尿中碘的砷铈催化分光光度测定方法尿中碘的砷铈催化分光光度测定方法（WS/T107-2006）技术说明与操作要点技术说明与操作要点张亚平张亚平2007.5尿碘检测技术培训讲义尿碘检测技术培训讲义（1）1内容纲要内容纲要一、现方法是对一、现方法是对WS/T107-1999方法的修订方法的修订二、主要修订内容简介二、主要修订内容简介三、我国原标准方法与修订后的标准方法比较三、我国原标准方法与修订后的标准方法比较四、尿碘测定方法原理四、尿碘测定方法原理砷铈催化分光光度法砷铈催化分光光度法五、尿碘测定方法五、尿碘测定方法六、尿碘测定定量计算式与方法的化学动力学六、尿碘测定定量计算式与方法的化学动力学七、尿碘测定中反应温度、反应时间控制与测定误差七、尿碘测定中反应温度、反应时间控制与测定误差八、有关尿碘测定的几点注意事项八、有关尿碘测定的几点注意事项九、结语九、结语2一、现方法是对一、现方法是对WS/T107-1999方法的修订方法的修订尿尿中中碘碘的的砷砷铈铈催催化化分分光光光光度度测测定定方方法法（WS/T107-2006）是是对对采采用用氯氯酸酸消消化化尿尿样样的的WS/T107-1999尿尿碘碘的的砷铈催化分光光度测定方法的修订。砷铈催化分光光度测定方法的修订。在在2004年年我我国国对对检检测测尿尿碘碘的的标标准准方方法法WS/T107-1999进进行行了了修修订订，此此项项修修订订工工作作是是受受卫卫生生部部全全国国卫卫生生标标准准技技术术委委员员会会委委托托，由由天天津津医医科科大大学学内内分分泌泌研研究究所所牵牵头头，厦厦门门市市疾疾病病预预防防控控制制中中心心、国国家家碘碘缺缺乏乏病病参参照照实实验验室室、安安徽徽省省疾疾病病预预防防控控制制中中心心、山山西西省省地地方方病病防防治治研研究究所所共共同同开开展展方方法法研研究实验修订完成的。究实验修订完成的。3二、主要修订内容简介二、主要修订内容简介2004年年69月月原原标标准准研研制制人人员员对对我我国国尿尿碘碘测测定定方方法法标标准准尿尿碘碘的的砷砷铈铈催催化化分分光光光光度度测测定定方方法法（WS/T107-1999）进行了修订。主要修订内容有）进行了修订。主要修订内容有3个方面：个方面：（1）采采用用过过硫硫酸酸铵铵溶溶液液取取代代氯氯酸酸消消化化尿尿样样。该该溶溶液液极极易易配配制制，并并大大大大减减少少了了消消化化过过程程中中分分解解产产生生有有害害气气体体的的污染。污染。（2）修修订订后后的的方方法法除除了了在在控控温温（水水浴浴30 0.2）反反应应条条件件下下进进行行测测定定，还还可可直直接接在在20 35之之间间的的某某一一稳稳定室温条件下进行测定。定室温条件下进行测定。（3）修改和完善了原标准中的某些规定。修改和完善了原标准中的某些规定。4该修订后的新标准方法的方法论文该修订后的新标准方法的方法论文在中国地方病学杂志在中国地方病学杂志2004年年11月出版的月出版的第第23卷第卷第6期发表期发表：“尿中碘的过硫酸铵消化尿中碘的过硫酸铵消化砷铈催化分光光度测定方法砷铈催化分光光度测定方法” 阎玉芹阎玉芹1张亚平张亚平2刘列钧刘列钧3刘嘉玉刘嘉玉1李卫东李卫东4华基礼华基礼5陈祖培陈祖培11.天津医科大学内分泌研究所；天津医科大学内分泌研究所；2.厦门市疾病预防控制中心；厦门市疾病预防控制中心； 3.国家碘缺乏病参照实验室；国家碘缺乏病参照实验室； 4.安徽省疾病预防控制中心；安徽省疾病预防控制中心； 5.陕西省地方病防治研究所陕西省地方病防治研究所 . 5对对尿碘的砷铈催化分光光度尿碘的砷铈催化分光光度测定方法测定方法（WS/T 107-1999WS/T 107-1999）的的修订简介修订简介目目的的 必必 要要 性性修订内容修订内容6目目的的1. 与国际组织的推荐方法接轨与国际组织的推荐方法接轨;2. 进进一一步步完完善善和和改改进进原原标标准准中中某某些些规规定定和和说说明明，使使其其更更加加简简便便易易操操作作，更更加加适适于各级实验室，尤其基层实验室应用。于各级实验室，尤其基层实验室应用。7必必 要要 性性 该该标标准准自自1999年年发发布布和和实实施施以以来来，使使全全国国的的尿尿碘碘测测定定方方法法得得到到了了统统一一，明明显显提提高高了了尿尿碘碘检检测测质质量量，保证了我国尿碘监测结果的可信性和可比性。保证了我国尿碘监测结果的可信性和可比性。 但但是是该该方方法法在在使使用用过过程程中中仍仍存存在在一一定定问问题题，需需要要对对原原标标准准中中某某些些规规定定、步步骤骤、试试剂剂等等进进行行改改进进和和完完善善。 该该标标准准已已实实施施近近5年年，应应该该及及时时修修订订，与与国国际际方法接轨。方法接轨。 问问题题主主要要在在：尿尿样样消消化化剂剂氯氯酸酸溶溶液液的的配配制制比比较较麻麻烦烦，费费时时费费力力，其其配配制制质质量量及及稳稳定定性性影影响响尿尿碘碘测测定定的的批批间间重重复复性性，影影响响测测定定结结果果的的稳稳定定性性，尤尤其其对对于于基基层层实实验验室室或或经经验验不不多多的的检检测测人人员员来来说说较较难难掌掌握；氯酸消化尿样有刺激性有害气体产生。握；氯酸消化尿样有刺激性有害气体产生。8修订内容修订内容1.决决定定在在尿尿样样消消化化方方法法上上改改采采用用国国际际组组织织ICCIDD/UNICEF/WHO推推荐荐的的过过硫硫酸酸铵铵消消化法化法；2.根根据据实实际际需需要要，建建立立可可在在“控控温温”和和“室室温温”两种反应温度条件下操作的检测方法；两种反应温度条件下操作的检测方法；9引进引进过硫酸铵消化法的依据过硫酸铵消化法的依据1. 