Физико-химические характеристики, токсикокинетика и метаболизм анализируемых веществ-токсикантов.

2.1. Природа и физико-химические характеристики токсиканта(ов).

Токсическое вещество – синильная кислота. Относится к группе «летучие яды»

2.2. Пути введения токсиканта(ов).

Путь введения токсиканта – пероральный.

2.3. Метаболизм.

 

Окисление: HCN+ 1/2O₂ = HCNO (циановая кислота).

Гидролиз: HCN + 2HOH = NH₃ + HCOOH

Образование роданидов: KCN + S = KCNS

 

2.4. Уровни повреждений: молекулярный, биохимический, клеточный, тканевый, организменный.

Уровень повреждения - молекулярный, биохимический, клеточный.

3. Стадии подготовки и составление схемы изолирования.

3.1. Подготовка объекта к дистилляции.

3.2. Сбор аппарата для проведения дистилляции, подготовка приемников.

3.3. Проведение дистилляции.

Т.к. БО – жидкость, то проводим метод микродистилляции.

7 мл биологической жидкости помещают в круглодонную колбу, добавляют 30 мл воды очищенной. Колбу с объектом исследования закрепляют в штативе и погружают в холодную водяную баню. Подкисляют насыщенным раствором кислоты щавелевой до рН =2, добавляют 10г натрия хлорида (высаливающий агент) Соединяют все части прибора и доводят водяную баню до кипения, чтобы уменьшить конденсацию водяного пара вы колбе. Объект не подкисляют заранее. Биоматериал подкисляют слабыми органическими кислотами (щавелевой или виннокаменной) до рН =2.

При перегонки с водяным паром из подкисленного объекта дистиллят собирают в объеме 3 мл в заранее приготовленный приемник, содержащий 2 мл 2% раствора гидроксида натрия (для улавливания кислоты синильной).

 

3.4. Качественное определение токсикантов.

 

1) реакция образования берлинской лазури

NaOH +HCN = NaCN +H₂O

FeSO₄ + 2 NaCN = Fe(CN)₂ + H₂O

Fe(CN)₂ +4 NaCN = Na₄[Fe(CN)₆]

3 Na₄[Fe(CN)₆] + 2Fe₂(SO₄)₃ = Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓ +6 Na₂SO₄

 

Оценка реакции: реакция специфична, чувствительна. Является реакцией вещественного доказательства.

Результат: сине-зеленое окрашивние, при стоянии – синий осадок. Осадок берлинской лазури выпадает медленно, поэтому заключение о ненахождении синильной кислоты можно дать по истечении 24-48 часов.

2) реакция с пиридинбензидиновым реактивом.

 

 

 

Появление красного окрашивания, которое усиливается при добавлении нескольких капель бензидина.

 

3.5.Количественное определение токсикантов (метод ГЖХ: аппаратурное оформление; основные хроматографические характеристики, описание принципа работы указанного детектора).

 

Аппаратурное оформление хроматографа:

· баллон с газом-носителем;

· редуктор;

· устройство для ввода пробы;

· хроматографическая колонка;

· детектор;

· монитор компьютера.

Основные хроматографические характеристики:

• Абсолютное время удерживания (t_R) – время от момента вода пробы до момента выхода из хроматографической колонки максимальной концентрации определяемого вещества (до появления максимума пика), измеряется в мин или сек;

• Расстояние удерживания (l_R) – расстояние от момента ввода пробы до перпендикуляра, опущенного из вершины пика соответствующего сигнала, измеряется в см или мм;

• Объем удерживания (V_R) - соответствует объему газа-носителя мл, прошедшего через колонку с момента ввода пробы до момента выхода максимальной концентрации определяемого вещества;

• Площадь пика (S) – пропорциональна количеству анализируемого компонента в смеси, выражается в кв.см или кв.мм.

Описание принципа работы детектора электронного захвата.

