1、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/T 107-2006）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第一页，共63页。内容纲要内容纲要一、现方法是对一、现方法是对WS/T 107-1999 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
2、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第二页，共63页。一、现方法是对一、现方法是对WS/T 107-1999 方法的修订方法的修订 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/T 107-2006）是对采用氯酸消化尿样的）是对采用氯酸消化尿样的WS/T 107-1999 尿碘的砷尿碘的砷铈催化分光光度测定方法的修订。铈催化分光光度测定方法的修订。在在2004年我国对检测尿碘的标准方法年我国对检测尿碘的标准方法W
3、S/T 107-1999进进行了修订，此项修订工作是受卫生部全国卫生标准技术委行了修订，此项修订工作是受卫生部全国卫生标准技术委员会委托，由天津医科大学内分泌研究所牵头，厦门市疾员会委托，由天津医科大学内分泌研究所牵头，厦门市疾病预防控制中心、国家碘缺乏病参照实验室、安徽省疾病病预防控制中心、国家碘缺乏病参照实验室、安徽省疾病预防控制中心、山西省地方病防治研究所共同开展方法研预防控制中心、山西省地方病防治研究所共同开展方法研究实验修订完成的。究实验修订完成的。3第三页，共63页。但检测高尿碘时则逐渐出现负偏差；八、有关尿碘测定的几点注意事项076mol/L 0.0 300 g/L四、尿碘测定方
4、法原理 砷铈催化分光光度法表2 不同砷铈反应温度的标准曲线Ca+blnAt (8)第二十三页，共63页。该标准已实施近5年，应该及时修订，与国际方法接轨。25mL碘标准使用系列溶液（6.2004-7-7安徽CDC3030min第二十一页，共63页。过硫酸铵消化微板法0 mol/L：称取114.氯酸溶液的配制：称取500g氯酸钾于2L烧杯中，加入910mL 水，加热至溶解后缓慢加入（约15mL/min）375mL优级纯高氯酸（HClO470），边加边搅拌，此过程在通风橱操作。二、主要修订内容简介二、主要修订内容简介2004年年69月原标准研制人员对我国尿碘测定方法标准月原标准研制人员对我国尿碘测
5、定方法标准尿尿碘的砷铈催化分光光度测定方法（碘的砷铈催化分光光度测定方法（WS/T 107-1999）进行了修）进行了修订。主要修订内容有订。主要修订内容有3个方面：个方面：（1）采用过硫酸铵溶液取代氯酸消化尿样。该溶液极易配采用过硫酸铵溶液取代氯酸消化尿样。该溶液极易配制，并大大减少了消化过程中分解产生有害气体的污染。制，并大大减少了消化过程中分解产生有害气体的污染。（2）修订后的方法除了在控温（水浴修订后的方法除了在控温（水浴30 0.2）反应）反应条件下进行测定，还可直接在条件下进行测定，还可直接在20 35之间的某一稳定室温之间的某一稳定室温条件下进行测定。条件下进行测定。（3）修改和
6、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第四页，共63页。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 在在中国地方病学杂志中国地方病学杂志2004年年11月出版的第月出版的第23卷卷第第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
7、；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第五页，共63页。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第六页，共63页。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.进一步完善和改进原标准中某些规定和进一步完善和改进原标准中某些规定和说明，使其更加简便易操作，更加适于各说明，使其更加简便易操作，更加适于各级实验室，尤其基层实验室应用。级实验室，尤其基层实验室应用
8、。7第七页，共63页。必必 要要 性性 该标准自该标准自1999年发布和实施以来，使全国的尿碘测定年发布和实施以来，使全国的尿碘测定方法得到了统一，明显提高了尿碘检测质量，保证了我国方法得到了统一，明显提高了尿碘检测质量，保证了我国尿碘监测结果的可信性和可比性。尿碘监测结果的可信性和可比性。但是该方法在使用过程中仍存在一定问题，需要但是该方法在使用过程中仍存在一定问题，需要对对原标准中某些规定、步骤、试剂等进行改进和完原标准中某些规定、步骤、试剂等进行改进和完善。善。该标准已实施近该标准已实施近5年，应该及时修订，与国际方法年，应该及时修订，与国际方法接轨。接轨。问题主要在：问题主要在：尿样消