过硫酸铵溶液过硫酸铵溶液容易配制容易配制，稳定性好；，稳定性好；2. 消化温度为消化温度为95-100,1h，产生，产生有害气体少有害气体少；3. 准确性好准确性好（与其它方法比较）。（与其它方法比较）。 方法比较数据来自美国方法比较数据来自美国CDC组织的组织的EQUIP项目：项目： Ensuring the Quality of Urinary Iodine Procedures （尿碘检测质量保证）（尿碘检测质量保证）10关于关于EQUIP 来自世界许多国家参与的实验室有约来自世界许多国家参与的实验室有约50个。个。 目前在实验室测定尿碘采用的检测方法有：目前在实验室测定尿碘采用的检测方法有： 过硫酸铵消化法过硫酸铵消化法 过硫酸铵消化微板法过硫酸铵消化微板法 氯酸消化法氯酸消化法 ICP-MS法法 其它方法：干灰化法、全自动法等其它方法：干灰化法、全自动法等 以以ICP-MS法作为评价其它方法的参考值。法作为评价其它方法的参考值。11Ammonium Persulfate43%Chloric Acid32%AmmoniumPersulfateMicroplate13%Other6%ICP-MS6%Analytical method distribution of EQUIP labs结果通报结果通报2003-9参与尿碘检测质量保证项目考核的分析方法分布参与尿碘检测质量保证项目考核的分析方法分布12Level-1Level-2Level-3Level-4Level-5过硫酸铵法过硫酸铵法氯酸法氯酸法 ICP-MS 过硫酸铵微板法过硫酸铵微板法 其它法其它法结果通报结果通报2000-1213结果通报结果通报2004-6141.各种方法测定结果的总体一致性是可以接受的；各种方法测定结果的总体一致性是可以接受的；2.各各种种方方法法在在测测定定低低尿尿碘碘时时（100 g/L时时）存存在在一一定定的的负负偏偏差差， 但但过过硫硫酸铵法酸铵法的负偏差最小。的负偏差最小。4.仍需继续跟踪观察。仍需继续跟踪观察。EQUIP对测定尿碘方法评价的对测定尿碘方法评价的结论结论15 在多年跟踪尿碘检测的国际先进经验的基础在多年跟踪尿碘检测的国际先进经验的基础上，并充分考虑了我国国情以及各级实验室的实上，并充分考虑了我国国情以及各级实验室的实际条件，际条件， 针对我国现行的尿碘测定方法标准在操针对我国现行的尿碘测定方法标准在操作中所存在的问题，并考虑与国际组织的推荐方作中所存在的问题，并考虑与国际组织的推荐方法接轨，此次修订的我国测定尿碘标准方法采用法接轨，此次修订的我国测定尿碘标准方法采用过硫酸铵为尿样消化的消化剂。过硫酸铵为尿样消化的消化剂。16内内 容容WS/T1071999WS/T1072006标准曲线的线性范围标准曲线的线性范围0 300 g/L 0 300 g/L尿样体积尿样体积 0.20 mL0.25 mL消化液消化液. 体积体积28% 氯酸氯酸 0.50 mL1.0mol/L 过硫酸铵过硫酸铵 1.0 mL消化温度消化温度110 115 100 消化时间消化时间60 min60 min亚砷酸浓度亚砷酸浓度. 体积体积0.07mol/L 4mL0.1mol/L 2.5mL铈液浓度铈液浓度. 体积体积0.05mol/L 0.50mL 0.076mol/L 0.30mL反应温度反应温度300.2 (恒温水浴恒温水浴) 300.2 / 室温室温反应时间反应时间15 min30min / 不同室温时间不同不同室温时间不同光度测定波长光度测定波长405 nm420 nm测测300 g/L管管 OD值值0.15 1.00.17 1.06总反应体积总反应体积5.20 mL4.05 mL反应体系中反应体系中NaCl 浓度浓度19.23 g/L15.43 g/L初始初始 As3+/Ce4+11.2010.96总酸度总酸度H+1.4 mol/LH+1.6 mol/LH+我国原标准方法与修订后的标准方法比较我国原标准方法与修订后的标准方法比较17我国原标准方法与修订后的标准方法中消化剂的比较我国原标准方法与修订后的标准方法中消化剂的比较氯氯酸酸溶溶液液的的配配制制：称称取取500g氯氯酸酸钾钾于于2L烧烧杯杯中中，加加入入910mL水水，加加热热至至溶溶解解后后缓缓慢慢加加入入（约约15mL/min）375mL优优级级纯纯高高氯氯酸酸（HClO470），边边加加边边搅搅拌拌，此此过过程程在在通通风风橱橱操操作作。冷冷至至室室温温后后封封盖盖烧烧杯杯口口置置于于冰冰箱箱（4）过过夜夜，然然后后用用沙沙芯芯漏漏斗斗抽抽滤滤弃弃除除沉沉淀淀物物，可可得得到到约约850mL氯氯酸酸溶溶液液。盛盛于于具具塞塞棕棕色色瓶瓶存存于于冰冰箱箱（4）内可保存）内可保存1个月。个月。过硫酸铵溶液的配制过硫酸铵溶液的配制c( (NH4)2S2O8=1.0mol/L：称取：称取114.1g 过硫酸铵，溶于过硫酸铵，溶于500mL去离子水中。去离子水中。盛于具塞棕色瓶盛于具塞棕色瓶存于存于冰箱（冰箱（4）内可保存）内可保存1个月。个月。氯酸溶液受热分解，产生氯酸溶液受热分解，产生活性氯等活性氯等，起消解样品作用：，起消解样品作用：HClO3 HClO4+Cl2氯气为强刺激危害性气体。氯气为强刺激危害性气体。