溶出伏安法檢測尿碘的方法學評價

許　中，　盛青松，　張同軍，　辛君偉

(1．蘇州市立醫院東區同位素室，江蘇 蘇州 215001；

?

溶出伏安法檢測尿碘的方法學評價

許中1，盛青松2，張同軍3，辛君偉3

(1．蘇州市立醫院東區同位素室，江蘇 蘇州 215001；

碘是人體的必需微量元素之一，在體內主要參與甲狀腺素的合成，碘缺乏和碘過量均會對健康造成損害。碘營養狀況可通過碘攝入量和尿碘濃度進行評價，世界衛生組織等機構認為尿碘是評價和監測人群碘營養狀況的最佳指標[1]。衛生部已于2006年規定測定尿液中碘濃度的參考方法為砷鈰催化分光光度法[2]。該法雖然具備良好的準確度和敏感性，但需要較為復雜的樣本前處理，對操作人員的專業要求較高，而且該法所使用的試劑中含有重金屬成分，對環境和操作人員有害。

溶出伏安法相對來說其設備簡單，同時又兼具敏感性和準確度，是一種有發展前景的測定方法。目前，市場上已有了使用溶出伏安法檢測尿碘的商業化產品，其主要是通過活性炭吸附去除尿液中的抗壞血酸、尿酸等還原性干擾成分，然后采用一種拋棄式電化學傳感器檢測尿液中的碘離子濃度。該方法具有操作簡單、儀器便攜的優點，采用一次性芯片傳感技術，這樣既保證了測定的穩定性，又能避免痕量元素檢驗中常見的樣本間交叉污染問題。我們對該儀器進行方法學性能評價，并與過硫酸銨消化-砷鈰催化分光光度法進行比較，評價其在臨床上應用的可行性。

材料和方法

一、儀器及試劑

SR-I-100尿碘專用型微量元素檢測儀(溶出伏安法)及配套試劑由無錫市申瑞生物制品有限公司提供。過硫酸銨消化-砷鈰催化分光光度法試劑盒由武漢眾生生化技術有限公司生產。

二、方法

1. 尿液樣本采集臨床尿樣本分為晨尿和隨機尿，尿比重為0.010～0.013。人尿凍干粉由無錫市申瑞生物制品有限公司提供。

2. 正確度評估試驗選用生產廠商提供的低(104 μg/L)、高(486 μg/L)濃度人尿凍干粉碘校準品，濃度覆蓋醫學決定水平。校準品復溶后連續測試3次。

3. 精密度評估試驗使用臨床尿樣本和高濃度人尿凍干粉校準品混合配制得到可覆蓋醫學決定水平的低(80.89 μg/L)、中(210.33 μg/L)、高(538.50 μg/L)3個濃度的混合樣本，其中高濃度校準品的濃度為(486±42)μg/L，采用濃縮的方法(凍干粉復溶去離子水體積縮減10%)將校準品的濃度提高至500 μg/L以上。隨機測試低、中、高3個濃度的混合樣本，每個濃度的樣本連續測試11次。

4. 線性評估試驗選用與臨床樣本基質一致的尿液凍干粉質控物。選用低、高2個濃度的質控物，使用低濃度質控物稀釋高濃度質控物。臨床實驗室對線性范圍驗證時，只需在已知線性范圍內選擇4～6個濃度水平。選用的濃度水平覆蓋醫學決定水平。參考WS/T 408-2012，樣本制備時將高濃度混合樣本與低濃度混合樣本倍比稀釋，其濃度分別為80、167、253、340、427和514 μg/L。每個濃度的樣本量均為6 mL。每個樣本均隨機測試，均平行測試2次。

5. 交叉污染評估試驗選取高濃度(H，465 μg/L )、低濃度(L，91μg/L)尿樣本各1份，按照下列順序進行檢測：L、L、L、H、H、L、H、L、L、L、L、H、H、L、H、L、H、H、L，每份樣本平行測定2次。

6. 檢測低限評估試驗選擇1份尿碘濃度為(105±16)μg/L的人尿液凍干粉校準品，采用生理鹽水稀釋，使其濃度降至檢測低限附近。由于SR-I-100尿碘專用型微量元素檢測儀對于50 μg/L以下的樣本顯示為“<50 μg/L”，所以配制的樣本濃度為50～100 μg/L。一般來說，濃度越低，則變異系數(coefficient of variation，CV)越大。通過檢測接近檢測低限的系列濃度梯度樣本，獲得CV與樣本濃度之間大致的關系，然后推測當尿碘濃度為<50 μg/L時，CV是否<20%。若預測的CV>20%，則檢測低限應>50 μg/L；若預測的CV<20%，則檢測低限應<50 μg/L。

7. 臨床樣本比對試驗收集門診尿樣本29份，分別使用過硫酸銨消化-砷鈰催化分光光度法[參考方法(X)]和溶出伏安法[實驗方法(Y)]進行檢測，每份樣本平行測定2次。

三、統計學方法

使用SPSS 13.0 軟件進行統計分析。采用Pearson相關系數(r)和配對t檢驗分析2種方法之間的差異，當R2>0.95時認為相關性好。以P<0.05為差異有統計學意義。

