全自动碘分析仪测定食用盐中碘的含量

杨晓灵,石飞云,黎俊宏,刘 倩,夏 淼,靳 艺

(常州市疾病预防控制中心,常州 213022)

碘是人体必需的营养元素[1],在人体生命活动中起着非常重要的作用。首先,碘是合成人体甲状腺激素的重要原料,可促进能量的代谢,维持人体的基本生命活动;其次,碘对于维持垂体的生理功能具有非常重要作用。除此之外,碘可以促进胎儿和婴幼儿的大脑发育,因此在孕妇以及儿童时期合理的补碘至关重要[2]。碘盐是人摄入碘的主要来源,碘摄入不足或者过多都会导致甲状腺疾病。GB 26878－2001《食品安全国家标准 食用盐碘含量》规定,食用盐中碘(以碘酸钾计)质量分数需控制在20～30 mg·kg－1内,而选择合适的检测方法对于食用盐质量监管至关重要。

国家标准GB/T 13025.7－2012《制盐工业通用试验方法 碘的测定》采用的检测方法为直接滴定法和氧化还原滴定法,存在操作繁琐、检测效率低、有毒试剂亚砷酸用量大以及不能大批量测定等缺点。文献报道的相关方法有气相色谱法[3]、原子吸收光谱法[4]、荧光光谱法[5]、碘离子选择电极法[6],以及基于不同试验原理的分光光度法[7-9],这些方法需要昂贵的试验设备以及繁琐的操作步骤。随着科技的发展与进步,具有简单、快速、高效、精准、全自动、高通量检测特点的全自动碘分析法应运而生。目前该方法主要用于水碘和尿碘含量的测定[10-15],盐碘的相关应用较少。

鉴于此,本工作用水将碘盐中碘含量稀释至水碘浓度水平,再在水碘检测方法的基础上优化仪器工作条件,快速、高效地测定了食盐中碘的含量,为碘盐的检测提供更便捷的方法。

1 试验部分

1.1 仪器与试剂

AutoChem 3300型全自动碘分析仪;BS 124S型电子天平;VORTEX GENIE 2 型旋涡混合器;UC-6 H 型超声波清洗器。

标准储备溶液:1 000 mg·L－1,取于(100±2)℃烘箱中干燥至恒重的碘酸钾基准试剂0.168 6 g,用水溶解并定容至100 mL 容量瓶中,摇匀,置于4 ℃冰箱中冷藏备用。

标准中间液:100 mg·L－1,分取10 mL标准储备溶液于100 mL 容量瓶中,用水定容至刻度,摇匀,置于4 ℃冰箱中冷藏备用。

标准溶 液 系 列:取0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mL标准中间液于100 mL 容量瓶中,用水定容至刻度,摇匀,即得质量浓度分别为0,0.5,1.0,2.0,3.0,4.0,5.0 mg·L－1的标准溶液系列。

碘酸钾基准试剂;尿碘试剂盒;食用盐中碘成分分析标准物质GBW 10006b和GBW 10007b,认定值分别为(11.8±2.0)mg·kg－1和(23.0±2.0)mg·kg－1;试验用水为去离子水。

1.2 仪器工作条件

消解温度100 ℃,消解时间60 min,平衡时间30 min,酸体积1 000μL;反应温度30℃;测量方法终点法,曲线类型非线性;测定结果单位mg·L－1,保留小数位数3 位;检测波长400 nm;取样体积100μL;R1容器放置尿碘试剂盒中的亚砷酸溶液,用量300μL,反应平衡时间600 s;R2容器放置尿碘试剂盒中的硫酸铈铵溶液,用量30μL,反应平衡时间900 s;环境温度25～30 ℃。

1.3 试验原理

用水将碘盐中碘含量稀释至水碘浓度水平,采用过硫酸铵在100 ℃条件下消解稀释后的食盐样品,利用碘对亚砷酸和硫酸铈铵氧化还原反应的催化作用进行定量分析。

反应过程中黄色的Ce4＋被还原成无色的Ce3＋,碘含量越高,反应速率越快,Ce4＋越少,测量剩余Ce4＋的吸光度,利用碘酸钾质量浓度与Ce4＋吸光度对数呈线性关系计算碘质量浓度,进而换算为食用盐样品中的碘含量。

1.4 试验方法

取5.000 g样品,加入适量的水自行溶解或超声助溶2 min后自行溶解,溶解完全后,用水定容至50 mL容量瓶中,备用。分取60μL,加入1 mL水,涡旋混匀后上机测定。

2 结果与讨论

2.1 仪器工作条件的选择

影响全自动碘分析法测定结果稳定性的主要因素为反应平衡时间和反应温度[8],反应温度一般为30 ℃,由仪器控制;在优化条件时发现,R2反应平衡时间对检测结果稳定性影响较大,因此试验考察了R2 反应平衡时间分别为600,700,800,900,1 000 s时对标准曲线的线性相关系数和样品中碘测定值相对标准偏差(RSD,n＝6)的影响。结果显示:不同的R2反应平衡时间均取得良好的线性相关系数(r＞0.999 0);当R2反应平衡时间为900 s时,食用盐中碘测定值的RSD 较小(小于1.7%),方法精密度较高,结果测试稳定性最佳。

受热聚效应的影响,仪器中第一个或第一行测试孔的孔温可能偏离设定温度,进而影响测定的准确度,因此建议操作人员在检测时尽量避开第一个或者第一行测试孔。

当实验室温度低于25℃时,所得碘测定结果会出现偏高的现象,推测当反应温度和室内温度相差较大时,比色杯中增多的气泡会导致光程缩短,因此试验选择将环境温度控制在25～30 ℃内。

2.2 标准曲线和检出限

按照仪器工作条件测定标准溶液系列,以碘酸钾质量浓度为横坐标,其对应的吸光度对数为纵坐标进行线性回归,获得的标准曲线的线性范围在5.0 mg· L－1以内,线性回归方程为y＝－5.235x＋0.627 3,相关系数为0.999 3。

连续测量10份空白样的吸光度,以空白样品吸光度的标准偏差的3 倍计算方法检出限,结果为0.07 mg·L－1。

2.3 精密度和准确度试验

选择3个含碘量不同的食用盐,按照试验方法重复分析6次,碘测定值分别为18.25,25.10,35.25 mg·kg－1,测定值的RSD分别为1.2%,1.7%,1.1%,说明方法精密度良好。

按照试验方法分析食用盐中碘成分分析标准物质GBW 10006b和GBW 10007b,所得测定值分别为11.29,24.63 mg·kg－1,均在认定值的不确定度范围内。对3 个样品进行加标回收试验(加标量1.00 mg·L－1),碘回收率分别为103%,101%,97.2%,说明方法准确度较高。

本工作开发了一种简单、快捷、高效地测定食用盐中碘含量的方法,方法自动化程度高,不需人员看守,数据处理简单。盐碘和尿碘试剂盒和仪器可以做到统一使用,极大地提高了试剂和仪器的使用率,避免了试剂浪费。