过硫酸铵溶液受热分解，产生过硫酸铵溶液受热分解，产生活性氧活性氧，起消解样品作用：，起消解样品作用： (NH4)2S2O8 + H2O NH4HSO4 + O + H+18四、尿碘测定方法原理四、尿碘测定方法原理砷铈催化分光光度法砷铈催化分光光度法采采用用过过硫硫酸酸铵铵溶溶液液在在100条条件件下下消消化化尿尿样样，利利用用碘碘对砷铈氧化还原反应的催化作用：对砷铈氧化还原反应的催化作用：H3AsO3 2Ce4+ H2OH3AsO4 2Ce3+ 2H+反反应应中中黄黄色色的的Ce4+被被还还原原成成无无色色的的Ce3+，碘碘含含量量越越高高，反反应应速速度度越越快快，所所剩剩余余的的Ce4+则则越越少少；控控制制反反应应温温度度和和时时间间，于于420nm波波长长下下测测定定体体系系中中剩剩余余Ce4+的的吸吸光光度值，求出碘含量。度值，求出碘含量。碘浓度碘浓度C与测定吸光度与测定吸光度A二者的定量关系式为：二者的定量关系式为： C =a+blnA（或（或lgA） 19五、尿碘测定方法五、尿碘测定方法（引原文）（引原文）4仪器仪器4.1消化控温加热装置消化控温加热装置:控温消解仪。控温消解仪。4.2超级恒温水浴箱：超级恒温水浴箱：30 0.3。4.3分光光度计：分光光度计：1cm比色杯。比色杯。4.4玻璃试管：玻璃试管：15mm 120mm或或15mm 150mm。4.5秒表。秒表。205试剂试剂本标准所使用的试剂纯度除特别指明外均为分析纯。本标准所使用的试剂纯度除特别指明外均为分析纯。5.1过硫酸铵过硫酸铵(NH4)2S2O8。5.2浓硫酸（浓硫酸（H2SO4，20=1.84g/mL），优级纯。），优级纯。5.3三氧化二砷（三氧化二砷（As2O3）。）。5.4氯化钠（氯化钠（NaCl），优级纯。），优级纯。5.5氢氧化钠（氢氧化钠（NaOH）。）。5.6硫酸铈铵硫酸铈铵Ce(NH4)4(SO4)42H2O。5.7碘酸钾碘酸钾(KIO3)，基准试剂、基准试剂、或或GBW06110碘酸钾纯度标准物质。碘酸钾纯度标准物质。216溶液配制溶液配制6.1过过硫硫酸酸铵铵溶溶液液c(NH4)2S2O8=1.0mol/L：称称取取114.1g过过硫硫酸酸铵铵，溶溶于于500mL去去离离子子水水中中，储储于于棕棕色色瓶瓶，置置冰冰箱箱（4）可可保保存存1个个月。月。6.2 硫硫酸酸溶溶液液c(H2SO4)=2.5mol/L：取取140mL浓浓硫硫酸酸缓缓慢慢加加入入到到700mL去离子水中，边加边搅拌，冷却后用水稀释至去离子水中，边加边搅拌，冷却后用水稀释至1L。6.3亚亚砷砷酸酸溶溶液液c(H3AsO3)=0.1mol/L：称称取取10.0g三三氧氧化化二二砷砷、25g氯氯化化钠钠和和2g氢氢氧氧化化钠钠置置于于1L的的烧烧杯杯中中，加加水水约约500mL，加加热热至至完完全全溶溶解解后后冷冷至至室室温温，再再缓缓慢慢加加入入200mL硫硫酸酸溶溶液液（6.2），冷冷至至室室温后用水稀释至温后用水稀释至1L，储于棕色瓶，室温放置可保存，储于棕色瓶，室温放置可保存6个月。个月。6.4硫硫酸酸铈铈铵铵溶溶液液c(Ce4+)=0.076mol/L：称称取取48.0g硫硫酸酸铈铈铵铵（5.6）或或50.8g四四水水合合硫硫酸酸铈铈铵铵Ce(NH4)4(SO4)44H2O溶溶于于700mL硫硫酸酸溶溶液液（6.2）中中，用用水水稀稀释释至至1L，储储于于棕棕色色瓶瓶，室室温温放放置置可可保保存存6个月。个月。226.5碘标准溶液：碘标准溶液：6.5.1碘碘标标准准储储备备溶溶液液：准准确确称称取取经经105110烘烘干干至至恒恒重重的的碘碘酸酸钾钾0.1686g于于烧烧杯杯中中，用用水水溶溶解解后后定定量量转转移移入入1000mL容容量量瓶瓶中中，用用水水稀稀释释至至刻刻度度，此此溶溶液液1mL含含碘碘100 g。储储于具塞严密的棕色瓶，置冰箱（于具塞严密的棕色瓶，置冰箱（4）可保存）可保存6个月。个月。6.5.2 碘碘标标准准中中间间溶溶液液：吸吸取取10.00mL碘碘标标准准储储备备溶溶液液（6.5.1）置置于于100mL容容量量瓶瓶中中，用用水水稀稀释释至至刻刻度度，此此溶溶液液1mL含含碘碘10 g。储储于于具具塞塞严严密密的的棕棕色色瓶瓶，置置冰冰箱箱（4）内可保存内可保存1个月。个月。6.5.3 碘碘标标准准使使用用系系列列溶溶液液：临临用用时时吸吸取取碘碘标标准准中中间间溶溶液液（6.5.2）0，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50，3.00mL分分别别置置于于100mL容容量量瓶瓶中中，用用水水稀稀释释至至刻刻度度，此此标标准准系系列列溶溶液液的的碘浓度分别为碘浓度分别为0，50，100，150，200，250，300 g/L。237样品收集、运输和保存样品收集、运输和保存收收集集不不少少于于5mL尿尿液液，置置于于聚聚乙乙烯烯塑塑料料或或玻玻璃璃试试管管中中，严严密密封封口口以以防防蒸蒸发发。尿尿样样在在现现场场收收集集和和运运输输过过程程中中无无需需考考虑虑特特殊殊保保存存条条件件，在在室室温温下下可可保保存存2周周；样样品品在在4下下可可保保存存2个个月月，采采用用聚聚乙乙烯烯塑塑料料试试管管装装样样，密密封封后后冷冷冻冻（-20）至至少少可保存可保存4个月。个月。248分析步骤分析步骤8.1分分别别取取0.25mL碘碘标标准准使使用用系系列列溶溶液液（6.5.3）及及混混匀匀的的尿尿样样（取取样样前前需需摇摇匀匀尿尿液液，使使所所有有沉沉淀淀物物混混悬悬；如如果果尿尿样样的的碘碘浓浓度度超超过过标标准准曲曲线线的的碘碘浓浓度度范范围围，则则作作适适当当稀稀释释后后取取样样）各各置置于于玻玻璃璃试试管管（4.4）中中，各各管管加加入入1mL过过硫硫酸酸铵铵溶溶液液（6.1），混混匀匀后后置置于于控控温温100的的消消化化控控温温加加热热装装置置中中，消消化化60min，取取下下冷冷却却至至室室温温。