• 200 vuotta sitten käytiin kilpajuoksu, jolla vahvistettiin jodin irtoaminen
tänään se voi auttaa suojelemaan kehomme säteilyvaurioilta

Discovery confirmed

Faraday kertoo Nicolas Clémentin Ranskan instituutille 29.marraskuuta antamasta ilmoituksesta, jonka mukaan rakkolevästä löydettiin ” omituinen, metallinhohtoinen aine, joka hellästi kuumennettaessa antaa erinomaisen violetin höyryn.”Humphry Davy oli saanut tästä näytteen 23. marraskuuta, kun fyysikko Ampère vieraili hänen luonaan kemistien Charles Désormesin ja hänen vävynsä Clémentin kanssa. Faradayn päiväkirjamerkintää seuraavana päivänä virallinen sanomalehti Le Moniteur kertoi Clémentin paperista. Uutinen tuli viimein julki.

Clémentin pyynnöstä ainetta oli tutkinut myös ranskalainen kemisti Joseph Louis Gay-Lussac. Hän puhui instituutin 6 päivänä joulukuuta, kutsuen sitä iode (Kreikan jodes, mikä tarkoittaa violetti-väri) ja totesi, että se oli alkuaine analoginen klooria.2 Humphry Davy oli päätynyt samaan johtopäätökseen, mutta hänen kirjeensä, päivätty 11 joulukuu, luettiin instituutin viikon kuluttua Gay-Lussac paperi.3 Davy väitti olevansa tässä löydössä etusijalla ja kertoi kirjeessään ilmoittaneensa instituutin sihteerille M. Cuvierille johtopäätöksistään ”kahdeksan päivää sitten”. Vaikka Davy ja ranskalaiset kemistit kiistivät, kuka oli ensin tunnistanut jodin alkuaineeksi, kaikki olivat yhtä mieltä siitä, että sen löytäjä oli Bernard Courtois vuonna 1811.

Salpietarituotanto

Bernard Courtois’ n nuoruusvuosina Dijonissa Ranskan salpietariteollisuus koki monia muutoksia. Tykeissä ja musketeissa kiireellisesti käytettävä ruuti koostuu 75-prosenttisesta salpietarista (nitre, KNO3), jonka oli oltava tehokasta, jotta natrium-tai kalsiumnitraatti ei saastuttaisi sitä. Ranskan Intian menetykseen asti luonnon salpietaria oli tuotu mantereelta tai kiertävät salpietarivirkailijat olivat keränneet sitä kellarin ja tallin seinille muodostuneesta KNO3-rikkaasta kukasta. Teollisuus kansallistettiin vuonna 1775 ja salpietaria alettiin valmistaa paikallisesti järjestäytyneissä nitraareissa eli nitraareissa. Kyse oli hajoavasta typpipitoisesta orgaanisesta aineksesta (eläin-ja kasviaineksesta, maaperästä, lannasta, oljesta ja puun tuhkasta, joka sisälsi potaskaa (K2 CO3)). Nitriaarit pidettiin piilossa, kostutettiin virtsalla ja välillä vatkattiin oksilla, jotta ilma pääsi tunkeutumaan sisään. Noin vuoden kuluttua vuoteet kasteltiin. Valuminen sisälsi niukasti liukenevaa kaliumnitraattia, joka kiteytyisi pois. Tämä toistettiin vuosittain, kunnes vuoteet loppuivat. Natriumnitraatista ja muista emäliuoksissa olevista nitraateista, kuten kalsiumista ja magnesiumista, valmistettiin edelleen salpietaria kaksoishajoamalla puutuhkan kaliumsuoloja käyttäen:

NaNO3 + KCl → KNO3 + NaCl

Ca(NO3)2 + K2CO3 → CaCO3 + 2kno3

käyttämällä rakkolevää

salpietarin valmistukseen soveltuvasta puutuhkasta oli pulaa Courtois’ n löytöhetkellä, minkä vuoksi sen sijaan käytettiin ruskolevän tuhkaa. Leväteollisuus alkoi Ranskassa 1700-luvun alussa ja levisi nopeasti paikkoihin Euroopan länsirannikolla, erityisesti Skotlantiin, Norjaan ja Irlantiin. Rakkolevä oli tärkein soodan (Na2 CO3) lähde kasvavalle lasi -, saippua -, keramiikka-ja tekstiiliteollisuudelle ennen kuin LeBlanc-prosessi tarjosi halpaa soodaa. Se hakattiin ja kuivatettiin rannalla, minkä jälkeen se järjestettiin onttoihin, kivillä päällystettyihin kuoppiin. Merilevän päälle sytytetyt kuivan gorsen tulet sulattivat hitaasti levämassat, jotka sitten hakattiin lohkoiksi. Rakkolevä sisälsi KCl: ää, K2 SO4: ää ja soodaa (Na2 CO3), joita Courtois Louhi tehtaallaan valmistaakseen salpietaria. Lixiviationin (vesipitoisen uuttamisen) jälkeen hän haihdutti liuokset, jolloin saatiin ensin natriumkloridi, sitten kaliumsuolat ja lopuksi kiteinen sooda.

jodin satunnainen löytyminen

kirje Humphry Davy kirjoitti Royal Societylle 10.joulukuuta 1813 Pariisista kertoo joitakin yksityiskohtia siitä, miten Courtois teki löytönsä:

tämän aineen löysi vahingossa noin kaksi vuotta sitten
M. Courtois. Hankkiessaan soodaa meriruohojen tuhkasta hän havaitsi metalliastioiden olevan paljon syöpyneitä, ja etsiessään tämän ilmiön syytä hän teki löydön. Aine hankitaan tuhkasta soodakarbonaatin uuttamisen jälkeen erittäin tehokkaasti ja pelkästään rikkihapon vaikutuksesta: – kun happoa väkevöidään niin, että se tuottaa paljon lämpöä, aine näyttää kauniin violetinväriseltä höyryltä, joka tiivistyy plumbagon värisiksi ja kiiltäviksi kiteiksi. 4

ruukkujen korroosio johtui emäliuoksiin jääneistä rikkipitoisista ja muista suoloista. Kun Tarkkaavainen Courtois tutki tätä, hän käytti rikkihappoa ja huomasi jäämässä natriumin ja kaliumin jodideista nousevan jodin violetin höyryn:

2nai + 2h2so4 → I2 + Na2SO4 + SO2 +2H2O

hän tutki itse tätä hyvin kiinnostavaa ainetta ennen kuin pyysi kemistejä Clément ja Désormes jatkamaan työtä salpietariliikkeensä vaatimusten vuoksi. Muut tutkijat seurasivat pian Gay-Lussacin ja Davyn nerokkaita tutkimuksia uudesta alkuaineesta. Ennen pitkää jodin ja sen yhdisteiden Yleinen kemia tunnettiin hyvin. 1820-luvun tutkimusten jälkeen jodia alettiin arvostaa lääkinnällisten ominaisuuksiensa vuoksi, ja tämä johti siihen, että Ranskan instituutti kunnioitti löytäjäänsä Bernard Courtois ’ ta palkinnolla vuonna 1831.

lääketieteellisissä sovelluksissa

tälle aineelle ei ollut heti selvää käyttöä. Sen sovellukset valokuvauksessa ja väriaineet ovat peräisin myöhempinä vuosina 19th century. Jotkut lääkärit ottivat sen kuitenkin pian käyttöön, ja vuonna 1835 sitä määrättiin, toivottavasti eikä tieteellisesti,

• scrofulan eri muotoihin (ihotauti, usein tuberkuloosin aiheuttama)
• munasarjojen vesipöhö (vatsan turvotus, joka liittyy pitkälle edenneeseen munasarjasyöpään)
• virtsaputken ahtaumat
• sydän ja Mamma (eli rinnat)
• korvatorvien tukkeutuminen

ja vieläpä monia muita sairauksia. Mikään näistä ei kestänyt aikaa.

oli kolme indikaatiota, joissa se oli tehokas, mikä johti sen laajaan käyttöön myöhemmin 1800-luvulla: bakteerien tappamiseen, struuman hoitoon ja joidenkin syfiliksen oireiden lievittämiseen.

