血清中碘含量的电感耦合等离子体质谱法的测试研究.doc

血清中碘含量的电感耦合等离子体质谱法的测试研究 主堡垫直疸堂盘查2Q12生垒旦2Q旦箜鲞箜垒塑鱼也垦!d!世尘P亟12Q2Q12y!38，盥!垒血清中碘含量的电感耦合等离子体质谱法的测试研究徐署东张亚平2黄淑英2刘婷婷1李秀维3王海燕3李呐2李卫东11安徽省疾病预防控制中心地方病与寄生虫病防治科，合肥230601；2福建省厦门市疾病预防控制中心检验科361021；3中国疾病预防控制中心营养与健康所，北京102206通信作者李卫东，Emailahcdclwd163；电话055163674901【摘要】目的验证国家卫生标准研制项目血清中碘的测定电感耦合等离子体质谱测定方法。 方法采用稀释剂稀释血清样品和标准系列的前处理方法，应用电感耦合等离子体质谱(ICPMS)仪直接测定碘含量，从标准曲线的相关系数、检出限、精密度、准确度等方面对此方法进行测试实验。 结果血清碘浓度范围为0300gL时，与仪器测定的碘离子计数的线性相关系数为09998一10000(凡=6)，血清碘最低检出限为124斗gL。 7份不同血清样测定的批内和批间精密度实验的相对标准偏差(尼sD)范围分别为0515和0314；对含碘量40。 230汕L的7个血清样加标回收实验的回收率范围为934一1092，总平均回收率为1024。 结论血清样品无需进行消化前处理，经稀释剂稀释后可直接进样，无需使用剧毒物质，实现检测过程自动化，灵敏度和精密度高、准确性好，适合血清碘含量的快速定量测定。 【关键词】血清学；碘；电感耦合等离子体质谱法；测试研究基金项目国家卫计委卫生标准制修订项目 (20180402)DOI103760cmaiissn2095-4255201904016DeterIIli曲tion ofserum iodine by induc廿vely coupledplasma massspectrometryxu5u如n矿劢觎g y叩i，碡日u吼g s九州，碡也n俘i吲，三i xi删e只形g日叻吼j“憾i形eido耐慨p硎础n扣r E凡如m恐锄d Rm出把D括ees conrof帆d m副enion，A凡危uin把r声r D蠡e娜e r0Z觏d肌口enion，日咖i23D60，吼i删2C加赴以L幽。 慨DXi姗_en cener扣r D讧ee con加Z吼d件eenio鸭xi啪肌36J02J，醌in晖讯kion以疵“把铲u矗tion吼d三k以#危，iMsen把r扣r D曲ee confrDf帆d A删emion，曰e玎白皤JD2206，C危innco脚印ondi昭倒琥oFi形e如foEm缸f如c如知dJ印，乃f?008655J一卯6刀90【Abstract】ObjecUVe Todete珊ine semm iodinebyinductively coupledplasma massspectrometry(ICPMS)Methods ICPMS wasused todeteHlline iodinecontent directlyby pretreatmentmethod ofdiluting semm samplesand standardseries withdiluentThe methodwas testedf而m correlationcoeEicient ofstandard curvedetectionlimit，precision，auracy，etcResults Whenthe concentrationof iodine in senlmranged frDmO to300斗gL，the1inear correlationcoemcient withthe iodineion countsdeteHnined bythe instmmentwas09998to10000(n=6)；the detectionlimit ofiodine insellJm was124斗g，L；the relativestandard deviation(R5D)ranged from05to15and f南m03to14f矗tlle intraand interbach precisiontests ofseven diHerent selllmsamples，respectively；the recoveryrate of7semmsampleswithiodine content40230肛g，L rangedf而m934to1092，and thetotalaverage