Системы детектирования по захвату электронов включают ионизационную камеру (ячейку) детектора и источник поляризующего напряжения (блок питания). Для работы детектора необходимо, прежде всего, обеспечить постоянную скорость образования свободных электронов в ионизационной камере, что достигается помещением в нее радиоактивного источника. В качестве газа – носителя используется азот, аргон, гелий и другие электроно - донорные газы, способные ионизироваться под воздействием радиации с освобождением электронов. ДЭЗ обладает высокой чувствительностью и позволяет фиксировать нано- и пикограммовые количества вещества.

Интерпретация результатов (характеристика выбранных методов исследования: дистилляция и ГЖХ).

дистилляция

«+»

1. происходит изолирование и одновременная очистка анализируемых веществ;

2. данным методом изолируются вещества, которые разлагаются при температуре кипения, имеют высокую температуру кипения и вещества нерастворимые в воде;

3. данным способом извлекаются вещества разных классов химических соединений.

«-» длительность;

1. трудоемкость;

2. требуется специальная литература.

ГЖХ:

«+»

· универсальность - можно разделять и анализировать различные смеси газообразных, жидких и твердых веществ, обладающих летучестью и термической устойчивостью при температуре колонки от – 70 до 450⁰С;

· быстрота анализа и высокая разделительная способность. Большой выбор неподвижных жидких фаз, их комбинирование позволяет разделить практически любые сложные смеси;

· высокая чувствительность – детектирующие системы позволяют определять концентрацию 10^-8 – 10^-9 мг/мл;

· малая величина пробы – в дозирующее устройство вводится для анализа проба жидкая или газообразная в объеме 0,1 – 10 мкл;

· точность метода – относительная ошибка определения составляет 2-5%.

«-» дорогостоящий метод

 

Заключение об обнаружении токсиканта в биообъектах и вещественных доказательствах.

Заключение.

Обнаружено: синильная кислота.

 

Решите задачи по алгоритму

Задача №1

На СХЭ доставлены: внутренние органы трупа (желудок с содержимым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое), кровь, моча, 2 склянки с остатками вязкой жидкости вино-красного цвета.

Обстоятельства дела.

Гражданин К., будучи в состоянии среднего алкогольного опьянения, вошел в лабораторию, где выполнял свое первое научное исследование его знакомый - аспирант-патологоанатом. Был вечер. Знакомый К. (по специальности художник) решил, что остатки «ликеров» теперь можно забрать и использовать по прямому назначению. Аспирант очень торопился на другую работу в бюро СМЭ, и не заметил исчезновения 2 склянок. Приятели, поговорив немного, разошлись по своим делам. Вечером следующего дня аспирант не мог найти оби склянки с «ликерами», содержимое которых далее должен был анализировать другой аспирант – судебный химик. Через три дня аспирант опять дежурил в бюро СМЭ, куда привезли для СМЭ труп его знакомого К.

Информация.

Лаборатория располагает всеми возможностями качественного и количественного определения «летучих ядов».

 

При проведении ХТА были обнаружены токсиканты из группы «летучих» ядов.

Токсикант №1 – этиловый спирт;

Токсикант №2 - это газообразное вещество, способное к полимеризации, его 40% раствор используют для консервирования трупного материала.

Цель исследования: провести анализ на присутствие токсикантов из группы «летучих ядов» ядов. Количественное определение токсикантов провести, используя химические методы и метод ГЖХ с применением термоионного детектора.

 

Задача №2

На СХЭ доставлены: внутренние органы трупа (желудок с содержимым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое), бутылка емкостью 0,5л., содержащая жидкость в количестве 300мл.

Обстоятельства дела.

