尿中碘的砷铈催化分光光度测定方法(WST 107-2006)技术说明与操作要点ppt课件

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;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、尿碘测定定量计算式与方法的

2、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/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）是对采是对采用氯酸消化尿样的用氯酸消化尿样的WS/T 107-1999 尿碘的砷铈催化分光光度测定方法尿碘的砷铈催化分光光度测定方法的修订。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WS/T 107-1999进行了

3、修订，此进行了修订，此项修订工作是受卫生部全国卫生标准技术委员会委托，由天津医科大学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，厦门市疾病预防控制中心、国家碘缺乏病参照实验内分泌研究所牵头，厦门市疾病预防控制中心、国家碘缺乏病参照实验室、安徽省疾病预防控制中心、山西省地方病防治研究所共同开展方法室、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究实验修订完成的。研究实验修订完成的。 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定方法标准尿碘的砷铈尿碘的砷铈催化分光

4、光度测定方法（催化分光光度测定方法（WS/T 107-1999）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）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。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）反应条件下进行测定，）反应条件下进行测定，还可直接在还可直接在20 35之间的某一稳定室温条件下进行测定。之间的某一稳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

5、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 在在中国地方病学杂志中国地方病学杂志2004年年11月月出版的第出版的第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

6、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，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，更加适于各级实验室，尤其基层实验室应用。更加适于各级实验室，尤其基层实验室应用。7;必必 要要 性性 该标准自该标准自1999年发布和实

7、施以来，使全国的尿碘测定方法得到了统一，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，保证了我国尿碘监测结果的可信性和可比性。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。 但是该方法在使用过程中仍存在一定问题，需要对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、原标准中某些规定、步骤、试剂等进行改进和完善。步骤、试剂等进行改进和完善。 该标准已实施近该标准已实施近5年，应该及时修订，与年，应该及时修订，与国际方法接轨。国际方法接轨。 问题主要在：尿样消化剂问题主要在：尿样消化剂氯酸溶液的配制比较麻烦，费时费力，其配氯酸溶液的配制比

8、较麻烦，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；氯酸消化尿样有刺激性有害气体产生。刺激性有害气体产生。8;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推荐推荐的的过硫酸铵消化法过硫酸铵消化法；2.根据实际需要，建立可在根据实际需要，建立可在“控温控温”和和“室温室温”两种反应温度条件下两种反应温度条件下操

9、作的检测方法；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

10、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。11;Ammonium Persulfate43%Chloric Acid32%AmmoniumPersulfateMicroplate13%Other6%ICP-MS6%Analytical method distribution of EQUIP labs

11、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12;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;结果通报结果通报2004-614;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， 但但过硫酸铵法过硫酸铵法的负偏差最小。的负偏差最小

12、。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上，并充分考虑了我国国情以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际条件，及各级实验室的实际条件， 针对我国现行的尿碘测定方法标准在操作中所存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法接轨，此次修订的我国测定尿碘标准在的问题，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过硫酸铵为尿样消化的消化剂。方法采用过硫酸铵为尿样消化的消化剂。16;内内 容容WS/

13、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

14、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酸溶液的配

15、制：称取氯酸溶液的配制：称取500g氯酸钾于氯酸钾于2L烧杯中，加入烧杯中，加入910mL 水，加热至水，加热至溶解后缓慢加入（约溶解后缓慢加入（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。冷至室温后封盖烧杯口置于冰箱（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（4 ）过夜，然后用沙芯漏斗抽滤弃除沉淀物，可得到约）过夜，然后用沙芯漏斗抽滤弃除沉淀物，可得到约850mL 氯酸溶液。氯酸溶液。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。过硫酸铵溶液的配制过硫酸铵溶液的配制

16、c( (NH4)2S2O8=1.0mol/L：称取：称取114.1g 过硫酸过硫酸铵，溶于铵，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）内可保存存1个月。个月。氯酸溶液受热分解，产生活性氯等，起消解样品作用：氯酸溶液受热分解，产生活性氯等，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，产生活性氧，起消解样品作用：过硫酸铵溶液受热分解，产生活性氧，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

17、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，利用碘对砷铈氧条件下消化尿样，利用碘对砷铈氧化还原反应的催化作用：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，反应速度越快，碘含量越高，反应速度越快，所剩余的所剩余的Ce4+ 则越少；控制反应温度和时间，于则越少；控制反应温度和时间，于420nm 波长下测定体系中波长下测定体系中剩余剩余Ce4+ 的吸光度值，求出碘含量。的吸光度值，求出碘含量。 碘浓度碘浓

18、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;五、尿碘测定方法（引原文）五、尿碘测定方法（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;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(N