以以下下分分析析步步骤骤8.28.4，可可在在2035之之间间一一个个稳稳定定的的温温度度环环境境下下（室温或控温）进行，要求温度波动不超过（室温或控温）进行，要求温度波动不超过0.3。8.2各各管管加加入入2.5mL亚亚砷砷酸酸溶溶液液(6.3)，充充分分混混匀匀后后放放置置15min，使使其其温温度度达达到到平平衡衡；注注意意将将标标准准系系列列管管按按碘碘浓浓度由高至低顺序排列。度由高至低顺序排列。258.3按按下下秒秒表表计计时时，依依顺顺序序每每管管间间隔隔相相同同的的一一定定时时间间（30s）向向各各管管准准确确加加入入0.30mL硫硫酸酸铈铈铵铵溶溶液液(6.4)，立即混匀。，立即混匀。8.4待待第第一一管管（即即标标准准系系列列中中加加300 g/L碘碘浓浓度度管管）的的吸吸光光度度值值达达到到0.150.20之之间间时时，依依顺顺序序每每管管间间隔隔同同样样时时间间（30s）于于420nm波波长长下下，用用1cm比比色色杯杯，以以水水作作参参比比，测测定定各各管管的的吸吸光光度度值值。标标准准曲曲线线绘绘制制：以以碘碘标标准准使使用用系系列列溶溶液液（6.5.3）的的碘碘浓浓度度为为横横坐坐标标和和吸吸光光度度值值为为对对数数纵纵坐坐标标，在在半半对对数数坐坐标标系系中中绘绘制制标准曲线。标准曲线。26为方便操作，提供了在不同温度下分析步骤为方便操作，提供了在不同温度下分析步骤8.38.4中所测第一中所测第一管（即标准系列中加管（即标准系列中加300 g/L碘浓度管）吸光度值达到碘浓度管）吸光度值达到0.150.20时时砷铈反应所需时间的参考值（表砷铈反应所需时间的参考值（表1）。）。27六、尿碘测定定量计算式与方法的化学动力学六、尿碘测定定量计算式与方法的化学动力学1、在标准方法中的第、在标准方法中的第9节节9尿中碘浓度计算尿中碘浓度计算9.1查查标标准准曲曲线线法法：以以样样品品管管的的吸吸光光度度由由标标准准曲曲线线上上查查得得样样品品中碘浓度中碘浓度C，按（，按（9.3）计算尿中碘浓度。）计算尿中碘浓度。9.2回回归归方方程程法法：标标准准曲曲线线的的碘碘浓浓度度C（ g/L）与与吸吸光光度度值值A的的回回归归方方程程为为C=a+bA（或或lgA），计计算算标标准准曲曲线线的的回回归归方方程程，将将样样品品管管的的吸吸光光度度值值代代入入此此方方程程，求求出出所所测测样样品品中中碘碘浓浓度，再按（度，再按（9.3）计算尿中碘浓度）计算尿中碘浓度 。9.3尿中碘浓度：尿中碘浓度：XCK式中：式中：X尿中碘浓度，尿中碘浓度， g/L；C由由标标准准曲曲线线查查得得的的或或由由标标准准曲曲线线回回归归方方程程计计算得的尿样碘浓度，算得的尿样碘浓度， g/L； K尿样稀释倍数。尿样稀释倍数。 28标准曲线图标准曲线图以碘标准使用系列溶液的碘浓度为横坐标，吸光以碘标准使用系列溶液的碘浓度为横坐标，吸光度为纵坐标绘制标准曲线（为凹面向上的下滑曲线）度为纵坐标绘制标准曲线（为凹面向上的下滑曲线）或以吸光度为对数坐标在半对数坐标系中绘制标准曲或以吸光度为对数坐标在半对数坐标系中绘制标准曲线（为下斜直线）。线（为下斜直线）。直角坐标直角坐标半对数坐标半对数坐标29实例：在实例：在23.5室温下反应室温下反应43min测定测定302、过硫酸铵消化测定尿碘方法的化学动力学、过硫酸铵消化测定尿碘方法的化学动力学问题的提出问题的提出1.我国测定尿碘标准方法修订为采用过硫酸铵溶液我国测定尿碘标准方法修订为采用过硫酸铵溶液取代取代氯酸消化尿氯酸消化尿样，并且样，并且该检测方法要可在该检测方法要可在“控温控温”和和“室温室温”两种反应温度条件两种反应温度条件下操作进行。那么有必要实验研究确证新修订的尿碘下操作进行。那么有必要实验研究确证新修订的尿碘测定方法中碘测定方法中碘浓度浓度C与测定吸光度与测定吸光度A定量关系式定量关系式C=a+blnA的实验条件范围；的实验条件范围；2.既然可在各个合适稳定的室温进行测定反应操作，那么既然可在各个合适稳定的室温进行测定反应操作，那么有必要有必要探探讨该方法不同反应温度与对应反应时间的适宜组合；讨该方法不同反应温度与对应反应时间的适宜组合；3.由于该方法本质是动力学分光光度法，当选择在室温进行测定反由于该方法本质是动力学分光光度法，当选择在室温进行测定反应操作，应操作，有必要有必要了解该方法操作中反应温度和反应时间波动偏差对了解该方法操作中反应温度和反应时间波动偏差对测定结果的影响大小。测定结果的影响大小。31 尿尿碘碘测测定定采采用用的的砷砷铈铈催催化化分分光光光光度度法法属属于于动动力力学学光光度度分分析析法法，砷砷铈铈反反应应的的条条件件控控制制是是准准确确测测定定尿尿碘碘的的重重要要环环节节。我我国国原原来来的的尿尿碘碘测测定定标标准准方方法法（WS/T107-1999WS/T107-1999）是是采采用用氯氯酸酸消消化化尿尿样样，该该方方法法配配制制的的氯氯酸酸溶溶液液中中余余留留的的高高氯氯酸酸及及氯氯酸酸分分解解物物对对碘碘催催化化砷砷铈铈反反应应有有加加快快反反应应速速度度作作用用，砷砷铈铈反反应应需需水水浴浴控控温温3030反反应应15min15min进进行行光光度度测测定定，使使用用氯氯酸酸成成为为可可产产生生测测定定误误差差的的主主要要因因素素，必必须须较较严严格格控控制制消消化化条条件件的的一一致致性性和和砷砷铈铈反反应应温温度度及及反反应应时时间间的的一一致致性性以以能能准准确确测测定定尿尿碘碘。