Токсикология – предмет и задачи, особенности химико-токс анализа

ТОКСИКОЛОГИЯ – ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ, ОСОБЕННОСТИ ХИМИКО-ТОКС АНАЛИЗА

Токсикология – наука, изучающая свойства ядовитых веществ, вызываемые ими патологические изменения в организме, и эффективные средства для лечения и профилактики отравлений.

Судебная токсикология – раздел судебной медицины, изучающий отравления, возникающие при применении ядов для убийства и самоубийства и интоксикации, являющиеся следствием несчастных случаев.

Токсическая химия – наука, изучающая методы выделения и ядовитых веществ из различных объектов и методы их обнаружения и количественного определения. Токсическая химия относится к фармацевтическим дисциплинам.

Вопросы ТХ:

1. Разработка и совершенствование методов изолирования токсических вещества из обиологического материала.

2. Изучение методов очистки токсических вещества, выделяемых из биологического материал.

3. Разработка методов анализа токсических веществ, определение пригодности и чувствительности химических реакций для идентификации веществ, применение фармхимических методов.

4. Изучение метаболизма токсических вещест.

5. Изучение сохраняемости ЯВ и СД в трупном материале.

6. Изучение экспресс-методов определения ЯВ и СД в трупном материале.

7. Разработка методов анализа вещественных доказательств, не являющихся биологическим материалом.

Разделы ТХ.

1) Судебная химия. Задачи решаются в рамках БСМЭ. Устанавливают причины отравления на основе анализа вещественных доказательств.

Вещественные доказательства – предметы, которые служили орудием совершения преступления, сохранили следы преступления, были объектом преступления и служат средством к раскрытию преступления.

а) биологического происхождения (внутренние органы, биологические жидкости, рвотные массы, промывные воды).

б) небиологического происхождения (остатки пищи, жидкости, посуда, таблетки, одежда).

2) Химико-токсикологический анализ – совокупность научно обоснованных методов применяемых на практике, применяемых для выделения, обнаружения и количественного определения токсических веществ. Выполняется в клиниках по лечению острых отравлений. Выполняется с биологическими жидкостями лиц, находящися в состоянии острой интоксикации (кровь, моча, рвотные массы, промывные воды). Цель – диагностика причины отравления, определение эффективности методов лечения; также профилактическое значение.

3) Промышленная и санитарная химия. Связана с испытанием бытовой химии, средств от насекомых и пр.

4) Ветеринарная экспертиза. Пестициды, гербициды.

5) Пищевая токсикология. Добавки, эссенции, консерваны, красители и их сочетания.

6) Военная токсикология. Химические БАВ (производство, хранение, утилизация).

7) Лекарственная токсикология.

 

ОСОБЕННОСТИ ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Особенности ХТА:

1) Работа с биологическим материалом (внутренние органы, волосы, ногти).

2) Огромное разнообразие объектов исследования.

3) Необходимость выделения яда из объекта, чрезвычайно малые количества яда.

4) Учет метаболизма ТВ в организме.

5) Необходимость интерпритации результатов анализа (можно ли вещество в данных количествах вызвать отравление).

Этапы ХТА: Методы ХТА:

1. Изолирование вещества из биологического материала. Настаивание; жидкость – жидкостаная экстрация; перегонка с водяным паром; минерализация.

2. Очистка полученой вытяжки от сопутствующих (соэкстрактивных вещств). Реэкстрация, диализ (электродиализ), форез (электрофорез), возгонка, различные методы осаждения и высаливания, хроматография (колончатая, гель-хроматограяия, ТСХ).

3. Идентификация (качественный анализ).

Физические методы: тпл, ткип, растворимость, плотность (для вещественных доказательств небиологического происхождения).

Физико-химические методы: хроматография, спектральные методы (СФМ, ИК-спектр, ФЭК, ЯМР, ПМР), рефрактометрия, поляриметрия, хроматометрия, масс.

Фармакологическая проба (на алкалоиды, сердечные гликозиды).

Биохимический метод (для определения карбоксигемоглабина, метгемоглабина, активности холинэстеразы). Иммуноферментный анализ.

4) Количественное определение: физико-химические методы.

Метод	Абсолютная чувствительность в граммах
Полярография	10-7-10-6
СФМ	10-7-10-6
Колориметрия	10-7-10-6
ТСХ	10-7-10-6
Бумажная хроматография	10-7-10-6
ГЖХ с детектором ДИП	10-9-10-8
ГЖХ с детектором ДЭЗ	10-10-10-9
ВЖХ с УФ детектором	10-7-10-6
ВЖХ с флюоресцирующим детектором	10-9-10-8
Иммуноферментный анализ	10-11-10-10
Радиоизотопный метод	10-12-10-11
Цветные реакции	10-6-10-5

 

ОРГАНИЗАЦИЯ СУДЕБНО – ХИМИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЫ

 

Порядок оказания помощи при острых отравлениях

Отделения центов по лечению ОО:

1. Реанимация

2. Токсикологический отдел.