Со слов подруги пострадавшей, К., 20 лет, желая совершить суицид, в присутствии нескольких человек налила в стакан около 200 мл неизвестной жидкости, взятой из холодильника, и выпила. По комнате распространился характерный запах. Через 2-3 минуты у К. началась рвота, появилось ощущение нехватки воздуха, потеря сознания. Потерпевшая сразу же была доставлена в лечебное учреждение, где констатировали затемнение сознания, расширение зрачков, судорожное подергивание некоторых мышц, болезненность в эпигастральной области. Несмотря на проводимое лечение, состояние продолжало ухудшаться, при явлениях нарастающей сердечной и дыхательной недостаточности наступила смерть в течение 1-х суток.

Со слов матери пострадавшей. В домашнем холодильнике стояла бутылка из-под уксусной эссенции. В ней находился раствор какого-то вещества в уксусной кислоте, который принесла соседка. Соседка работает в зоопарке и ухаживает за лисами. Этим раствором собирались обработать перед дублением доставшуюся по случаю шкуру медведя.

Информация.

Лаборатория располагает всеми возможностями качественного и количественного определения «летучих ядов».

При проведении ХТА были обнаружены токсиканты из группы «летучих» ядов.

Токсикант №1 –уксусная кислота.

Токсикант №2 – хлорсодержащее соединение, дает реакцию образования ацетиленида меди.

Цель исследования: провести анализ на присутствие токсикантов из группы «летучих ядов» ядов. Количественное определение токсикантов провести, используя химические методы и метод ГЖХ с применением детектора ионного пламени.

Задача №3

На СХЭ доставлены: внутренние органы трупа (желудок с содержимым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое), закрытая бутылка емкостью 0,8л., содержащая жидкость в количестве 500мл, хрустальный графин с пробкой емкостью 0,75 л с остатками темно-красной жидкости.

Обстоятельства дела.

М. (студент фармацевтического училища) помогал в разгрузке автомашины, доставившей химические реагенты на склад. Со слов приятеля М.: после работы М. самовольно взял одну из склянок емкостью 0,8л, предполагая вечером использовать находящееся в ней вещество как наркотическое средство. Утром следующего дня М. был обнаружен мертвым в своей квартире.

Информация.

Лаборатория располагает всеми возможностями качественного и количественного определения «летучих ядов».

При проведении ХТА были обнаружены токсиканты из группы «летучих» ядов.

Токсикант №1 –ацетон;

Токсикант №2 – этиленгликоль.

Цель исследования: провести анализ на присутствие токсикантов из группы «летучих ядов» ядов. Количественное определение токсикантов провести, используя химические методы и метод ГЖХ с применением пламенно- фотометрического детектора.

 

 

Задача №4

На СХЭ доставлены: внутренние органы трупа (желудок с содержимым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое), остатки жидкости в бутылке емкостью 0,5л.,

с заводской маркировкой «Антипятноль». Объекты не подвержены гнилостному разложению.

Обстоятельства дела.

После автомобильной аварии один из водителей скончался по дороге в больницу. От потерпевшего сильно пахло алкоголем. После осмотра в кармане его куртки была обнаружена бутылка емкость 0,5л с остатками слегка зеленоватой маслянистой жидкости, напоминающей по запаху хлороформ и спирт. Другой пострадавший водитель госпитализирован в тяжелом состоянии.

Информация.

Лаборатория располагает всеми возможностями качественного и количественного определения «летучих ядов».

При проведении ХТА были обнаружены токсиканты из группы «летучих» ядов.

Токсикант №1 –хлороформ

Токсикант №2 - этанол

Цель исследования: провести анализ на присутствие токсикантов из группы «летучих ядов» ядов. Количественное определение токсикантов провести, используя химические методы и метод ГЖХ с применением катарометра.

 

Теоретические вопросы

1. Группа веществ, изолируемых перегонкой с водяным паром («летучие яды»).

2.Способы изолирования «летучих ядов» из объектов исследования:

ü методика проведения микро- и макродистилляции;

ü достоинства и недостатки метода дистилляции;

ü влияние рН среды на перегонку токсических веществ

3. Синильная кислота:

· применение;

· токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);

· пути поступления в организм, накопление, выделение;

· метаболизм;

· особенности проведения дистилляции;

· методы качественного определения:

ü реакция образования «берлинской лазури»;

ü реакция с пиридинбензидиновым реактивом.