修修订订后后的的我我国国尿尿碘碘测测定定标标准准方方法法采采用用过过硫硫酸酸铵铵消消化化尿尿样样，过过硫硫酸酸铵铵溶溶液液的的配配制制十十分分简简便便，方方法法便便于于操操作作掌掌握握，该该方方法法避避免免了了使使用用氯氯酸酸的的影影响响而而使使砷砷铈铈反反应应速速度度较较为为缓缓慢慢，3030时时反反应应30min30min进进行行光光度度测测定定。另另外外，该该方方法法操操作作中中加加入入高高铈铈溶溶液液后后的的砷砷铈铈反反应应还还可可在在20203535之之间间的的某某一一稳稳定定的的室室温温（或或控控温温）条条件件中中进进行行，反反应应时时间间以以监监控控碘碘标标准准浓浓度度300g/L300g/L管管的的吸吸光光度度达达到到0.150.150.20Abs0.20Abs时时进进行行光光度度测定。测定。322.1不同砷铈反应温度和时间下的标准曲线线性关系不同砷铈反应温度和时间下的标准曲线线性关系9批批次次水水浴浴控控温温30砷砷铈铈反反应应30min测测定定的的尿尿碘碘标标准准曲曲线线结结果果见见表表1，在在测测定定碘碘浓浓度度0300g/L范范围围内内，碘碘浓浓度度C与与测测定定吸吸光光度度A的的对对数数lnA（或或lgA，本本文文取取lnA）有有很很好好的的线线性性关关系系，相相关关系系数数r =-0.9996-0.9999（rs=0.99980.0001，n=9），所所实实验验的的不不同同砷砷铈铈反反应应温温度度和和时时间间下下测测定定尿尿碘碘标标准准曲曲线线的的结结果果见见表表2，都得到了很好符合，都得到了很好符合C=a+blnA关系的标准曲线。关系的标准曲线。 33表表130砷铈反应砷铈反应30min的标准曲线（的标准曲线（n=9） 碘浓度碘浓度(g/L)050100150200250300吸光度吸光度(x)1.4761.0190.6970.4650.3210.2220.152标准差标准差(s)0.0370.0260.0160.0100.0090.0070.005CV(%)2.532.522.262.102.653.262.97表表2不同砷铈反应温度的标准曲线不同砷铈反应温度的标准曲线反应温度反应温度（）反应时间反应时间（min）碘碘300g/L管管吸光度吸光度C=a+blnA相关系数相关系数rab22.3480.12955.523-120.582-0.999829.0300.17858.739-140.520-0.999630.0300.15251.441-131.421-0.999835.0240.14642.699-134.181-0.9999342.2本方法测定体系的化学动力学分析本方法测定体系的化学动力学分析 2.2.1本方法测定体系化学动力学相关方程式及定量关系本方法测定体系化学动力学相关方程式及定量关系式的推导式的推导本方法测定尿碘的指示反应本方法测定尿碘的指示反应 Ce Ce4+ 4+ + As() Ce+ As() Ce3+ 3+ + As() + As() 方方法法测测定定体体系系化化学学动动力力学学相相关关方方程程式式及及定定量量关关系系式的推导过程见下页。式的推导过程见下页。 35有有 关关 动动 力力 学学 方方 程程 dCe4+/dt KAs()Ce4+I (1)dCe4+/dtK2Ce4+I(2)ln(Ce4+0/Ce4+t) (K1+K2C)t(3)ln(A0/At)(K1+K2C)t(4)ln(A0/AF)K1t(5)ln(AF/At)K2Ct(6) C(1/K2t)(lnAFlnAt)(7) Ca+blnAt(8)由式由式1到式到式7逐次推导，最后得到式逐次推导，最后得到式(8)。36是令式是令式(7)中中(lnAF)/(K2t)=a；-1/(K2t)=b，才有最后得到的式才有最后得到的式(8)： Ca+blnAt(8)C为碘浓度，为碘浓度，K1、K2分别为非催化反应、催化反应的速率常数，分别为非催化反应、催化反应的速率常数，At为含碘浓度为含碘浓度C体系反应体系反应t时刻的吸光度。时刻的吸光度。K1、K2大小与反应温大小与反应温度有关，同时其数值大小体现反应速度快慢，数值大反应快。度有关，同时其数值大小体现反应速度快慢，数值大反应快。推导得到的式推导得到的式(8)表明碘浓度表明碘浓度C与测定吸光度与测定吸光度A的对数的对数lnA成直线相成直线相关，关，根据推导过程中根据推导过程中a、b的实质，必须再次指出，这里得到的碘的实质，必须再次指出，这里得到的碘浓度与测定吸光度关系式浓度与测定吸光度关系式(8)是具有在是具有在反应温度一定反应温度一定（恒温）和（恒温）和反反应时间一定应时间一定（固定时间）条件下这一前提的。（固定时间）条件下这一前提的。正因为此所以有必正因为此所以有必要在稳定的温度下控制一定的反应时间进行测定尿碘，并有必要要在稳定的温度下控制一定的反应时间进行测定尿碘，并有必要进一步了解掌握反应温度和反应时间对测定的影响。进一步了解掌握反应温度和反应时间对测定的影响。37Ca+blnA 关系成立是化学一级反应模式的结果。关系成立是化学一级反应模式的结果。