碘元素是什么（碘元素是人体必需的微量元素吗）

有机碘的研究现状及应用广东微量元素科学GUANGDONGWEIHANGYUANSUKEXUE第17卷第10文章编号:l006—446x(2010)10一o0l2—05有机碘的研究现状及应用(1。南通农业职业技术学院环境与资源系,江苏南通226007;2。西南科技大学材料科学与工程学院化学系,四川绵阳621010)摘要:碘是人体必需微量元素,有重要的生理功能,碘缺乏或过量都会导致疾病。介绍了一些有机碘特别是氨基酸碘的制备方法和研究现状,以及有机碘在医药领域中的应用。关键词:消毒杀菌剂;有机碘;制备;应用中图分类号:R187。2文献标识码:A碘是人体内不可缺少的一种化学元素,正常人体内约含碘30～50mg,每天从食物150—200g,但人体和动物大都存在碘缺乏。食物中的碘化物,在消化道转化为离子碘后,能迅速经肠道上皮细胞吸收进入血浆,在血浆内离子碘与蛋白质结合,一部分被甲状腺泡上皮细胞摄取和浓集,另一部分主要通过肾脏排出体外。碘能合成甲状腺素,当机体摄人碘后很快进入甲状腺,合成碘化酪氨酸,同时将两个碘化酪氨酸合成甲状腺激素…。碘有无机碘和有机碘之分,无机碘如碘化钾,碘化钠,碘酸钾等,在胃肠道内还原为碘离子后再被血液吸收,2～3内吸收完毕,利用率低,安全性差。

有机碘是指与有机物相结合的碘,如碘伏产品,氨基酸碘等,通常与脂肪,氨基酸或蛋白质相结合,被吸收后参与体内蛋白质和脂肪代谢,合成代谢时被合成人体的蛋白质和脂肪;分解代谢时碘被释放,进入血液,然后进入甲状腺被利用。无机碘存储于人体甲状腺中,过量会引起中毒;而有机碘主要存储在人体全身部位的脂肪酸内,不会引起碘中毒反应,安全可靠。有机碘的研究现状目前在饲料和食品添加剂中主要添加碘化钾和碘酸钾以补充碘的缺乏。美国耶鲁大学在海藻中提取酪氨酸碘,小蝌蚪试验证明酪氨酸碘的安全性和吸收性均优于无机碘,但稳定性差,仅局限于无光和低温下保存,价格昂贵,很难商品化J。因碘易升华,人们已制备了聚乙烯吡咯烷酮碘(PVP—I),其稳定性较好,但PVP并不是动物体所需要的;用季胺盐制成的络合碘也存在同样问题。PVP—I和碘化油分别作为消毒防腐剂和诊断用药补碘剂载人中国药典,碘化油稳定性差,PVP—I中的聚维酮因对大鼠和小鼠均有致癌作用,其持续应用受到了极大限制。氨基酸碘如苯丙氨酸碘,丙氨酸碘等多是以碘配离子(I)为反应物,氨基酸中的氨基体,碘为受体,氨基酸过量将导致碘失去消毒杀菌能力。研究表明,氨基酸既是电子的供体又是受体,碘是电子受体也是供体,在适宜的温度,溶剂,催化等条件下,氨基酸中的氨基和羧基能同时与碘发生配位,形成稳定的碘配合物,其结构如图1。

收稿日期:2010—8—21作者简介:蒋云霞(1968一),女,汉族,江苏如皋人,理学学士,副教授,主要从事基础化学教学与应用化学研究。l2?2010广东微量元素科学GUANGDONGWEILIANGYUANSUKEXUE第17卷第1O一一。菌剂和药物等。曾雄飞发明了碘和氨基酸配位而成的氨一I’基酸碘,碘分子做配位中心,配位剂是氨基酸,配位点是氨HN。O。基酸的氨基和羧基,酸催化下打开氨基酸内络环,同碘分子/形成氨基羧基络合碘。制备反应条件:pH1～5,温度2585,时间3O～300min;优选条件:pH2～3,温度40—0NH45cc,时间150～200min;最佳条件:pH4。5,45,20ollmi。由于氨基酸是营养剂,并实现氨羧配位,它的引入既O—C—CH—R增加了配合物的营养功能,提高了碘的稳定性,又有利于保图1氨基酸碘的化学结护环境,增强了碘对病毒和细菌的消杀能力。在此基础上他Fig1Structureofamino—acidiodine们还发明了氨基酸碘组合物],该组合物由活性成分的氨基酸碘0。1%～90%,载体及辅料组成,将氨基酸碘溶于溶剂和助溶剂,再加入其它载体和辅料,经昆制,精制,均质,造型,包装而成;制备温度20～110,制备压力1～10MPa。

