摘要
本研究提出了一种优化的Sandell–Kolthoff(SK)比色法，用于尿碘定量，以提升分析准确性、方法稳健性及高通量适用性，同时减少试剂消耗。研究人员通过逐步改进既有协议(Mod 1–4)，调整试剂体积、消解温度及反应条件，最终优化方法(Mod 4)显示出优异的校准线性(r2 = 0.99964)，定量下限为10.32 μg/L。质量控制及认证参考物质回收率在90–105%之间，总体精密度(CVtotal) < 3%，分析偏倚 < 5%。与电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)及Robert Koch研究所(RKI)参考方法的比较显示高度一致性。稳定性实验表明，碘浓度在4 °C短期储存下保持不变，但反复冻融会导致测量浓度平均下降16%。尿液试纸接触可引入显著外源性碘污染，使测定值高估达45倍。优化的SK方法为大规模尿碘监测提供了验证过的、精确且资源高效的方法，符合世界卫生组织(WHO)建议，解决了现有比色法的关键局限性。
论文解读
流行病学研究中，碘作为人体必需微量元素，对甲状腺激素(包括甲状腺素T4和三碘甲状腺原氨酸T3)的生物合成至关重要，从而调控新陈代谢及多组织器官功能。碘缺乏可引起成人甲状腺肿、轻度甲状腺功能异常以及严重先天性疾病如呆小症。鉴于其对孕妇和婴幼儿等易感人群的影响，公共卫生部门需要通过尿碘浓度(UIC)评估人群碘状态，以指导补碘策略。尿碘测定被广泛认可为可靠指标，约90%的摄入碘经尿排泄。现行WHO指南推荐使用Sandell–Kolthoff(SK)比色法进行尿碘测定，但传统方法存在敏感性和特异性可变、基质效应影响大及手动终点测定局限等问题。ICP-MS虽为金标准，灵敏度高，但需复杂仪器及技术，成本高昂，不适合资源有限地区常规使用。因此优化现有SK方法成为必要，以在可操作性、成本与分析质量之间取得平衡。
本研究基于RKI既有协议，通过系统性改良(Mod 1–4)优化反应条件，包括反应物浓度、消解温度及测定策略，实现对尿碘的高精度定量。研究人员采用Cobas Mira及Gallery Analyzer进行比色测定，应用连续动力学(first-order kinetic)测定策略，监测Ce
4+还原至Ce
3+的吸光度变化，以求线性可靠的校准。研究还系统评估了样品储存温度与时间、冻融次数及尿试纸可能引入的污染对测量精度的影响。
结果显示，通过调整反应条件和消解参数，Mod 4实现最佳反应速率(−4.48×10
−4 μmol/s)，线性最高(r
2 = 0.99964)，并在所有质量控制及认证标准样品(NIST SRM 3668及Recipe L1/L2)中获得接近完全回收率。总精密度CV
total < 3%，分析偏倚 < 5%，符合WHO可靠监测要求。Mod 4相比传统终点法，通过动力学法增强了对基质效应的耐受性，并扩大了线性测定范围。方法比较显示，Mod 3及Mod 4与ICP-MS高度一致，而Mod 2及RKI方法在低浓度区有系统偏差。样品稳定性实验表明，4 °C短期储存5天内尿碘浓度稳定，而冻融多次导致碘浓度平均下降约16%。尿试纸接触可引起碘浓度显著上升，接触3秒甚至可达原值45倍，提示需严格避免接触含碘材料。
Mod 4优化了APS浓度、完全去除NaOH以避免干扰副反应，并改善氧化还原动力学，使有机和无机碘物种均能高效氧化，从而提升回收率及方法稳健性。该方法可同时处理80个尿样，每日可完成约240个样本测定，适用于大规模流行病学研究，符合WHO建议的公共卫生监测标准。
核心技术方法概述：本研究利用连续动力学监测(Ce
4+→Ce
3+还原吸光度变化)、逐步优化样品消解条件(APS浓度及消解温度调整、NaOH去除)、多级校准策略(线性及log–logit)及质量控制(QC、NIST参考物质)验证方法性能，同时评估储存及污染影响。
研究结果总结如下：
1. **校准与回收率**：Mod 4在12.7–571.1 μg/L范围内保持线性最高，回收率最稳定，精密度CV
total ≤ 3%。
2. **分析限**：Mod 4的LOD和LOQ分别为4.6 μg/L和7.61 μg/L，优于Mod 3。
3. **方法比较**：与ICP-MS及RKI方法比较，Mod 4显示最小偏倚(4.13 μg/L)及窄的限值±35.21 μg/L。
4. **基质效应**：Mod 4可兼容有机碘及无机碘样品，回收率高且变异低，优于Mod 2及RKI。
5. **样品稳定性与污染**：4 °C储存5天尿碘稳定，冻融三次中值下降约16%，尿试纸接触显著增加测定值。
讨论与结论：优化的SK方法(Mod 4)显著提高了尿碘测定的分析性能和基质耐受性。通过去除NaOH及调整APS浓度，改善氧化还原动力学，减少测定偏差，动力学法量化增强了测定稳健性，适用于大规模流行病学监测。该方法为低成本、可靠、可高通量测定尿碘提供了有效工具，是ICP-MS的可行替代方案，并为公共卫生决策提供可靠数据。论文发表在《ACS Omega》。