9、化剂尿样消化剂氯酸溶液的配制比较氯酸溶液的配制比较麻烦，费时费力，其配制质量及稳定性影响尿碘测定的麻烦，费时费力，其配制质量及稳定性影响尿碘测定的批间重复性，影响测定结果的稳定性，尤其对于基层实批间重复性，影响测定结果的稳定性，尤其对于基层实验室或经验不多的检测人员来说较难掌握；氯酸消化尿验室或经验不多的检测人员来说较难掌握；氯酸消化尿样有刺激性有害气体产生。样有刺激性有害气体产生。8第八页，共63页。修订内容修订内容1.决定在尿样消化方法上改采用国际组织决定在尿样消化方法上改采用国际组织ICCIDD/UNICEF/WHO推荐的推荐的过硫酸铵消化过硫酸铵消化法法；2.根据实际需要，建立可在根据
10、实际需要，建立可在“控温控温”和和“室温室温”两两种反应温度条件下操作的检测方法；种反应温度条件下操作的检测方法；9第九页，共63页。3 亚砷酸溶液c(H3AsO3)=0.第三十三页，共63页。第五十四页，共63页。第五十八页，共63页。过硫酸铵溶液受热分解，产生活性氧，起消解样品作用：其它方法：干灰化法、全自动法等3）的碘浓度为横坐标和吸光度值为对数纵坐标，在半对数坐标系中绘制标准曲线。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过程见下页。Ca+blnAt (8)168 6g于烧杯中，用水溶解后定量转移入1 000mL容量瓶中，用水稀释至刻度，此溶液1mL含碘100g。模型估算：30
11、 30.化学动力学理论指出：对于化学一级反应，其实验特征之一是体系中反应物浓度变量 Cx 以lnCx对反应时间 t 作图应得到直线。但是该方法在使用过程中仍存在一定问题，需要对原标准中某些规定、步骤、试剂等进行改进和完善。ln(AF/At)K2C t (6)2 超级恒温水浴箱：300.H3AsO3 2Ce4+H2O H3AsO4 2Ce3+2H+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1）与ICP-MS方法比较，所有其它方法均随着尿碘浓度增高（尤其100g/L时）存在一定的负偏差，但过硫酸铵法的负偏差最小。这里的检测体系包括：所用试剂、水、所用器皿、实验室环境。5mL亚砷
12、酸溶液(6.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.过硫酸铵溶液容易配制，稳定性好；过硫酸铵溶液容易配制，稳定性好；2.消化温度为消化温度为95-100,1h，产生有害气体少；，产生有害气体少；3.准确性好（与其它方法比较）。准确性好（与其它方法比较）。方法比较数据来自方法比较数据来自 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第十页，共63页。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
13、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。11第十一页，共63页。Ammonium Persulfate43%Chloric Acid32%AmmoniumPersulfateMicroplate13%Other6%ICP-MS6%Analytical method distribution of EQUIP labs结果通
14、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12第十二页，共63页。Level-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第十三页，共63页。结果通报结果通报2004-614第十四页，共63页。1.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.各种方法在测定低尿碘时（各种方法在测定低尿碘时（100 g/L时）时）存在一定的负偏差，存在一定的负偏差，但但
15、过硫酸铵法过硫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第十五页，共63页。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
16、的消化剂。过硫酸铵为尿样消化的消化剂。16第十六页，共63页。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
17、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第十七页，共63页。我国原标准方法与修订后的标准
18、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酸溶液的配制：氯酸溶液的配制：称取称取500g氯酸钾于氯酸钾于2L烧杯中，加入烧杯中，加入910mL 水，水，加热至溶解后缓慢加入（约加热至溶解后缓慢加入（约15mL/min）375mL优级纯高氯酸优级纯高氯酸（HClO470），边加边搅拌，此过程在通风橱操作。冷至室温后），边加边搅拌，此过程在通风橱操作。冷至室温后封盖烧杯口置于冰箱（封盖烧杯口置于冰箱（4 ）过夜，然后用沙芯漏斗抽滤弃除沉淀）过夜，然后用沙芯漏斗抽滤弃除沉淀物，可得到约物，可得到约850mL 氯酸溶液。盛于具塞棕色瓶存于氯酸溶液。盛于具塞棕色瓶存于冰箱（冰箱（
