УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЙ КОМПЛЕКС ДИСЦИПЛИНЫ

«Экспертиза неорганических ядов и органических токсинов»

для специальности «»

УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ

Семей 2016

Содержание

1. Лекции………………………………………………………………………

2. Лабораторные занятия……………………………………………………

3. Самостоятельная работа студента………………………………………

Литература:

1. Токсикологическая химия: учебник для вузов/ под ред. Т.В. Плетеневой.-2-е изд., испр. – М.: ГЭОТАР- Медия, 2005. – 512с.

2. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия. М.: Медицина. 1975.

3. Крамаренко В.Ф. Токсикологическая химия. – К. Вш. Головное изд-во, 1989. – 447 с.

ЛЕКЦИЯ №1.

Введение в токсикологическую химию

Предмет и задачи токсикологической химии. Взаимосвязь с другими дисциплинами. Особенности и основные разделы токсикологической химии. Основные направления химико-токсикологического анализа. Этапы становления и развития токсикологической химии. Классификация методов изолирования, методов анализа и групп токсических веществ.Организация проведения судебно-химической и судебно-медицинской экспертизы в РК. Правовые и методологические основы судебно-химической экспертизы.Классификация ядов и отравлений. Общая характеристика токсического действия. Формирование токсического эффекта. Физико-химические характеристики токсических веществ.Токсикологическая химия – это наука о химических превращениях токсических веществ и их метаболитов в организме, методах их выделения из объектов биологического происхождения, обнаружения и количественного определения.Задачи современной токсикологической химии:1. Разработка новых и усовершенствование уже применяемых методов изолирования токсических веществ из соответствующих объектов.2. Разработка эффективных методов очистки вытяжек, полученных из объектов химико-токсикологического анализа (ХТА).3. Внедрение в практику ХТА новых чувствительных и специфических реакций и методов обнаружения токсических веществ, выделенных из соответствующих объектов.4. Разработка и внедрение в практику ХТА чувствительных методов количественного определения токсических веществ.5. Изучение метаболизма токсических веществ в организме и разработка способов анализа метаболитов.Токсикологическая химия является специальной фармацевтической дисциплиной и взаимосвязана с другими дисциплинами:- медицинскими (фармакология, судебно-медицинская и клиническая токсикология);

- биологическими (биохимия, биология, фармакогнозия);- химическими (фармацевтическая, аналитическая, неорганическая, органическая, физическая и др. химии)Разделы токсикологической химии1. Биохимическая токсикология2. Аналитическая токсикологияХимико-токсикологический анализ (ХТА) – совокупность научно обоснованных методов, применяемых на практике для выделения, обнаружения и количественного определения токсических веществ.Особенности ХТА: 1. Многообразие и разнохарактерность объектов исследования: биологические жидкости (кровь, моча), рвотные массы, внутренние органы трупов людей, волосы, ногти, остатки пищевых продуктов и напитков, лекарственных средств, пестициды, препараты бытовой химии, посуда, предметы домашнего обихода, одежда, вода, почва и т.д.2. Необходимость изолирования (извлечения) малых количеств (от мг до мкг) искомых химических веществ из сравнительно большого количества объекта исследования. 3. Работа со следовыми количествами вещества в смеси с сопутствующими (соэкстрактивными, балластными) веществами, извлекающимися при изолировании, и оказывающими часто негативное влияние на результаты анализа. Приходится удалять эти балластные вещества введением дополнительных методов очистки.4. Установление присутствия ядовитого вещества в организме и возможность суждения о его количестве требует максимально чувствительных и специфичных методов анализа.5. Правильная оценка результатов анализа – экспертное заключение. Эксперт имеет возможность говорить лишь об обнаружении или не обнаружении искомого вещества.6. Трудности обнаружения и определения ядовитого вещества, особенно в органах трупа, обусловлены также поведением химического вещества в организме и трупе. Изъятие объектов для СХ исследования: 1. С целью обнаружения и количественного определения ядовитых веществ для СХА изымают и направляют различные внутренние органы, кровь, мочу с учетом природы яда и путей введения его в организм, распределения, путей и скорости выведения, длительности течения интоксикации и лечебных мероприятий. Направляются также рвотные массы, первые порции промывных вод, остатки лекарственных и химических веществ, пищи, напитков и другие объекты.2. При подозрении на отравление ядовитым веществом направляют комплекс внутренних органов: желудок с содержимым, 1м тонкой кишки, 1/3 печени, 1 почку, всю мочу и не менее 200 мл крови.3. При подозрении на введение яда через влагалище или матку дополнительно направляют отдельно матку и влагалище.4. При подозрение на подкожное или внутримышечное введение – участок кожи или мышцы из области места введения.

5. При подозрении на ингаляционное введение – ¼ легкого, 1/3 головного мозга.6. При обнаружении в содержимом желудка крупинок, кристаллов, таблеток они также направляются на исследование.В случае подозрения на отравление дополнительно направляют:1. Кислотами, щелочами – глотку, трахеею и пищевод, участок кожи со следами действия яда.2. Летучими органическими веществами (хлороформ, четыреххлористый углерод, дихлорметан, хлорорганические пестициды и другие алкилгалогениды) – сальник, 1/3 головного мозга.3. Метиловым спиртом – 1/3 головного мозга.4. Гликозидами - 1/3 печени с желчным пузырем.5. Фосфорорганическими соединениями – обязательно кровь (для определения активности холинэстеразы).6. Солями ртути – прямую кишку, волосы.7. Хронические отравления соединениями свинца, талия – плоские кости.8. Хронические отравления соедиениями мышьяка – волосы, ногти, плоские кости.9. Тетраэтилсвинцом – мозг, легкие.10. Окисью углерода – кровь, мышечную ткань.11. Этанолом – кровь из крупных вен, мочу, при невозможности – около 500г мышечной ткани.12. Метгемоглобинобразующими ядами (анилин, нитробензол, перманганат калия, формальдегид, хроматы, ацетальдегид) – кровь на метгемоглобин.13. Грибами и ядовитыми растениями – непереваренные кусочки из содержимого желудка, рвотные массы, промывные воды.

Лекция №2Классификация ядов. Общая характеристика токсического действия. Формирование токсического эффекта. Физико-химические характеристики токсических веществ. Применение при решении вопросов биохимической и аналитической токсикологии. Яд – вещество, вызывающее отравление или смерть при попадании в организмИнтоксикация (отравление) (intoxicatio; ин- + греч. toxikon яд) - патологическое состояние, вызванное общим действием на организм токсических веществ эндогенного или экзогенного происхожденияТоксическое действие химического вещества зависит от:

• его дозы (токсической);• физических и химических свойств;• условий применения (путь введения, наличие и качество пищи в желудке);• состояние организма человека (пол, возраст, болезнь, вес, генетические факторы и

др.)• присутствия других веществ, вместе с которыми вводится яд в организм. При этом

действие ядов может усилиться – проявляется синергизм (например, барбитураты или алкалоиды с алкоголем), или ослабляться.

• Классификация веществ, вызывающих отравление. 1. Химическая классификация:• Органические

• НеорганическиеЭлементорганические2. Практическая классификация:

• Промышленные яды: органические растворители (дихлорэтан, четыреххлористый углерод), топливо(пропан, бутан), красители (анилин, индофеноловые соединения), хладоагенты (фреоны), химические реагенты (метанол, уксусный ангидрид), пластификаторы (диметилфталат).

• Пестициды –инсектициды, зооциды, фунгициды, бактерициды и т.д.• Лекарственные средства• Бытовые токсиканты – пищевые добавки, средства санитарии, личной гигиены,

средства ухода за одеждой, мебелью, автомобилями и др.• Биологические растительные и животные яды• Боевые отравляющие вещества (зарин, иприт, фосген и др.)

3. Гигиеническая классификация:• Чрезвычайно токсичные

(DL50 при введении в желудок < 15 мг/кг• Высокотоксичные (DL50 15 -150 мг/кг)• Умереннотоксичные (DL50 151 -5000 мг/кг)• Малотоксичные (DL50 > 5000 мг/кг)

Токсичные вещества Особенности действия

Цианиды и синильная кислота, угарный газ, этанол, этиленгликоль

Общетоксическое действие (гипоксические судороги, отек мозга, параличи)

Летучие яды (хлорпроизводные углеводородов, уксусная кислота, арсин, пары металлической ртути)

Кожно-резорбтивное действие с общетоксическими явлениями

Фосфорорганические инсектициды (карбофос), алкалоиды (никотин)

Нервно-паралитическое действие (бронхоспазм, удушье, судороги и параличи)

Наркотические и психотропные вещества Психотропное действие (нарушение психической активности)

Оксиды азота, фосген Удушающее действие (токсический отек легких)

Хлорпикрин (трихлорнитрометан), пары кислот и щелочей Слезоточивое и раздражающее действие (раздражение слизистых оболочек)

Характер «избирательной токсичности»

«Сердечные яды» - Кардиотоксическое действие (нарушение ритма и проводимости сердца, токсическая дистрофия миокарда)

«Нервные яды» - Нейротоксическое действие (нарушение психической активности, токсическая кома, параличи)

«Печеночные яды» - Гепатотоксическое действие (токсическая гепатопатия)

«Почечные яды» - Нефротоксическое действие (токсическая нефропатия)

«Кровяные яды» - Гематоксическое действие (гемолиз, метгемоглобинемия)

«Желудочно-кишечные яды» - Гастроэнтеротоксическое действие (токсический гастроэнтерит)

Токсичные вещества

Сердечные гликозиды, трициклические антидепрессанты, растительные яды, животные яды, соли бария и калия

Психофармакологические средства (наркотики, транквилизаторы, снотворные), фосфорорганические соединения, угарный газ, алкоголь и его суррогаты

Хлорированные углеводороды, ядовитые грибы, фенолы и альдегиды

Соединения тяжелых металлов, этиленгликоль, щавелевая кислота

Анилин и его производные, нитриты, мышьяковистый водород

Концентрированные кислоты и щелочи, соединения тяжелых металлов и мышьяка.

