Разработка новой инверсионно-вольтамперометрической методики определения неорганического йода в слоевищах ламинарии (Laminariae thalli L.) для контроля качества сырья в условиях заводских лабораторий

Цели. Разработка и валидация методики определения неорганического йода в талломе ламинарии (Laminariae thalli L.), соответствующей нормам Государственной Фармакопеи Российской Федерации XV издания (ГФ РФ XV). Методика должна быть валидной и пригодной для контроля качества фармацевтического сырья в условиях заводских лабораторий.

Методы. В качестве инструментального метода определения неорганического йода была применена катодная инверсионная вольтамперометрия с использованием графитового электрода, способного сорбировать электроактивные ионные ассоциаты поверхностно-активного вещества (ПАВ)–йода.

Результаты. По сравнению с титриметрической методикой, рекомендуемой ГФ РФ XV, предлагаемая методика более селективна, чувствительна и менее трудоемка. Работоспособность и метрологические характеристики методики были подтверждены валидацией согласно требованиям ГФ РФ XV.

Выводы. В работе представлена новая методика определения валового содержания неорганического йода в слоевищах ламинарии (Laminariae thalli L.). Данная методика может быть использована не только в научных исследованиях, но и в рутинном контроле качества лекарственного растительного сырья в контрольно-аналитических лабораториях, занимающихся фармацевтическим контролем качества.

1. Ahad F., Ganie S.A. Iodine, Iodine metabolism and Iodine deficiency disorders revisited. Indian J. Endocrinol. Metab. 2010;14(1):13–17. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21448409

2. Swanson C.A., Pearce E.N. Iodine insufficiency: a global health problem? Adv. Nutr. 2013;4(5):533–535. https://doi.org/10.3945/an.113.004192

3. Haldimann M., Alt A., Blanc A., Blondeau K. Iodine content of food groups. J. Food Compos. Anal. 2005;18(6):461–471. https://doi.org/10.1016/j.jfca.2004.06.003

4. Eftychia G.K., Roupas N.D., Markou K.B. Effect of excess iodine intake on thyroid on human health. Minerva Med. 2017;108(2): 136–146. https://doi.org/10.23736/s0026-4806.17.04923-0

5. Kapil U. Health consequences of iodine deficiency. Sultan Qaboos Univ. Med. J. 2007;7(3):267–272. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/21748117/

6. Thilly C.H., Vanderpas J.B., Bebe N., Ntambue K., Contempre B., Swennen B., Moreno-Reyes R., Bourdoux P., Delange F. Iodine deficiency, other trace elements, and goitrogenic factors in the etiopathogeny of iodine deficiency disorders (IDD). Biol. Trace Elem. Res. 1992;32:229–243. https://doi.org/10.1007/bf02784606

7. Delange F. The role of iodine in brain development. Proc. Nutr. Soc. 2000;59(1):75–79. https://doi.org/10.1017/s0029665100000094

8. Morreale de Escobar G., Obregón M.J., Escobar del Rey F. Role of thyroid hormone during early brain development. Eur. J. Endocrinol. 2004;151(3):U25–U37. https://doi.org/10.1530/eje.0.151u025

9. Zimmermann M.B. Iodine deficiency. Endocrin. Rev. 2009;30(4):376–408. https://doi.org/10.1210/er.2009-0011

10. Lazarus J.H. The importance of iodine in public health. Environ. Geochem. Health. 2015;37:605–618. https://doi.org/10.1007/s10653-015-9681-4

11. Nerhus I., Odland M., Kjellevold M., Midtbø L.K., Markhus M.W., Graff I.E., Lie Ø., Kvestad I., Frøyland L., Dahl L., Øyen J. Iodine status in Norwegian preschool children and associations with dietary iodine sources: the FINS-KIDS study. Eur. J. Nutr. 2019;58:2219–2227. https://doi.org/10.1007/s00394-018-1768-0

12. Müssig K. Iodine-induced toxic effects due to seaweed consumption. Comprehensive handbook of iodine. 2009:897–908. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-3741356.00093-5

13. Smyth P.P.A. Iodine, seaweed, and the thyroid. Eur. Thyroid J. 2021;10(2):101–108. https://doi.org/10.1159/000512971

14. Martinelango P.K., Tian K., Dasgupta P.K. Perchlorate in seawater: bioconcentration of iodide and perchlorate by various seaweed species. Anal. Chim. Acta. 2006;567(1): 100–107. https://doi.org/10.1016/j.aca.2006.02.015

15. Yang M., Her N., Ryu J., Yoon Y. Determination of perchlorate and iodide concentrations in edible seaweeds. Int. J. Environ. Sci. Technol. 2014;11:565–570. https://doi.org/10.1007/s13762-013-0263-7

16. Leblanc C., Colin C., Cosse A., Delage L., La Barre S., Morin P., Fiévet B., Voiseux C., Ambroise Y., Verhaeghe E., Amouroux D., Donard O., Tessier E., Potine P. Iodine transfers in the coastal marine environment: the key role of brown algae and of their vanadium-dependent haloperoxidases. Biochimie. 2006;88(11):1773–1785. https://doi.org/10.1016/j.biochi.2006.09.001