3. Биохимическая лаборатория.

4. Токсикологическая лаборатория.

Большая роль наркодиспансеров, при которых организованы химико-токсические лаборатории, которые занимаются диагностикой отравлений.

Приказ №289 от 98 года «Об аналитической диагностике НС, психотропных и др. токсических веществ в организме человека» содержит: правила по забору проб на обнаружение алкоголя, НС, ТВ; перечень оборудования, материалов, реактивов; содержит программу повышения квалификации для врачей-лаборантов.

ЯДЫ И ОТРАВЛЕНИЯ. ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ И КЛАССИФИКАЦИЯ

Классификация отравлений:

I. По клинической картине.

1. Острые - при однократном поступлении завышенной дозы ТВ, нарастание симптомов отравления, симптомы ярко выраженные.

Может заканчиваться смертью в течение нескольких минут, часов, суток.

2. Хронические – при длительном прерывистом поступлении небольших доз ТВ, способного к кумуляции. Характеризуется неярко выраженной картиной отравления и длительным течением.

II. По тяжести отравления.

1. Легкой степени.

2. Средней степени.

3. Тяжелой

4. Крайне тяжелой.

5. Смертельные.

Степени отравления зависят от выраженности клинических симптомов и в меньшей степени от величины принятой дозы. Развитие осложнений ухудшает прогноз течения отравлений.

III. По причине и месту отравления

1. Случайные

а) бытовые (происходят дома, в медицинских учреждениях: неправильный прием средств, неправильный путь ввода, неправильная доза)

б) производственные (возникают на производствах при нарушении ТБ, при авариях). Бывают острые и хронические.

2. преднамеренные.

а) Криминальные – умышленное отравление с целью убийства или приведения в бессознательное состояние.

б) Суицидальные.

IV. По источнику ТВ.

1. Биологический источник. При укусах змей, яд насекомых.

2. Пищевые.

а) Химические – при попадании в пищу ЯВ, растворителей.

б) инфекционные. При попадании в пищу бактерий или бактериальных токсинов.

V. По происхождению яда

1. Растительного.

2. Животного происхождения.

3. Синтетические вещества.

VI.

1. Экзогенные – поступление яда извне.

2. Эндогенные – при нарушении метаболизма (сахарный диабет).

VII По пути поступления яда

1. Ингаляционные

2. Пероральные

3. Перкутальные

4. Ректальные

5. Парэнтерельные

6. Внутриутробные.

 

Классификация ядов

I. Общая

1. По химической природе.

а) Неорганические (ТМ, HCN, соли).

б) Органические (ЛП, Алкалоиды)

в) Элементорганические (яды-химикаты).

2. По происхождению

а) Растительные

б) Животные

в) Синтетические

3. По применению яда

а) Ядохимикаты (P, Hg-органика)

б) Промышленные яды (растворители).

в) ЛВ

г) Бытовые яды (средства бытовой химии, моющие средства)

д) Боевые отравляющие вещества

4. Гигиеническая оценка (по степени опасности). Критерий – ПДК, смертельная доза.

а) Чрезвычайно токсичные – первый класс токсичности. ПДК<1 мг/м3 воздуха.

б) Высоко токсичные. ПДК<10 мг/м3 воздуха.

в) Умеренно токсичные. ПДК<100 мг/м3 воздуха.

г) Малотоксичные. ПДК>100 мг/м3 воздуха.

5. Токсикологическая. По характеру воздействия на организм.

а) Нервно-паралитические. Удушье, судороги, паралич. БОВ, фтор-органика, никотин, анабазин.

б) Кожно-резорбтивного действия. Некоторые изменений слизистой кожи на месте первичного контакта + общее отравление. Уксусная кислота, хлорсодержащие ядохимикаты, органические соединения мышьяка, ртути.

в) Яды слезоточивого действия. Они же ирританты. В незначительных концентрациях – избирательное раздражение слизистой глаза, ВДП. Пары крепких кислот, щелочей, хлорпикрин.

г) Яды общетоксического действия. Судороги, паралич, отек головного мозга. HCN, CO, этанол, суррогаты этанола.

д) Яды психического действия. Нарушение психической активности, сознания. Наркотики, БОВ.

 

II. Специальная.

1. По механизму токсического действия.

а) По патохимическому действию различают. Яды – структурные аналоги ферментов, гормонов, или яды, избирательно воздействующие с ними. Это фосфор-органика.

б) По патофизиологическому действию.

- Едкие яды (щелочи, кислоты, ртуть-органика)

- Резорбтивного действия. Действуют после всасывания.

- Яды крови – бензол, нитробензол, CO, HCN.

- Деструктивные яды – дистрофия и некроз внутренних органов.