碘碘催催化化砷砷铈铈反反应应为为化化学学一一级级反反应应模模式式的的前前提提是是体体系系中中As()浓浓度度As()远远大大于于Ce4+浓浓度度Ce4+，这这样样反反应应过过程程As()可可近近似似不不变变，以以使使碘碘催催化化砷砷铈铈反反应应速速率率方方程程式式(1)可可转转化化为为式式(2)，笔笔者者曾曾实实验验得得出出：当当尿尿碘碘测测定定体体系系中中初初始始浓浓度度的的As()/ /Ce4+比比值值约约为为11时时，可可以以使使As()浓浓度度在在测测定定体体系系中中达达到到近近“稳稳态态”，使使得得式式(2)成成立立，才才能能在在方方法法学学上上可可靠靠地地得得到到碘碘浓浓度度C与与测测定定吸吸光光度度A的的C=a+blnA关关系系式式，才才会会有有此此式式的的相相关关系系数数 r 0.999。此此As()/Ce4+的初始比值在本修订方法为的初始比值在本修订方法为10.96382.2.2本方法测定体系化学动力学方程及定量关系式适用本方法测定体系化学动力学方程及定量关系式适用范围的验证范围的验证 我们进一步采用化学动力学实验方法我们进一步采用化学动力学实验方法从温度范围、时间范围验证和分析本方法从温度范围、时间范围验证和分析本方法中式中式(8)成立，以确认在实验温度范围内尿成立，以确认在实验温度范围内尿碘检测者可根据实际情况选择合适的一定碘检测者可根据实际情况选择合适的一定温度、一定时间条件进行本方法的光度分温度、一定时间条件进行本方法的光度分析步骤操作，仍能准确测定尿碘。析步骤操作，仍能准确测定尿碘。 39化化学学动动力力学学理理论论指指出出：对对于于化化学学一一级级反反应应，其其实实验验特特征征之之一一是是体体系系中中反反应应物物浓浓度度变变量量Cx以以lnCx对对反反应应时时间间t 作作图图应应得得到到直直线线。而而这这lnCx在在本本文文就就是是lnA。实实验验结结果果将将各各浓浓度度管管的的不不同同时时间间t测测得得的的吸吸光光度度A各各自自以以lnA对对t作作图图都都得得到到了了很很好好的的直直线线，回回归归分分析析lnAt均均有有很很好好的的lnAa+bt直直线线关关系系（表表3），表表明明体体系系符符合合化化学学一一级级反反应应的的动动力力学学特特征征。在在吸吸光光度度监监测测时时间间范范围围内内实实际际实实验验得得到到的的各各数数据据点点都都落落在在lnAa+bt直直线线上上，这这还还表表明明了了在在所所监监测测的的时时间间范范围围内内（即即不不仅仅限限于于某某一一时时间间点点）选选择择任任一一固固定定时时间间都都存存在在碘碘浓浓度度C与与测测定定吸吸光光度度A的的Ca+blnA关系。关系。40结结果果表表明明在在所所实实验验的的温温度度范范围围内内（即即不不限限于于某某一一温温度度点点），本本测测定定体体系系的的化化学学反反应应级级数数恒恒定定，都都是是化化学学一一级级反反应应，因因而而在在此此温温度度范范围围内内选选择择某某一一恒恒温温条条件件都都存存在在碘碘浓浓度度C与与测测定定吸吸光光度度A的的Ca+blnA关系。关系。 41424344 表表3测定体系砷铈反应速率方程实验式结果测定体系砷铈反应速率方程实验式结果 反应温度反应温度（）碘浓度碘浓度(g/L)lnAa+bt相关系数相关系数r速度常数速度常数K(Kb)ab22.300.8218-0.00801-0.99770.00801500.8244-0.01605-0.99990.016051000.8225-0.02474-0.99990.024742000.8243-0.04170-1.00000.041703000.8225-0.06002-0.99990.0600229.000.8515-0.01524-0.99830.01524500.8859-0.02666-0.99930.026661000.8619-0.03832-1.00000.038322000.8513-0.06142-0.99990.061423000.8434-0.08555-0.99990.0855535.000.8994-0.02412-0.99440.02412500.8869-0.03958-1.00000.039581000.8965-0.05491-0.99980.054912000.8824-0.08500-0.99990.085003000.8700-0.11636-0.99980.11636452.2.3本方法的化学动力学模型及其应用本方法的化学动力学模型及其应用 本本方方法法的的化化学学动动力力学学模模型型将将实实验验得得到到本本方方法法砷砷铈铈反反应应体体系系的的阿阿累累尼尼乌乌斯斯方方程程实实验验式式与与式式(4)组组合合联联立立建建立本方法的化学动力学模型：立本方法的化学动力学模型： 此此模模型型反反映映了了该该方方法法在在砷砷铈铈反反应应温温度度T(0K)、反反应应时时间间t(min)下下吸吸光光度度A与与碘碘浓浓度度C(g/L)的的关关系系。利利用用此此模模型型可可求求算算在在指指定定温温度度下下体体系系吸吸光光度度达达到到某某一一数数值值所所需需的的反反应应时时间间，也也可可求求算算在在指指定定反反应应时时间间下下碘碘标标浓浓度度300g/L管管吸吸光光度度达达到到某某一一数数值值所所需需控控制制的的反反应应温温度度，还可估算反应温度偏离及反应时间偏异产生的测定误差大小。还可估算反应温度偏离及反应时间偏异产生的测定误差大小。