ЛЕКЦИЯ №3

1. Группа токсикологически важных веществ, изолируемых дистилляцией («летучие яды»): синильная кислота, спирты, этиленгликоль, алкилгалогениды (хлороформ, хлоралгидрат, четыреххлористый углерод, дихлорэтан), формальдегид, ацетон, фенол, уксусная кислота. 2. Группа токсикологически важных веществ, изолируемых экстракцией и сорбцией:

лекарственные средства (барбитураты, алкалоиды, синтетические лекарственные вещества – 1,4-бензодиазепины, производные фенотиазина, фенилалкиламины);

наркотические вещества (каннабиноиды, эфедрон); пестициды (ФОС, хлорорганические – гептахлор, гексахлорциклогексан,

производные карбаминовой кислоты – севин). 1. Группа токсикологически важных веществ, изолируемых минерализацией:

«металлические яды» - соединения Ва, Pb, Mn, As, Cu, Sb, Bi, Hg и др.2. Группа токсикологически важных веществ, изолируемых экстракцией водой:

кислоты (серная, азотная, соляная), щелочи (гидроксиды натрия, калия, аммония), нитраты и нитриты.

3. Группа токсикологически важных веществ, требующих особых методов изолирования: соединения фтора.

4. Группа веществ, не требующих особых методов изолирования: вредные пары и газы, оксид углерода.

5. Доза смертельная средняя (DL50) - доза, вызывающая за фиксированный период времени гибель 50% подопытных животных.Доза смертельная абсолютная (DL100) - доза, вызывающая за фиксированный период времени гибель не менее, чем 99% подопытных животных.размерность мг/кг, мкг/кг, моль/кг (СИ).Полный (общий, ненаправленный) судебно-химический анализ проводится обязательно на вещества 1,2 групп из веществ органической природы и 1 группу из

веществ неорганической природы, т.е. на группы «летучих», «лекарственных» и «металлических» ядов и пестициды.Формирование токсического эффекта включает 4 стадии:

- доставка токсиканта к органу- мишени;- взаимодействие с эндогенными молекулами –мишенями и другими рецепторами

токсичности;- инициирование нарушений в структуре и/или функционировании клеток; - восстановительные процессы на молекулярном, клеточном и тканевом уровнях.

Биотрансформация ксенобиотика с образованием токсичных продуктов называется метаболической активностью или летальным синтезом.Биотрансформация, сопровождающаяся снижением содержания токсиканта в организме, называется детоксикацией.Мишени для токсикантов – практически все эндогенные соединения:1. Макромолекулы, находящиеся либо на поверхности, либо внутри отдельных типов клеток (чаще всего это внутриклеточные ферменты).2. Нуклеиновые кислоты (особенно ДНК)3. Белки 4. Клеточные мембраны5. Ферменты (мишень в основном для токсического метаболита), т.к. сам фермент ответственен за синтез этого метаболита.на молекулярном уровне токсичность – это химическое взаимодействие между токсикантом и молекулой-мишенью.Рецептор токсичности (Пауль Эрлих 1900 г) – это химически активная группировка, в норме участвующая в метаболизме клетки, к которой способна присоединится молекула ксенобиотика. Классы токсикантов, взаимодействующих с рецепторами:

• антагонисты (ингибирует действие нативных субстратов (эндогенных соединений), блокируя их связывание с рецепторами ),

• агонисты, • частичные агонисты (активируют рецепторы, взаимодействуя с ними, и дают

токсический эффект, равный или превышающий эффект нативного субстрата). - «токсикомиметики»

Связь токсикологической химии с другими дисциплинамиТоксикологическая химия является фармацевтической дисциплиной и в своем развитии занимает как бы пограничную область между медицинскими (токсикология, фармакология), биологическими (биохимия, фармакогнозия) и химическими (аналитическая, органическая, физическая, фармацевтическая химии) дисциплинами.Токсичность вещества неразрывно связана с кинетикой его всасывания, распределения, выделения, механизмом метаболических реакций. Поэтому необходимо уделять особое внимание главным путям и механизмам транспорта, количественным закономерностям, определяющим зависимость между химическими свойствами и биологической активностью. Все перечисленные вопросы составляют основу биохимической токсикологии.Информация о физико-химических характеристиках ядовитых веществ позволяет

правильно ориентироваться в степени их токсичности, в многообразиях химических превращений, происходящих с токсическим веществом в организме, а также оценивать ситуацию, связанную с поступлением вещества в организм человека и животного.ЯДЫ. КЛАССИФИКАЦИЯ ЯДОВ И ОТРАВЛЕНИЙ

Под отравлением (интоксикацией) следует понимать структурные и функциональные изменения организма, вызванные внешними химическими факторами. Внешние химические факторы называют ядами.Яд - это вещество, поступающее в организм извне, обладающее свойством оказывать химическое и физико-химическое воздействие и способное при определенных условиях, даже в малых дозах, вызывать отравление. Яд - понятие относительное. Одно и то же вещество может привести к смертельному отравлению, вызвать лечебный эффект или оказаться индифферентным.В судебной медицине принято ядами называть такие вещества, которые, попадая в организм извне, уже в малых количествах в силу своих физико-химических свойств вызывают расстройство здоровья, иногда заканчивающееся смертельным исходом.Классифицировать яды можно по-разному, в зависимости от тех задач, которые в этой классификация должны отражаться. Для целей судебно-медицинской экспертизы деление ядов на отдельные группы должно служить решению основной задачи - распознаванию отравлений. Поскольку для этого эксперт использует клинические проявления интоксикации и морфологические изменения со стороны внутренних органов и тканей, в основу такой классификации должен быть положен клинико-морфологический принцип. Однако подобное деление ядов носит в известной мере условный характер, так как многие из ядов обладают сложным и многосторонним действием с преимущественным поражением тех или иных органов или систем организма.Клиника и происхождение отравленийСвойства яда и совокупность условий, сопровождающих его действие, определяют клинико-морфологические последствия отравления, которые могут проявляться легкой, средней, тяжелой степенью отравления, молниеносным, острым, подострым и хроническим клиническим течением, местными и общими проявлениями, первичным и метатоксическим действием, избирательностью действия на тонкие биохимические процессы в организме, преимущественным поражением определенных систем организма с соответствующими синдромальными явлениями, различными путями и интенсивностью выведения яда, разнообразием непосредственных причин смерти (болевой и токсический шок, инфекционные осложнения, острая почечная и печеночная недостаточность, истощение и др.). Все эти изменения, вызываемые ядом в организме, охватывается понятием «токсикодинамики».Судьба различных ядов в организме неодинакова. Одни не претерпевают существенных изменений, другие - окисляются, восстанавливаются, нейтрализуются, адсорбируются и т.д. При этом образуются новые соединения как со сниженной, так и с повышенной токсичностью. Бензол в организме вначале окисляется до хинона, а затем разрушается с образованием токсичных метаболитов: оксигидрохинолона, фенилмеркаптуровой и муконовой кислот.

Гидролиз фосфорорганических веществ ведет к утрате их токсичности, окисление - к резкому усилению токсичности. Процессы биотрансформации ядов в основном протекают в печени, желудочно-кишечном тракте, легких, почках, жировой ткани и др. Наибольшее значение имеет степень активности превращения ядов в печени. Задерживаясь в организме, яд может фиксироваться белками тканей и плазмы крови. В этих случаях образующийся комплекс "яд-белок" становится частично или полностью нетоксичным, в других - белок выполняет функцию переносчика яда к пораженным структурам. Образование нетоксических комплексов нередко сопровождается расходованием веществ, важных для жизнедеятельности организма. Дефицит этих веществ может привести к тяжелым, а иногда и необратимым изменениям углеводного и других видов обмена. Превращение яда в организме определяются понятием «токсикокинетики».Острое отравление наступает обычно при однократном приеме токсических или летальных доз. Оно может развиться в течение нескольких минут и быстро закончиться смертельным исходом (синильная кислота, окись углерода). Однако чаще отравление возникает через некоторый промежуток времени после приема яда, длительность которого зависит от характера яда и скорости всасывания его в кровь. Продолжительность острого отравления обычно составляет несколько часов или суток.Подострое отравление, как и острое, возникает обычно от однократного приема яда, но развивается более постепенно и протекает в течение одной-трех недель. Такое течение отравления может быть связано с приемом меньших доз яда, замедленным всасыванием или выделением его из организма (например сулема). В этих случаях обычно на первый план выступают изменения, связанные с поражением отдельных внутренних органов (головного мозга, печени, почек и др.).На длительность отравления и выраженность симптомов существенное влияние оказывают различные лечебные мероприятия, разработанные и успешно применяющиеся в настоящее время в лечебных учреждениях. К их числу относятся: активная детоксикация (ранний гемодиализ, перитонеальный диализ, гемосорбция и др.), специфическая антидотная терапия, неспецифическая интенсивная симптоматическая терапия и др.Хроническое отравление связано с неоднократным поступлением в организм небольших (субтоксических) доз яда на протяжении длительного времени. Картина отравления развивается постепенно, иногда принимает атипичный характер, имитируя некоторые заболевания центральной нервной системы, органов кровообращения, дыхания (тетраэтилсвинец, ртутьсодержащие ядохимикаты). Смерть обычно наступает через несколько недель и даже месяцев после приема ядовитого вещества.1.4.Условия действия ядовХарактер и сила действия яда на организм зависит от многих условий. Нередко одно и то же ядовитое вещество в различных условиях проявляет себя по-разному. Поэтому при проведении судебно-медицинской экспертизы необходимо учитывать в каждом конкретном случае не только свойства введенного яда, но и условия, в которых происходило его действие. Наиболее важными из этих условий являются: физико-химические свойства яда, общее количество введенного яда, его концентрация, темп введения, пути поступления яда в организм, характер