desinfiointiaineena

”bakteereista” tuli merkittävä 1860-luvun alussa Louis Pasteurin ja myöhemmin Joseph Listerin työn seurauksena. Jälkimmäinen kirurgi käytti fenoliliuosta ihon, välineiden ja sidosten sterilointiin, mikä vähensi merkittävästi leikkauksen jälkeistä sairastuvuutta ja infektion aiheuttamaa kuolleisuutta.6 tämä menestys sai etsimään muita antiseptisiä aineita.

tinktuuraa jodista (2-3-prosenttinen alkoholiliuos) oli käytetty ennen Listerin keksimistä hidastamaan lihan mätänemistä, mutta se oli fenoliin verrattuna kallis. Siitä huolimatta sitä käytettiin kirurgisten ompeleiden (haavojen ompeluun käytettävien silkkilankojen) sterilointiin noin vuodesta 1870 lähtien. Sen suhteellinen kalleus ei estänyt sitä tulemasta suosituksi kotien lääkearkuissa, joissa sitä kaadettiin haavoihin siinä toivossa, että se estäisi tartuntoja. Sen aiheuttama voimakas kirvelevä kipu varmaankin sai onnettoman potilaan vakuuttuneeksi siitä, että hyvää tehtiin. Todellisuudessa kudosten puhdistaminen saippualla ja vedellä olisi toiminut yhtä hyvin. Jodi varmasti tappaa koeputkissa olevia bakteereja. Avoimilla haavoilla se tuhoaa myös terveitä kudoksia ja todennäköisesti hidastaa paranemista yleisesti (ja lisää arpikudosten muodostumista). Nykyään tinktuuria käytetään useimmin juomaveden ”hätästerilointiin”.

sen seuraaja povidoni on polyvinyylipyrrolidonin ja alkuainejodin muodostama stabiili kompleksi. Tämä vapauttaa jodinsa hyvin hitaasti vähentäen ihoärsytystä (ja pistelyä!). Sitä käytetään ihon esi-ja jälkipuhdistuksessa, haavojen, haavojen, leikkausten ja palovammojen infektion hoitoon ja ehkäisyyn sekä joihinkin silmä-ja gynekologisiin infektioihin. Sen hyödyistä kuitenkin kiistellään edelleen.7

struuman hoitoon

struuma on kilpirauhasen turpoamista niskassa. Se voi tulla hyvin suureksi ja aiheuttaa harvoin haittaa, ellei se ole niin suuri, että se estää nielemisen tai hengityksen, mutta voi olla ruma. Se oli yleisempi Midlandsissa kuin Britannian rannikkoalueilla ja tunnettiin aiemmin nimellä ”Derbyshire neck”.8 perinteinen hoito, aika Galen (132-200 jKr) asti pitkälle 19th century, oli ruokkia potilaan kalsinoitu sienet, jauhettu jauhe. Kirjoittaessaan vuonna 1834 lääkäri-kemisti William Prout muisteli käyttäneensä jodia taudin hoitoon vain kolme vuotta sen löytymisen julkistamisen jälkeen. Suurin osa kunniasta jodin ja sen yhdisteiden käyttämisestä struuman hoitoon menee kuitenkin ranskalaiselle lääkärille Jean-François Coindet ’ lle, joka käytti jodia itsenäisesti samoihin aikoihin. Toisin kuin Prout, hän julkaisi nopeasti (vuonna 1820) havaintonsa, jotka muuttivat käytäntöä koko läntisessä maailmassa:

jodivalmisteista potaskan hydriodaatti (KI), jossa on runsaasti jodia, on hallittavin ja vähiten onnettomuuksia aiheuttava. Sen valmistamiseksi 36 jyvät (2,3 g) KI ja 10 jyvät (0.65 g jodia liuotetaan unssiin (30 cm3) tislattua vettä. Aluksi määrätään 6-10 tippaa, kolme kertaa päivässä.

