生物樣品中碘的分析方法概述

崔俐俊，范國榮，廖躍華

(1、上海醫(yī)療器械高等?？茖W校，上海 200093；2、第二軍醫(yī)大學藥學院藥物分析學教研室，上海 200433；3.上海市藥物代謝產物研究重點實驗室，上海 200433)

生物樣品中碘的分析方法概述

崔俐俊1，范國榮2，3，廖躍華1

(1、上海醫(yī)療器械高等專科學校，上海 200093；2、第二軍醫(yī)大學藥學院藥物分析學教研室，上海 200433；3.上海市藥物代謝產物研究重點實驗室，上海 200433)

碘是具有重要生物效應的微量元素之一，與人體的生長發(fā)育、新陳代謝密切相關，自然界中碘分布廣泛并以多種形式存在，對于人體、食物、藥物及環(huán)境中碘含量的分析是人們極為關注的問題。本文綜述了近年來有關碘特別是生物樣品中碘的分析方法進展。

碘；生物樣品；分析方法；綜述

碘是具有重要生物效應的微量元素之一，與人體的生長發(fā)育、新陳代謝密切相關。碘缺乏會導致甲狀腺腫大，引起一系列新陳代謝紊亂；而碘過量亦會引發(fā)甲狀腺腫、甲狀腺功能減退或亢進。同時，碘分子能夠氧化或碘化巰基化合物、肽類、蛋白質、酶、脂質和胞嘧啶等生物生存所必需的分子，使微生物死亡，因而在臨床上，碘又被用作殺菌劑、消毒劑而廣泛使用。在自然界碘分布廣泛，可以以游離的元素碘、碘化物、碘酸鹽等多種形式存在，并通過大氣圈、水圈、生物圈和土壤圈不斷循環(huán)。因此，人體成分、食品、藥物及環(huán)境中碘的分析是人們極為關注的問題。

碘的易氧化還原、易揮發(fā)和易吸附等特點使得碘的化學分析具有一定的難度，在樣品處理過程中碘易揮發(fā)損失或引入污染。目前測定碘的方法很多，常用的有容量分析法、分光光度法、電化學法、中子活化法、原子吸收光譜法、色譜法等。近年來又出現了毛細管電泳、電子耦合等離子體質譜等方法。本文著重介紹近年來有關碘特別是生物樣品(食品、藥品、體液)中碘的分析方法進展。

1 樣品預處理

碘是多價態(tài)元素(0、-1、+5、+7)，在不同介質和條件下具有多種形態(tài)，其行為也大不相同。碘的不同形態(tài)以及易揮發(fā)、易污染等因素使碘的分析復雜化，針對不同的樣品采用適當的預處理方法顯得尤為重要。

目前有關碘樣品分析的預處理方法很多，主要可分為酸消化法、堿灰化法、氧瓶燃燒法等。酸消化法通常選用氯酸、過硫酸銨作為消化劑，在控制溫度的條件下對血樣、尿樣等生物樣品進行消化，進而通過砷鈰催化反應測定樣品中的碘含量。王雪紅等[1]對尿碘測定的氯酸消化法和過硫酸銨消化法進行了比較，認為兩種方法測定尿碘在標準曲線、檢出限、精密度、準確度方面差異無統(tǒng)計學意義，但過硫酸銨法的檢測條件優(yōu)于氯酸法。

堿灰化法一般選擇碳酸鉀等堿性物質固定碘，硫酸鋅等作為助灰化劑。在馬弗爐中高溫灼燒，使樣品中的有機物灰化，碘全部轉化為碘化鉀，經水提取，試樣中的碘可轉入溶液中?；一瘻囟韧ǔ？刂圃?50～650 ℃，溫度過低，有機物破壞不完全；溫度過高，會造成碘的損失。劉列鈞等[2]采用碳酸鉀、硫酸鋅、氯化鈉混合堿性助劑在550 ℃下灰化牛奶樣品，用水溶解灰份后取上清液進行砷鈰催化分光光度法測定其中碘的含量。

氧瓶燃燒法將樣品粉末點燃置入盛有吸收液(水、氫氧化鈉溶液)的燃燒瓶中，通入氧氣，使其充分燃燒，樣品中有機物質被破壞而鹵素(F、Cl、Br、I)及硫等揮發(fā)性元素釋放出來，用一定的吸收液將其吸收。該方法樣品分解完全，能有效凈化試樣的基體，從而消除試樣中蛋白質、有機酸的物質對測定的干擾。