46表表4砷铈反应的反应温度与反应时间的配对预算结果（标准方法中表砷铈反应的反应温度与反应时间的配对预算结果（标准方法中表1）应用化学动力学模型预算反应时间与反应温度应用化学动力学模型预算反应时间与反应温度 不同的反应温度和反应时间测定尿碘的实例如下：不同的反应温度和反应时间测定尿碘的实例如下：47模型估算：模型估算：18.557.9min实际操作：室温水浴实际操作：室温水浴18.558min标准值标准值879标准值标准值2261048模型估算：模型估算：2540min实际操作：室温水浴实际操作：室温水浴2540min标准值标准值77.29标准值标准值2261049模型估算：模型估算：3030.4min实际操作：控温水浴实际操作：控温水浴3030min50不同时间配制的不同批试剂，不同仪器、反应温度与时间测得的工作曲线不同时间配制的不同批试剂，不同仪器、反应温度与时间测得的工作曲线2005-4-28厦门厦门CDC2540min2004-7-7安徽安徽CDC3030min51七、尿碘测定中反应温度、反应时间控制与测定误差七、尿碘测定中反应温度、反应时间控制与测定误差操作中反应温度波动及反应时间偏离对测定结果的影响操作中反应温度波动及反应时间偏离对测定结果的影响 笔笔者者曾曾对对现现行行的的氯氯酸酸消消化化法法(WS/T107-1999)做做过过化化学学动动力力学学实实验验研研究究，利利用用对对氯氯酸酸消消化化法法测测定定体体系系实实验验得得到到的的化化学学动动力力学学参参数数估估算算氯氯酸酸消消化化法法受受操操作作中中反反应应温温度度波波动动及及反反应应时时间间偏偏异异对对结结果果的的影影响响(表表5)并并与与表表4、表表6对对应应比比较较，氯氯酸酸消消化化法法由由于于其其测测定定体体系系砷砷铈铈反反应应速速度度快快，若若受受到到反反应应温温度度、时时间间偏偏离离影影响响则则误误差差较较大大，所所以以对对其其反反应应控控温温和和控控时时都都有有较较严严格格的的要要求求。相相比比两两方方法法实实验验得得到的到的碘标碘标300g/L管在管在30砷铈反应表观速率常数，砷铈反应表观速率常数，修订法修订法/氯酸法氯酸法0.08899/0.1829等于等于0.49，尿尿碘碘测测定定修修订订法法测测定定体体系系砷砷铈铈反反应应速速度度比比氯氯酸酸消消化化法法慢慢得得多多，故故受反应温度、时间偏离影响的误差较小。受反应温度、时间偏离影响的误差较小。52表表4本方法样品管反应温度偏离对测定结果的影响（本方法样品管反应温度偏离对测定结果的影响（g/L）实际碘浓度实际碘浓度（g/L）反应温度（反应温度（）偏离）偏离1反应温度（反应温度（）偏离）偏离0.52426293124.525.529.530.55043.057.542.258.346.453.746.054.110090.6110.089.9110.895.2104.994.9105.3200185.8215.0185.3215.6192.8207.4192.5207.7300281.0320.0280.6320.4290.4309.9290.2310.1实际实际碘浓度碘浓度（g/L）反应温度（反应温度（）偏离偏离1反应温度（反应温度（）偏离偏离0.5反应时间（反应时间（min）偏离偏离1min293129.530.514165026.576.038.062.733.766.310073.7128.986.5114.180.4119.6200168.0234.9183.7217.1173.7226.3300262.3340.9280.8320.0267.1332.9表表5氯酸消化法样品管反应温度和时间偏离对结果的影响（氯酸消化法样品管反应温度和时间偏离对结果的影响（g/L）53实际碘浓度实际碘浓度（g/L）反应时间（反应时间（min）偏离）偏离1min394129315047.452.646.153.910096.1103.994.5105.5200193.6206.4191.1208.9300291.1308.9287.8312.2实际实际碘浓度碘浓度（g/L）反应温度（反应温度（）偏离偏离1反应温度（反应温度（）偏离偏离0.5反应时间（反应时间（min）偏离偏离1min293129.530.514165026.576.038.062.733.766.310073.7128.986.5114.180.4119.6200168.0234.9183.7217.1173.7226.3300262.3340.9280.8320.0267.1332.9表表6本方法样品管反应时间偏离对测定结果的影响（本方法样品管反应时间偏离对测定结果的影响（g/L）注：标准系列反应条件分别为注：标准系列反应条件分别为25反应反应40min和和30反应反应30min表表5氯酸消化法样品管反应温度和时间偏离对结果的影响（氯酸消化法样品管反应温度和时间偏离对结果的影响（g/L） 注：标准系列反应条件为注：标准系列反应条件为30反应反应15min 54 在在尿尿碘碘测测定定的的实实际际操操作作过过程程中中，当当实实验验的的反反应应温温度度有有小小的的波波动动时时，一一般般来来说说样样品品管管与与标标准准系系列列有有同同时时感感受受此此种种波波动动的的时时间间段段，故故在在尿尿碘碘测测定定实实际际过过程程中中反反应应温温度度波波动动11或或0.50.5所所引起的测定误差还将小于上述表引起的测定误差还将小于上述表4 4的数值。的数值。55我我国国尿尿碘碘测测定定实实验验室室通通常常使使用用60孔孔位位消消解解仪仪消消化化尿尿样样，在在包包括括标标准准系系列列在在内内的的60管管同同批批测测定定时时间间范范围围内内，笔笔者者多多次次观观察察实实验验室室中中的的室室温温环环境境（包包括括已已达达调调控控温温度度的的空空调调室室温温环环境境），其其温温度度波波动动小小于于0.3，可可以以符符合合测测定定条条件件要要求求。