превращения яда в организме, общее состояние организма и его особенности, обуславливающие индивидуальную чувствительность к яду.Химическая структура ядовитых веществ является основным фактором, определяющим тот или иной характер действия яда на организм человека. Вещества, близкие по своей химической структуре, могут оказывать неодинаковое действие, а совершенно различные по своей природе яды нередко дают сходную клиническую картину отравления.Существенную роль в развитии отравления играет физическое (агрегатное) состояние яда. Легче всего проникают в кровь газообразные и парообразные вещества при их вдыхании. Жидкие и твердые растворимые вещества, принятые внутрь, поступают в кровь только после всасывания через слизистые оболочки, причем вещества, принятые в виде порошка, таблеток, действуют медленнее, чем их растворы. Нерастворимые вещества не всасываются и, как правило, не вызывают отравления. Наполнение желудка пищей затрудняет всасывание яда и, тем самым, способствует постепенному развитию отравления и некоторому снижению токсического действия яда. Имеет значение характер пищи. Белковая пища препятствует всасыванию солей тяжелых металлов, жирная пища замедляет всасывание этилового алкоголя, кислая реакция пищевых масс способствует всасыванию цианидов, дубильные вещества, содержащиеся в чае, связывают некоторые алкалоиды.Яд оказывает действие, когда он введен в организм в определенных количествах. Небольшие дозы называются индифферентными, так как они не вызывают заметных нарушений здоровья. Минимальное количество вещества, вызывающее отравление, называется токсической дозой. Количество яда, которое может обусловить смертельный исход, составляет смертельную (летальную) дозу. На величину этих доз прежде всего оказывает влияние химическая природа яда. Так, одна и та же доза 0,5 г является индифферентной для поваренной соли или двууглекислого натрия, лечебной для хинина, анальгина, аспирина, токсической - для кокаина и смертельной - для морфина, атропина. Характер действия некоторых ядов на организм зависит и от их концентрации в жидкости или во вдыхаемом воздухе. Существенное значение имеет также темп введения яда.Одно и то же количество яда может вызывать неодинаковый эффект в зависимости от того, с каким веществом принятый яд смешан. Ослабление или даже полное прекращение действие яда может произойти в тех случаях, когда сопутствующее вещество образует с ядом нерастворимое соединение или его нейтрализует. Действие яда усиливается, если он хорошо растворим в веществе, с которым принят, или если это вещество ускоряет процесс всасывания.При последовательном или одновременном введении ядов в их действии может наблюдаться синергизм или антагонизм. Синергизм - усиление действия одного яда под влиянием другого, причем, степень синергизма может быть различной: от простой суммы эффектов каждого яда до значительного взаимного усиления их действия (потенцирование). Например, известно, что алкоголь усиливает снотворный эффект морфина, барбитуратов, одновременный прием анальгина и амидопирина приводит к более выраженному анализирующему действию. Антагонизм - ослабление действия одного яда другим за счет противоположного эффекта, оказываемого на организм (эзерин и атропин) или химического

взаимодействия с другим веществом, приводящим к ослаблению его ядовитых свойств (например, цианистый калий и глюкоза).Интенсивность действия яда зависит от путей его поступления в организм. Яд может быть введен через рот, парентерально (подкожно, внутримышечно, внутривенно), через легкие, неповрежденную кожу и другими способами.Наиболее часто яды поступают в организм через рот. Всасываясь из желудка и тонкой кишки, они попадают в кровь и затем через систему воротной вены в печень, где частично обезвреживаются. Яды, введенные через прямую кишку или влагалище, минуют печеночный барьер и, следовательно, оказывают более выраженное действие при тех же дозах. Быстрее и почти в неизменённом виде ядовитые вещества поступают в кровь при парентеральном введении. Наиболее быстро и интенсивно оказывается общее действие ядов при внутривенном введении, а для газообразных и парообразных – при вдыхании через легкие. Через неповрежденную кожу проникают только те вещества, которые хорошо растворимы в жирах и липидах, например, тетраэтилсвинец, фенол, сернокислый анабазин, гидразин и некоторые другие. При этом имеет большое значение длительность контакта и площадь соприкосновения кожи с ядовитым веществом.Находясь в организме, ядовитые вещества под влиянием ферментов и других биологически активных веществ подвергаются химическим превращениям (окислению, восстановлению, гидролизу и др.) с образованием чаще всего безвредных соединений. В других случаях образуются промежуточные продукты, обладающие более выраженными токсическими свойствами (ацетальдегид, щавелевая кислота, формальдегид соответственно - при отравлении этиловым алкоголем, этиленгликолем, метиловым спиртом). Одним из путей превращения ядовитых веществ в организме является образование свободных радикалов, обладающих способностью повреждать внутриклеточные мембраны с последующей гибелью клеток. Как правило, некоторая часть яда выводится из организма в неизмененном виде.Выделение ядов может происходить различными путями: через почки, легкие, печень, слизистые оболочки, крупными железами. Чаще всего ядовитые вещества и продукты их превращения, в основном растворимые в воде, выделяются почками. Канальцевый эпителий при этом подвергается дистрофическим, а иногда и некротическим изменениям (отравление сулемой, этиленгликолем), что может обусловить недостаточность выделительной функции почек.Соли тяжелых металлов частично выделяются через слизистую оболочку толстой кишки, в которой могут возникать воспалительные и некротические изменения (сулемовый колит). Летучие вещества (алкоголь, эфирные масла, синильная кислота и др.) выделяясь через легкие, сообщают выдыхаемому воздуху свойственный им запах. Печень вместе с желчью выделяет эфирные масла, наркотики, некоторые алкалоиды.Ряд веществ при повторных введениях обладает кумулятивным действием, то есть способностью накапливаться в тканях и органах, вызывая более выраженное повреждающее действие.К индивидуальным особенностям, влияющим на выраженность симптомов отравления, могут быть отнесены: пол, возраст, состояние здоровья, повышенная чувствительность организма и индивидуальная непереносимость некоторых ядов.

Считается, что женщины в общем более чувствительны к ядам. Беременность и менструальный период понижают сопротивляемость организма к действию ядов.Чувствительность к ядам зависит также от возраста. Отравление у детей наступает при значительно меньших дозах ядовитых веществ. Это связано не только с наименьшей массой тела, но и в значительной мере качественно иной реакцией на большинство ядов, обусловленной особенностями центральной нервной системы и еще недостаточным развитием защитных свойств организма ребенка.

ЛЕКЦИЯ 4 Токсикокинетика чужеродных соединений. Общие закономерности распределения веществ в организме. Факторы, влияющие на распределение.

Списки наркотических средств, должны соответствовать 3 критериям: 1. Медицинский – вещество обладает определённым действием на центральную нервную систему, применяется с немедицинскими целями. 2. Социальный – вещество начинает оказывать определённое действие на поведение человека в обществе. 3. Юридический – вещество должно быть включено в списки наркотических средств, утверждённые Правительством РК.В настоящее время известно большое число веществ, способных вызывать пристрастие. К их числу относятся: морфин, героин, текодин, омнопон, промедол, снотворные - барбитураты (нембутал, барбамил и др.) и небарбитуратового ряда (нитразепам, бромурал), транквилизаторы (сибазон, нозепам, элениум и др.), а также средства растительного происхождения - опий, препараты конопли (гашиш, марихуана) и др.Внезапное лишение наркомана привычного для него возбуждающего или успокоительного вещества вызывает особое состояние организма, так называемую абстиненцию (синдром воздержания). Абстиненция сопровождается тяжелым расстройством функций центральной нервной системы, а также дыхания и кровообращения. Находясь в состоянии абстиненции, наркоман испытывает непреодолимую потребность приема новых доз наркотика и способен совершить любое преступление с целью получения яда.В настоящее время существует около 10 тысяч потенциально опасных токсических веществ, которые могут встретиться в жизнедеятельности человека.В зависимости от причины, обстоятельств отравлений их классифицируют на 2 группы:

СлучайныеБытовыеМедицинские Профессиональные

Умышленные(преднамеренные)Суицидальные (самоубийства)Криминальные (убийства)

Картина отравления, картина вскрытия при летальном исходе бывают, как правило, неспецифичны, нехарактерны, поэтому для выявления причины смерти встаёт вопрос о необходимости судебно-химического исследования (экспертизы), после проведения которого может быть установлено отравляющее вещество и его концентрация.