- Функциональные яды – изменение функций органа без видимых морфологических изменений.

в) По избирательности токсичности.

- Избирательно на ЦНС

- Яды печени

- Яды почек

г) По методам изолирования.

 

Токсикокинетика – наука, изучающая процессы всасывания, распространения, биотрансформации и выделения ТВ в организме человека.

Перкутанный путь – через кожу, пот, кожное сало и т.п.

Пероральный путь – ЖКТ, печень, желчь, кишечник, кал.

Ингаляционный путь – легкие, выдыхаемый воздух.

Парентеральный путь – сразу в кровь (в кровь ТВ также попадает любым другим путем).

Распределение яда.

ТВ и метаболиты транспортируются кровью, в основном ТВ образуют комплексы с белками (альбуминаты), связи непрочные, ионные, водородные. Иногда – прочные соединения: ТМ ковалентно связываются с белками.

Некоторые соединения, циркулируя в крови, взаимодействуют с эритроцитами (мышьяк, свинец). Неэлектролиты находятся в жидкофазной части крови и образуют прочные комплексы с белками, что замедляет всасывание в органы.

 

Распределение яда в организме зависит от кровоснабжения органа и физико-химических свойств яда. Липофильные соединения хорошо проникают через биологические мембраны, медленно всасываются, медленно метаболизируют, накапливаются в органах богатых жировой тканью (почки, печень, оболочки мозга).

Гидрофильные – циркулируют в крови, избирательно накапливаются в органах, имеющих большое сродство к яду. Костный мозг – Pb, Ba, F, бензол. Кожа – Ag, Au.

Локализация яда зависит от характера отравления. Острое отравление мышьяком – желудок. Хроническое – волосы, ногти.

Это необходимо знать для правильного забора яда и правильного выбора метода изолирования ТВ.

Выведение яда. Пути выведения:

1. Почки.

Выводят водорастворимые соединения и водорастворимые метаболиты липофильных веществ. На интенсивность введения большое влияние оказывает рН мочи, рН>7 – выводятся кислые соединения. Меньше семи – основные.

Прочный комплекс белок-ТВ с мочой не выводится.

2. Печень

Происходит метаболизм большинства ТВ. Эти метаболиты с желчью поступают в кишечник, дальше через просвет кишечника с калом, или вновь всасываются в кровь и выводятся с мочой.

3. Легкие.

Выводят газообразные парообразные вещества. До 5% этанола.

4. Кожа.

Через протоки сальных, потовых желез. Выводят ТМ, Br, I.

5. Молоко.

Этанол, барбитураты, кофеин, пестициды.

Путь ТВ в организме проходит через биологические мембраны.

Биологические мембраны – подвижные структуры, образованные белково-ферментными комплексами и обладающие различной проницаемостью для соединений.

Теория Доусона-Даниэля:

Основные пути поступления в клетку:

1. По закону диффузии (нейтральные молекулы, липофильные соединения).

2. Активная диффузия. Мембрана имеет определенные ферментные структуры, с помощью которых происходит перенос вещества через мембрану без затраты энергии (по градиенту концентрации).

3. Активный транспорт с затратой энергии. Идет образование комплексов фермент+вещество с затратой энергии АТФ. перенос вещества против градиента концентрации.

4. Фильтрация. Мембрана имеет пористую структуру. Таким образом, проникает вода, анионы, низкомолекулярные неэлектролиты.

5. Пиноцитоз. Характерен для крупных молекул.

 

ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЕ ИСПЫТАНИЯ

 

Предварительные испытания проводят перед составлением плана хим-токс анализа. Результаты позволяют исключить ряд веществ и предположить какие вещества или группы веществ могут содержаться в объекте. Позволяют рационально расходовать биоматериал и экономические резервы и время анализа.

 

Определение рН среды

Для исследования используют б/ж или водную вытяжку из б/м. Для получения водн вытяжки небольшое кол-во б/измельчают, встряхивают с небольшим колич-вом воды. Надосадочную жидкость сливают и исследуют.

Универсальные индикаторн бумажки:

- Красная лакмусовая бумажка (КЛБ)

- Синяя лакмусовая бумажка (СЛБ)

 

1) Если при исследовании б/ж СЛБ покраснела, то реакция среды кислая. Затем проводят исследования с красной бумажкой Конго. Если б.Конго синеет, о значит в объекте орг или минеральные кислоты введенные извне. Для определения хар-ра кислоты б/ж разбавляют в 5 раз и вновь наносят на б.Конго. При отравлении мин кислотой б.Конго Синеет, если орг к-та – цвет не изменяется.

2) Если при нанесении б/ж на КЛБ она синеет, то среда щелочная. Она м.б. обусловлена наличием едкой щелочи, карбонатной щелочи, аммиака.