recoverymte was1024Conclusio璐Semm samplesneed notbe pretreatedbeforedigestion，and canbe directlyinjected afterdilution withdiluent withoutusing highlytoxic substancesThe detectionprocessis automatic，sensitive，precise，aurate andsuitable forrapid quantitativedete肌ination ofsemm iodinecontent【Key words1Serology；Iodine；Inductively coupledplasma massspectrometry；Test researchF岫d progr锄Healtll StandardsDevelopment Projectof National Health and Family Planning Commission ofChina (20180402)DOI103760cmaiissn20954255201904016碘是维持人体正常甲状腺功能必不可少的微量元素之一1-2。 碘缺乏和碘过量均会增加甲状腺疾325方法病的风险。 肾脏是碘的主要排泄器官，人体碘营养状况可用尿碘排泄量来表示，但由于尿液是开放万方数据主堡些直痘堂苤壶2Q12生垒旦2Q旦箜38鲞箜生塑h也垦!d堕i!画12Q，2Q12y!38，盟!4的，受碘食品摄入、饮水量和出汗量的影响，尿碘含量变化较大因此尿碘常作为群体碘营养状况指标1；而甲状腺肿一般在缺碘半年左右开始出现，属于远期指标。 封闭式的血液不易受外界环境的影响，因此血清碘含量相对稳定，属于近期指标，能代表体内实际的碘水平，比较真实地反映机体的碘营养状况6-引，可为个体碘营养评价提供参考价值9，符合精准碘缺乏病防控的防治策略。 目前现行测定血清中碘含量的标准方法是砷铈催化分光光度法(WSI572xx，简称标准方法)10，该方法样品前处理复杂，试剂使用了剧毒物质三氧化二砷，测定过程需要进行手动检测?一21，虽有报道应用全自动生化分析仪检测13但依然需要进行样品的前处理和剧毒物质的使用。 基于碘对亚硝酸硫氰酸铁催化褪色反应体系，李卫东等n43建立了无砷流动注射分析技术测定水碘的方法，由于血清样品成分复杂且消化后的溶液成分对该反应体系有显著影响，因而限制该法应用于血清碘的检测。 根据原国家卫生计生委2018年卫生标准制修计划，厦门市疾病预防控制中心、安徽省疾病预防控制中心与中国疾病预防控制中心共同承担了“血清中碘的测定电感耦合等离子体质谱法”标准项目的研制，现将2018年48月安徽省疾病预防控制中心承担的标准研制中部分实验的测试结果报道如下。 1材料与方法11方法原理样品溶液在稀释剂(抗坏血酸一氯化铵乙醇胺一乙醇混合溶液)稀释处理后，通过雾化器由载气(氩气)送入电感耦合等离子体质谱(ICPMS)仪的电感耦合等离子体的矩管火焰中，经蒸发、解离、原子化等过程，大部分转化为带电荷的离子，经离子采集系统进入质谱仪，质谱仪根据其荷质比进行分离甄别检测，碘离子计数与样品待测物的碘含量成正比，通过稀释剂成分和以铼为内标消除血清基质干扰，实现血清样品中碘总量的定量测定。 12主要仪器与器材ICPMS仪(7800，美国安捷伦公司)；纯水机(DirectQ5，美国密理博公司)；离心机(磁极8m2，上海手术器械厂)；涡旋振荡器(MS2minishaker，德国IKA公司)。 定量移液器( 1000、5000斗l，Research plus，德国Eppendorf公司)；玻璃试管(15mm100mm，江苏泰兴市求精仪器厂)；容量瓶( 10、 500、1000ml，上海申玻仪器公司)。 13主要试剂铼单元素标准溶液(1ooO“gml，国家有色金属及电子材料分析测试中心)调谐液(美国安捷伦公司)；碘酸钾(基准试剂)、无水乙醇(优级纯)、乙醇胺(分析纯)、氯化铵(优级纯，国药集团)；抗坏血酸(优级纯，山东西亚化学股份有限公司)。 去离子水符合GBr6682xx二级水规格。 14溶液配制稀释剂(2gL抗坏血酸、10L氯化铵、O1乙醇胺、10乙醇混合溶液)称取20g抗坏血酸和10g氯化铵溶于约6oo m1纯水后，加入1ml乙醇胺、10ml无水乙醇，再加纯水至1000ml，混匀。 碘标准储备溶液p(I)=100斗gm1和碘标准中间溶液p(I)=10斗gm1按测定血清碘现行标准方法中相同配制H。 