17. Tinggi U., Schoendorfer N., Davies P.S., Scheelings P., Olszowy H. Determination of iodine in selected foods and diets by inductively coupled plasma-mass spectrometry. Pure Appl. Chem. 2011;84(2):291–299. https://doi.org/10.1351/PAC-CON-11-08-03

18. Pröfrock D., Prange A. Inductively coupled plasma–mass spectrometry (ICP-MS) for quantitative analysis in environmental and life sciences: a review of challenges, solutions, and trends. Appl. Spectrosc. 2012;66(8):843–868. https://doi.org/10.1366/12-06681

19. Dyke J.V., Dasgupta P.K., Kirk A.B. Trace iodine quantitation in biological samples by mass spectrometric methods: the optimum internal standard. Talanta. 2009;79(2):235–242. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2009.03.038

20. Haldimann M., Zimmerli B., Als C., Gerber H. Direct determination of urinary iodine by inductively coupled plasma mass spectrometry using isotope dilution with iodine-129. Clin. Chem. 1998;44(4):817–824. https://doi.org/10.1093/clinchem/44.4.817

21. Shelor C.P., Dasgupta P.K. Review of analytical methods for the quantification of iodine in complex matrices. Anal. Chim. Acta. 2011;702(1):16–36. https://doi.org/10.1016/j.aca.2011.05.039

22. Bellanger J.R., Tressol J.C., Piel H.P. A semi-automated method for the determination of iodine in plants. Ann. Rech. Vet. 1979;10(1):113–118. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/539772/

23. Fischer P.W., L’abbé M.R. Acid digestion determination of iodine in foods. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1981;64(1):71–74. https://doi.org/10.1093/jaoac/64.1.71

24. Fischer P.W., L’Abbé M.R., Giroux A. Colorimetric determination of total iodine in foods by iodide-catalyzed reduction of Ce+4. J. Assoc. Off. Anal. Chem. 1986;69(4): 687–689. https://doi.org/10.1093/jaoac/69.4.687

25. Sandell E.B., Kolthoff I.M. Micro determination of iodine by a catalytic method. Microchim. Acta. 1937;1:9–25. https://doi.org/10.1007/BF01476194

26. May W., Wu D., Eastman C., Bourdoux P., Maberly G. Evaluation of automated urinary iodine methods: problems of interfering substances identified. Clin. Chem. 1990;36(6): 865–869. https://doi.org/10.1093/clinchem/36.6.865

27. Пупышев А.А., Суриков В.Т. Масс-спектроскопия с индуктивно связанной плазмой. Образование ионов. Екатеринбург: Уральское отделение Российской академии наук; 2006. 237 с.

28. Poluzzi V., Cavalchi B., Mazzoli A., Alberini G., Lutman A., Coan P., Ciani I., Trentini P., Ascanelli M., Davoli V. Comparison of two different inductively coupled plasma mass spectrometric procedures and high-performance liquid chromatography with electrochemical detection in the determination of iodine in urine. J. Anal. At. Spectrom. 1996;11(9):731–734. https://doi.org/10.1039/JA9961100731

29. Santamaria-Fernandez R., Evans P., Wolff-Briche C.S., Hearn R. A high accuracy primary ratio method for the determination of iodine in complex matrices by double isotope dilution using MC-ICPMS and 129I spike. J. Anal. At. Spectrom. 2006;21(4):413–421. https://doi.org/10.1039/B516767A

30. Выдра Ф., Штулик К., Юлакова Э. Инверсионная вольтамперометрия. М.: Мир; 1980. 278 с.

31. Дерябина В.И., Слепченко Г.Б., Фам К.Н., Кириллова М.Е. Способ количественного определения йода методом инверсионной вольтамперометрии: пат. 2459199 РФ. Заявка № 2011112099/28; заявл. 30.03.2011, опубл. 20.08.2012.

32. Espada-Bellido E., Bi Z., Salaün P., van den Berg C.M.G. Determination of iodide and total iodine in estuarine waters by cathodic stripping voltammetry using a vibrating silver amalgam microwire electrode. Talanta. 2017;174:165–170. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2017.06.004

33. Bibi S., Zaman M.I., Niaz A., Tariq M., Khan S.Z., Zulfiqar A., Rahim A., Jan S. Electrocatalytic response of chitosan modified multiwall carbon nanotube paste electrode toward iodode: A facile voltametric method for determination of iodide in biological sample. Mater. Chem. Phys. 2023;294:126984. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2022.126984

34. Cunha-Silva H., Arcos-Martinez M.J. Cathodic stripping voltametric determination of iodide using disposable sensors. Talanta. 2019;199:262–269. https://doi.org/10.1016/j.talanta.2019.02.061

35. Елупов В.Ю., Денисов В.Л. Способ получения экстракта ламинарии с повышенным содержанием йода: пат. 2311043 РФ. Заявка № 2006108165/13; заявл. 16.03.2006, опубл. 27.11.2007.

36. Подкорытова А.В. Морские водоросли – макрофиты и травы. М.: ВНИРО; 2005. 174 с.