- отличие едкой и карбонатной щелочи:

к 1мл б/ж + 1-2к р-ра ф/ф à роз окраш-е + по каплям BaCl2. При наличии едкой щелочи розовая окраска сохраняется: 2NaOH + BaCl2 à Ba(OH)2 + 2 NaCl

При наличии карбонатной щелочи окраска ф/ф исчезает и появляется осадок:

Na2CO3 + BaCl2 à 2NaCl + BaCO3↓

- определение аммиака:

часть б/ж после обработки BaCl2 наносят на КЛБ, бумажка синеет. Оставляют на воздухе на 20 минут. Если при этом бумажка приобрела розовое окрашивание – аммиак.
ЛЕТУЧИЕ ЯДЫ

1. Синильная кислота и ее соли. 2. Хлорированные углеводороды (CHCl3, CCl4, дихлорэтан). 3. Фенолы и крезолы. 4. Спирты: С1-С5.

5. Альдегиды и кетоны. 6. Карбоновые кислоты алифатического ряда.

7. Нитро и аминопроизводные алифатического ряда. 8. Гликоли (этиленгликоль).

Основной метод изолирования: метод дистилляции.

Для веществ, не смешивающихся с водой, для веществ, образующих азеотропную смесь, для веществ, смешивающихся с водой, для твердых веществ (хлорофос).

Температура кипения определяемого вещества всегда ниже, т.к. общее давление равняется сумме парциального давления определяемого вещества и воды.

Плюсы: Можно изолировать вещества органической и неорганической природы, одновременно с изолированием идет очистка органического вещества, можно использовать действующие вещества с высокой температурой плавления или те, которые при температуре разлагаются.

Минусы: Длительность, большой объем дистиллята, необходима аппаратура.

 

Способы дистилляции:

1) Макродистилляция. На анализ достаточно более 50,0 биологического объекта.

2) Макродистилляция с селективным уносчиком для получения азеотропной смеси. Для HCN используется N2, для этиленгликоля – бензол.

3) Микродистилляция. Если у нас имеется небольшое количество биологического объекта. Перегонка осуществляется с использованием дефлегматора (нет паровика).

4) Метод фракционной перегонки – происходит разделение яда по фракциям, которые анализируются отдельно.

5) метод паро-воздушной дистилляции. Для спиртов (метод Карандаева), для HCN (метод Герасимова).

К биологической жидкости добавляют K2CO3 чтобы из нее произошло высаливание спиртов. Бюкс помещают в термостат с 50-60°С. Спирт возгоняется, взаимодействует с реактивами – если есть зеленое окрашивание, значит, было отравление спиртом.

6) Суховоздушная дистилляция. Используют ГЖХ. Метод надежен, универсален, быстр. В пенициллиновый флакон помещают 1-2 мл биожидкости, закрывают пробкой, плотно укупоривая (алюминиевый колпачок), помещают в термостат. Шприцом отбирают газовую фазу и вводят в инжектор хроматографа.

7) Прямой ввод объекта в хроматограф с использованием предколонки, чтобы избавить от белков.

Условия дистилляции.

Четкий контроль рН среды. Чтобы провести дистилляцию, биоматериал подкисляют щавелевой или винно-каменной кислотой до рН=2.

Нельзя подкислять минеральными кислотами, т.к. можно потерять или переоткрыть яд.

HCN HCOONH4

Ph-OSO3H Ph-OH + H2SO4

Не подкисляем, когда определяем свободную уксусную кислоту (промывные воды желудка).

Подкисляем H2SO4 и H3PO4 при определении общей уксусной кислоты (свободной и связанной с белками).

Подщелачиваем для веществ основного характера (никотин, анабазин, пахикарпин).

Подкислять необходимо, чтобы разрушить связь ТВ с белками.

 

Метиловый спирт.

Прозрачная жидкость, легко смешивается с водой и органическими растворителями. Трудно отличимая от этанола.

1. Токсикологическое значение: используют как растворитель, для получения формальдегида, муравьиной кислоты, пластмасс.

2. Действие на организм. Токсическая доза – 7-8 мл. Смертельно – 30-100 мл. Отравление происходит при попадании внутрь, вдыхании с воздухом, попадании через кожу.

Стадии отравления:

а) Наркотическая (эйфория, аналогично этанолу).

б) Развитие ацидоза (за счет накопления HCOOH).

в) Поражение ЦНС, потеря зрения, остановка дыхания, отек головного мозга.

3. Первая помощь. Промывание желудка; внутрь / внутривенно 30% раствор спирта (этанол замедляет процессы окисления метанола); усиление диуреза, капельница.

5. Метаболизм: метанол легко распространяется по организму и тканям, наибольшее количество в печени, почках, меньше в головном мозге, жировых тканях. Метаболизирует следующим образом: à формальдегид à муравьиная кислота à H2O + CO2 (процессы окисления очень медленные, полностью метаболизирует в течение 5 суток). Выводится с мочой и выдыхаемым воздухом.