该类氨基酸碘具有如下优点:氨基酸营养剂的引入增加了配合物的营养功能,利于保护环境;配合物以碘分子为配位中心,稳定性好;氨基酸同碘有协同作用,提高了碘对细菌和病毒的消杀能力,灭菌效果提高了数倍,安全性能显着超过了PVP—I,显着降低了成本和毒性,提升和扩大了碘的用途,在养殖业,种植业,医疗卫生,营养药物等方面广为应用。赵波报道了一种有机生物碘即酪氨酸碘,它不含任何无机碘,该有机生物碘与人体内分泌甲状腺中的甲状腺素极为相似,以分子形式参与代谢,而无机碘以离子形式参与代谢,补碘效果及安全性,稳定性均优于无机碘。有机碘在医药中的应用碘是构成动物机体内的必需微量元素之一,其生物学作用主要通过甲状腺活性反映出来,对各类代谢,细胞分化,细胞氧化,生长发育和生殖机能均有一定影响。水中碘低于10L病率增加17。3%,动物中以妊娠母猪对碘最敏感,每天每头摄人量不应低于8g,低于4g会产弱胎或流产,低于2g时会造成死产』。妊娠母猪日粮中长期缺碘,会引起胎儿合成甲状腺激素的原料严重不足,促甲状腺素长期分泌亢进,阻碍胎儿细胞氧化而导致胎儿生长发育异常,出现弱仔,死亡。碘伏是碘和表面活性剂通过络合的方式而形成的不定型络合物,实质上是一种含碘表面活性剂。

由于表面活性剂种类很多,配方和制作工艺也有很多种,因而市场上碘伏的品种较多,含不同的表面活性剂,其杀菌及毒性略有差异。碘伏主要通过释放单质碘,结合菌体蛋白质的氨基酸使细菌变性,同时氧化细菌原浆蛋白的活性基团,导致微生物死亡。碘伏于20世纪5O年代开始用于临床消毒,是一种优秀的皮肤消毒剂,具有高效,广谱,贮存稳定,毒性低等特点]。外碘伏的主要品种是聚乙烯吡咯烷酮碘(PVP—I)。我国于20世纪70年代先后研制投产了聚乙烯吡咯烷酮碘(PVP—I),聚乙烯醇碘(PVA—I),聚乙二醇碘(PEG—I),聚醇醚碘(NP目前国内使用最广泛的碘伏主要有PVP—I和NP—I。碘伏的出现使含碘消毒剂的应用取得了突破性进展,碘伏消毒液克服了游离碘难溶于水,不稳定,对皮肤黏膜刺激性大,着色不易褪色等缺点,保留了碘的良好杀菌性能,在医院消毒中得到了广泛应用。临床实践表明,碘伏对献血者皮肤有良好的消毒作用;用0。5%碘伏石蜡油纱处理烧伤患者的创面,能缩短烧伤创面水肿,l3?广东微量元素科学GUANGDONGWEIUANGYUANSUKEXUE第17卷第10渗出时间,减少创面感染,并能促进创面的愈合,是一种较好的处理烧伤创面的临床方法口;还可用于隐形眼镜的消毒剂。

氨基酸碘属于高度安全的营养型药物,用作杀菌消毒,消杀功能取决于释放出的碘分子,氨基酸易溶于水,无毒副作用,且有利于生物细胞的生长。氨基酸碘显着提高了碘的稳定性和消毒杀菌功能,同时还利于创口愈合。该物质能有效杀灭病毒和病菌,包括艾滋病毒,A型流感病毒,口蹄疫病毒,伪狂犬病毒,化脓性链球菌,念球菌,金黄色葡萄球菌,大肠杆菌,绿脓杆菌等,可治愈 SARS 病,对虾白斑综合症,桃拉病毒病,草鱼出血病,消化道病,滴虫病, 病,碘缺乏症等,还可作外用消毒剂,口服药和针剂。2004年11 月卫生部批准用于皮 肤黏膜消 毒剂。研究发现氨基酸碘对重度炎症有特效,如牙龈肿痛,口腔炎,咽炎。严重口臭者, 只需用 氨基酸碘(有效碘)0。2～0。5mg,刷牙,涂抹均有效。对女性生殖道感染的念珠菌,滴虫 均有杀 灭作用。氨基酸碘液有效碘含量 0。0025%时,可在 1～15min 内杀灭 型流感病毒和禽流感 H5N1 病毒。 曾雄飞研制成功的氨基酸碘产品”愚公一滴康牌氨基酸碘液”已取得卫生部批文, 可高效 杀灭病毒,病菌和滴虫。由解放军医科院微生物流行病研究所提供的报告,稀释 2000 25mg/L,5min,100%杀灭艾滋病病毒。