2 容量分析法

容量分析法中硫代硫酸鈉滴定法和銀量法是碘的經典滴定方法。其基本原理是碘化物在酸性條件下，用飽和溴水、高錳酸鉀、重鉻酸鉀等氧化劑氧化成碘酸鹽，然后加入過量碘化鉀析出單質碘，以淀粉作指示劑，用硫代硫酸鈉溶液或AgNO3標準溶液滴定。當樣品中碘量較低時，該法靈敏度不高，測定誤差大，但對于高含量碘的測定，容量分析法具有流程簡單、快速、準確性好的特點，廣泛應用于碘鹽含碘量的分析。

3 分光光度法

分光光度法具有靈敏度較高、儀器簡單、易于操作等優(yōu)點，目前應用比較廣泛。利用分光光度法測定碘主要有淀粉比色法、催化比色法等。其基本原理是在酸性條件下，加氧化劑將I-氧化為IO3-，再加KI析出I2，淀粉顯色測定；或利用I-對一些氧化還原反應的催化作用，進行比色測定。表1為分光光度法測定食品中碘的應用。

表1 分光光度法測定食品中的碘

4 電化學法

4.1離子選擇電極法 碘離子選擇電極測碘是一種比較好的方法，其設備簡單、測定范圍寬、選擇性好。碘離子電極由AgI/Ag2S膜或單純AgI膜組成，也有由HgI2/HgS膜組成的，電極適用的pH范圍為2～12，對低濃度碘的測定，最佳pH范圍為2.5～3。表2為碘離子選擇電極測定生物樣品中碘的應用示例。

表2 碘離子選擇電極法測定生物樣品中的碘

4.2陰極溶出伏安法與極譜法 陰極溶出伏安法以其高靈敏度著稱，有較低的檢出限，常用于痕量碘的測定。與前幾種方法相比，該法具有操作簡便、靈敏度高、選擇性好、測定范圍寬、干擾離子少等特點。極譜法是采用滴汞電極或能周期性更新的電極作為工作電極的電化學分析方法。表3為陰極溶出伏安法與極譜法測定生物樣品中碘的應用示例。

表3 陰極溶出伏安法與極譜法測定生物樣品中的碘

5 中子活化法

中子活化法是一種靈敏度較高的測定碘的方法，該法不需要對樣品進行繁復的預處理分離，屬于非破壞性檢驗，所以其分析準確度較高。而對于生物或食物樣品，由于其中Na、Cl、Al的含量較高，熱中子活化后產生的24Na、38Cl、28Al等極大干擾I和Br的測定，故一般采用超熱中子活化法或放射化學中子活化法對其中的I、Br進行測定。由于中子活化法的設備較為特殊且價格昂貴，雖然其測定靈敏度高，但應用范圍有限。表4簡要列舉了該法在碘含量測定中的應用。

表4 中子活化法測定生物樣品中的碘

6 原子吸收光譜法

原子吸收光譜法直接測定金屬元素，靈敏度高，直接測定非金屬元素則有困難。碘的共振吸收線是183.04 nm，處于真空紫外區(qū)，目前一般的原子吸收分光光度計難以直接測定真空紫外區(qū)的分析譜線，因此測碘需要用間接方法。孫孝祥等[12]利用[Cd(Phen)3]2+與I-可形成[Cd(Phen)3]2+(I-)2離子對原理，用硝基苯萃取，通過測定有機相中鎘的含量，間接測定碘。該法用于測定食品中的碘，檢測限達0.04 μg/ml。

7 色譜法

色譜法是近年來測碘較常用的方法，主要有氣相色譜法、高效液相色譜法。目前色譜法廣泛應用于生物樣品、食品、土壤、海水等樣品中碘的檢測。

7.1氣相色譜法 氣相色譜法是以氣體為流動相的色譜方法，可以分析氣體試樣，易揮發(fā)或可衍生化轉化為易揮發(fā)的液體和固體試樣。通常氣相色譜法通過衍生化將I-轉化為有揮發(fā)性的碘化物來間接測定I-，常用的衍生劑有烷基化試劑、五氧芐基化試劑以及酮類衍生試劑，常用的檢測器有電子俘獲檢測器、火焰電離檢測器和熱導檢測器。表5為氣相色譜法測定食品中碘的應用示例。