Основные симптомокомплексы отравленийЗапах, исходящий от больного и его выделений, во многих случаях позволяет

верифицировать вид отравления (таблица 2).Изменение кожных покровов, выявляемые при осмотре, также могут быть ключом к выяснению природы воздействующего токсиканта.Таблица 2 «Запах объектов исследования и возможный токсикант»

№ п/п  Запах  Возможные причины

1  Алкогольный  Отравление алкоголем (этанолом, метанолом)

2  Барвинка  Отравление метилсалицилатом

3  «Дезинфекции»  Отравление фенолом и соединениями кислоты карболовой

4  Горького миндаля  Отравление синильной кислотой и цианидами, нитроциклогексаном, бензальдегидом

5  Грушевый  Отравление хлоралгидратом

6  Загнивших яблок  Отравление ацетоном, растворителями лаков и красок; гипергликемическая кома, кетоацидоз

7  Запах свежести с озоновым оттенком 

Отравление калия перманганатом

8  Йодный  Отравление йодом

9  Керосиново-хлорный  Отравление хлорорганическими соединениями

10  Неприятный специфический, с металлическим вкусом во рту и саливацией

Отравление ртути оксидом

11  Сапожной краски  Отравление нитробензолом

12  Сладко-ацетоновый  Отравление хлороформом

13  Сладко-ликерный  Отравление дихлорэтаном

14  Специфический керосиново-чесночный 

Отравление фосфорорганическими соединениями

15  Спиртово-сивушный  Отравление антифризом

16  Спиртово-сладкий  Отравление тормозной жидкостью (этиленгликолем)

17  Табака  Никотин

18  Тухлых яиц (изо рта и от кала) 

Отравление сероуглеродом, сероводородом, меркаптанами; гнилостная диспепсия

19  Уксусный  Отравление уксусом, ацетальдегидом

20  Формалиновый  Отравление формалином

21  Фруктово-алкогольный  Отравление алкогольными напитками

22  Хлорный (острый, «колючий» запах) 

Отравление хлористоводородной кислотой

23  Чесночный  Отравление фосфором, мышьяком, теллуром и их соединениями (дифференцировать от запаха съеденного чеснока)

Прилив крови, гипертермия кожи характерны для отравлений атропином, настойкой белладонны. Следы от множественных уколов, мелкие гематомы, в основном в области локтевого сгиба или на бедрах подтверждает подозрение на наркоманию. Напряжение волосяных везикул возможно при отравлении барбитуратами. Буллезная отслойка кожи возникает при тяжелых отравлениях углерода оксидом, барбитуратами и т.д. Усиленное потоотделение наблюдается при отравлении фосфорорганическими соединениями, салицилатами, грибами.Локальные пятна на коже: черные - левомицетин, осмия оксид (OsО4), соли серебра; желто-коричневые - бром, бромиды, хроматы, формальдегид, азотная кислота, фенол и т.д.; зелёные - соли меди; красные - углерода оксид, борная кислота. «Бронзовая» кожа: мышьяк, арсин.Глазные симптомы. Сужение зрачка характерно для отравлений наркотическими ядами, фосфорорганическими соединениями, лекарственными средствами, содержащими физостигмин, пилокарпин, хлоралгидрат и т.д. Расширение зрачка развивается при

отравлениях атропином, кокаином, хлороформом, антигистаминными препаратами, папаверином, но-шпой и др. Нистагм - характерный признак тяжелых отравлений барбитуратами, этанолом, угарным газом, гликолями. Отравления фосфорорганическими соединениями сопровождается слезотечением. При отравлении метанолом часто развивается гиперемия (избыточное наполнение кровью) диска зрительного нерва. Для отравления марихуаной характерно развитие конъюктивита.Полость рта и язык. Обильная саливация (слюноотделение) развивается при отравлении фосфорорганическими соединениями, стрихнином, салицилатами, солями таллия, мышьяка, ртути, грибами, никотином. Сухость слизистых оболочек полости рта и языка возникает вследствие отравлений атропином, эфедрином, дурманом, наркотическими ядами. При отравлениях солями ртути, свинца, висмута и мышьяка околозубные участки дёсен приобретают серый оттенок. Отравление едкими веществами вызывает воспалительные изменения слизистой оболочки рта и зева.Желудочно-кишечный тракт. Появление тошноты, рвоты характерно для большинства отравлений. Функция кишечника нарушается (запор или понос).При отравлениях соединениями ртути, мышьяка, таллия, фосфорорганическими соединениями, грибами наиболее интенсивна кишечная колика.Острые интоксикации солями мышьяка, тяжелых металлов (железа, меди) вызывают обильные поносы. При отравлении борной кислотой кал приобретает сине-зелёный оттенок. Запоры развиваются при отравлении наркотиками, солями свинца. Кровавая рвота возникает при отравлениях солями тяжелых металлов, едкими веществами, салицилатами, борной кислотой и т.д.Дыхательная система. Отравления наркотиками, алкоголем и его суррогатами, транквилизаторами, антигистаминными препаратами вызывают замедление дыхания. Учащенное дыхание наблюдается при отравлениях угарным газом, ацетилсалициловой кислотой, бензином и др. Токсический отёк лёгких наступает при отравлениях газами (хлор, фосген, углерода оксид и др.), фосфорорганическими соединениями, барбитуратами, героином и др.Поражение печени. Острые отравления вызывают токсический гепатит, влекущий за собой острую печёночную недостаточность. Особенно агрессивно воздействуют на печень хлорированные углеводороды (дихлорэтан, углерода тетрахлорид), хлорорганические пестициды, фенол, фосфор, уксусная кислота, фосфорорганические соединения, яд бледной поганки и др.Поражение почек. Этиленгликоль, соли ртути, хрома, свинца, щавелевая кислота, калия бихромат, соединения мышьяка, дихлорэтан и т.д., являются наиболее агрессивными нефротоксинами.Сердечно-сосудистая система. При отравлениях алкоголем, атропином, аспирином, эфедрином, теофиллином и др. появляется тахикардия. Артериальная гипертензия возникает при отравлениях никотином, солями свинца, эфедрином, симпатомиметиками. Артериальная гипотензия отмечается при отравлениях барбитуратами, производными фенотиазина и другими транквилизаторами, ганглиоблокаторами, нейролептаналгезирующими средствами и т.д.Психоневрологические нарушения. Расстройства координации движений (атаксия) появляются при отравлениях этанолом, барбитуратами, атропином, препаратами белладонны, никотином, галлюциногенами и др. Кома наступает от интоксикации снотворными, транквилизаторами, антигистаминными средствами, наркотическими и седативными средствами.Общая характеристика и классификация веществ, вызывающих отравлениеПопытки классификации ядов были предприняты в глубокой древности. Так, древнегреческий ученый Теофрастос (370 – 286 г.г. до н.э.) написал обзор по растительным ядам, а его соотечественник Диоскурид (греческий врач при дворе императора Нерона), классифицировал яды на растительные, животные и минеральные.

Трудность в классификации ядов (токсических веществ) состоит, прежде всего, в том, что большинство их обладает политропным (множественным) действием. Поэтому, простейшей классификацией является разделение ядов по их происхождению или способу получения, или источнику отравления. С этих позиций все яды можно разделить на две большие группы: яды биологической и яды небиологической природы.Яды биологической природы (токсины). В свою очередь, среди ядов биологической природы следует различать яды животных, растений и бактерий.Яды животного происхождения. На земле ядовитых животных насчитывается около 5000 видов, в том числе простейшие, кишечнополостные, паразитические моллюски, иглокожие, рыбы, амфибии, рептилии, млекопитающих. В пределах РФ встречается около 1500 видов ядовитых животных.Как правило, яды животных представляют собой сложные смеси, основным компонентом которых являются протеины, обладающие высокой биологической активностью, и ферменты (токсины ботулина А, дифтерийные токсины, яды змей и т. д.).Яды растительного происхождения. Они подразделяются на яды высших растений (гликозиды, алкалоиды, токсальбумины и др.) и яды низших растений, грибов и паразитических грибов. Среди высших растений бесчисленное множество содержит токсические агенты. Многие из них известны и наиболее полно описаны, особенно те из них, которые используются в медицине. Это опиум, морфин, атропин, сердечные гликозиды, салицилаты, хинин, резерпин.Низшие растения также являются источником многих токсичных агентов. Высокая токсичность патогенных организмов позволяет использовать пенициллин, окситетрациклин, хлорамфеникол, эритромицин в медицинских целях. Вместе с тем, токсические метаболиты (продукты их биотрансформации) микроскопических грибов (микотоксины) при попадании с пищей в организм человека могут вызвать сильнейшие отравления. Среди микотоксинов своими токсическими свойствами и широким распространением выделяются афлатоксины, охратотоксины, трихотецены, зеараленон и патулин. Многие из микотоксинов, помимо высокой токсичности, обладают мутагенными, тератогенными и канцерогенными свойствами. Всего известно около 100 токсичных микотоксинов, которые вырабатываются 250 грибами.Яды небиологической природы (токсиканты). Несмотря на их многочисленность и при всей условности отнесения, яды этого типа можно отнести к следующим группам:Сельскохозяйственные яды.Промышленные яды.Бытовые яды.Лекарственные яды.Газы.Сельскохозяйственные (с/х) яды. Пути отравления с/х ядами можно разделить на два. Первый – в процессе их производства, хранения, приготовления к использованию, и их использования, второй – случайный, когда яд может попасть в организм с пищей, обработанной с/х ядами. Среди с/х ядов различают:ü галогенированные инсектициды (гептохлор, дихлофос, метоксихлор, хлорофос, фенфлутрин и др.);ü пестициды, ингибиторы холинэстеразы (паратион, малатион, метафос и др.);ü прочие средства борьбы с с/х. вредителями (соли бария, динитрофенил, феназин, пиретрин, никотин и др.).Промышленные яды. Группа промышленных ядов является самой большой, т. к. на сегодняшний день человеком синтезировано около 7000000 химических соединений, являющихся потенциальными ядами. К ним относятся – нитросоединения (азотсодержащие) (анилин, пиридин и мн. др.), галогенированные углеводороды (хлороформ, дихлорэтан и т.п.), спирты, гликоли (метанол, этанол, этиленгликоль и др.), сложные и простые эфиры, альдегиды, кетоны, углеводороды, продукты переработки