碘标准使用系列溶液p(I)=0300gL临用时吸取碘标准中间溶液O 00、0 50、O 75、1oo、1 50、2 00、300IIll分别置于100ml容量瓶中，用纯水定容至刻度此标准系列溶液的碘浓度分别为 0、 50、 75、 100、 150、 200、300斗g几。 铼内标使用溶液(4斗gL)取200l铼单元素标准中间溶液(10“gml，标准溶液稀释100倍)用所配的稀释剂定容至500ml。 15实验项目方法的线性关系以碘浓度为 0、 50、 75、 100、 150、 200、300斗gL的碘标准使用系列溶液开展6个独立批次的ICPMS测定且每批次标准曲线均实行7点定标，以仪器检测的碘离子计数与碘浓度进行线性计算并拟合曲线。 最低检出浓度平行取空白水样14份，与样品一样的检测方法进行取样和稀释，最低检出浓度以空白管值的3倍标准偏差计算。 方法的精密度血清样检测的批内精密度实验方法为分别取标准曲线浓度范围内低、中、高碘浓度血清样品7份(高浓度血清碘需按要求外加碘化钾标液预混到所需碘浓度)，每次测3个平行样。 计算均值、标准差和相对标准偏差(RsD)；批间精密度的实验方法则是对上述血清样品分6个批次，每次各测定3个平行样，计算均值、标准差与R肋。 方法的准确度因目前市场上还没有血清碘的标准物质，以尿碘国家一级标准物质为准确度衡量的一个指标进行3个批次实验，每批次对3种浓度尿碘标液平行测定；分别取标准曲线范围内低、中、高血清样品7份进行加碘标回收实验，本底样测定和加标样测定各为3个平行样，重复测定3次。 方法的抗干扰实验参考干扰实验指南(WSr416xx)中常见内源性干扰物的建议实验浓度进行本方法的抗干扰验证实验，在碘浓度为 0、 75、100斗gL的碘标准使用系列溶液中，加入干扰物种类及加入量与标准方法相同，各3个平行样求平均值。 l L干扰试液中分别含有11gL氯化钠(NaCl)，15L磷酸氢根(HP042一)，07gL硝酸钾(KN03)，02以钙离子(Ca2+)，04以镁离子万方数据生堡垫直痘堂苤查2Q12生垒旦2Q旦笠8鲞签垒塑gh也垦坠d!迦!，P区12Q垫!，Y!38，丛!生(M矿)，2mL氟离子(F一)，2mL铁离子(Fe“)，2m叽锌离子(Zn“)，2m叽铜离子(Cu2+)，005mgL汞离子(H92+)，2叽甘氨酸，10叽葡萄糖，3叽尿素，30m以抗坏血酸，100以蛋白胨。 对 75、100斗gL碘标准使用系列溶液的干扰测定结果要扣除干扰物本身(加同量干扰物的O斗gL碘标准液)的碘含量。 方法比对实验取16份不同碘浓度血清应用本方法与标准方法同时进行测定对测定结果进行对比分析。 16血清样品和尿碘标准物质收集安徽省省立医院检验科采集的正常人体检且同血型的混合全血样品，室温静置30min后，于3000rmin离心(离心半径为8cm)10min，分离出血清置于具塞聚乙烯塑料管中，严密封口。 碘浓度高于90斗L的血清样于10ml正常血清加100斗gml碘化钾标液2。 20斗1混匀所得。 尿碘标准物质为一级标准物(冻干人尿成分分析标准物质GBW 091080、GBW09109k、GBW09110r)，由国家碘缺乏病参照实验室提供。 17分析步骤分别取020d碘标准使用系列溶液和血清样(取样前需混匀血清液)，各置于玻璃试管，加入380rnl稀释剂，使用涡旋振荡器混匀。 开机，当仪器真空度达到要求时，用仪器配置的调谐液调整仪器各项指标达到测定要求，设置仪器的主要参数射频(RF)功率1500W，载气流速1O Lmin，采样深度80mm，蠕动泵速03rps，氦气流速10Illlmin，雾化室温度2cC，雾化器为同心雾化器，采样锥、截取锥类型为镍质锥。 选择测定目标元素碘(127I)及内标元素铼(197Re)，在线1l引入铼内标使用溶液，样品采集时间20s，设定样品提升时间，使待测液在进样管路内到达雾化器后有20s平衡稳定时间才开始记录扫描，依次将试剂空白、标准系列、样品溶液引入仪器进行测定，每份样品测定仪器记录峰型3个点。 两次进样间，仪器进样系统应进稀释剂清洗20s。 若血清样品中碘浓度超出测定范围，将血清样品用纯水按适当比例稀释混匀后再取样按方法测定。 18数据处理ICPMS联机数据分析软件会根据标准曲线点和内标铼元素的回收率综合拟合校准曲线，按样品检测碘离子数，由标准曲线计算出样品碘浓度。 两种方法检测碘浓度的比较采用配对f检验，检验水准为005。 2结果21线性关系6个独立批次标准曲线的线性回归方程和相关系数(r)见表1。 碘浓度值与检测的碘离子计数值间线性关系良好，r值范围为09998。 10000。 