确度和精密度，在100~540 μg/L区间内有良好的线性，由于使用一次性耗材，样本间不存在交叉污染情况，和参考方法相比也有良好的相关性。

目前，国内外公认的尿碘测定方法是电感耦合等离子体质谱法 (inductively coupled plasma-mass spectrometry, ICP-MS)[3]和砷铈催化分光光度法。因ICP-MS的仪器设备昂贵，无法普及，因此我国普遍采用砷铈催化分光光度法测定尿碘。该方法的仪器设备成本较低，但操作步骤繁琐，测定时间长。SR-I-100尿碘专用型微量元素检测仪使用一次性电化学芯片传感器，能确保结果的稳定性。同时，在样本处理和测试操作上更加简单和方便，从采样到报告结果耗时不超过10 min。

综上所述，溶出伏安法具有良好的正确度、精密度、线性性能，仪器简便易学，而且解决了痕量元素检测中经常遇到的样本交叉污染等问题，适于在各省市疾病预防控制中心及临床医疗机构开展临床检验及分析工作。

参考文献

[1]World Health Organization， United Nations International Children′s Emergency Fund， International Council for Control of Iodine Deficiency Disorders. Assessment of iodine deficiency disorders and monitoring their elimination:a guide for programme managers[R]. Netherlands:WHO, 2007.

[2]中华人民共和国卫生部卫生标准专业委员会. WS/T 107-2006 尿中碘的砷铈催化分光光度测定方法[S]. 北京：人民卫生出版社，2006.

[3]GELINAS Y，KRUSHEVSKA A，BARNES RM. Determination of total iodine in nutritional and biological samples by ICP-MS following their combustion within an oxygen stream[J]．Anal Chem，1998，70(5)：1021-1025.

(本文编辑：龚晓霖)

2．无锡市申瑞生物制品有限公司，江苏 无锡 214092；

3．江苏省丝网印刷电极式生物传感器工程技术研究中心，江苏 无锡214092)

摘要：目的验证溶出伏安法测定尿碘的临床应用性能。方法采用SR-I-100尿碘专用型微量元素检测仪(溶出伏安法)测定人尿冻干粉和尿临床样本，验证溶出伏安法的正确度、精密度、线性、交叉污染、最低检测限，并与过硫酸铵消化-砷铈催化分光光度法进行比较。结果溶出伏安法测定低(104 μg/L)、高(486 μg/L)浓度人尿冻干粉的相对偏倚分别为-1.76%和3.62%；测定低(80.89 μg/ L)、中(210.33 μg/ L)、高(538.50 μg/ L)3个浓度尿样本的变异系数(CV)分别为9.81%、4.27%、3.64%；尿碘浓度在100～540 μg/ L时检测呈线性，线性回归方程为Y=88.525X-6.678 0，R2=0.993 1；样本间不存在交叉污染；检测低限为50 μg/L(CV=12.85%)。溶出伏安法与过硫酸铵消化-砷铈催化分光光度法的测定结果差异无统计学意义(P>0.05)，且相关性良好(R2=0.97)。结论溶出伏安法测定尿碘有良好的正确度、精密度、线性和检测限，不存在交叉污染，可在临床上推广应用。

关键词：溶出伏安法；碘；尿液；芯片传感；砷铈催化分光光度法

Methodological evaluation on stripping voltammetry for urinary iodine determinationXUZhong1，SHENGQingsong2，ZHANGTongjun3，XINJunwei3.(1.DepartmentofIsotope,SuzhouMunicipalHospital，JiangsuSuzhou215001，China； 2.WuxiShenruiBio-PharmaceuticalsCo.，Ltd.，JiangsuWuxi214092，China； 3.JiangsuEngineeringTechnologyResearchCenterforScreen-PrintedBiosensor，JiangsuWuxi214092，China)

Abstract:ObjectiveTo evaluate the performance of stripping voltammetry for urinary iodine determination. MethodsThe trueness， precision， linear， cross-contamination and detection limit were analyzed by measuring human urinary freeze-dried powder and urine samples by stripping voltammetry using SR-I-100 microelement analyzer for urinary iodine, and the results were compared with those of arsenic cerium catalytic spectrophotometry. ResultsBy stripping voltammetry, the biases of human urinary freeze-dried powders in low and high urinary iodine levels(104 μg/L and 486 μg/L)were -1.76% and 3.62%. The coefficients of variation (CV) for low， medium and high levels of urine samples (80.89 μg/L, 210.33 μg/L and 538.50 μg/L) were 9.81%， 4.27% and 3.64%. When the linear range was 100-540 μg/L， the equation of linear regression was Y=88.525X-6.678 0, R2=0.993 1.There was no cross-contamination.The lowest detection limit was 50μg/L. The CV was 12.85%. Between arsenic cerium catalytic spectrophotometry and stripping voltammetry, there was no statistical significance (P>0.05)， and the correlation was good(R2= 0.97). ConclusionsThe stripping voltammetry has good trueness, precision, linear and detection limit without cross-contamination，and is suitable for clinical application.

Key words:Stripping voltammetry；Iodine；Urine；Chip-sensor；Arsenic cerium catalytic spectrophotometry

收稿日期：(2014-12-31)

通讯作者：盛青松，联系电话：0510-85998839。

作者简介：许中，男，1961年生，副主任技师，主要从事临床实验室诊断及管理工作。

基金项目：江苏省自然科学基金资助项目(BK2012539)

中图分类号：

文章编号：1673-8640(2015)12-1226-03R446.1

文献标志码：A

DOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.12.015