表5 氣相色譜法測定食品中的碘

7.2高效液相色譜法 高效液相色譜法是在經典液相色譜法的基礎上，引入了氣相色譜法的理論和實驗技術，以高壓輸送流動相，采用高效固定相及高靈敏度檢測器的現代液相色譜分析方法。目前應用于碘分離測定中的主要有離子色譜法、反相高效液相色譜法。

7.2.1離子色譜法 離子色譜法是將離子交換色譜與電導檢測器相結合分析各種離子的方法，可以分離有機和無機陰、陽離子以及氨基酸、糖類等。離子色譜法具有快速、多離子連續(xù)檢測等特點，在碘的分析中應用廣泛。表6為離子色譜法測定生物樣品中碘的一些基本應用。

表6 離子色譜法測定生物樣品中的碘

7.2.2反相高效液相色譜法 反相高效液相色譜法采用非極性鍵合相為固定相，極性流動相洗脫。對于樣品中的碘含量測定，通常采用反相離子對色譜法，即將離子對試劑加入到含水流動相中，使碘離子形成離子對，增加其在非極性柱上的保留，改善分離效果。表7為反相高效液相色譜法分析生物樣品中碘的基本應用。

表7 反相高效液相色譜法測定生物樣品中的碘

8 毛細管電泳法

毛細管電泳法需要的樣品量,試劑量少，操作時間短，是一種測定碘的新方法。Zhuo等[27]用高效毛細管電泳法分離海水中的碘化物及碘酸鹽。采用未涂布的石英毛細管柱，負極壓力進樣，檢測波長226 nm(碘化物)；210 nm(碘酸鹽)，緩沖液為12.5 mM氯化十六烷基三甲基銨(CTAC)、0.5 M NaCl(pH 2.4)。碘離子濃度在3～60 μg/L內線性關系良好，碘酸鹽在40～800 μg/L內線性關系良好。最低檢測限碘離子為0.23 μg/L，碘酸鹽為10 μg/L。該報道中還比較了毛細管電泳與離子色譜的測定結果，證明毛細管電泳方法同樣準確可靠。

9 電感耦合等離子體質譜法

電感耦合等離子體質譜(IPC-MS)技術是上世紀80年代才出現的分析技術，因其具有檢出限低、動態(tài)線性范圍寬、干擾少且易消除等優(yōu)點，近幾年在元素測定中應用廣泛。由于碘的不同形態(tài)以及易揮發(fā)、易污染等因素使得IPC-MS測碘常常遇到分析信號波動大、記憶效應嚴重、分析精密度和準確性差等問題，如何正確處理樣品以及合理選擇測定溶液的介質是準確測定樣品中全碘的關鍵。表8為IPC-MS測定生物樣品中碘的應用示例。

表8 IPC-MS測定生物樣品中的碘

10 結語

本文綜述了近年來國內外各種測碘方法的現狀和進展。碘的測定在地方病防治、生物樣品分析、環(huán)境分析、臨床分析中具有重要作用，因而，上述各種方法被廣泛應用于各種樣品碘的分析中。但是，由于經濟條件不一，一些需運用大型專屬儀器測碘的方法尚難普及。相信隨著科學技術和經濟建設的不斷發(fā)展，簡便、靈敏、準確度高的測碘分析技術將會不斷產生、完善和推廣。

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2011-01-17

[修回日期]2011-07-07

Reviewoftheanalysismethodsofiodineinbiologicalmatrix

CUI Li-jun1, FAN Guo-rong2，LIAO Yue-hua1

(1. Shanghai medical instrumentation college, Shanghai 200093, China; 2. Department of Pharmaceutical Analysis, School of Pharmacy, Second Military Medical University, Shanghai 200433, China；3.Shanghai Key Laboratory for Pharmaceutical Metabolite Research, Shanghai 200433, China)

Iodine was one of the most important trace elements in human nutrition. It was essential for the biosynthesis of thyroid hormones, which was closely related with the mental development, growth and basic metabolism. Iodine spead and exist widely in many forms. The analysis methods of iodine in human body, food, medicine and environmental

many attentions. The analysis methods of iodine in biological matrix were reviewed to give some references for the further research.

iodine; biological matrix; analysis method; review

崔俐俊(1984-)，女，碩士,助教．Tel：(021)6548555-3420，E-mail:cuilijun620@yahoo.com.cn.

TQ460.7+2

A

1006-0111(2011)06-0408-05