19、H4)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、或，基准试剂、或GBW06110碘酸钾纯度标准物质。碘酸钾纯度标准物质。21; 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)2S2O8=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

20、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去离去离子水中，边加边搅拌，冷却后用水稀释至子水中，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，加热至完全溶解后冷至室，加热至完全溶解后冷至室温，再缓慢加入温，再缓慢加入200mL硫酸溶液（

21、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，储于棕色瓶，室温放置可保存于棕色瓶，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，）中，用水稀释至用水稀释至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;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1051

22、10烘干至恒重的碘酸钾烘干至恒重的碘酸钾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容量瓶中，用水稀释至刻度，容量瓶中，用水稀释至刻度，此溶液此溶液1mL含碘含碘100 g。储于具塞严密的棕色瓶，置冰箱（。储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，用水稀释至刻度，此溶液1mL含碘含碘10 g。储于具塞严密的棕。储于具塞严密的棕色瓶，置冰箱（色瓶，置冰箱（4）内

23、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，用水稀释至容量瓶中，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;7 样品收集、运输和保存样品收集、运输和保存 收集不少于收集不少于5mL尿液，置于聚乙烯塑料或玻璃试管中，严密封口以防尿液，置于聚乙烯塑料或玻璃试管中，严密封口以防蒸发。尿样在现场收集和运输

24、过程中无需考虑特殊保存条件，在室温下蒸发。尿样在现场收集和运输过程中无需考虑特殊保存条件，在室温下可保存可保存2周；样品在周；样品在4下可保存下可保存2个月，采用聚乙烯塑料试管装样，密封个月，采用聚乙烯塑料试管装样，密封后冷冻（后冷冻（-20）至少可保存）至少可保存4个月。个月。24;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（取样）及混匀的尿样（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）各置于玻璃试管（线的

25、碘浓度范围，则作适当稀释后取样）各置于玻璃试管（4.4）中，）中，各管加入各管加入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的消化控的消化控温加热装置中，消化温加热装置中，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之间一个稳定的温度环境下（室温或控温）进行，之间一个稳定的温度环境下（室温或控温）进行，要求温度波动不超过要求温度波动不超过0.3。8.2 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，使其温，使其温度达到平衡；注意将标准系列管

26、按碘浓度由高至低顺序排列。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;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）向各管准确加入加入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）的吸光度值达到碘浓度管）的吸光度值达到0.150.20之间时，依顺序每管间隔同样时间（之间时，依顺序每管间隔同样时间（30s）于）于420nm波长波长下，用下，用1cm比色杯，以水作参比，测定各管的吸光度值。标准曲线比色杯，以水

27、作参比，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（绘制：以碘标准使用系列溶液（6.5.3）的碘浓度为横坐标和吸光度）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。值为对数纵坐标，在半对数坐标系中绘制标准曲线。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中所测第一管（即中所测第一管（即标准系列中加标准系列中加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 时砷铈反应所需时砷铈反应所需时间的参考值（表时间的参考值（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

28、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：以样品管的吸光度由标准曲线上查得样品中碘浓度查标准曲线法：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：标准曲线的碘浓度回归方程法：标准曲线的碘浓度C（ g/L）与吸光度值）与吸光度值A的回归方程为的回归方程为C=a+bA（或（或lgA），计算标准曲线的回归方程，将样品管的吸光度值），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（代入此方程，求出所测样品中碘浓度，

29、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： 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尿样碘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，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，吸光度为纵坐标绘制标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）或以吸光度为对数坐标在半对数坐标准曲线（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（为下斜直

30、线）。系中绘制标准曲线（为下斜直线）。Abs0.0000.3000.6000.9001.2001.500050100150200250300UI (ug/L)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30;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取代氯酸消化尿样，并我国测定尿碘标准方法修订为采用过硫酸铵溶液取代氯酸消化尿样，并且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。两种反应

31、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那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方探讨该方法不同反应温度与对应反应时间的适宜组合；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应操作，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，有必要有必要了解该方法操作中反应温度和反

32、应时间波动偏差对测定结果的影响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。大小。31; 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。我国原来的尿碘测定标准方法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法（WS/T107-1999WS/T107-1999）是采用氯酸消化尿样，该方法配制的氯酸溶液中余留的）是采用氯酸消化尿样，该方法配制的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，砷铈反应需高氯酸及氯酸分解物对碘催化砷铈

33、反应有加快反应速度作用，砷铈反应需水浴控温水浴控温3030反应反应15min15min进行光度测定，使用氯酸成为可产生测定误差的主进行光度测定，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度及反应时间的要因素，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准方法采用过硫酸铵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过硫酸铵消化尿样，过硫酸铵溶液的配制十分简便，方法便于操作掌握，该方法避消化尿样，过硫酸铵溶液的配制十分简便，方法便于操作掌握，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