нефти, кислоты, гидрооксиды, металлические яды – сами металлы и их соединения, цианиды, сульфиды и т.п.Бытовые яды: а) косметические средства – лосьоны (тиогликоляты, тиоглицерин), депиляторы (сульфид бария, щелочи), тушь для ресниц (нафтиламин, фенилендиамин и другие ароматические амины), краска для волос (соли серебра, ртути, свинца, висмута), пудра для лица (пигменты, тальк) и т.д.; б) пищевые яды – токсины ботулизма, токсины стафилококка и других бактерий; яды, образовавшиеся в результате неправильного хранения пищевых продуктов; в) средства бытовой химии – отбеливатели, мыла, детергенты, чистящие, растворители, лаки и краски для хозяйственных работ и прочие химические средства, предназначенные для использования в домашних условиях.Очень часто яды классифицируют по их месту действия, т.е. биологической мишени – яды общего действия, яды центральной, периферической нервной системы, гепато-, нефро-, цитотоксичные яды, мутагены, канцерогены и т.д.Судебно-медицинская (морфологическая) классификация ядовВ зависимости от характера действия на органы и ткани яды можно подразделить на следующие основные группы:1. Едкие яды.2. Деструктивные яды.3. Яды, изменяющие гемоглобин крови.4. Яды, не вызывающие заметных морфологических изменений в месте их контакта с организмом, действующие преимущественно на центральную или периферическую нервную систему.4.1. Парализующие ЦНС.4.2. Угнетающие ЦНС.4.3. Возбуждающие ЦНС.4.4. Действующие преимущественно на периферическую нервную систему.При дальнейшем изложении будут рассмотрены только некоторые яды, чаще других встречающиеся в судебно-медицинской практике.В основу фармакологической классификации положен фармакологический эталон - яды, обладающие курареподобной, холиномиметической и другими видами активности, в основу биохимической – тип взаимодействия ядов с ферментами. Существующее множество классификаций лишь подчеркивает многообразие интересов различных областей медицины к действию ядовитых и токсичных веществ на живой организм.Все химические вещества, рассматриваемые токсикологической химией как токсические, при химико-токсикологическом анализе делятся на токсические вещества органической и неорганической природы, а далее подразделяются на группы в зависимости от метода, которым они изолируются из различных биологических объектов.Классификация химических веществ по методам их изолирования является главной специфической особенностью токсикологической химии.Токсические вещества органической природы:1.1. Группа веществ, изолируемых дистилляцией с водяным паром («летучие яды»):Синильная кислота, спирты, этиленгликоль, алкилгалогениды – хлороформ, хлоралгидрат, четырёххлористый углерод, дихлорэтан, формальдегид, ацетон, фенол, уксусная кислота и т. п.1.2. Группа веществ, изолируемых экстракцией и сорбцией:Лекарственные вещества – барбитураты, алкалоиды, 1,4-бензодиазепины, производные фенотиазина и т.п.Наркотические средства – опиаты, каннабиноиды, производные амфетамина, кокаин.Пестициды фосфорорганические, ртутьорганические, хлорорганические, производные карбаминовой кислоты, производные фенола.2. Токсические вещества неорганической природы:2.1. Группа веществ, изолируемых минерализацией («металлические яды») – соединения

Pb, Ba, Mn, As, Sb, Cu, Ag, Hg и др.2.2.Группа веществ, изолируемых экстракцией (настаиванием) с водой и последующим диализом – кислоты (серная, азотная, хлористоводородная), щелочи (гидроксиды натрия, калия, аммония), соли азотной и азотистой кислот.2.3. Группа веществ, требующих особых методов изолирования – соединения фтора.2.4.Группа веществ, не требующих особых методов изолирования – вредные пары и газы, оксид углерода (см. Приложение 2).При наличии в сопроводительном документе конкретных указаний на цель судебно-химического исследования проводится исследование на отдельное вещество или группу веществ. Такое исследование носит частный характер и составляет содержание частного (частичного, направленного) судебно-химического исследования. При отсутствии конкретных указаний проводится полное (общее, ненаправленное) судебно-химическое исследование. Перечень веществ, подлежащих исследованию при проведении ненаправленного исследования, изложен в приказе МЗ СССР от 12.12.1973 г. № 1021 «О введении нового перечня токсикологических веществ, подлежащих судебно-химическому исследованию в лабораториях бюро судебно-медицинской экспертизы».Клиника и происхождение отравленийСвойства яда и совокупность условий, сопровождающих его действие, определяют клинико-морфологические последствия отравления, которые могут проявляться легкой, средней, тяжелой степенью отравления, молниеносным, острым, подострым и хроническим клиническим течением, местными и общими проявлениями, первичным и метатоксическим действием, избирательностью действия на тонкие биохимические процессы в организме, преимущественным поражением определенных систем организма с соответствующими синдромальными явлениями, различными путями и интенсивностью выведения яда, разнообразием непосредственных причин смерти (болевой и токсический шок, инфекционные осложнения, острая почечная и печеночная недостаточность, истощение и др.). Все эти изменения, вызываемые ядом в организме, охватывается понятием «токсикодинамики».Судьба различных ядов в организме неодинакова. Одни не претерпевают существенных изменений, другие - окисляются, восстанавливаются, нейтрализуются, адсорбируются и т.д. При этом образуются новые соединения как со сниженной, так и с повышенной токсичностью. Бензол в организме вначале окисляется до хинона, а затем разрушается с образованием токсичных метаболитов: оксигидрохинолона, фенилмеркаптуровой и муконовой кислот. Гидролиз фосфорорганических веществ ведет к утрате их токсичности, окисление – к резкому усилению токсичности. Процессы биотрансформации ядов в основном протекают в печени, желудочно-кишечном тракте, легких, почках, жировой ткани и др. Наибольшее значение имеет степень активности превращения ядов в печени. Задерживаясь в организме, яд может фиксироваться белками тканей и плазмы крови. В этих случаях образующийся комплекс "яд-белок" становится частично или полностью нетоксичным, в других - белок выполняет функцию переносчика яда к пораженным структурам. Образование нетоксических комплексов нередко сопровождается расходованием веществ, важных для жизнедеятельности организма. Дефицит этих веществ может привести к тяжелым, а иногда и необратимым изменением углеводного и других видов обмена. Превращение яда в организме определяются понятием «токсикокинетики».Острое отравление наступает обычно при однократном приеме токсических или летальных доз. Оно может развиться в течение нескольких минут и быстро закончиться смертельным исходом (синильная кислота, окись углерода). Однако чаще отравление возникает через некоторый промежуток времени после приема яда, длительность которого зависит от характера яда и скорости всасывания его в кровь. Продолжительность острого отравления обычно составляет несколько часов или суток.Подострое отравление, как и острое, возникает обычно от однократного приема яда, но

развивается более постепенно и протекает в течение одной-трех недель. Такое течение отравления может быть связано с приемом меньших доз яда, замедленным всасыванием или выделением его из организма (сулема). В этих случаях обычно на первый план выступают изменения, связанные с поражением отдельных внутренних органов (головного мозга, печени, почек и др.).На длительность отравления и выраженность симптомов существенное влияние оказывают различные лечебные мероприятия, разработанные и успешно применяющиеся в настоящее время в лечебных учреждениях. К их числу относятся: активная детоксикация (ранний гемодиализ, перитонеальный диализ, гемосорбция и др.), специфическая антидотная терапия, неспецифическая интенсивная симптоматическая терапия и др.Хроническое отравление связано с неоднократным поступлением в организм небольших (субтоксических) доз яда на протяжении длительного времени. Картина отравления развивается постепенно, иногда принимает атипичный характер, имитируя некоторые заболевания центральной нервной системы, органов кровообращения, дыхания (тетраэтилсвинец, ртутьсодержащие ядохимикаты). Смерть обычно наступает через несколько недель и даже месяцев после приема ядовитого вещества.

Периоды отравленияРассматривая отравления как заболевания химической этиологии, остановимся на периодах отравления, методах детоксикации, в частности, на особенностях антидотной терапии.Клиническая токсикология рассматривает несколько периодов отравления. Скрытый период характеризуется отсутствием соответствующих симптомов. Токсикогенный период начинается с первыми клиническими симптомами и заканчивается после окончательной элиминации яда из организма. В соматогенном периоде возникают органные и полиорганные повреждения уже после элиминации яда. Восстановительный период может длиться 2 года и более с сохранением остаточных признаков нарушений нервной, эндокринной и иммунной систем.Методы детоксикации зависят от периода отравления. В токсикогенном периоде детоксикация представляет собой этиотропное (от греч. aitia - причина) лечение. Эффективность лечения выше, если методы активной детоксикации применяют как можно раньше - до распределения яда в организме.В соматогенном периоде детоксикационные функции органов нарушены и методы детоксикации становятся патогенетическими. При тяжелых отравлениях лечение реанимационное.Детоксикация при отравлениях. Применение антидотовДля лечения отравлений необходимы прекращение воздействия токсичных веществ и удаление их из организма, т.е. детоксикация. Для этого применяют стимуляцию естественной детоксикации, а также методы искусственной и антидотной детоксикации.Рассмотрим каждый из методов детоксикации более подробно. Для стимуляции естественной детоксикации, т.е. усиления физиологических процессов выведения яда из организма, используют очищение желудочно-кишечного тракта, форсированный диурез, регуляцию активности ферментов, создание гипер- и гипотермии. Соответственно применяют рвотные и слабительные средства, осмотические диуретики, препараты, обеспечивающие водно-электролитный гомеостаз.Следует отметить, что стимуляция естественных механизмов детоксикации возможна только при условии сохранения функции элиминирующих систем организма.Форсированный диурез - наиболее распространенный метод консервативного лечения отравлений, когда токсичные вещества выводятся преимущественно почками. Форсированный диурез был впервые использован в терапии острых отравлений барбитуратами внутривенное введение большого количества изотонического раствора хлорида натрия и ртутных диуретиков. При применении форсированного диуреза для