由广东省疾控中心提供的报告, 有效碘 301mg/L 作用 1min,100mg/L 作用7min,对金黄色葡萄球菌的杀灭率分别为99。99%和99。95%;有 效碘301 mg/L作用3min,151mg/L作用7min,对大肠杆菌的杀灭率为99。93%。由广东省皮肤 病防治 中心提供的报告,100%杀灭下列细菌和滴虫的剂量为:淋球菌,稀释 2000 倍作用 1min,稀释 5000 倍作用2min;解脲支原体,稀释 1000 倍作用 1min,稀释 2500 倍作用 2min;化 脓性链球 菌,稀释l000 倍作用1min;须癣毛癣菌,稀释500 倍作用2min;阴道毛滴虫,稀释250 2rain,稀释500 倍作用 5min。上述权威性报告说明,氨基酸碘是危害人类健康的 细菌和病毒 的强力杀手。此外,氨基酸碘对杀灭草鱼出血性病毒,口蹄疫病毒的质量浓度分别 为0。4mg/L 50mg/L(杀灭能力比苯酚提高20 倍)。对柱状屈挠杆菌抑制的质量浓度为 0。0125mg/L,对 弧菌和嗜水气单胞菌抑制的质量浓度为0。025mg/L。 熊鸿燕等研究了氨基酸碘对白色念珠菌的杀菌机理, 结果表明, 含有效碘 200mg/L 基酸碘溶液作用3～20min,对悬液内白色念珠菌的平均杀灭率范围为 99。

91%～ 99。96%;含有 效碘400mg/L 该消毒液作用3min,对白色念珠菌的杀灭率可达100%。经氨基酸碘 处理的白色 念珠菌外层质膜电子密度明显降低,继而菌体形态可出现轻度不规则,细胞质中细 胞器和核质结 构形态混乱。氨基酸碘作用可使白色念珠菌膜蛋白含量减少,细菌碱性磷酸酶和琥 珀酸脱氢酶渗 出,且琥珀酸脱氢酶活性有所抑制;细菌核酸无降解发生,但有少量交联物生成,说 明氨基酸碘 对白色念珠菌杀灭作用较强。氨基酸碘可使细菌膜通透性明显增加,膜结构蛋白降 白酶渗出,琥珀酸脱氢酶活性显着降低,少量细菌核酸发生交联反应。李家刚等 卜研究了用氨基酸碘液治疗阴道炎,临床观察发现总有效率达93。5%,治愈率 76。9%,对于由霉菌,细菌,滴虫感染所致的阴道炎有效率都在92%以上;如果每 次治疗都 由医务人员操作有效率可达100%。氨基酸碘液具有杀菌力强,效果可靠,安全无毒, 性质稳 定,不污染环境和经济方便等特点,尤其适用于基层及贫困地区使用。1:40 络合碘 (含有效碘 125mg/L)溶液会阴冲洗,可广泛用于妇产科手术,分娩后的产妇及留置导尿管的患 者。氨基 酸碘液治疗复发口疮的临床观察表明川,氨基酸碘液对细菌,病毒,真菌和原虫 有快速高效 的灭菌作用,并体现了无毒性,无致病性特点,作为一种局部用药应用于口腔临床。

14?2010 广东微量元素科学GUANGDONGWEILIANGYUANSUKEXUE 第17 卷第10 结语与无机碘相比,有机碘能够提高碘对细菌和病毒的消杀能力,具有安全性高,毒性 低等优 点,在医药等领域有广泛的应用前景和价值。因此,有必要对有机碘在吸收代谢,生 物学功能的 分子机制作进一步研究。目前有机碘主要在医药领域中应用,有必要加强对制备工 艺进行改进, 降低成本,以使其早 13 应用于食品和饲料等领域,发挥更好的社会效益。此外富含 碘的生物有机 作物如海带,海藻,紫菜等也可用作补碘源,其富含的生物有机碘比无机碘的补碘 效果好,安全 性高。海带生物有机碘为实际无毒物质,即使在较高剂量下,也是安全可靠的。因 此,2002 九届全国人大有51 位代表,向卫生部提出了用”海洋生物碘”代替”无机碘”生产新 型碘盐的 建议,”海洋生物碘”可作为食品添加剂生产部分碘盐。有机络合碘的粉剂可用作防 治家禽的消 化道疾病,球虫病的药物,有机络合碘口服液,胶囊和碘粉可用作防治人类的消化 道疾病的药 物。氨基酸络合碘可同时杀灭病毒病菌和原虫,可将其制成各种抗感染药品,抗病