· методы количественного определения

4. Хлороформ, четыреххлористый углерод, хлоралгидрат:

· применение;

· токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);

· пути поступления в организм, накопление, выделение;

· метаболизм;

· особенности проведения дистилляции;

· методы качественного определения:

ü реакция Фудживара;

ü реакция отщепления органически связанного хлора;

ü реакция образования изонитрила;

ü реакция с раствором резорцина в щелочной среде;

ü реакция с реактивом Фелинга;

ü реакция с реактивом Несслера.

· методы количественного определения;

 

5. 1,2-дихлорэтан:

· применение;

· токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);

· пути поступления в организм, накопление, выделение;

· метаболизм;

· особенности проведения дистилляции;

· методы качественного определения:

ü реакция отщепления органически связанного хлора;

ü реакция образования ацетиленида меди.

· методы количественного определения.

6. Метанол:

· применение;

· токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);

· пути поступления в организм, накопление, выделение;

· метаболизм;

· особенности проведения дистилляции;

· методы качественного определения:

ü реакция этерификации (получение метилсалицилата);

ü реакция окисления метанола до формальдегида и его обнаружением;

· методы количественного определения

7. Этанол:

· применение;

· токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);

· пути поступления в организм, накопление, выделение;

· метаболизм;

· особенности проведения дистилляции;

· методы качественного определения:

ü реакция образования йодоформа;

ü реакция образования ацетальдегида;

ü реакция получения этилацетата;

ü реакция получения этилбензоата.

· методы количественного определения;

8. Изоамиловый спирт:

· применение;

· токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);

· пути поступления в организм, накопление, выделение;

· метаболизм;

· особенности проведения дистилляции;

· методы качественного определения:

ü реакция этерификации с уксусной кислотой;

ü реакция образования изовалерианового альдегида;

ü реакция Комаровского (с салициловым альдегидом)

· методы количественного определения.

9. Этиленгликоль:

· применение;

· токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);

· пути поступления в организм, накопление, выделение;

· метаболизм;

· особенности проведения дистилляции;

· методы качественного определения:

ü реакция окисления калия перйодатом и последующим обнаружением формальдегида;

ü реакция окисления этиленгликоля азотной кислотой до щавелевой кислоты с последующим ее обнаружением;

ü реакция образования гликолята меди.

· методы количественного определения;

10. Уксусная кислота:

· применение;

· токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);

· пути поступления в организм, накопление, выделение;

· метаболизм;

· особенности проведения дистилляции;

· методы качественного определения:

ü реакция получения этилацетата;

ü реакция с хлоридом железа (III);

· методы количественного определения

11. Фенол:

· применение;

· токсикологическое значение;

· пути поступления в организм, накопление, выделение;

· метаболизм;

· особенности проведения дистилляции;

· методы качественного определения:

ü реакция с бромной водой;

ü реакция с хлоридом железа (III);

· методы количественного определения.

12. Метод ГЖХ:

· история появления и развития метода;

· достоинства метола ГЖХ;;

· устройство газового хроматографа. Назначение основных узлов и блоков;

· требования к твердым носителям и неподвижным жидким фазам;

· виды детекторов и принципы их работы;

· основные хроматографические характеристики:

ü абсолютное время удерживания;

ü расстояние удерживания;

ü объем удерживания;

ü площадь пика.

Рекомендуемая литература

1. Материал рабочей тетради.

2. Токсикологическая химия: учебник/ Т.Х.Вергейчик:под редакцией проф.Е.Н.Вергейчика. – М.:МЕДпресс-информ, 2009.

3. Токсикологическая химия М.Д.Швайкова «Медицина», Москва, 1975 г.

4. Токсикологическая химия Крамаренко В.Ф. Киев «Высшая школа» 1989г.

 

 

Приложение 1