восстановления кислотно-основного состояния и эффективного выведения барбитуратов из организма целесообразно парентеральное введение раствора гидрокарбоната натрия (NaHCО3).Метод форсированного диуреза остается достаточно универсальным способом быстрого удаления из организма не только барбитуратов, но и морфина, фосфорорганических инсектицидов, хинина и пилокарпина, дихлорэтана, солей тяжелых металлов и других токсикантов, которые элиминируются почками.Для очищения желудочно-кишечного тракта применяют простое или зондовое промывание желудка. Для промывания кишечника используют зондовый лаваж, клизмы, солевые, масляные, растительные слабительные средства. В некоторых случаях проводят электростимуляцию кишечника.При отравлении токсичными газами, например угарным газом, показана лечебная гипервентиляция легких.Усиления естественной детоксикации можно достигнуть также регуляцией ферментативной активности. Большинство методов искусственной детоксикации организма основано на разведении, диализе и сорбции, это разведение и замещение крови (лимфы), например гемоферез (замещение крови), плазмоферез (замещение плазмы) с использованием различных крове- и плазмозаменителей.Методики плазмофереза включают в себя извлечение плазмы крови и ее замещение плазмозамещаюшими растворами (сухой плазмы, альбумина) или возвращение плазмы в организм больного после ее очищения (диализ, фильтрация, сорбция).Диализные и фильтрационные методы включают гемо-, плазмо-, лимфодиализ, перитонеальный и кишечный диализ, ультрафильтрацию, гемофильтрацию. Диализ (разделение) - процесс удаления низкомолекулярных веществ, основанный на способности полупроницаемых мембран пропускать низкомолекулярные вещества и ионы, соответствующие по размеру их порам (до 50 нм), и задерживать коллоидные частицы и молекулы высокомолекулярных соединений. Современные диализаторы снабжены высокопроницаемой полисульфоновой мембраной, и их можно использовать для ультрафильтрации.Среди многих методов внепочечного очищения организма перитонеальный диализ считается наиболее простым и общедоступным. Однако опасность развития перитонита долго препятствовала широкому распространению этого метода. Благодаря применению антибиотиков перитонеальный диализ стал одним из основных хирургических методов искусственного очищения организма при ряде острых экзогенных отравлений.Для искусственной детоксикации используют сорбционные методы (гемо-, плазмо-, лимфосорбция, энтеросорбция). Сорбция (поглощение) - процесс поглощения молекул токсиканта поверхностью твердого тела или жидкости. В отличие от диализа и фильтрации, позволяющих выводить из организма низкомолекулярные токсичные вещества, при гемосорбции возможно выведение более крупных молекул.Выбор метода детоксикации обусловлен физико-химическими свойствами, природой и дозой токсичного вещества, экспозицией яда, тяжестью отравления.Антидотная терапия занимает особое место при детоксикации. Антидотная терапия эффективна только в раннем токсикогенном периоде острых отравлений. Антидот или противоядие, - лекарственное средство, обезвреживающее яд путем химического или физико-химического взаимодействия с ним или уменьшающее вызванные им нарушения в организме.Согласно определению экспертов Международной программы химической безопасности ВОЗ, антидотом является препарат, способный ослаблять или усиливать специфические эффекты ксенобиотика в результате его иммобилизации и уменьшения концентрации (за счет химического взаимодействия - окисления, восстановления, осаждения, хелатообразования, изменения метаболизма, адсорбции) или противодействия на уровне

рецептора (фармакологические антагонисты).Антидотная терапия высокоспецифична и используется только при достоверно установленном клинико-лабораторном диагнозе. При ошибочном введении антидота, особенно в большой дозе, возможно токсическое воздействие на организм самого антидота. Антидотная терапия нецелесообразна в соматогенном периоде острых отравлений, когда элиминация яда практически завершена.Методы детоксикации при подострых и хронических отравлениях имеют свои особенности. В этих случаях выведение токсичных веществ затруднено, так как возможно депонирование токсиканта (Тох) в организме, сопровождающееся его прочным связыванием с клеточными рецепторами (R):Тох + R Тох — R

Гемодиализ и гемосорбция зачастую оказываются малоэффективными. При лечении хронических отравлений следует применять лекарственные средства, воздействующие не только на сам ксенобиотик, но и на продукты его метаболизма.Средства антидотной детоксикации позволяют непосредственно воздействовать на токсичное вещество или его рецепторы. Специфические антидоты существуют для небольшого числа ксенобиотиков (не более 5%), а механизмы их действия разнообразны, поэтому любая систематизация противоядий условна. В клинической токсикологии выделяют химические противоядия контактного действия, биохимические (токсикокинетические) противоядия, фармакологические (симптоматические) антагонисты, иммунохимические противоядия.К ним относятся соединения, обезвреживающие яд при различных химических реакциях: кислотно-основных, окислительно-восстановительных, комплексообразования, осаждения. Например, тиосульфат-ион S2O32- превращает цианиды CN- в менее токсичные роданиды SCN-; сульфат-ион SO42- приводит к осаждению токсичных ионов бария; этилендиаминтетраацетат (ЭДТА) связывает токсичный ион свинца в прочный хелатный комплекс. Эффективность антидотов этой группы зависит от клинического состояния больного, а также от токсикокинетических и токсикодинамических факторов (поглощенной дозы, типа экспозиции яда, периода его полувыведения, механизмов связывания яда с клеточными рецепторами, химической природы метаболитов токсиканта). Если период полувыведения антидота меньше, чем токсиканта, то проводят повторные курсы антидотной терапии. Иногда необходимо длительное применение антидота повторными курсами.Химические противоядия контактного действия включают в себя специфические и неспецифические антидоты. В основе действия неспецифических антидотов лежит физико-химический процесс - адсорбция. Например, неспецифическими антидотами являются активированный уголь, специальные смолы, лигнин.Специфические метаболические (биохимические, токсикокинетические) противоядия способны изменять механизмы метаболических процессов с участием токсичных веществ. Например, при отравлении метгемоглобинобразователями, в том числе цианидами, применяют метиленовый синий - тетраметилтионина хлорид, который в крови способен окислять железо (II) гемоглобина, т. е. превращать его в метгемоглобин. Попавшие в кровь цианиды образуют более прочные связи с метгемоглобином, покидая менее прочные центры связывания - геминовые структуры тканей. Происходит восстановление функции цитохромоксидаз тканей. Комплекс MetHb•CN- постепенно отщепляет цианид в печени и метаболизируется до безопасных продуктов. Связывание цианида можно усилить введением специфического химического антидота - натрия тиосульфата:S2О32- CN -   S CN

Этанол при отравлениях метанолом или двухатомными спиртами конкурентно быстро взаимодействует с алкогольдегидрогеназой и препятствует участию этого фермента в

образовании токсичных метаболитов метанола (муравьиной кислоты и формальдегида) и этиленгликоля (гликолевой, глиоксиловой и щавелевой кислот).К группе биохимических антидотов следует отнести также цинка сульфат, используемый при отравлении соединениями меди (II), в частности при генетическом нарушении контроля содержания меди в организме - болезни Вильсона-Коновалова. Введение ионов цинка катализирует синтез металлотионеинов, а образующиеся при этом прочные тиолаты меди выводятся из организма.Группу фармакологических антагонистов образуют вещества, конкурирующие с ядом в действии на клеточные рецепторы. Это реактиваторы холинэстеразы при отравлениях фосфорорганическими пестицидами, атропин как антидот при отравлении пилокарпином, налорфин при отравлении морфином, ионы калия при отравлении сердечными гликозидами.Среди фармакологических антагонистов имеется группа лекарственных средств, относящихся к синаптотропным препаратам. Например, флумазенил применяют при отравлении бензодиазепинами.Фармакологические антидоты позволяют купировать большинство не все симптомы интоксикации, так как антагонизм обычно бывает полным. При этом могут развиваться побочные эффекты, поскольку конкурентное действие предполагает использование высоких концентраций антидота-антагониста. В отличие от химических антидотов, биохимические (токсикокинетические) антидоты не образуют прочных ковалентных химических связей с токсичным веществом.Большую группу составляют антидоты, используемые для профилактики и коррекции токсических эффектов ряда лекарственных средств. Амифостин используют для коррекции токсичности препаратов платины, ацетилцистеин - токсичности парацетамола, кальция фолиат - токсичности метотрексата.Для лечения отравлений животными ядами, вызванных укусами змей и насекомых, применяют иммунологические противоядия (противозмеинная, противокаракуртовая сыворотки и др.). Антитоксическая иммунотерапия эффективна лишь в первые часы после отравления.Приведенные примеры не могут охватить широкий круг медикаментов для детоксикации. Более полную информацию можно получить в учебниках по клинической токсикологии и в соответствующей справочной литературе.Таким образом, при острых отравлениях необходимы методы активной детоксикации, специфической (антидотной) фармакотерапии (методы пассивной детоксикации) и симптоматической терапии с учетом избирательной токсичности вещества.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1Министерство здравоохранения РК Департамент здравоохранения Администрация

Бюро судебно-медицинскойэкспертизы__________________Адрес^ АКТСУДЕБНО-ХИМИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ№_________

На основании_________________________________________________________________В судебно-химическом отделении судебно-медицинской лаборатории Бюро судебно-медицинской экспертизы_______________________________________________________ экспертом - химиком______________________________________________________фамилия, и,о., специальность, стаж, звание________________________________________________________________________ученая степень, званиепроизведено исследование_____________________________________________________наименование объектаот трупа_____________________________________________________________________фамилия, имя, отчество умершего, возрастс целью определения спирта этилового.Дата наступления смерти_______________________________________________________Дата вскрытия трупа и номер заключения (акта)____________________________________Дата поступления объекта в отделение____________________________________________Дата начала исследования_______________________________________________________Дата окончания исследования ___________________________________________________

Обстоятельства дела _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Описание объекта _______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Методика химического исследования. Условия хроматографического разделения: хроматограф ЛХМ 8 МД,колонка 3/2000 мм,насадкаХроматин № AWDMCS + 7 ПМФС4_________________________________________+____проц. натрия гидроксида +___________проц. ______________.Температура колонки 75 °Синжектора- 75 °С. Расход газа-носителя 2,6 л/час;детектор-катарометр; ток детектора - 50 мА________.