6. Изолирование. Макродистилляция (температура кипения метанола – 56°С). Приемник охлаждается льдом. Из крови и мочи – паро-воздушная дистилляция; ГЖХ (алкилнитритный метод).

7. Идентификация.

а) Предварительная проба: для мочи с K2Cr2O7 и 50% H2SO4 à зеленое окрашивание.

б) ГЖХ. Идентификация по времени удерживания.

в) Окисление до формальдегида.

г) С хромотроповой кислотой.

д) С фуксинсернистой кислотой (pH=0,7).

8. Количественное определение.

а) ГЖХ по методу внутреннего стандарта.

б) ФЭК, СФМ в видимой области по реакции с фуксинсернистой кислотой.

 

Этанол.

1. Токсикологическое значение. По смертности на 1 месте. Широко применяется в промышленности, в пищевой промышленности, медицине, в лабораториях, в парфюмерии.

2. Действие на организм. Токсическая доза индивидуальна. Смертельная доза – 6-8 мл на килограмм. Этанол – наркотический яд, возбуждение переходит в угнетение. Вызывает паралич ЦНС. При длительном хроническом приеме вызывает расстройство желудка, цирроз печен, поражение ЦНС, сердечно-сосудистой системы.

Этанол хорошо всасывается и распространяется, передается с грудным молоком. 20% всасывается в желудке, 80% всасывается в кишечнике.

Стадии резорбции: через 15-20 минут (на голодный желудок) и через 30-40 минут (на сытый желудок). Выводится через 15-25 часа.

5. Метаболизм. На 90% метаболизирует в печени (фермент алкагольдегидрогеназа переводит этанол в уксусный альдегид à уксусную кислоту à CO2 + H2O). Небольшая часть окисляется до ацетальдегида (фермент каталаза). 10% выводится в неизменном виде с мочой и воздухом. Концентрация алкоголя в биологической жидкости измеряется в промилле ‰.

Концентрация в крови(‰)	Состояние организма
0,1-0,2	Естественное состояние
0,3-0,4	Имеет место прием алкоголя; выявляется специальными тестами врачом-наркологом. Небольшое нарушение координации движений, нарушение восприятия.
0,5-0,9	Слабое опьянение, нарушение координации движений, слабость, несвязанная речь.
1,0-1,9	Опьянение средней степени. Неясная речь, нарушение психики, нарушение координации.
2,0-2,9	Сильное опьянение. Снижение болевой чувствительности, признаки отравления.
3,0-5,0	Острое отравление. Коматозное состояние.
Более 5,0	Смерть.

На исследование в наркодиспансер необходимо прислать кровь и мочу, т.к. забор крови может быть сделан небыстро, а время элиминации этанола – 15-20 часов.

Для судебно-медицинской экспертизы: кровь, моча. При пожаре: мышечная ткань или головной мозг (для определения ацетальдегида), содержимое желудка.

Изолирование: макро и микродистилляция (из биологического материала). Из крови и мочи – алкилнитритный метод газохроматографией (получаем более летучие жидкости, чем исходные спирты).

NaNO2 + CCl3-COOH à HNO2 + CCl3-COONa

HNO2 + ROH à RONO + H2O

Трихлоруксусная (ТХУ) кислота необходима для осаждения белка и образования HNO2.

Антидотной терапии нет.

 

Идентификация:

1) Окисление до альдегида (при t) – Оранжевый цвет ->зеленый, запах резаных яблок.

С2Н5ОН + К2Cr2O7 +4H2SO4 à 3CH3C(H)O + Cr2(SO4)3 + 7H2O + K2SO4

2) Образование йодоформа – желтый осадок с характерным запахом и характерной формой кристаллов.

4J2 +8NaOH à 2NaJ + 4NaOH +4H2O

C2H5OH + NaOJ à CH3C(O)H + NaJ + H2O

CH3C(O)H + 3NaOJ à CJ3C(O)H + 3NaOH

CJ3C(O)H + NaOH à CHJ3 + HC(O)Ona

C2H5OH + K2Cr2O7 à CHJ3 + HCOONa + 5NaJ + 5H2O

 

3) Образование этилацетата – специфический запах.

4) Образование этилбензоата.

5) ГЖХ – алкил-нитритный метод (по расстоянию или времени удерживания).

 

Количественное определение: ГЖХ алкилнитритным методом. В пенициллиновый флакон помещают 0,5 мл 50% ТХУ, 1 мл крови или мочи, вводят внутренний стандарт (1 мл 4‰ раствора пропанола или изопропанола), флакон закрывают, укупоривают металлическим колпачком под обкатку или пенициллиновый флакон помещают в металлический стакан, плотно закрывая навинчивающейся крышкой с отверстием для шприца. Шприцом вводят 0,5 мл раствора NaNO2, встряхивают (греть не надо). Чистым шприцом отбирают газовую фазу и вводят в хроматограф. На получившейся хроматограмме определяют высоту или площадь пика анализируемого спирта и стандарта. Находят отношение и определяют концентрацию по калибровочному графику.