19、4）内）内可保存可保存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。盛于具塞棕色瓶存于盛于具塞棕色瓶存于冰箱冰箱（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 NH4
20、HSO4 +O+H+18第十八页，共63页。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 采用过硫酸铵溶液在采用过硫酸铵溶液在100条件下消化尿样，利用碘对条件下消化尿样，利用碘对砷铈氧化还原反应的催化作用：砷铈氧化还原反应的催化作用：H3AsO3 2Ce4+H2O H3AsO4 2Ce3+2H+反应中黄色的反应中黄色的Ce4+被还原成无色的被还原成无色的Ce3+，碘含量越高，碘含量越高，反应速度越快，所剩余的反应速度越快，所剩余的Ce4+则越少；控制反应温度和时则越少；控制反应温度和时间，于间，于420nm 波长下测定体系中剩余波长下测定体系中剩余Ce4+的
21、吸光度值，求的吸光度值，求出碘含量。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+b lnA（或（或lgA）19第十九页，共63页。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。20第二十页，共63页。5 试剂试剂本标准所使用的试剂纯度除特别指明外均为分
22、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。21第二十一页，共63页。6 溶液配制溶液配制 6.1 过硫酸铵溶液过硫酸铵溶液c(NH4)2
23、S2O8=1.0 mol/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，储于棕色瓶，置冰箱（去离子水中，储于棕色瓶，置冰箱（4）可保存）可保存1个月。个月。6.2 硫酸溶液硫酸溶液c(H2SO4)=2.5mol/L：取：取140mL浓硫酸缓慢加入到浓硫酸缓慢加入到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 亚砷酸溶液亚砷酸溶液c(H3AsO3)=0.1mol/L：称取：称取10.0g 三氧化二砷、三氧化二砷、25g氯化钠和氯化钠和2g氢氧化钠置于氢氧化钠置于1L的烧杯中，加水约的烧杯中，加水约500mL
24、，加热至完全溶解后冷至室温，加热至完全溶解后冷至室温，再缓慢加入再缓慢加入200mL硫酸溶液（硫酸溶液（6.2），冷至室温后用水稀释至），冷至室温后用水稀释至1L，储于棕色，储于棕色瓶，室温放置可保存瓶，室温放置可保存6个月。个月。6.4 硫酸铈铵溶液硫酸铈铵溶液c(Ce4+)=0.076mol/L：称取：称取48.0g硫酸铈铵（硫酸铈铵（5.6）或）或50.8g四水合硫酸铈铵四水合硫酸铈铵Ce(NH4)4(SO4)44H2O 溶于溶于700mL硫酸溶液硫酸溶液（6.2）中，用水稀释至）中，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。22第二十二页，共6
25、3页。6.5 碘标准溶液：碘标准溶液：6.5.1 碘标准储备溶液：准确称取经碘标准储备溶液：准确称取经105110烘干至恒重的碘烘干至恒重的碘酸钾酸钾0.168 6g于烧杯中，用水溶解后定量转移入于烧杯中，用水溶解后定量转移入1 000mL容量容量瓶中，用水稀释至刻度，此溶液瓶中，用水稀释至刻度，此溶液1mL含碘含碘100 g。储于具塞严。储于具塞严密的棕色瓶，置冰箱（密的棕色瓶，置冰箱（4）可保存）可保存6个月。个月。6.5.2 碘标准中间溶液：吸取碘标准中间溶液：吸取10.00mL碘标准储备溶液（碘标准储备溶液（6.5.1）置于）置于100mL容量瓶中，用水稀释至刻度，此溶液容量瓶中，用水
26、稀释至刻度，此溶液1mL含碘含碘10 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）内可保存）内可保存1个月。个月。6.5.3 碘标准使用系列溶液：临用时吸取碘标准中间溶液（碘标准使用系列溶液：临用时吸取碘标准中间溶液（6.5.2）0，0.50，1.00，1.50，2.00，2.50，3.00mL分别置于分别置于100mL容量瓶中，容量瓶中，用水稀释至刻度，此标准系列溶液的碘浓度分别为用水稀释至刻度，此标准系列溶液的碘浓度分别为0，50，100，150，200，250，300 g/L。23第二十三页，共63页。7 样品收集、运输和保存样品收集、运输和保存 收集不少于收集
27、不少于5mL尿液，置于聚乙烯尿液，置于聚乙烯塑料或玻璃试管中，严密封口以防蒸发。塑料或玻璃试管中，严密封口以防蒸发。尿样在现场收集和运输过程中无需考虑尿样在现场收集和运输过程中无需考虑特殊保存条件，在室温下可保存特殊保存条件，在室温下可保存2周；样周；样品在品在4下可保存下可保存2个月，采用聚乙烯塑个月，采用聚乙烯塑料试管装样，密封后冷冻（料试管装样，密封后冷冻（-20）至少）至少可保存可保存4个月。个月。24第二十四页，共63页。8 分析步骤分析步骤8.1 分别取分别取0.25mL碘标准使用系列溶液（碘标准使用系列溶液（6.5.3）及混匀的尿样）及混匀的尿样（取样前需摇匀尿液，使所有沉淀物混