Во флакон из-под пенициллина наливали 0,5 мл 50 % раствора трихлоруксусной кислоты, добавляли каплю раствора 1:400 метилового спирта и 0,5 мл. После фиксации пробки в горловине флакона содержимое его тщательно взбалтывали, затем во флакон шприцем вводили 0,3 мл 30 % раствора натрия нитрита и смесь тщательно взбалтывали. Шприцем отбирали из флакона 3 мл парообразной пробы и вводили её в хроматограф – на хроматограмме идентифицировали пики: метилнитрита_____________________________0,5 мл 4 % раствора пропилового спирта (внутренний стандарт) смешивали с ______мл смеси вводили во флакон из-под пенициллина, содержащий 0,5 мл раствора трихлоруксусной кислоты. После фиксации пробки к горловине флакона содержимое его тщательно перемешивали, шприцом вводили 0,3 мл раствора нитрита натрия. Смесь тщательно взбалтывали. Через минуту из флакона отбирали 3 мл парообразной пробы, которую вводили в хроматограф. При этом на хроматограмме отмечена высота пика этилнитрита, равная ____ мм, высота пика ____мм.

По вышеописанной методике производили исследование ________.При этом высота пика этилнитрита была равной ________мм, высота пика __________мм.Одновременно по вышеописанной методике строили калибровочные графики. При построении калибровочных графиков использовали 1, 2, 4 и 6 % растворы этанола, приготовленные на воде очищенной. Перерасчетный коэффициент по количественному определению этанола по вводно-спиртовой смеси составляет: для крови - 0,95, для мочи - 1,05.При этом высота пиков этилнитрита соответственно составила________мм; высота пиков______мм. Котангенс =

ЗАКЛЮЧЕНИЕПри судебно-химическом исследовании трупа___________________________________________________________________________________________________________________фамилии, имя, отчество умершегоОбнаружен спирт этиловый в концентрации _______________________________________не обнаружены:_____________________________________________________________________________________________________________________________________________Приложение: 1. Две хроматограммы на 2 листах.2. Калибровочный график на 1 листе.

Эксперт химик_________________Подпись

«_____»_______ 20 г.

Составляется в двух экземплярах при производстве исследований на наличие спирта С1-С5 (этиловый спирт и его аналоги) газохроматографическим методом

Приложение 2

АКТ

судебно-химического исследования№

На основании направления судмедэксперта________________________________________в судебно-химическом отделении судебно-медицинской лаборатории Бюро судебно-медицинской экспертизы здравотделаЭкспертом-химиком___________________________________________________________произведено исследование______________________________________________________от трупа_____________________________________________________________________-с целью определения карбоксигемоглобина.Дата наступления смерти________________________________________________________Дата вскрытия трупа и номер заключения (акта)____________________________________Дата поступления объектов в отделение___________________________________________Дата начала исследования_______________________________________________________Дата окончания исследования____________________________________________________

Обстоятельства дела_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Описание объектов ____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Методика химического исследования1. К 1 мл крови, разведенной пятикратным объемом воды очищенной, добавляли 3 мл 3 % раствора танина и взбалтывали. При этом наблюдали появление__________________осадка_____________________________________________2. К 1 мл неразведенной крови добавляли 4 мл 5 % раствора основного ацетата свинца и в течение 1 минуты сильно взбалтывали. При этом наблюдали ____________________окрашивание.3. К 1 мл крови добавляли 4 мл 0,2 % раствора цитрата натрия. 1 мл полученного раствора помещали в пробирку, содержащую 4 мл буферного раствора с рН=5,2 и выдерживали в течение 5 минут на водяной бане при 55 °С.Смесь охлаждали ледяной водой и отфильтровывали. Полученный раствор имел______________________окраску.

КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ. 0,1 мл крови разводили в 15 мл 0,1% раствора аммиака. Отфильтрованный раствор помещали в кювету с толщиной рабочего слоя 1 см и производили измерение оптической плотности при длине волны 575 нм (спектрофотометр СФ-26, раствор сравнения - 0,1 % раствор аммиака). Е1 _______. Затем к раствору, оставшемуся в пробирке, добавляли 2 капли 30 % раствора натрия гидроксида и 20 мг натрия гидросульфита. Через 15 мин при той же длине волны (575 нм) производили второе измерение оптической плотности Е2 =___________ Е2/Е1 =__________.Для построения калибровочного графика 0,6 мл крови, не содержащей карбоксигемоглобина, разводили в 100 мл 0,1 % раствора аммиака. Одна часть полученного раствора насыщалась окисью углерода, полученной из муравьиной кислоты при взаимодействии с концентрированной кислотой серной в течение 1 часа. Измеряли оптическую плотность раствора крови без карбоксигемоглобина и со 100 % содержанием карбоксигемоглобина до и после добавления натрия гидроксида и натрия гидросульфита при условиях, описанных выше. Результаты следующие:

СодержаниеНвСО висследуемойкрови

Оптическаяплотностьдо прибавленияреактивов - Ei

Оптическая плотностьпосле прибавленияреактивов - Е2

Е2/Е,

0%  0,46  0,11  0,24

25%  0,421  0,162  0,38

50%  0,383  0,216  0,56

75%  0,344  0,267  0,77

100 %  0,306  0,32  1,04

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

При судебно-химическом исследовании_______________________________________от трупа__________________________________________________________________Обнаружен карбоксигемоглобин в концентрации_______________________________

Приложение: Калибровочный график на 1 листе. 

Эксперт-химик_________________________

«_____»_______ 20 г.

Приложение 3АКТсудебно-химического исследования№_________На основании направления судмедэксперта________________________________________В судебно химическом отделении судебно - медицинской экспертизы Департамента здравоохранения Администрации судмедэкспертом-химиком_____________________________________________________________________Произведено исследованиеОт трупа______________________________________________________________________С целью определения этилового спирта.Дата наступления смерти_______________________________________________________Дата вскрытия и № заключения__________________________________________________Дата поступления объектов в отделение ___________________________________________Дата начала исследования_______________________________________________________Дата окончания исследования____________________________________________________Обстоятельства дела __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________Описание объектов __________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Химическое исследование: условия хроматографического исследования: хроматограф ЛХМ8 МД, колонка стальная 0,3x200 см,насадка ХЕЗОСОРБ с 1,7 % алкилсульфатов + 0,9 % натрия гидроксида + 12 % винилина, температура колонки 75 °С, температура инжектора 50 °С,детектор-катарометр, ток детектора 50 мА,газ-носитель - гелий, скорость газа 2,6 л/час, скорость диаграммной ленты- 240 мм/час, чувствительность прибора 1:1.В пенициллиновый флакон помещали 0,5 г измельченной средней пробы _________________ и 2 мл 20 % раствора фосфорно-вольфрамовой кислоты. Флакон закрывали резиновой пробкой и металлическим фиксатором и помещали в кипящую водяную баню. Через 15 мин флакон вынимали и охлаждали до комнатной температуры. Шприцем через пробку вводили 0,5 мл 0,4 % раствора пропанола (внутренний стандарт) и 0,5 мл 30 % раствора натрия нитрита. Содержимое флакона взбалтывали в течение 1 минуты, отбирали 1 мл парогазовой фазы и вводили в инжектор хроматографа. При этом на хроматографе отмечали пики этилнитрита___________________мм и пропилнитрита _____________мм. Одновременно повышеописанной методике строили калибровочный график, по которому определяли концентрацию этанола.

ЗАКЛЮЧЕНИЕПри судебно-химическом исследовании___________________________________________от трупа______________________________________________________________________

Эксперт-химик_________________________

«_____»_______ 20 г.

(из пр. № 182 от 09.07.91 г.)

Приложение 4

Правила изъятия и направления трупного материалана лабораторное исследование

С целью обнаружения и количественного определения ядовитых веществ для СХА изымают и направляют различные внутренние органы, кровь и мочу с учетом природы яда и путей введения его в организм, распределения, путей и скорости выведения, длительности течения интоксикации и лечебных мероприятий. Направляют также рвотные массы, первые порции промывных вод, остатки лекарственных и химических веществ, пищи, напитков и другие объекты.1.1. При подозрении на отравление на судебно-химическое исследование из трупа взрослого изымают не менее 2 кг внутренних органов. При длительном течении

отравления, а также после проведения реанимационных мероприятий количество направляемого материала должно быть увеличено до 2,5-3 кг.1.2. Органы нельзя обмывать водой и загрязнять химическими веществами или механическими примесями. Органы помещают в стеклянную посуду (сухие широкогорлые банки). Использование металлической или керамической посуды запрещается.1.2.1. Внутренние органы извлекают после наложения двойных лигатур на пищевод, желудок, кишечник (на расстоянии 1 м в разных отделах для предотвращения механического перемещения их содержимого).1.2.2. Эксперт должен следить за тем, чтобы яд не был удален из трупа и не попал в него извне. Поэтому для вскрытия необходимо тщательно вымыть секционный стол, инструменты и перчатки и во время вскрытия не пользоваться водой и другими жидкостями.1.3. Банки следует мыть раствором горчицы или соды, тщательно ополаскивать чистой водопроводной, а затем очищенной водой и высушивать в сушильном шкафу.1.4. При подозрении на отравление неизвестным ядом, а также при комбинированных отравлениях необходимо изымать:в банку № 1 - желудок с содержимым,в банку № 2 - по одному метру тонкой и толстой кишок с содержимым из наиболее измененных отделов,в банку № 3 - не менее 1/3 наиболее полнокровных участков печени, желчный пузырь и его содержимое,в банку № 4 - одну почку и всю мочу,в банку № 5 - 1/3 головного мозга,в банку № 6 - не менее 200 мл крови,в банку № 7 -селезенку и не менее 1/4 наиболее полнокровных участков легкого.При подозрении на введение яда через влагалище или матку необходимо дополнительно взять в отдельные банки матку и влагалище, при подозрении на подкожное или внутримышечное введение яда - участок кожи и мышц из области предполагаемого введения..1.5. При отравлении яды распределяются в органах и тканях по-разному. Поэтому, в зависимости от предполагаемого отравления определенным ядом, берут (с соблюдением п.п. 1.1,1.2. и 1.4.) следующий трупный материал:1.5.1. Алкалоидами (опием, морфином, стрихнином, бруцином, атропином, кокаином, никотином, анабазином, кониином, пахикарпином, хинином, аконитином и др.) - желудок с содержимым, тонкую и толстую кишку с содержимым, печень с желчным пузырем, почку, мочу, мозг, селезенку.1.5.1.1. При подозрении на отравление морфином - желудок и тонкую кишку с содержимым (независимо от пути введения яда), при подозрении на отравление хинином - матку.1.5.2. Барбитуратами и снотворными небарбитурового ряда - печень с желчным пузырем, почку, мочу, желудок с содержимым, тонкую кишку с содержимым, мозг, кровь.1.5.3. Гликозидами - печень с желчным пузырем, почку, мочу, кровь, сердце, тонкий кишечник, ткани из места инъекции.1.5.4. Кислотами и едкими щелочами - желудок с содержимым, тонкую и толстую кишки с содержимым, глотку, трахею, пищевод, печень, почку, участки кожи со следами действия