34、，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20203535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时进行光度测定。时进行光度测定。32;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

35、批次水浴控温30砷铈反应砷铈反应30 min测定的尿碘标准曲线结果见表测定的尿碘标准曲线结果见表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）有很好的线性关系，相关系数）有很好的线性关系，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;

36、 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rab22.3480.12955.52

37、3-120.582-0.999829.0300.17858.739-140.520-0.999630.0300.15251.441-131.421-0.999835.0240.14642.699-134.181-0.999934;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推导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 本方法测定尿碘的指示反应本方法测定尿碘的指示反应 CeCe4+ 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

38、量关系式的推导过程见下页。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。 35;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) 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)

39、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为含为含碘浓度碘浓度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，同时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。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成直线相关，根成直线相关

40、，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)是具有在反应温度一定（恒温）和反应时间一定（固定时是具有在反应温度一定（恒温）和反应时间一定（固定时间）条件下这一前提的。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定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时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。间对测定的影响。37; Ca + blnA 关系成立是化学一级反应模式的结果。关系

41、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()可近似不变，以使可近似不变，以使碘催化砷铈反应速率方程式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，笔者曾实验得出：当尿碘测定体系中初始浓度的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()浓度在浓度在测定体系中达到近测定体系中达到近“稳态稳态”，使得式，使得式(2)成立，才能在方法学上可靠地得到成

42、立，才能在方法学上可靠地得到碘浓度碘浓度C与测定吸光度与测定吸光度A的的C=a+blnA关系式，才会有此式的相关系数关系式，才会有此式的相关系数 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10.9638;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温度范围、时间范围验证和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中式分析本方法中式(8)成立，以确认在实验温度范围内尿碘检测者可根据实成立，以确认在实验温度范围内尿

43、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析步骤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，仍能准确测定尿碘。操作，仍能准确测定尿碘。 39;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 作图应得到直线。而这作图应得到直线。而这lnCx在本文就是在本文就是lnA。实验结果将各浓度管的不同时间。实验结果将各浓度管的不同时间t测得的吸光度测得的吸光度A各自以各自以lnA对对t作图都作图都得到了很好的

44、直线，回归分析得到了很好的直线，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。在吸光度监测时间范围内），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实际实验得到的各数据点都落在lnAa+ bt直线上，这还表明了在所监直线上，这还表明了在所监测的时间范围内（即不仅限于某一时间点）选择任一固定时间都存在碘浓测的时间范围内（即不仅限于某一时间点）选择任一固定时间都存在碘浓度度C与测定吸光度与测定吸光度A的的 Ca + blnA关系。关系。40;结果表明在所实验的温度范围内（即不限于某

45、一温度点），本测定体系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，都是化学一级反应，因而在此温度范围内选择某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某一恒温条件都存在碘浓度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;22.3 100ug/L的的lnAt0.1001.00010.0005812 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51t(min)吸光度22.3 50ug/L的的lnAt1.00010.0005812151821242730333639424

46、54851时间（min)吸光度22.3 200ug/L的的lnAt0.11105812 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51t(min)吸光度22.3 300ug/L的的lnAt0.11105812 15 18 21 24 27 30 33 36 39 42 45 48 51t(min)吸光度42;29 100ug/L的的lnAt0.1001.00010.000369121518212427303336t（min)吸光度29 200ug/L的的lnAt0.1001.00010.000369121518212427303336t(min)吸光度29 300

47、ug/L的的lnAt0.1001.00010.000369121518212427303336t(min)吸光度29 50ug/L的的lnAt0.1001.00010.000369121518212427303336t(min)吸光度43;35 50ug/L的的lnAt0.1110381215.518212427t(min)吸光度35 300ug/L的的lnAt0.010.1110381215.518212427t(min)吸光度35 200ug/L的的lnAt0.1110381215.518212427t(min)吸光度35 100ug/L的的lnAt0.1110381215.5182124

48、27t(min)吸光度44; 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 2000.8243-0.04170 -1.0000 0.04170 3000.8225-0.06002 -0.9999 0.06002 29.000.8515 -0.01524-0.