28、悬；如果尿样的碘浓（取样前需摇匀尿液，使所有沉淀物混悬；如果尿样的碘浓度超过标准曲线的碘浓度范围，则作适当稀释后取样）各置度超过标准曲线的碘浓度范围，则作适当稀释后取样）各置于玻璃试管（于玻璃试管（4.4）中，各管加入）中，各管加入1mL过硫酸铵溶液（过硫酸铵溶液（6.1），），混匀后置于控温混匀后置于控温100的消化控温加热装置中，消化的消化控温加热装置中，消化60min，取下冷却至室温。以下分析步骤取下冷却至室温。以下分析步骤8.28.4，可在，可在2035之间之间一个稳定的温度环境下（室温或控温）进行，要求温度波动一个稳定的温度环境下（室温或控温）进行，要求温度波动不超过不超过0.3。8
29、.2 各管加入各管加入2.5mL亚砷酸溶液亚砷酸溶液(6.3)，充分混匀后放置，充分混匀后放置15min，使其，使其温度达到平衡；注意将标准系列管按碘浓度由高至低顺序排列。温度达到平衡；注意将标准系列管按碘浓度由高至低顺序排列。25第二十五页，共63页。8.3 按下秒表计时，依顺序每管间隔相同的一定时间（按下秒表计时，依顺序每管间隔相同的一定时间（30s）向各管准确加入向各管准确加入0.30mL硫酸铈铵溶液硫酸铈铵溶液(6.4)，立即混匀。，立即混匀。8.4 待第一管（即标准系列中加待第一管（即标准系列中加300 g/L碘浓度管）的吸碘浓度管）的吸光度值达到光度值达到0.150.20之间时，依
30、顺序每管间隔同样时之间时，依顺序每管间隔同样时间（间（30s）于）于420nm波长下，用波长下，用1cm比色杯，以水作参比色杯，以水作参比，测定各管的吸光度值。标准曲线绘制：以碘标准比，测定各管的吸光度值。标准曲线绘制：以碘标准使用系列溶液（使用系列溶液（6.5.3）的碘浓度为横坐标和吸光度值）的碘浓度为横坐标和吸光度值为对数纵坐标，在半对数坐标系中绘制标准曲线。为对数纵坐标，在半对数坐标系中绘制标准曲线。26第二十六页，共63页。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中所测第一管中所测第一管（即标准系列中加（即标准系列中加300 g/L碘浓度
31、管）吸光度值达到碘浓度管）吸光度值达到0.150.20 时砷铈反应时砷铈反应所需时间的参考值（表所需时间的参考值（表1）。）。27第二十七页，共63页。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 查标准曲线法：查标准曲线法：以样品管的吸光度由标准曲线上查得样品中以样品管的吸光度由标准曲线上查得样品中碘浓度碘浓度C，按（，按（9.3）计算尿中碘浓度。）计算尿中碘浓度。9.2 回归方程法：回归方程法：标准曲线的碘浓度标准曲线的碘浓度C（g/L）与吸光度值）与吸光度值A的回归的回归
32、方程为方程为C=a+bA（或（或lgA），计算标准曲线的回归方程，将样品管），计算标准曲线的回归方程，将样品管的吸光度值代入此方程，求出所测样品中碘浓度，再按（的吸光度值代入此方程，求出所测样品中碘浓度，再按（9.3）计算）计算尿中碘浓度尿中碘浓度。9.3 尿中碘浓度：尿中碘浓度：X CK 式中：式中：X 尿中碘浓度，尿中碘浓度，g/L；C 由标准曲线查得的或由标准曲线回归方程计算得的由标准曲线查得的或由标准曲线回归方程计算得的尿样碘浓度，尿样碘浓度，g/L；K 尿样稀释倍数。尿样稀释倍数。28第二十八页，共63页。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，吸光度以碘标准使用
33、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）或以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线（为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）。下斜直线）。直角坐标直角坐标 半对数坐标半对数坐标29第二十九页，共63页。实例：在实例：在23.5室温下反应室温下反应43min测定测定30第三十页，共63页。2、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
34、化尿样，并且氯酸消化尿样，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”两种反应温度条件下操作进行。那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么有必要实验研究确证新修订的尿碘测定方法中碘浓度测定方法中碘浓度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讨该探讨该方法不同反应温度与对应反应时间的适宜组合；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
35、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第三十一页，共63页。尿碘测定采用的砷铈催化分光光度法属于动力学光度分析法，砷铈反尿碘测定采用的砷铈催化分光光度法属于动力学光度分析法，砷铈反应的条件控制是准确测定尿碘的重要环节。应的条件控制是准确测定尿碘的重要环节。我国原来的尿碘测定标准方我国原来的尿碘测定标准方法（法（WS/T107-1999WS/T107-1999）是采用氯酸消化尿样，该方法配制的）是采用氯酸消化尿
