CN107991375A - 一种测定人体尿液中碘元素的试剂盒 - Google Patents

一种测定人体尿液中碘元素的试剂盒 Download PDF

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Abstract

本发明提供测定人体尿液中碘元素的试剂盒,该试剂盒应包括稀释液、含碘元素的标准溶液、尿液质控品、内标储备液等。稀释液由0.25%四甲基氢氧化铵溶液和1%曲拉通X‐100溶液混合得到。该试剂盒以稀释法进行尿液样本前处理,配合ICP‑MS仪器进行碘元素测定。该试剂盒所需样品的前处理过程简单、成本低廉,检测方法准确度和精密度高及稳定性好,适合于临床高通量尿液样本中碘元素的检测。本发明可用于人体尿碘水平筛查,以评价体内碘的水平,预防碘缺乏及过量所引起的相关疾病。

Description

一种测定人体尿液中碘元素的试剂盒
技术领域
本发明属于生物检测技术领域,涉及一种利用电感耦合等离子体质谱法检测尿液中碘元素的试剂盒。
背景技术
碘是人体的必需微量元素之一,健康成人体内的碘的总量为30mg(20-50mg),其中70%-80%存在于甲状腺,其含量过低或者过高均会导致一系列的疾病。碘缺乏病是由于人类生存环境中缺少碘所造成的一组疾病,是一种生物地球化学性疾病。碘是人体合成甲状腺激素的重要原料,与人体的生长发育和新陈代谢密切相关,特别是对大脑的发育起着决定性作用。
胎儿:流产、死胎、先天畸型、出生死亡率和新生儿死亡率上升、呆小病、智力缺陷及胎儿甲状腺功能低下。
婴儿:甲状腺功能低下、婴儿甲状腺肿。
儿童及青少年:青少年甲状腺低下、甲状腺肿、精神功能受损、发育迟缓、呆小病。
成人:甲状腺肿及其迸发症、甲状腺功能低下、精神功能受损。
碘摄入量超过适宜量和碘过量可以诱发或促进甲状腺功能衰退和自身免疫性甲状腺炎的发生和发展。不论是成人还是儿童,甲状腺功能衰退的患病率随着碘摄入量的增加而显著提高。此外,碘摄入量过高还可能导致急性碘中毒症状,包括腹部绞痛、十二指肠溃疡和肾衰竭等。
碘的需要量因年龄、体重、性别、体质和环境变化生理状态而异,最低在80μg/d,大都在100-200μg/d之间,孕妇和哺乳期妇女要高些,但是过量食用碘会发生甲状腺肿大。中国营养学会公布的儿童碘摄入量的安全上限为800μg/d,该学会在2000年提出每日膳食中碘的推荐摄入量,婴幼儿为50μg,儿童为90-120μg,成年人为150μg。中国国内标准对每100g奶米粉的碘含量要求是30-150μg。国家规定在食盐中添加碘的标准为20-30mg/kg。
控制碘的摄入量是必要的,尿液中的碘值可作为评价区域碘营养状况的指标之一。
尿碘检测是一项复杂的超微量分析技术。目前,能够较准确的测定尿碘且被国内外采用的方法有如下两种:一是在2016年之前,尿液中的碘含量测试使用的是砷铈催化分光光度法,此方法是我国卫生行业标准方法(WS/T 107-2006)。此法对实验条件要求比较严格,前处理复杂,检测时间长,并且使用了剧毒的As(III),不利于临床高通量样本的检测;二是为获得快速、准确和环保的尿碘测试方法,北京市疾控中心刘丽萍等专家组织起草了新的测试标准(WS/T107.2-2016),使用ICP-MS来测试尿液中的总碘含量。该标准方法由国家卫生和计划生育委员会发布并于2016年10月15日开始施行。
发明内容
本发明的目的是提供一种能简便快捷迅速处理尿液,并配合ICP-MS仪器检测尿液中碘含量的试剂盒。
本发明的目的由以下技术方案来完成:
本发明所用的检测试剂盛装于试剂盒内,其试剂由以下主要试剂成分组成:
(1)稀释液-组分Ⅰ,四甲基氢氧化铵液体;组分Ⅱ,曲拉通X-100液体。
(2)校准液-碘酸钾液体。
(3)本底尿液-低值人尿样本。
(4)质控品-冻干人尿质控品,由高浓度(Z3)和低浓度(Z2)尿液质控品组成。
在一个实施方案中,所述质控品的配制方法如下:收集尿比重在1.01~1.03的正常人尿,将尿液进行反复冻融3次,离心后取上清,并将上清尿液均分为2份,一份加标至70μg/L作为低浓度质控品,另一份加标至140μg/L作为高浓度尿液质控品,将两种尿液质控品通过国家认证的检测单位进行定值,最后将定值后的质控品冷冻干燥和灭菌后低温保存。
(5)内标储备液-碲(Te)校准液。
所述主要试剂成分及含量优选值为:
(1)稀释液-组分Ⅰ,四甲基氢氧化铵液体,0.25%质量分数;组分Ⅱ,曲拉通X-100液体,1%质量分数。
(2)校准液-系列碘酸钾溶液,0,50,100,200,500μg/L。
(3)本底尿液-冻干低值人尿样本,碘浓度低于70μg/L。
(4)质控品-冻干人尿质控品,高浓度(Z3)和低浓度(Z2)质控品的碘元素标准值和不确定度分别为:
质控品 标准值 不确定度 单位
Z2 70 0.5 μg/L
Z3 140 1.0 μg/L
(4)内标储备液–由稀释液稀释碲(Te)校准液而组成,其中Te元素浓度为100μg/L。运用本发明的检测试剂进行尿碘检测的方法,其主要步骤为:
1.试剂盒保存于2~8℃冰箱,使用前先将试剂盒平衡至室温,平衡时间不少于30min。
2.采集人尿步骤:
2.1采集人的晨间中段尿液约20mL于无金属残留离心管中,立即测定尿比重,并分装于1.5mL离心管中。
2.2将尿液经8000r/min离心10min后,取3例0.5mL上清液待用。
3.选用上述检测试剂;
3.1稀释液:取1mL组分Ⅰ和2mL组分Ⅱ,用超纯水稀释至100mL。
3.2低值人尿:在室温下,精密量取5mL超纯水至每瓶低值人尿中,在高速漩涡仪上漩涡约5min后待用。
3.3碘酸钾标准工作系列溶液:试剂盒中标准系列浓度分别为0,50,100,200,500μg/L,离心管分别标号为0,2,3,4,5号;再从3号离心管中取1mL至另一15mL离心管中,加入9mL的稀释液,充分混匀,浓度为10μg/L,标为1号。分别从0,1,2,3,4,5号离心管中各取0.5mL溶液加入至15mL离心管中,然后加入3.5mL的稀释液及0.5mL的本底尿液(碘浓度低于70μg/L的人尿样本),0.5mL的内标液充分混匀,此标准工作系列浓度分别为0,1,5,10,15,30,60μg/L,其中内标Te浓度10μg/L。
3.4质控品:在室温下,精密量取5mL超纯水至每瓶质控品中,在高速漩涡仪上漩涡约5min后精确量取0.5mL,加入0.5mL内标液及4mL稀释液,充分混匀,得到质控检测液,其中内标Te浓度10μg/L。
3.5稀释尿液样本:分别取0.5mL尿样(取样前需混匀尿液,使所有沉淀物混悬),加入0.5mL内标液及4mL稀释液,充分混匀,为样本待测液,其中内标Te浓度10μg/L。
4.设置ICP-MS仪器参数:
用调谐液(10μg/L的锂Li、钴Co、铟In、铀U、钡Ba、铯Cs混合元素标准液)对检测系统进行调谐,具体参数如下表所示。采用全定量、跳峰扫描方式、同位素(质荷比)离子扫描方式。
5.样品检测
以碲元素作为在线内标校正质谱信号漂移和基体效应。人体微量元素检测质谱系统依次对碘酸钾标准工作系列溶液、质控品待测液和样本待测液进行定量检测。目标定量离子为碘(127),软件中加入相应的稀释倍数,并记录碘元素的校正曲线及数值结果。
制备上述定量检测尿样中碘元素试剂盒的方法,步骤包括:
1.稀释液的配置
2.内标液的配置
3.配置碘元素标准溶液
碘酸钾使用前将样品放在称量瓶内,在105-110℃下干燥2h,冷却至室温,再进行称量,用稀释液配制成浓度为1000mg/L的标准溶液;
将碘酸钾KIO3的单元素标准液等量混合稀释成浓度为10mg/L,得到标准溶液储备液①;稀释成浓度为1mg/L,得到标准溶液储备液②;
按照下表中的参数配置碘标准溶液:
4.配置碘标准工作系列溶液
从碘标准溶液中各取0.5mL溶液加入至15mL离心管中,然后加入3.5mL的稀释液(0.25%TMAH)及0.5mL的本底尿液(碘浓度低于70μg/L的人尿样本),0.5mL的内标液充分混匀,此标准工作系列浓度分别为0,1,5,10,20,50μg/L,其中内标Te浓度10μg/L。
5.本底尿液的制备
收集尿比重在1.01~1.03的正常人尿,将尿液进行反复冻融3次,离心后取上清,适当稀释后至碘浓度低于70μg/L,分装为5mL后,进行冷冻干燥和灭菌后低温保存。
6.质控品-冻干人尿质控品,由高浓度(Z3)和低浓度(Z2)尿液质控品组成。
在一个实施方案中,所述质控品的配制方法如下:收集尿比重在1.01~1.03的正常人尿,将尿液进行反复冻融3次,离心后取上清,并将上清尿液均分为2份,一份加标至70μg/L作为低浓度质控品,另一份加标至140μg/L作为高浓度尿液质控品,将两种尿液质控品通过国家认证的检测单位进行定值,最后将定值后的质控品冷冻干燥和灭菌后低温保存。
7.产品包装
将所制备的标准溶液、稀释液、内标储备液、质控品、低值人尿独立包装后,灭菌包装成试剂盒,并于低温保存。
在一个实施方案中,所述方法还包含用于承载大批量样品的微孔平板。在一个具体实施方案中,所述平板是24孔板,可乘装2mL样品溶液。
本发明的原理与定义:
本发明提供测定人体尿液中碘元素的试剂盒,该试剂盒应包括稀释液、含碘元素的标准溶液、尿液质控品、内标储备液等。稀释液由0.25%四甲基氢氧化铵溶液和1%曲拉通X-100溶液混合得到。该试剂盒以稀释法进行尿液样本前处理,以标准加入法配置系列标准溶液,配合ICP-MS仪器进行碘元素测定。电感耦合等离子体源将进入系统的样本溶液进行去溶剂化、汽化解离和电离。部分等离子体进入真空系统中,其中的正离子被按照质荷比进行分离,在离子聚焦系统和四极杆系统的作用下,对于m/z等于127的碘元素进行筛选,最终通过检测器对碘离子浓度进行检测。ICP-MS系统通过对标准曲线(标准加入法),质控品和样本的依次检验,计算标准曲线参数,得出质控品和尿液样本的碘浓度。
该试剂盒所需样品的前处理过程简单、成本低廉,检测方法准确度和精密度高及稳定性好,适合于临床高通量尿液样本中碘元素的检测。本发明可用于人体尿碘水平筛查,以评价体内碘的水平,预防碘缺乏及过量所引起的相关疾病。
