全自動(dòng)碘分析儀測(cè)定食用鹽中碘的含量

楊曉靈,石飛云,黎俊宏,劉 倩,夏 淼,靳 藝

(常州市疾病預(yù)防控制中心,常州 213022)

碘是人體必需的營(yíng)養(yǎng)元素[1],在人體生命活動(dòng)中起著非常重要的作用。首先,碘是合成人體甲狀腺激素的重要原料,可促進(jìn)能量的代謝,維持人體的基本生命活動(dòng);其次,碘對(duì)于維持垂體的生理功能具有非常重要作用。除此之外,碘可以促進(jìn)胎兒和嬰幼兒的大腦發(fā)育,因此在孕婦以及兒童時(shí)期合理的補(bǔ)碘至關(guān)重要[2]。碘鹽是人攝入碘的主要來(lái)源,碘攝入不足或者過(guò)多都會(huì)導(dǎo)致甲狀腺疾病。GB 26878－2001《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) 食用鹽碘含量》規(guī)定,食用鹽中碘(以碘酸鉀計(jì))質(zhì)量分?jǐn)?shù)需控制在20～30 mg·kg－1內(nèi),而選擇合適的檢測(cè)方法對(duì)于食用鹽質(zhì)量監(jiān)管至關(guān)重要。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 13025.7－2012《制鹽工業(yè)通用試驗(yàn)方法 碘的測(cè)定》采用的檢測(cè)方法為直接滴定法和氧化還原滴定法,存在操作繁瑣、檢測(cè)效率低、有毒試劑亞砷酸用量大以及不能大批量測(cè)定等缺點(diǎn)。文獻(xiàn)報(bào)道的相關(guān)方法有氣相色譜法[3]、原子吸收光譜法[4]、熒光光譜法[5]、碘離子選擇電極法[6],以及基于不同試驗(yàn)原理的分光光度法[7-9],這些方法需要昂貴的試驗(yàn)設(shè)備以及繁瑣的操作步驟。隨著科技的發(fā)展與進(jìn)步,具有簡(jiǎn)單、快速、高效、精準(zhǔn)、全自動(dòng)、高通量檢測(cè)特點(diǎn)的全自動(dòng)碘分析法應(yīng)運(yùn)而生。目前該方法主要用于水碘和尿碘含量的測(cè)定[10-15],鹽碘的相關(guān)應(yīng)用較少。

鑒于此,本工作用水將碘鹽中碘含量稀釋至水碘濃度水平,再在水碘檢測(cè)方法的基礎(chǔ)上優(yōu)化儀器工作條件,快速、高效地測(cè)定了食鹽中碘的含量,為碘鹽的檢測(cè)提供更便捷的方法。

1 試驗(yàn)部分

1.1 儀器與試劑

AutoChem 3300型全自動(dòng)碘分析儀;BS 124S型電子天平;VORTEX GENIE 2 型旋渦混合器;UC-6 H 型超聲波清洗器。

標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液:1 000 mg·L－1,取于(100±2)℃烘箱中干燥至恒重的碘酸鉀基準(zhǔn)試劑0.168 6 g,用水溶解并定容至100 mL 容量瓶中,搖勻,置于4 ℃冰箱中冷藏備用。

標(biāo)準(zhǔn)中間液:100 mg·L－1,分取10 mL標(biāo)準(zhǔn)儲(chǔ)備溶液于100 mL 容量瓶中,用水定容至刻度,搖勻,置于4 ℃冰箱中冷藏備用。

標(biāo)準(zhǔn)溶 液 系 列:取0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL標(biāo)準(zhǔn)中間液于100 mL 容量瓶中,用水定容至刻度,搖勻,即得質(zhì)量濃度分別為0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mg·L－1的標(biāo)準(zhǔn)溶液系列。

碘酸鉀基準(zhǔn)試劑;尿碘試劑盒;食用鹽中碘成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 10006b和GBW 10007b,認(rèn)定值分別為(11.8±2.0)mg·kg－1和(23.0±2.0)mg·kg－1;試驗(yàn)用水為去離子水。

1.2 儀器工作條件

消解溫度100 ℃,消解時(shí)間60 min,平衡時(shí)間30 min,酸體積1 000μL;反應(yīng)溫度30℃;測(cè)量方法終點(diǎn)法,曲線類型非線性;測(cè)定結(jié)果單位mg·L－1,保留小數(shù)位數(shù)3 位;檢測(cè)波長(zhǎng)400 nm;取樣體積100μL;R1容器放置尿碘試劑盒中的亞砷酸溶液,用量300μL,反應(yīng)平衡時(shí)間600 s;R2容器放置尿碘試劑盒中的硫酸鈰銨溶液,用量30μL,反應(yīng)平衡時(shí)間900 s;環(huán)境溫度25～30 ℃。

