許　中，　盛青松，　張同軍，　辛君偉

(1．蘇州市立醫(yī)院東區(qū)同位素室，江蘇 蘇州 215001；

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溶出伏安法檢測尿碘的方法學(xué)評價

許中1，盛青松2，張同軍3，辛君偉3

(1．蘇州市立醫(yī)院東區(qū)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(nèi)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(yǎng)狀況可通過碘攝入量和尿碘濃度進(jìn)行評價，世界衛(wèi)生組織等機(jī)構(gòu)認(rèn)為尿碘是評價和監(jiān)測人群碘營養(yǎng)狀況的最佳指標(biāo)[1]。衛(wèi)生部已于2006年規(guī)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(zhǔn)確度和敏感性，但需要較為復(fù)雜的樣本前處理，對操作人員的專業(yè)要求較高，而且該法所使用的試劑中含有重金屬成分，對環(huán)境和操作人員有害。

溶出伏安法相對來說其設(shè)備簡單，同時又兼具敏感性和準(zhǔn)確度，是一種有發(fā)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(yè)化產(chǎn)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(xué)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(yōu)點(diǎn)，采用一次性芯片傳感技術(shù)，這樣既保證了測定的穩(wěn)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(jìn)行方法學(xué)性能評價，并與過硫酸銨消化-砷鈰催化分光光度法進(jìn)行比較，評價其在臨床上應(yīng)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(shù)有限公司生產(chǎn)。

二、方法

1. 尿液樣本采集臨床尿樣本分為晨尿和隨機(jī)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(chǎn)廠商提供的低(104 μg/L)、高(486 μg/L)濃度人尿凍干粉碘校準(zhǔn)品，濃度覆蓋醫(yī)學(xué)決定水平。校準(zhǔn)品復(fù)溶后連續(xù)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(zhǔn)品混合配制得到可覆蓋醫(yī)學(xué)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(zhǔn)品的濃度為(486±42)μg/L，采用濃縮的方法(凍干粉復(fù)溶去離子水體積縮減10%)將校準(zhǔn)品的濃度提高至500 μg/L以上。隨機(jī)測試低、中、高3個濃度的混合樣本，每個濃度的樣本連續(xù)測試11次。

4. 線性評估試驗選用與臨床樣本基質(zhì)一致的尿液凍干粉質(zhì)控物。選用低、高2個濃度的質(zhì)控物，使用低濃度質(zhì)控物稀釋高濃度質(zhì)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(nèi)選擇4～6個濃度水平。選用的濃度水平覆蓋醫(yī)學(xué)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(jī)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(jìn)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(zhǔn)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(shù)(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(guān)系，然后推測當(dāng)尿碘濃度為<50 μg/L時，CV是否<20%。若預(yù)測的CV>20%，則檢測低限應(yīng)>50 μg/L；若預(yù)測的CV<20%，則檢測低限應(yīng)<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(jìn)行檢測，每份樣本平行測定2次。

三、統(tǒng)計學(xué)方法

使用SPSS 13.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。采用Pearson相關(guān)系數(shù)(r)和配對t檢驗分析2種方法之間的差異，當(dāng)R2>0.95時認(rèn)為相關(guān)性好。以P<0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

結(jié)果

一、正確度評估試驗

低、高2個濃度的人尿凍干粉校準(zhǔn)品的相對偏倚分別為-1.76%、3.62%，均在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[2]所列的相對偏倚范圍內(nèi)。見表1。

表1　正確度評估試驗結(jié)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(wèi)生組織標(biāo)準(zhǔn)的要求[1]。見表2。

表2　精密度結(jié)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(jié)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(tǒng)計學(xué)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(guān)系，得到方程：CV(%)=0.006 6×濃度2-1.071 1×濃度+49.907。當(dāng)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(dāng)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(yīng)<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(jié)果與過硫酸銨消化-砷鈰催化分光光度法比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。使用線性回歸分析2種方法的相關(guān)性，線性方程為Y=0.938 5X-2.466 1，R2=0.97，呈良好的相關(guān)性。見圖2。

注：Y=0.938 5X-2.466 1，R2=0.97

圖22種方法測定結(jié)果的相關(guān)性

討論

本研究結(jié)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(qū)間內(nèi)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(guān)性。

目前，國內(nèi)外公認(rèn)的尿碘測定方法是電感耦合等離子體質(zhì)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(shè)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(shè)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(xué)芯片傳感器，能確保結(jié)果的穩(wěn)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(jié)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(xué)，而且解決了痕量元素檢測中經(jīng)常遇到的樣本交叉污染等問題，適于在各省市疾病預(yù)防控制中心及臨床醫(yī)療機(jī)構(gòu)開展臨床檢驗及分析工作。

參考文獻(xiàn)

[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(wèi)生部衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)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(wèi)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(wǎng)印刷電極式生物傳感器工程技術(shù)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(yīng)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(jìn)行比較。結(jié)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(shù)(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(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，且相關(guān)性良好(R2=0.97)。結(jié)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(yīng)用。

關(guān)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(lián)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(xué)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(xiàn)標(biāo)志碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1673-8640.2015.12.015