当当室室温温合合适适时时（2035之之间间），可可考考虑虑将将各各待待测测管管置置于于室室温温水水中中（比比如如未未通通电电控控温温而而盛盛满满室室温温水水的的水水浴浴箱箱中中），这这样样可可保保证证温温度度相相对对均均匀匀，并并且且由由于于水水的的比比热热容容远远大大于于室室内内空空气气，室室温温水水的的温温度度波波动动远远滞滞后后于于室室内内气气温温波波动动，这这将将较较大大程程度度减减少少室室内内气气温温波波动动的的影影响响。但但对对于于室室温温短短时时间间变变动较大的地区仍建议采用恒温水浴。动较大的地区仍建议采用恒温水浴。 56对对于于室室温温短短时时间间变变动动较较大大的的地地区区仍仍需需避避免免此此种种测测定定误误差差而而建建议议采采用用水水浴浴恒恒温温；但但还还要要注注意意有有的的控控温温水水浴浴中中由由于于电电加加热热管管的的位位置置使使温温度度不均匀会造成测定误差。不均匀会造成测定误差。57八、有关尿碘测定的几点注意事项八、有关尿碘测定的几点注意事项1、每每批批样样品品消消化化、测测定定必必须须同同时时设设置置标标准准系系列列；宜宜使使用用数数字字直直读读型型的的分分光光光光度度计计，以以利利于于准准确确读读取取吸吸光光度度值值；实实验验环环境境、器器皿皿及试剂应避免碘污染。及试剂应避免碘污染。2、在在分分析析步步骤骤8.28.4中中，如如果果室室温温不不稳稳定定或或室室温温较较低低时时，应应采采用用控控温温条条件件（使使用用超超级级恒温水浴）进行测定。恒温水浴）进行测定。583、若若使使用用已已风风化化或或潮潮解解的的过过硫硫酸酸铵铵固固体体试试剂剂，将将可可能能致致使使尿尿样样消消化化效效果果大大受受影影响响和和致致使使工工作作曲曲线线碘碘空空白白管管的的吸吸光光值值很很小小、工工作作曲曲线线斜斜率率小小而而趋趋于于平平坦坦、尿尿样样的的测测定定结结果果误误差差大大。正正常常的的过过硫硫酸酸铵铵固固体体试试剂剂的的颗颗粒粒应应是是透透明明状状晶晶体体，如如果果变变成成白白色色粉粉末末状状（非非晶晶体体）或或白白色色结块状或水湿带液状都不适合使用。结块状或水湿带液状都不适合使用。4、方方法法中中的的高高铈铈（Ce4+）溶溶液液采采用用硫硫酸酸铈铈铵铵配配制制较较好好，该该试试剂剂较较不不会会潮潮解解，利利于于准准确确称称量量配配制制所所需需浓浓度度的的Ce4+溶溶液液，如如果果使使用用硫硫酸酸高高铈铈配配制制，由由于于此此试试剂剂易易受受潮潮而而不不利利于于准准确确称称量量，要要避避免免配配制制得得的的Ce4+溶溶液液浓浓度度偏偏低低影影响响吸吸光光度度测测定定（如如致致使使工工作作曲曲线线碘碘空空白白管管的的吸吸光光值值小、工作曲线斜率小、尿样的测定结果误差增大）。小、工作曲线斜率小、尿样的测定结果误差增大）。595、当当按按照照尿尿碘碘测测定定方方法法操操作作结结果果出出现现工工作作曲曲线线碘碘空空白白管管的的吸吸光光值值很很小小（例例如如30条条件件下下砷砷铈铈反反应应30min时时碘碘空空白白管管的的测测定定吸吸光光度度0.7），除除了了检检查查前前述述第第3、4点点的的情情况况外外，应应当当检检查查检检测测体体系系是是否否存存在在碘碘污污染染，并并予予以以消消除除。这这里里的的检检测测体体系系包包括括：所所用用试试剂剂、水水、所所用用器器皿皿、实实验验室环境。室环境。60较为可能的碘污染因素分析：较为可能的碘污染因素分析：u试剂：试剂：配制试剂所用的氢氧化钠、氯化钠较可能碘杂质配制试剂所用的氢氧化钠、氯化钠较可能碘杂质较高，所以宜选用合适的并留用（专用）；较高，所以宜选用合适的并留用（专用）；u水：水：要使用电阻高于要使用电阻高于100万欧姆的去离子水，而蒸馏水万欧姆的去离子水，而蒸馏水可能碘杂质较高；可能碘杂质较高；u器皿：器皿：注意切不可与测定碘盐的玻璃器皿混用；另外水注意切不可与测定碘盐的玻璃器皿混用；另外水质卫生检验的氨氮纳氏比色法、砷的银盐比色法使用的质卫生检验的氨氮纳氏比色法、砷的银盐比色法使用的试剂含高浓度的碘离子，这些检验工作所用的器皿不可试剂含高浓度的碘离子，这些检验工作所用的器皿不可与尿碘检验的混用，对此还须注意避免这些试剂对光度与尿碘检验的混用，对此还须注意避免这些试剂对光度计比色皿的污染；计比色皿的污染；u实验室环境：实验室环境：由于碘离子的易氧化性和碘分子的易挥发由于碘离子的易氧化性和碘分子的易挥发性，容量滴定分析用的碘标准溶液、固体碘、碘酒、碘性，容量滴定分析用的碘标准溶液、固体碘、碘酒、碘盐检测场所、上述这些含大量碘的废液的倒弃水槽等都盐检测场所、上述这些含大量碘的废液的倒弃水槽等都是实验室环境中碘污染的主要来源。是实验室环境中碘污染的主要来源。61九、结语九、结语新新修修订订的的尿尿碘碘测测定定方方法法可可在在“控控温温”或或“稳稳定定的的室室温温”两两种种形形式式的的反反应应温温度度条条件件下下操操作作进进行行，更更便便于于使使用用者进行尿碘的批量连续测定者进行尿碘的批量连续测定。使使用用过过硫硫酸酸铵铵消消化化尿尿样样测测定定尿尿碘碘，不不仅仅是是试试剂剂易易配配制制、消消化化过过程程污污染染小小，而而且且由由于于不不使使用用对对碘碘催催化化砷砷铈铈反反应应有有加加快快反反应应速速度度作作用用的的氯氯酸酸，砷砷铈铈反反应应速速度度大大为为减减慢慢，较较大大程程度度地地减减小小了了受受反反应应温温度度和和时时间间控控制制偏偏差差影影响响所所引引起起的的测测定定误误差差，有有利利于于提提高高测测定定的的精精密密度度和和准准确确度度，这这使该方法易于操作掌握，更易于普及应用。使该方法易于操作掌握，更易于普及应用。62谢 谢！63