При анализе этанола надо помнить, что в пробе нет стандарта, поэтому для качественного определения этанола в качестве стандарта вводят метанол. Если наблюдается 2 пика, значит, было отравление этанолом, если один пик – не было, если нет пиков – забыли добавить NaNO2

При отравлении метанолом можно взять любой стандарт, главное, чтобы расстояние удерживания стандарта отличалось от расстояния удерживания метанола.

 

Определение спирта в выдыхаемом воздухе:

1) Проба Рапопорта. Воздух продувают через раствор KMnO4 + H2SO4, если раствор обесцвечивается в течение 30 секунд, значит, было потребление алкоголя. Проба не специфична, реагирует на корвалол, ацетон, бензин.

2) Проба Рапопорта-Архангеловой. Вместо KMnO4 K2Cr2O7. Проба неспецифична.

3) Проба Мохова-Шинкоренко. В трубке CrO3 смешиваем с селикагелем и H2SO4, концы трубки обламываем и продуваем. Если окраска меняется с желтого на зеленый или синий (большое количество алкоголя). Проба неспецифична.

Для расчета концентрации алкоголя в крови, используют формулу Видмарка.

A = P • r (c + β₆₀ • t)

A – количество алкоголя, принятого, г.

Р – масса тела.

r – коэффициент распределения (для мужчин – 0,68, для женщин – 0,55).

β₆₀ – количество алкоголя, выделенного из организма за час – ~15‰.

С – концентрация в ‰, установленная методом ГЖХ.

t – время от момента приема до момента анализа.

 

Этиленгликоль

Подвижная жидкость, хорошо смешивается с водой, используется в качестве антифриза. Смертельная доза 200-300 мл.

Отравления: потеря сознания, судороги, отеки легких, падение артериального давления.

На 2-3 сутки развивается почечная и печеночная недостаточность.

Первая помощь: гемодиализ, перитониальный диализ, форсированный диурез, этанол внутрь (внутривенно), CaCl2 (противосудорожное).

При попадании внутрь хорошо всасывается в ЖКТ и распространяется в б/ж. Не кумулируется в биотканях.

Объекты на исследование: кровь, моча. При летальном исходе: б/ж и стенка мочевого пузыря.

 

3 стадии отравления:

1) Начальная – 12 часов. Поражение ЦНС по типу алкогольного опьянения.

2) Нейротоксичная. Поражение ЦНС, ССС и органов дыхания.

3) Нефротоксичная. Поражение почек за счет закупорки почечных канальцев.

 

Метаболизм:

Изолирование:

1) Макродистилляция – извлекается не более 2%

2) Макродистилляция с селективным уносчиком бензолом – извлекается 6-7%.

3) Прямая экстракция бензолом – 5-10%

4) Основной метод – метод Гуляевой (до 70%). Стенку мочевого пузыря измельчают и добавляют ацетон, который глубоко проникает в биоткань и одновременно осаждает белки для очистки извлечения используют активированный уголь. Извлечение фильтруют, испаряют ацетон, а получившийся раствор анализируют методом ГЖХ (детектор – ДИП)

Для крови – аналогично.

Для мочи – концентрируют мочу на водяной бане, добавляют активированный уголь, отфильтровывают и анализируют методом ГЖХ.

Идентификация:

ТСХ на пластине «силуфол». Детекция KMnO4 или Br2. Метод носит отрицательное судебно-медицинское значение и может быть использован также в сочетании с другими методами.

Химические методы:

1. Окисление

Далее реакции на формальдегид.

2. Окисление к. HNO3

Выпадет осадок в виде характерных кристаллов.

Для вещественных доказательств: реакция с CuSO4

Количественное определение:

ГЖХ. Внутренний стандарт: 1,2-пропиленгликоль. Детектор – ДИП,

 

Уксусная кислота:

Исследование проводят при специальных заданиях судебно-следственных органов. При изолировании свободной уксусной кислоты не подкисляют, при определении общей – подкисляют H2SO4 или H3PO4, при этом дистиллят собирают в приемник, содержащий точный объем 0,1М NaOH.

Отгонку уксусной кислоты осуществляют до получения отрицательного результат по качественным реакциям. Дистиллят делят на 2 части: для количественного и качественного анализа.

 

Количественное определение: оттитровывают 0,1М HCl.

Качественное определение:

1) С FeCl3 à красная окраска.

2) Получение индиго. К дистилляту добавляют CaO, нагревают, образуется ацетон, который конденсируется в о-нитробензальдегидом – синяя окраска.