結果

一、正確度評估試驗

低、高2個濃度的人尿凍干粉校準品的相對偏倚分別為-1.76%、3.62%，均在行業標準[2]所列的相對偏倚范圍內。見表1。

表1　正確度評估試驗結果

二、精密度評估試驗

低、中、高3個濃度樣本的CV分別為9.81%、4.27%、3.64%，均≤10%，符合世界衛生組織標準的要求[1]。見表2。

表2　精密度結果

三、線性評估試驗

尿碘濃度在100～540 μg/L時檢測呈線性，直線回歸方程為Y=88.525X-6.678 0，R2=0.993 1。見圖1。

注：Y=88.525X-6.678 0，R2=0.993 1

圖1線性評價結果

四、交叉污染評估試驗

高濃度-低濃度樣本交叉測試的均值為95.29 μg/L，低濃度-低濃度樣本測試的均值為95.53 μg/L。方差分析顯示在2種測試順序下，低濃度樣本的測定值差異無統計學意義(P=0.63)。

五、檢測低限評估試驗

使用二次項式擬合CV和尿碘濃度之間的關系，得到方程：CV(%)=0.006 6×濃度2-1.071 1×濃度+49.907。當濃度為50 μg/L時，CV=12.85%。本研究樣本濃度值為55.85 μg/L，CV=10.67%。當尿碘濃度為50 μg/L時,CV<20%，SR-I-100尿碘專用型微量元素檢測儀的檢測低限應<50 μg/L，檢測范圍下限(50 μg/L)的CV符合臨床檢測要求。見表3。

表3　檢測低限評估試驗

六、方法比對試驗

溶出伏安法的檢測結果與過硫酸銨消化-砷鈰催化分光光度法比較，差異無統計學意義(P>0.05)。使用線性回歸分析2種方法的相關性，線性方程為Y=0.938 5X-2.466 1，R2=0.97，呈良好的相關性。見圖2。

注：Y=0.938 5X-2.466 1，R2=0.97

圖22種方法測定結果的相關性

討論

本研究結果顯示，溶出伏安法測尿碘有良好的正確度和精密度，在100~540 μg/L區間內有良好的線性，由于使用一次性耗材，樣本間不存在交叉污染情況，和參考方法相比也有良好的相關性。

目前，國內外公認的尿碘測定方法是電感耦合等離子體質譜法 (inductively coupled plasma-mass spectrometry, ICP-MS)[3]和砷鈰催化分光光度法。因ICP-MS的儀器設備昂貴，無法普及，因此我國普遍采用砷鈰催化分光光度法測定尿碘。該方法的儀器設備成本較低，但操作步驟繁瑣，測定時間長。SR-I-100尿碘專用型微量元素檢測儀使用一次性電化學芯片傳感器，能確保結果的穩定性。同時，在樣本處理和測試操作上更加簡單和方便，從采樣到報告結果耗時不超過10 min。

綜上所述，溶出伏安法具有良好的正確度、精密度、線性性能，儀器簡便易學，而且解決了痕量元素檢測中經常遇到的樣本交叉污染等問題，適于在各省市疾病預防控制中心及臨床醫療機構開展臨床檢驗及分析工作。

參考文獻

[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]中華人民共和國衛生部衛生標準專業委員會. WS/T 107-2006 尿中碘的砷鈰催化分光光度測定方法[S]. 北京：人民衛生出版社，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.

(本文編輯：龔曉霖)

2．無錫市申瑞生物制品有限公司，江蘇 無錫 214092；

3．江蘇省絲網印刷電極式生物傳感器工程技術研究中心，江蘇 無錫214092)

摘要：目的驗證溶出伏安法測定尿碘的臨床應用性能。方法采用SR-I-100尿碘專用型微量元素檢測儀(溶出伏安法)測定人尿凍干粉和尿臨床樣本，驗證溶出伏安法的正確度、精密度、線性、交叉污染、最低檢測限，并與過硫酸銨消化-砷鈰催化分光光度法進行比較。結果溶出伏安法測定低(104 μg/L)、高(486 μg/L)濃度人尿凍干粉的相對偏倚分別為-1.76%和3.62%；測定低(80.89 μg/ L)、中(210.33 μg/ L)、高(538.50 μg/ L)3個濃度尿樣本的變異系數(CV)分別為9.81%、4.27%、3.64%；尿碘濃度在100～540 μg/ L時檢測呈線性，線性回歸方程為Y=88.525X-6.678 0，R2=0.993 1；樣本間不存在交叉污染；檢測低限為50 μg/L(CV=12.85%)。溶出伏安法與過硫酸銨消化-砷鈰催化分光光度法的測定結果差異無統計學意義(P>0.05)，且相關性良好(R2=0.97)。結論溶出伏安法測定尿碘有良好的正確度、精密度、線性和檢測限，不存在交叉污染，可在臨床上推廣應用。

關鍵詞：溶出伏安法；碘；尿液；芯片傳感；砷鈰催化分光光度法

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)

通訊作者：盛青松，聯系電話：0510-85998839。

作者簡介：許中，男，1961年生，副主任技師，主要從事臨床實驗室診斷及管理工作。

基金項目：江蘇省自然科學基金資助項目(BK2012539)

中圖分類號：

文章編號：1673-8640(2015)12-1226-03R446.1

文獻標志碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.12.015