表1标准曲线线性测试结果(n=7)注ICPS为碘离子计数22最低检出浓度14份空白水样平行测定碘离子计数的均值为6503，标准差为6229，按检出限由空白值的3倍标准差计算得18687将该值代人标准曲线方程c=00107+00066ICPS，计算得血清碘检出限为124斗gL(取样量020rnl)。 23精密度血清碘检测的批内、批问精密度实验结果见表 2、3。 批内和批间尺如均005)，见表6。 万方数据328主堡垫直堑堂苤查2Q!生垒旦2Q旦筮3鲞箜垒塑h也垦坠d!堡i!P亟12Q，2Q12yQ!38，盟!垒表4尿碘标准物的准确度测定结果(“gL)表5血清样加碘标回收实验结果(几=7)注正常人体血清样品碘浓度在40100吵叽，故对低值检测更有所侧重，引入3个低碘浓度样品表6两种方法实测血清样的结果比较(斗gL)血清样本方法标准方法血清样本方法标准方法1497496970O709282481710978945310291009ll621623413841380127907305201820471360O6056225O22571457256O725482601156766398784732167197173讨论依据我国职业卫生标准制定指南第5部分生物材料中化学物质的测定方法(GBZT2105xx)H51中的要求对本方法进行了方法学测试，结果表明本方法满足该标准中规定的对于生物材料化学测定方法的精密度和准确度要求。 从尿碘标准物质检测结果来看该方法还可通用于尿碘定量测定。 方法中所用稀释剂和内标使用溶液在室温和室内光线条件下经较长时间(数天)放置，虽有黄颜色呈现(此黄色为抗坏血酸的变色)，但不影响测定实验的准确性。 方法所用药品均为非剧毒、非受公安严格管控的化学试剂对检测人员职业伤害和实验废液对环境的影响相对砷铈比色法所使用的剧毒物质三氧化二砷和强氧化剂过硫酸铵要小得多。 但值得注意的是，仪器泵速应根据内标管和样品管的长度进行恰当设置，大批量测定血清样品时为防止仪器信号值的漂移宜定期回测标准系列溶液进行监测。 本方法无需对血清样品进行消解前处理用稀释剂稀释即可直接进样检测，避免了现行标准方法以浓酸消解加热过程中产生的腐蚀性气体、碘的热损失以及受热不均导致的样品测定结果差异的情况；试剂配制简单，样品制备时间短，联机进样器可实现自动化进样和测定，且灵敏度和精密度高、准确性好，因此适用于我国各级疾病预防控制部门和医疗机构血清碘的快速定量测定。 利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突参考文献1Zimme肌a11n MB，Andersson MAssessment ofiodine nu岍tionin poP“1“onspast，present，and future【JNutr Rev，xx，70 (10)553570DOI101l11，j17534887xx00528x2Johner sA，Thamm M，Schmitz R，et a1Ex砌ination ofiodinestatus inthe GeHnanpopulationan examplefor methodologicalpitfa】1s of the cunentapproach ofiodine status assessment【JEurJ Nutr，xx，55 (3)12751282DOI101007，s00394一015一094ly3Delange F，Bn画H，Chen ZP，et a1World sta【usof monitoringiodjnedeficienoy disorderscontml ProgmmsJ】Thyroid，xx，12 (10)915924DOIlO10891050725027610165574LiM，EastmaIlCJThechanging epidemiologyofiodinedeficiencyJ】Nat RevEndocrinol，xx，8434440，DOI101038nrendoxx43，5RisticMedic D，Piskackova Z，Hooper L，et a1Methods0f万方数据主堡些直瘟堂苤查2Q!堡垒旦2Q旦箜38鲞箜垒塑gh垫星!d!画!，P亟12Q2Q12y!3S盟!