3) Образование этилацетата.

Основной метод – метод Коахновского. Берут стенку желудка, измельчают, помещают в колбу, добавляют этанол и к. H2SO4, далее осуществляют дистилляцию.

Дистиллируют веществ в хроматограф, добавляя внутренний стандарт бутанол. По относительному времени идентифицируют этилацетат. По площади или высоте пика определяют количественно. Детектор – ДИП.

Токсикологическое значение: применяют в пищевой промышленности для получения различных эфиров.

Отравление: суицидное и по ошибке.

Отравление: рвота с кровью, ожоги слизи, пищевода.

Метаболизирует до CO2

Первая помощь – обильное промывание желудка.

Фенол

Токсикологическое значение: в медицинской практике – дезинфицирующее средство. В химическое промышленности – для получения красителей, фарм препаратов, производстве используется для защиты р-й.

В организм попадает через кожу (ожоги). Смертельная доза – 10,0. Отравление: рвота, боли в желудке, ожоги, моча оливкового цвета.

Выводится с мочой в виде коньюгатов с глюкуроновой и серной кислотами (см. лекцию метаболизм).

На анализ: моча, печень, почки, головной мозг.

Изолирование: макродистилляция.

Моча: макродистилляция, но предварительно проводится гидролиз (+ HNO3, HCl) для разрушения коньюгатов.

Анализ проводится после пробоподготовки. Добавляют NaHCO3.

Идентификация:

а) C бромной водой.

б) с FeCl3

 

Количественное определение:

1) Гравиметрия

2) Броматометрия.

 

Хлорированные углеводороды.

Хлороформ, четыреххлористый углерод, хлоралгидрат, дихлорэтан

Токсикологическое значение: широко применяются в быту, в промышленности.

Действуют на ЦНС, наблюдается почечная и печеночная недостаточность, рвота, бледность кожи, расстройство желудка.

Первая помощь: срочная госпитализация, промывание желудка, гемодиализ, перитональный диализ (с фистулой), искусственные почки.

Хлор-органика не смешивается с водой, а кумулируется в жировой ткани. На исследование берут органы, богатые жиром. В крови и моче очень сложно обнаружить.

Изолирование: макро и микродистилляция. ГЖХ на колонках различной полярности (детектор ДИП или детектор электронного захвата) или хромато-масспектрометрия по изотопам галогенов.

Идентификация:

1. Реакция Фудживара (образование глутаконового альдегида – розовое окрашивание) – щелочь + пиридин.

2. Отщепление органически связанного хлора (“+”СХЗ) – белый осадок или белая муть, опалесценция.

CHCl3 + 4 NaOH à 3 NaCl + HCOONa; t

NaCl + AgNO3 à AgCl↓ + NaNO3; рН=2, HNO3

AgCl + 2 NH4OH à [Ag(NH3)2]Cl + 2H2O

Для четыреххлористого углерода эта реакция начинается:

CCl4 + 4NaOH (спирт.) à 4NaCl + CO2 + 2 H2O

3. Изонитрильная проба – специфический неприятный запах.

CHCl3 + C6H5NH2 + 3NaOH à C6H5NC↑ + 3NaCl + 3H2O

4. С резорцином (розовое или малиново-красное окрашивание) (“–“ СХЗ)

0,1 резорцина растворяют в 1мл 10%р-ра NaOH + 1мл дистиллята и нагревают 5-10минут на водяной бане.

5. С реактивом Феллинга

Для дихлорэтана CH2Cl-CH2Cl

1. + ацетанилинид Cu à красное окрашивание.

C2H2 + Cu(NO3)2 + NH4OH à CuCCH + NH4NO3 + H2O

C2H2 +2 Cu(NO3)2 + 2 NH4OH à CuC-CCu + 2 NH4NO3 + 2H2O

2. реакция образования формальдегида.

CH2Cl-CH2Cl + Na2CO3 + H2O à CH2OH-CH2OH +2NaCl + CO2

NaCl + AgNO3 à AgCl + NaNO3

CH2OH-CH2OH + KJO4 à HC(O)H + KJO3 + H2O

HC(O)H с фуксинсернистой кислотой дает сине-фиолетовое окрашивание.

Отличие х/форма от х/гидрата: дистиллят извлекают эфиром (экстрагируется х/форм и х/гидрат). Эфир фильтруют через сульфат натрия в сухую фарфоровую чашку и выпаривают вместе с эфиром и СНCl3. Сухой остаток растворяют в воде и проводят качественные реакции. Если р-ция “-“ à хлороформ, если “+” à х/гидрат.

Количественное определение: аргентометрия по Фольгарду. ГЖХ – с любым стандартом.

 

Формальдегид.