术语“ICP-MS”是将电感耦合等离子体作为离子源的一种无机多元素分析技术,通常情况下,氩气流由高能的射频能量激发形成等离子体,而被检测的样品通过水溶液的气溶胶的形式进入等离子体中,进行去溶剂化、汽化解离和电离。部分等离子体进入真空系统中,其中的正离子被按照质荷比进行分离。电感耦合等离子体质谱通常情况下是由样品引入系统、离子源、接口部分、离子聚焦系统、质量分析器、检测系统这几部分组成,此外,仪器中还配备真空系统、供电系统以及用于仪器控制与数据处理的计算机系统。
术语“检测试剂盒”,其应当具有以下规格:①物理性状:产品拥有24人份/盒,48人份/盒及96人份/盒3种规格。②产品包装清洁,无污渍,密封良好,内外包装浓度标识相符,内容物齐全,构造完整。③最低检出限:用5份国家参考品或经国家参考品标化的企业参考品中的最低检出限样品检测,阳性反应不得少于3份(≥3/5)。④精确度:用国家参考品或经国家参考品标化的企业参考品中的精密性参考品检测,平行检测20人份,检测结果应与标定值一致,标准偏差应处于标定范围以内。⑤重复性:用国家参考品或经国家参考品标化的企业参考品中的精密性参考品平行检测20人份,检测结果应一致,日间变异系数小于10%。⑥稳定性:取同一批号的产品,37℃放置20天,对最低检出限、精确度、重复性进行检验,检测结果应符合要求。
本发明的有益效果:
(1)建立了一种适用于ICP-MS检测尿液中微量元素的灵敏、特异的前处理试剂盒,采用标准加入法配置系列标准溶液,能够有效的匹配尿液基质对碘元素检测过程中的影响。
(2)检出限低:本发明在Clin-ICP-QMS-I的检测平台上,定量限I≤5ppb。
(3)快速:质量扫描快速,分析速度快,运行周期短,通量高,可在2min内完成1例尿样中碘元素的检测。
(4)本发明与背景技术中(1)的方法相比,使用的仪器和操作步骤完全不同,本发明的可操作性强,规范化程度高,人为误差小,试剂用量小,且不使用对人体有害的As(III)试剂。
附图说明
图1为电感耦合等离子体质谱法测定人体尿液中微量元素方法中碘(I)的标准曲线。
图2为尿液前处理流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步描述,但实施例不应理解为对本发明的限制。
实施例一:尿液收集及前处理。
尿液前处理流程如图2所示。
实施例二:20例健康人尿液中碘元素的检测
1.试剂盒保存于2~8℃冰箱,使用前先将试剂盒平衡至室温,平衡时间不少于30min。
2.采集人尿步骤:
a)采集人的晨间中段尿液约20mL于无金属残留离心管中,立即测定尿比重,并分装于1.5mL离心管中。
b)将尿液经8000r/min离心10min后,取3例0.5mL上清液待用。
3.选用上述检测试剂;
a)稀释液:取1mL组分Ⅰ和2mL组分Ⅱ,用超纯水稀释至100mL。
b)低值人尿:在室温下,精密量取5mL超纯水至每瓶低值人尿中,在高速漩涡仪上漩涡约5min后待用。
c)碘酸钾标准工作系列溶液:分别从0,1,2,3,4,5号离心管中各取0.5mL溶液加入至15mL离心管中,然后加入3.5mL的稀释液及0.5mL的本底尿液(碘浓度低于70μg/L的人尿样本),0.5mL的内标液充分混匀,此标准工作系列浓度分别为0,1,5,10,15,30,60μg/L,其中内标Te浓度10μg/L。
d)质控品:在室温下,精密量取5mL超纯水至每瓶质控品中,在高速漩涡仪上漩涡约5min后精确量取0.5mL,加入0.5mL内标液及4mL稀释液,充分混匀,得到质控检测液,其中内标Te浓度10μg/L。
e)稀释尿液样本:分别取0.5mL尿样(取样前需混匀尿液,使所有沉淀物混悬),加入0.5mL内标液及4mL稀释液,充分混匀,为样本待测液,其中内标Te浓度10μg/L。4.设置ICP-MS仪器参数:
用调谐液(10μg/L的锂Li、钴Co、铟In、铀U、钡Ba、铯Cs混合元素标准液)对检测系统进行调谐,具体参数如下表所示。采用全定量、跳峰扫描方式、同位素(质荷比)离子扫描方式。
5.样品检测
以碲元素作为在线内标校正质谱信号漂移和基体效应。人体微量元素检测质谱系统依次对碘酸钾标准工作系列溶液、质控品待测液和样本待测液进行定量检测。目标定量离子为碘(127),软件中加入相应的稀释倍数,并记录碘元素的校正曲线及数值结果。
6.标准曲线见图1。
标曲:C=3.586*CPS-27.81R2=0.9998
7.检测结果见表1。
收集健康人尿样20份,测得的碘含量范围为34.2-477.1μg/L,中位值158.7μg/L。根据100~300μg/L的标准,我们发现低于100μg/L的尿样有3份,不合格率为15%,高于300μg/L的尿样有1份,超标率为5%。
表1 20例健康人尿液中碘元素的含量
元素 范围 中位值 参考范围 单位
34.2–477.1 158.7 100‐300 μg/L