36、样，该方法配制的氯酸溶液中氯酸溶液中余留的高氯酸及氯酸分解物对碘催化砷铈反应有加快反应速度作用余留的高氯酸及氯酸分解物对碘催化砷铈反应有加快反应速度作用，砷铈，砷铈反应需水浴控温反应需水浴控温3030反应反应15min15min进行光度测定，使用氯酸成为可产生测进行光度测定，使用氯酸成为可产生测定误差的主要因素，必须较严格控制消化条件的一致性和砷铈反应温定误差的主要因素，必须较严格控制消化条件的一致性和砷铈反应温度及反应时间的一致性以能准确测定尿碘。修订后的我国尿碘测定标度及反应时间的一致性以能准确测定尿碘。修订后的我国尿碘测定标准方法采用准方法采用过硫酸铵消化尿样过硫酸铵消化尿样，过硫酸铵溶
37、液的配制十分简便，方法便，过硫酸铵溶液的配制十分简便，方法便于操作掌握，该方法于操作掌握，该方法避免了使用氯酸的影响而使砷铈反应速度较为缓慢避免了使用氯酸的影响而使砷铈反应速度较为缓慢，3030时反应时反应30min30min进行光度测定。另外，该方法操作中加入高铈溶液后的进行光度测定。另外，该方法操作中加入高铈溶液后的砷铈反应还可在砷铈反应还可在20203535之间的某一稳定的室温（或控温）条件中进行，之间的某一稳定的室温（或控温）条件中进行，反应时间以监控碘标准浓度反应时间以监控碘标准浓度300g/L300g/L管的吸光度达到管的吸光度达到0.150.150.20Abs0.20Abs时进时
38、进行光度测定。行光度测定。32第三十二页，共63页。2.1 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批次水浴控温批次水浴控温30砷铈反应砷铈反应30 min测定的尿碘标准曲测定的尿碘标准曲线结果见表线结果见表1，在测定碘浓度，在测定碘浓度0300g/L范围内，碘浓度范围内，碘浓度C与测定吸光度与测定吸光度A的对数的对数lnA（或（或lgA，本文取，本文取lnA）有很好的）有很好的线性关系，相关系数线性关系，相关系数r=-0.9996 -0.9999（rs=0.99980.0001，n=9），所实验的不同砷铈反应温度），所实验的不同砷铈反应温度和时
39、间下测定尿碘标准曲线的结果见表和时间下测定尿碘标准曲线的结果见表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第三十三页，共63页。表表1 30砷铈反应砷铈反应30 min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
40、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rab22.3480.12955.523-120.582-0.999829.0300.17858.739-140.520-0.999630.0300.15251.441-131.421-0.999835.0240.14642.699-134.181-0.999934第三十四页，共63页。2.2 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式的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推导 本方
41、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()方法测定体系化学动力学相关方程式及定量关系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过程见下页。式的推导过程见下页。35第三十五页，共63页。有关动力学方程有关动力学方程 dCe4+/dt KAs()Ce4+I (1)dCe4+/dt K2Ce4+I (2)ln(Ce4+0/Ce4+t)(K1+K2C)t (3)ln(A0/At)(K1+K2C)t (4)ln(A0/AF)K1 t (5)ln(AF/At)K2C t (6)C(1/K2 t)(lnAF lnAt)(7)C
42、a+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第三十六页，共63页。是令式是令式(7)中中 (lnAF)/(K2 t)=a ；-1/(K2 t)=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为为含碘浓度含碘浓度C 体系反应体系反应t时刻的吸光度。时刻的吸光度。K1、K2大小与反应温度有关，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。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
43、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成直线相关，成直线相关，根根据推导过程中据推导过程中a、b的实质，必须再次指出，这里得到的碘浓度与测定吸的实质，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）和反应时间一定反应时间一定（固定（固定时间）条件下这一前提的。时间）条件下这一前提的。正因为此所以有必要在稳定的温度下控制一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，并有必要进一步了解掌握反应温度和反应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