1) С резорцином в щелочной среде – розовое или малиновое окрашивание

Также как у хлороформа (“-“ СХЗ)

2) С аммиачным раствором AgNO3 – серый осадок или “серебрянное зеркало”

HCOH + [Ag(NH3)2]NO3 à 2Ag↓ + HCOONH4 + 2 NH4NO3 + NH3

3) С реактивом Феллинга – желтый осадок à коричневый

Так же как у хлороформа.

4) С фуксинсернистой кислотой – сине-фиолетовое окрашивание.

 

 

Схема анализа дистиллята:

50 мл. дистиллята:

1) С резорцином

а) Хлорорганика

б) Формальдегид

Хлорорганика – отщепление органически связанного хлора.

Формальдегид – фуксинсернистая кислота.

2) Образование йодоформа.

а) ацетон – нитропруссидом Na.

б) Этанол – образование этилацетата (или окисление).

3) Высшие спирты (пробоподготовка) – реакция Комаровского.

4) Метанол – окисление до формальдегида, анализ формальдегида.

5) Синильная кислота. Первую порцию дистиллята мы собираем в раствор щелочи.

а) Образование берлинской лазури.

б) с пиридинбензидиновым реактивом.

6) Фенол (пробоподготовка)

а) С бромной водой.

б) с FeCl3.

 

ГЖХ по абсолютному или относительному расстоянию удерживания. Катарометр для летучих ядов, которые дают газовую фазу (нельзя запускать формальдегид, фенол, хлоралгидрат). Дип – можно запускать дистиллят, для всех летучих ядов.

 

Анализ ЛРС.

Схема иссл-я:

1. внешний вид сырья (макро- и микро-),

2. изолирование: ЛРС изм-т, зал-т водой, подк-т H2SO4 до рН=2-2,5. Наст-т 30 минут при период перемеш-и, фильтр-т в делит воронку, подщел-т NH4OH до рН=10 и экстр-т х/ф. Пуриновые Alk экстр-т при рН=5. х/ф извл-е фильтр-т ч/з б/водн Na2SO4 в сухую склянку и иссл-т. Р-ии проводят с сухим остатком.

3. Анализ:

Хинин – талейохинная, с NH4CNS, ТСХ (пластинка Армсорб, х/ф:ацетон:аммиак, детекция р-в Драгендорфа, УФ)

Пурины – мурексидная, кофеин – микрокрист, теобромин – Драгендорфа, теофиллин – азокраситель, ТСХ (х/ф:ацетон)

Морфин – FeCl3 (сине-зел), ТСХ (как хинин)

Папаверин – р-в Марки, CdCl2 (кр-лы), ТСХ

Атропин – р-я Витали-Морена (быстро исчез фиол окр), с пикриновой к-той и солью Рейнеке (кр-лы), ТСХ

Эфедрин – с нингидрином в ацетоне с ↑t (фиол), Драгендорф (кр-лы), соль Рейнеке, ТСХ

Пахикарпин – р-я Кочча, р-я с HCl и пикриновой к-той (кр-лы), с HCl и р-вом Бушарда (кр-лы), ТСХ

Никотин – с формальдегидом и H2SO4 при ↑t (розов), с винилином и серной к-той (кр), с Драгендорфом (кр-лы), с солью Рейнеке (кр-лы), ТСХ.

4. Отчет с заключением.

Ba.

Применяют как рентгеноконтрастное вещество, для изготовления керамики, для борьбы с грызунами.

заб. гол.м.

Паралич сердца.

Незначительная часть кумулируется в печени, почках, наибольшая – в почках. Выводится с мочой, через ЖКТ.

Первая помощь: промывание желудка, прием Na2SO4.

Идентификация: Минерализация смесью 2-х кислот.

1. Микрокристаллическая реакция. На предметное стекло помещают осадок, добавляют к.H2SO4 и нагревают в пламени горелки до выделения паров сернистого ангидрида. Охлаждают, получаются характерные кристаллы в виде «летящих птиц»

2. Микрокристаллическая реакция с KIO3. На платиновую петлю помещают осадок BaSO4 и вносят в пламя горелки. Содержимое петли помещают в каплю HCl, помещают на предметное стекло и добавляют кристалл KIO3 à образуются призматические кристаллы.

BaSO4 BaS + 2O2

BaS + 2HCl à BaCl2 + H2S

BaCl2 + KIO3 à Ba(IO3)2 + 2KCl

Количественное определение:

Гравиметрия, обратная трилонометрия (растворяют в горячем насыщенном трилоне).

 

Pb

Используют в производстве аккумуляторов, при изготовлении свинцовых белил, для получения этилированного бензина.

Много свинца содержится в выхлопных газах и растительном сырье, произрастающем вдоль дорог.

Изменяется картина крови. Частично кумулируется в костях, печени, почках, выводится через ЖКТ.

Первая помощь: трилон Б.

Изолирование: смесью 2-х кислот.

Идентификация:

1. Реакция с дитизоном (основная):