Claims (7)

1.一种测定人体尿液中碘元素的试剂盒,由以下主要试剂成分组成:
(1)稀释液-组分Ⅰ,四甲基氢氧化铵液体;组分Ⅱ,曲拉通X-100液体;
(2)校准液-碘酸钾液体;
(3)本底尿液-低值人尿样本;
(4)质控品-冻干人尿质控品,由高浓度(Z3)和低浓度(Z2)尿液质控品组成;
(5)内标储备液-碲(Te)校准液。
2.根据权利要求1的所述试剂盒,所述稀释液-组分Ⅰ,四甲基氢氧化铵液体,0.25%质量分数;组分Ⅱ,曲拉通X-100液体,1%质量分数。
3.根据权利要求1的所述试剂盒,所述校准液-系列碘酸钾溶液,0,50,100,200,500μg/L。
4.根据权利要求1的所述试剂盒,所述本底尿液-冻干低值人尿样本,碘浓度低于70μg/L。
5.根据权利要求1的所述试剂盒,所述质控品-冻干人尿质控品,高浓度(Z3)和低浓度(Z2)质控品的碘元素标准值和不确定度分别为:
质控品 标准值 不确定度 单位 Z2 70 0.5 μg/L Z3 140 1.0 μg/L
6.根据权利要求1的所述试剂盒,所述内标储备液–由稀释液稀释碲(Te)校准液而组成,其中Te元素浓度为100μg/L。
7.根据权利要求1的所述试剂盒,所述质控品的配制方法如下:收集尿比重在1.01~1.03的正常人尿,将尿液进行反复冻融3次,离心后取上清,并将上清尿液均分为2份,一份加标至70μg/L作为低浓度质控品,另一份加标至140μg/L作为高浓度尿液质控品,将两种尿液质控品通过国家认证的检测单位进行定值,最后将定值后的质控品冷冻干燥和灭菌后低温保存。
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