44、反应时间对测定的影响。时间对测定的影响。37第三十七页，共63页。Ca+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。碘催化砷铈反应为化学一级反应模式的前提是体系中碘催化砷铈反应为化学一级反应模式的前提是体系中As()浓度浓度As()远大于远大于Ce4+浓度浓度Ce4+，这样反应过程，这样反应过程As()可可近似不变，以使碘催化砷铈反应速率方程式近似不变，以使碘催化砷铈反应速率方程式(1)可转化为式可转化为式(2)，笔者曾实验得出：当尿碘测定体系中初始浓度的，笔者曾实验得出：当尿碘测定体系中初始浓度的As()/Ce4+比值约为比值约为11时，可以使时，可以使As
45、()浓度在测定体系浓度在测定体系中达到近中达到近“稳态稳态”，使得式，使得式(2)成立，才能在方法学上可靠地得成立，才能在方法学上可靠地得到碘浓度到碘浓度C与测定吸光度与测定吸光度A的的C=a+blnA关系式，才会有此式的关系式，才会有此式的相关系数相关系数 r 0.999。此。此As()/Ce4+的初始比值在本修订的初始比值在本修订方法为方法为10.9638第三十八页，共63页。2.2.2 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从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
46、分析本方法中式温度范围、时间范围验证和分析本方法中式(8)成立，以确认在实验温度范围内尿碘检测者可成立，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温度、一定时间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析步骤操作，仍能准条件进行本方法的光度分析步骤操作，仍能准确测定尿碘。确测定尿碘。39第三十九页，共63页。化学动力学理论指出：对于化学一级反应，其实验特征之一化学动力学理论指出：对于化学一级反应，其实验特征之一是体系中反应物浓度变量是体系中反应物浓度变量 Cx 以以lnCx对反应时间对反应时间 t 作图应得到作图应得到直线。直线。而这而这lnCx在本文就是
47、在本文就是lnA。实验结果将各浓度管的不同。实验结果将各浓度管的不同时间时间t测得的吸光度测得的吸光度A各自以各自以lnA对对t作图都得到了很好的直线，作图都得到了很好的直线，回归分析回归分析lnAt均有很好的均有很好的lnAa+bt直线关系（表直线关系（表3），），表明体系符合化学一级反应的动力学特征。在吸光度监测时表明体系符合化学一级反应的动力学特征。在吸光度监测时间范围内实际实验得到的各数据点都落在间范围内实际实验得到的各数据点都落在lnAa+bt直线直线上，这还上，这还表明了在所监测的时间范围内（即不仅限于某一时间表明了在所监测的时间范围内（即不仅限于某一时间点）选择任一固定时间都存在
48、碘浓度点）选择任一固定时间都存在碘浓度C与测定吸光度与测定吸光度A的的 Ca+blnA关系。关系。40第四十页，共63页。结果表明在所实验的温度范围内（即不限于某结果表明在所实验的温度范围内（即不限于某一温度点），本测定体系的化学反应级数恒定，一温度点），本测定体系的化学反应级数恒定，都是化学一级反应，因而在此温度范围内选择都是化学一级反应，因而在此温度范围内选择某一恒温条件都存在碘浓度某一恒温条件都存在碘浓度C与测定吸光度与测定吸光度A的的Ca+blnA关系。关系。41第四十一页，共63页。22.3 50ug/L的的lnAt1.00010.00058121518212427303336394
49、2454851时间（min)吸光度42第四十二页，共63页。43第四十三页，共63页。35 50ug/L的的lnAt0.1110381215.518212427t(min)吸光度44第四十四页，共63页。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)ab22.300.8218-0.00801-0.9977 0.00801500.8244-0.01605-0.9999 0.01605 1000.8225-0.02474-0.9999 0.02474 2000.824
50、3-0.04170-1.0000 0.04170 3000.8225-0.06002-0.9999 0.06002 29.000.8515-0.01524-0.9983 0.01524 500.8859-0.02666-0.9993 0.02666 1000.8619-0.03832-1.0000 0.03832 2000.8513-0.06142-0.9999 0.06142 3000.8434-0.08555-0.9999 0.08555 35.000.8994-0.02412-0.9944 0.02412 500.8869-0.03958-1.0000 0.03958 1000.8965