垒asse8sment ofiodinestatusin humansasystematic reviewJ】AmJ ClinNutr，xx，89 (6)2052S一2069SDOI10-3945，ajxx27230H6姜鹏，陆征，金星，等甲状腺功能正常成人血清碘参考值范围初探J】中华地方病学杂志，xx，35 (11)786789DOIIO3760cmaji8sn20954255xx11002Ji肌g P，Lu Z，Jin X，et a1A prelirninarystudyon medicaIreferencerallge ofsemmiodine in adults0f no啪al thyroidfhnction【JChin JEndemiol，xx，35 (11)786789DOI103760，cmajissn20954255xx110027韩建华，吴恋，禹松林，等碘代谢检测指标评估甲状腺疾病手术治疗患者碘营养状况的价值【J】中国医学科学院学报，xx，37 (2)221225DOI10388l住issn1000一503Xxx02014Han JH，Wu L，Yu SL，et a1Values ofiodine metab01ismbiomarkersinassessingthe iodinenutrition statusinsurgically treatedpatients withthyroid disease叨Acta AcademiaeMedicinaeSinicae，xx，37 (2)221225DOI103881，jissn1000一503Xxx020148Bl蛆ewicz A，atka M，Dolliver W，et a1Dete瑚ination oftotaliodine inserum andurine s锄ples byion chromatographywithpulsed锄perometricdetectionstudies onanalyte10ss，optiInization ofsample preparationprocedures，and validationofanalytical method【JJ ChmmatoFB Analyt7rechnol BiomedLifesci，2叭4，962141146DOI101016jjchmnlbxx050229申红梅个体碘营养评价方法现状及展望叨中华地方病学杂志，xx，36 (3)162165DOI1037删c眦抽sn2095-4255xx03002Shen HMPresent situationand prospectsof theevaluationmethod onindividual iodinenutrition【JChin JEndemiol，xx，36 (3)162165DOI103760cmajissn20954255xx0300210中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会血清中碘的测定砷铈催化分光光度法fS厂I572xx)M北京中国标准出版社。 xxNationalHealthandFamilyPlanningCommissionof thePeoplesRepublic of ChinaDetennination ofiodineinsemmAs“一Ce4+catal”ic spectmphotometry(wS，T572xx)MBeijingStandards Pressof Chinaxx32911张亚平，黄淑英，李呐，等砷铈催化光度法测定血清碘的样品消化方法【J中华检验医学杂志，xx，40 (2)119125DOI103760cmajissn10099158xx02010ZhaIlg YP，Huang SY，Li N，et a1Sample prepamtionfor iodinemeasurementby arsenierium cata】”ic spectrophotometr)，叨Chin JLab Med，xx，40 (2)119125DOI103760cmajissn10099158xx020lO12陆征，姜鹏，纪晓红，等高氯酸一氯酸钠消解法测定血清碘的方法学研究【J】中华地方病学杂志，xx，35 (9)690694DOI103760cmajissn20954255xx09017Lu Z，Jiallg P，Ji XH，et a1A metllodfor dete疵ning iodineinsemm digestedwith perc|lloric acida11d sodiumchlorate叨ChinJ Endemiol，xx，35 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