1.3 試驗(yàn)原理

用水將碘鹽中碘含量稀釋至水碘濃度水平,采用過(guò)硫酸銨在100 ℃條件下消解稀釋后的食鹽樣品,利用碘對(duì)亞砷酸和硫酸鈰銨氧化還原反應(yīng)的催化作用進(jìn)行定量分析。

反應(yīng)過(guò)程中黃色的Ce4＋被還原成無(wú)色的Ce3＋,碘含量越高,反應(yīng)速率越快,Ce4＋越少,測(cè)量剩余Ce4＋的吸光度,利用碘酸鉀質(zhì)量濃度與Ce4＋吸光度對(duì)數(shù)呈線性關(guān)系計(jì)算碘質(zhì)量濃度,進(jìn)而換算為食用鹽樣品中的碘含量。

1.4 試驗(yàn)方法

取5.000 g樣品,加入適量的水自行溶解或超聲助溶2 min后自行溶解,溶解完全后,用水定容至50 mL容量瓶中,備用。分取60μL,加入1 mL水,渦旋混勻后上機(jī)測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 儀器工作條件的選擇

影響全自動(dòng)碘分析法測(cè)定結(jié)果穩(wěn)定性的主要因素為反應(yīng)平衡時(shí)間和反應(yīng)溫度[8],反應(yīng)溫度一般為30 ℃,由儀器控制;在優(yōu)化條件時(shí)發(fā)現(xiàn),R2反應(yīng)平衡時(shí)間對(duì)檢測(cè)結(jié)果穩(wěn)定性影響較大,因此試驗(yàn)考察了R2 反應(yīng)平衡時(shí)間分別為600,700,800,900,1 000 s時(shí)對(duì)標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性相關(guān)系數(shù)和樣品中碘測(cè)定值相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD,n＝6)的影響。結(jié)果顯示:不同的R2反應(yīng)平衡時(shí)間均取得良好的線性相關(guān)系數(shù)(r＞0.999 0);當(dāng)R2反應(yīng)平衡時(shí)間為900 s時(shí),食用鹽中碘測(cè)定值的RSD 較小(小于1.7%),方法精密度較高,結(jié)果測(cè)試穩(wěn)定性最佳。

受熱聚效應(yīng)的影響,儀器中第一個(gè)或第一行測(cè)試孔的孔溫可能偏離設(shè)定溫度,進(jìn)而影響測(cè)定的準(zhǔn)確度,因此建議操作人員在檢測(cè)時(shí)盡量避開(kāi)第一個(gè)或者第一行測(cè)試孔。

當(dāng)實(shí)驗(yàn)室溫度低于25℃時(shí),所得碘測(cè)定結(jié)果會(huì)出現(xiàn)偏高的現(xiàn)象,推測(cè)當(dāng)反應(yīng)溫度和室內(nèi)溫度相差較大時(shí),比色杯中增多的氣泡會(huì)導(dǎo)致光程縮短,因此試驗(yàn)選擇將環(huán)境溫度控制在25～30 ℃內(nèi)。

2.2 標(biāo)準(zhǔn)曲線和檢出限

按照儀器工作條件測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)溶液系列,以碘酸鉀質(zhì)量濃度為橫坐標(biāo),其對(duì)應(yīng)的吸光度對(duì)數(shù)為縱坐標(biāo)進(jìn)行線性回歸,獲得的標(biāo)準(zhǔn)曲線的線性范圍在5.0 mg· L－1以內(nèi),線性回歸方程為y＝－5.235x＋0.627 3,相關(guān)系數(shù)為0.999 3。

連續(xù)測(cè)量10份空白樣的吸光度,以空白樣品吸光度的標(biāo)準(zhǔn)偏差的3 倍計(jì)算方法檢出限,結(jié)果為0.07 mg·L－1。

2.3 精密度和準(zhǔn)確度試驗(yàn)

選擇3個(gè)含碘量不同的食用鹽,按照試驗(yàn)方法重復(fù)分析6次,碘測(cè)定值分別為18.25,25.10,35.25 mg·kg－1,測(cè)定值的RSD分別為1.2%,1.7%,1.1%,說(shuō)明方法精密度良好。

按照試驗(yàn)方法分析食用鹽中碘成分分析標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)GBW 10006b和GBW 10007b,所得測(cè)定值分別為11.29,24.63 mg·kg－1,均在認(rèn)定值的不確定度范圍內(nèi)。對(duì)3 個(gè)樣品進(jìn)行加標(biāo)回收試驗(yàn)(加標(biāo)量1.00 mg·L－1),碘回收率分別為103%,101%,97.2%,說(shuō)明方法準(zhǔn)確度較高。

本工作開(kāi)發(fā)了一種簡(jiǎn)單、快捷、高效地測(cè)定食用鹽中碘含量的方法,方法自動(dòng)化程度高,不需人員看守,數(shù)據(jù)處理簡(jiǎn)單。鹽碘和尿碘試劑盒和儀器可以做到統(tǒng)一使用,極大地提高了試劑和儀器的使用率,避免了試劑浪費(fèi)。