49、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 -0.05491 -0.9998 0.05491 2000.8824 -0.08500 -0.9999 0.08500 3000.870

50、0 -0.11636 -0.9998 0.11636 45;2.2.3 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 本方法的化学动力学模型本方法的化学动力学模型 将实验得到本方法砷铈反应体系的阿累尼乌将实验得到本方法砷铈反应体系的阿累尼乌斯方程实验式与式斯方程实验式与式(4)组合联立建立本方法的化学动力学模型：组合联立建立本方法的化学动力学模型：tCKKAATKTKt)()/ln(021. 6)/2 .4348(ln997.21)/6 .7920(ln21021 此模型反映了该方法在砷铈反应温度此模型反映了该方法在砷铈反应温度T(0K) 、反应时间、反应时间t(min)下吸光

51、度下吸光度A与碘浓度与碘浓度C(g/L)的关系。利用此模型可求算在指定温度下体系吸光度达的关系。利用此模型可求算在指定温度下体系吸光度达到某一数值所需的反应时间，也可求算在指定反应时间下碘标浓度到某一数值所需的反应时间，也可求算在指定反应时间下碘标浓度300g/L管吸光度达到某一数值所需控制的反应温度，还可估算反应温度偏离及反管吸光度达到某一数值所需控制的反应温度，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。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

52、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： 18.5 57.9min 实际操作：室温水浴实际操作：室温水浴18.5 58min标准值标准值879标准值标准值2261048;模型估算：模型估算： 25 40min 实际操作：室温水浴实际操作：室温水浴25 40min标准值标准值77.29标准值标准值2261049;模型估算：模型估算： 30 30.4min 实际操作：控温水浴实际操作：控温水浴30 30min50;不同时间配制的不同批试剂，不同仪器、反应温度与时

53、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CDC 2540min2004-7-7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 笔者曾对现行的氯酸消化法笔者曾对现行的氯酸消化法(WS/T107-1999)做过化学动力学实验研做过化学动力学实验研究，利用对氯酸消化法测定体系实验得到的化学动力学参数估算氯酸消究，利用对氯酸消化法测定体系实验得到的化学动力学参数

54、估算氯酸消化法受操作中反应温度波动及反应时间偏异对结果的影响化法受操作中反应温度波动及反应时间偏异对结果的影响(表表5)并与表并与表4、表表6 对应比较，氯酸消化法由于其测定体系砷铈反应速度快，若受到反应对应比较，氯酸消化法由于其测定体系砷铈反应速度快，若受到反应温度、时间偏离影响则误差较大，所以对其反应控温和控时都有较严格温度、时间偏离影响则误差较大，所以对其反应控温和控时都有较严格的要求。相比两方法实验得到的碘标的要求。相比两方法实验得到的碘标300g/L管在管在30砷铈反应表观速率砷铈反应表观速率常数，常数， 修订法修订法/氯酸法氯酸法0.08899/0.1829等于等于0.49， 尿碘

55、测定修订法测定体系砷铈反应速度比氯酸消化法慢得多，故受反应尿碘测定修订法测定体系砷铈反应速度比氯酸消化法慢得多，故受反应温度、时间偏离影响的误差较小。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）实际碘实际碘浓度浓度（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0.524262931 24.525.529.530.55043.057.542.258.3 46.453.746.054.110090.6110.089.9110.8 95.2104.994.9105.3200

56、185.8215.0185.3215.6 192.8207.4192.5207.7300281.0320.0280.6320.4 290.4309.9290.2310.1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

57、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1min293129.530.514165026.576.038.062.733.766.3

58、10073.7128.986.5114.180.4119.6200168.0234.9183.7217.1173.7226.3300262.3340.9280.8320.0267.1332.9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反反应应15min 54; 在尿碘测定的

59、实际操作过程中，当实验的反应温度有小的波动时，在尿碘测定的实际操作过程中，当实验的反应温度有小的波动时，一般来说样品管与标准系列有同时感受此种波动的时间段，故在尿碘测一般来说样品管与标准系列有同时感受此种波动的时间段，故在尿碘测定实际过程中反应温度波动定实际过程中反应温度波动11或或0.50.5所引起的测定误差还将小于上述所引起的测定误差还将小于上述表表4 4的数值。的数值。55; 我国尿碘测定实验室通常使用我国尿碘测定实验室通常使用60孔位消解仪消化尿样，在包括标准孔位消解仪消化尿样，在包括标准系列在内的系列在内的60管同批测定时间范围内，笔者多次观察实验室中的室温环管同批测定时间范围内，笔

60、者多次观察实验室中的室温环境（包括已达调控温度的空调室温环境），其温度波动小于境（包括已达调控温度的空调室温环境），其温度波动小于 0.3 ，可以符合测定条件要求。当室温合适时（可以符合测定条件要求。当室温合适时（20 35 之间），可考虑将之间），可考虑将各待测管置于室温水中（比如未通电控温而盛满室温水的水浴箱中），各待测管置于室温水中（比如未通电控温而盛满室温水的水浴箱中），这样可保证温度相对均匀，并且由于水的比热容远大于室内空气，室温这样可保证温度相对均匀，并且由于水的比热容远大于室内空气，室温水的温度波动远滞后于室内气温波动，这将较大程度减少室内气温波动水的温度波动远滞后于室内气温波动