Coindet oli tietoinen liika-annostelun vaaroista ja korosti potilaan seuraamisen tärkeyttä hoidon aikana. Maissa, joissa tämä struumamuoto oli aikoinaan endeeminen, pöytäsuolan jodioiminen on jättänyt tämän taudin historiaan. Suola sisältää jopa 77 ppm KI: tä, ja sitä käytetään nykyisin laajalti Yhdysvalloissa, Nepalissa, Uudessa-Seelannissa ja Australiassa.

jodi ja kuppa

sukupuolitauti kuppa oli hyvin yleinen , kunnes Ehrlich löysi vuonna 1910 markkinoille tulleen Salvarsaanin. Tauti aiheuttaa monia oireita, kuten ihottumaa, turvotusta ja vaikeasti parannettavia haavaumia. Kun se vaikuttaa aivoihin, se aiheuttaa dementiaa, halvaantumista ja kuoleman. Se etenee vaiheittain, mutta joskus pysähtyy etenemisessään. Tämä voi antaa harhaanjohtavan kuvan terapeuttisesta menestyksestä. Monet korjaustoimenpiteet tulivat suosituiksi, ja elohopeaa (jota käytettiin ulkoisesti voiteena tai sisäisesti sen suoloina) suosittiin eniten.10 ei ole yllättävää, että jodia käytettiin yhdessä elohopean kanssa taudin hoitoon. Vuonna 1826 määrättiin ”protojodure (Hg2 I2) et le deuto-jodure de mercure (HgI2) ”syfiliksen” scrofuliittisiin komplikaatioihin. Kaliumjodidista näytti kuitenkin olevan enemmän hyötyä. Vaikka se ei poista elimistöä spirokeetoista, jotka aiheuttavat taudin, eikä saavuttanut ”parannusta”, sillä oli jonkin verran vaikutusta ahdistaviin kuppahaavoihin ja märkärakkuloihin. Vuonna 1848 luemme:

moninkertaiset kokeet osoittavat, että jodivalmisteilla on arvokkaita ominaisuuksia kuppatautien hoidossa. Kaliumin jodidia on pidettävä parempana kuin kaikkia muita valmisteita. Se soveltuu erityisesti taudin märkärakkulaiseen muotoon (ja) on erityinen tertiäärisissä muodoissa … Tämä lääke toimittaa halun, joka oli pitkään tuntema ammatti (mutta) on kyseenalaista, onko suositeltavaa yhdistää jodi-ja elohopeahoito.10

vaikka Salvarsaanilla näytti olevan parantava vaikutus erityisesti taudin varhaisvaiheissa, kaliumjodidia käytettiin vielä niinkin myöhään kuin vuonna 1935 ”syfiliksen tertiäärisiä leesioita” vastaan.

sairauden hoito mullistui, kun penisilliini otettiin käyttöön 1940-luvun puolivälissä. tämä tappoi spirokeetat, parantaen tilan kaikki vaiheet (joskin peruuttamatta sairauden aikana elimistölle aiheutuneita merkittäviä vaurioita). Sukupuolitautien tutkijat olivat kuitenkin aluksi haluttomia luopumaan KI: n käytöstä lisähoitona. Vaikka Tri Walsh MacDermott New Yorkista myönsi penisilliinin ja arsenikkien tehokkuuden, hän väitti vuonna 1947, että kaliumjodidilla on edelleen arvoa ”sepelvaltimoiden verenkierron heikentymisen aiheuttaman kivun lievittämisessä, joka on seurausta sepelvaltimoiden kuppamaisesta atresiasta”.

sodankäynnin paineet ajavat usein tekniikan kehitystä. Näin ei ollut jodin kohdalla. Ruudin tarve johti siihen, että tuhkan sijasta käytettiin rakkolevää, mutta arvostettujen englantilaisten ja ranskalaisten kemistien työ johti sen löytämiseen ja tunnistamiseen uudeksi alkuaineeksi. Juuri tämän tiedon nopea välittyminen tieteellisessä kirjallisuudessa johti sen varhaiseen tehokkaaseen lääketieteelliseen käyttöön.

jälleen uusi riemuvoitto huomaavaisesta havainnoinnista, hyvästä tieteestä ja tehokkaasta viestinnästä?

Alan Dronsfield on tieteenhistorian emeritusprofessori Derbyn yliopistossa. Pat Swain on eläkkeellä oleva tutkija ja koulun opettaja. Pete Ellis on psykologisen lääketieteen professori Otagon lääketieteellisessä yliopistossa Wellingtonissa Uudessa-Seelannissa.

Jatkoluku