яда.1.5.5. Летучими веществами (нитробензолом, анилином, бензолом и др.) -желудок с содержимым, верхний отдел тонкой кишки с содержимым, кровь (не менее 200 мл), печень с желчным пузырем, мозг, мочу, почку.1.5.6. «Металлическими» ядами - желудок с содержимым, тонкую и толстую кишки с содержимым, печень, почку, мочу, селезенку и дополнительно:1.5.6.1. При подозрении на отравление соединениями ртути - прямую кишку, волосы;1.5.6.2. При подозрении на хроническое отравление соединениями свинца -плоские кости;1.5.6.3. При подозрении на хроническое отравление соединениями таллия -плоские кости и волосы;1.5.6.4. При подозрении на хроническое отравление соединениями мышьяка - волосы, ногти и плоские кости;1.5.6.5. При подозрении на отравление тетраэтилсвинцом - мозг и легкие.1.5.7. Метиловым, изопропиловым и другими (кроме этилового) спиртами - желудок с содержимым, тонкую кишку с содержимым, мозг, кровь, легкие, печень с желчным пузырем, почку, мочу.1.5.8. Нитритами - кровь, печень с желчным пузырем, желудок с содержимым, тонкую и толстую кишки с содержимым.1.5.9. Окисью углерода и другими газами - кровь (около 20 мл), мышечную ткань (100 г).1.5.10. Психотропными веществами (аминазином, элениумом, седуксеном и др.) - печень, почку, мочу, кровь, желудок, кишечник, мозг, легкие.1.5.11. Синильной кислотой и ее солями - желудок с содержимым, верхний отдел тонкой кишки с содержимым, кровь (не менее 200 мл), печень с желчным пузырем, почку.1.5.12. Фенолами (карболовой кислотой, крезолами, лизолом и др.) - желудок с содержимым, тонкую и толстую кишку с содержимым, почку, мочу, печень с желчным пузырем.1.5.13. Формальдегидом (формалином) - желудок с содержимым, тонкую толстую кишку с содержимым, почку, мочу.1.5.14. Фосфорорганическими и карбаматными пестицидами - печень, почку, мочу, желудок, кишечник, кровь; при ингаляционном поступлении ФОС дополнительно изымают мозг и легкие.1.5.15. Фторидами - желудок с содержимым, тонкую и толстую кишку с содержимым, печень с желчным пузырем.1.5.16. Хлороформом, хлоралгидратом, четыреххлористым углеродом, дихлорэтаном, хлорорганическими пестицидами и другими галогенпроизводными - мозг, сальник, желудок с содержимым, тонкую кишку с содержимым, легкие, печень с желчным пузырем, почку.1.5.17. Этиловым спиртом - кровь и мочу в количестве 20 мл (в посуде, наполненной под пробку).1.5.18. Кровь берут пипеткой или шприцем из крупных вен конечностей или синусов твердой мозговой оболочки. При невозможности направить кровь, мочу или органы берут мышечную ткань (около 1000 г).При комбинированных отравлениях необходимо взять не менее 200 мл крови, весь объем мочи и комплекс внутренних органов (см. п. 1.4.).1.6. Объекты исследования консервируют только при подозрении на отравление сердечными гликозидами, производными фенотиазина, фосфорорганическими

пестицидами, алкалоидами и трицикличными антидепрессантами. Для фиксации используют спирт-ректификат, уровень которого над внутренними органами в банках должен быть высотой не менее 1 см.1.6.1. Одновременно в судебно-химическое отделение бюро судебно-медицинской экспертизы направляют контрольную пробу спирта в количестве 300 мл, взятую из той же тары, что и для консервирования.1.7. Банки герметически закрывают притертыми стеклянными пробками (в порядке исключения - полиэтиленовыми крышками), обертывают чистой бумагой, обвязывают шпагатом или прочной ниткой и опечатывают так, чтобы их нельзя было открыть без нарушения печати.На каждую банку наклеивают этикетку, соответствующую утвержденной Министерством здравоохранения СССР типовой форме, и делают на ней все необходимые записи.Опечатанные банки немедленно пересылают для исследования в судебно-химическое отделение лаборатории бюро судебно-медицинской экспертизы.1.7.1. Для пересылки объектов в другой город банки помещают в ящик и упаковывают так, чтобы обеспечить полную сохранность от механических повреждений. В ящик вкладывают опись с перечислением номеров банок и их содержимого, которую подписывает лицо, направляющее объекты. У него же остаётся копия описи. На крышке ящика указывают «Осторожно - стекло!», адрес бюро судебно-медицинской экспертизы и адрес отправителя.1.7.2. Одновременно в бюро судебно-медицинской экспертизы направляют:1.7.2.1. Копию постановления о назначении судебно-медицинской экспертизы трупа; направление судебно-медицинского эксперта с кратким изложением обстоятельства наступления смерти и основных данных исследованиях трупа и диагноза; фамилии, инициалов и возраста умершего; каким ядом могло быть вызвано отравление, вопросов, подлежащих разрешению экспертом-химиком;1.7.2.2. Копию истории болезни, если умерший находился на стационарном или амбулаторном лечении;1.7.2.3. Копию заключения первичной судебно-медицинской экспертизы, если объекты направляются на повторный анализ.1.8. При исследовании эксгумированного трупа на судебно-химическое исследование обязательно с соблюдением требований п. 1.7.2. направляют землю, взятую по 500 г из шести мест (над и под гробом, возле боковых его поверхностей, в головном и ножном концах гроба), а также кусочки одежды, обивки, подстилки, нижней доски гроба (около 500 кв. см.), различные украшения и предметы, найденные возле трупа.

Приложение 5Выписка из приказа № 1021 от 25.12.73 г.

«О введении нового перечня токсикологически важных веществ, подлежащих судебно-химическому исследованию в лабораториях БСМЭ»

1. Вещества, изолируемые с водяным паром: синильная кислота и её соединения, метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый, амиловый спирты, формальдегид, хлороформ, хлоралгидрат, четыреххлористый углерод, дихлорэтан, фенол, крезолы.

2. Вещества, изолируемые минерализацией: ртуть, мышьяк, таллий, хром, цинк, сурьма, серебро, висмут, медь, марганец, кадмий, свинец, барий.3. Вещества, изолируемые подкисленной водой, подкисленным спиртом, другими органическими растворителями: барбитал, фенобарбитал, барбамил, этаминал, циклобарбитал, гексобарбитал, бензонал, морфин, кодеин, дионин, героин, гидрокодон, папаверин, промедол, стрихнин, атропин, гиосциамин, скополамин, кокаин, пахикарпин, анабазин, никотин, производные фенотиазина - аминазин, дипразин, тизерцин, мажептил, трифтазин, имизин, и их аналоги; фосфорорганические соединения - карбофос, метафос, метилэтилтиофос, метилнитрофос, трихлорметафос, метилмеркаптофос, фосфамид, фталофос, фазолон, бутифос, хлорофос, октаметил, севин.4. Вещества, изолируемые водой с последующим диализом: кислота азотная, нитраты, кислота серная, кислота хлороводородная, кислота уксусная, кислота муравьиная, кислота щавелевая, калия и натрия гидроокиси, аммиак.5. Вещества, изолируемые специальными методами: цинка фосфид, натрия и калия фториды, хлораты, бромиды, иодиды, окись углерода.

В случае необходимости: специальных запросов органов дознания, наводящих указания обстоятельства дела и т.д. - круг токсикологически важных веществ может быть значительно расширен.

 2. БИОХИМИЧЕСКАЯ ТОКСИКОЛОГИЯ

В данной главе рассмотрена токсикокинетика чужеродных соединений, общие закономерности распределения веществ в организме, определены факторы, влияющие на распределение. Уделено внимание биотрансформации чужеродных соединений в организме. Рассмотрены этапы биотрансформации, основные пути биотрансформации чужеродных соединений, метаболические превращения, катализируемые микросомальными ферментами печени (алифатическое и ароматическое гидроксилирование, N-гидроксилирование, N-, S-окисление, дезалкилирование, дезаминирование, десульфирование, восстановление нитросоединений, азосоединений, восстановительное дегалогенирование, другие метаболические превращения). Рассмотрено немикросомальное окисление, окислительное дезаминирование, окисление спиртов, альдегидов, ароматизация алициклических соединений, реакции гидролиза с участием микросомальных и немикросомальных ферментов. Реакции конъюгирования. Образование конъюгатов с глюкуроновой кислотой. Рассмотрены реакции метилирования, ацетилирования, пептидная конъюгация,прочие реакции.Определены факторы, влияющие на метаболизм чужеродных соединений (генетические факторы и внутривидовые различия, возрастные особенности, длительное применение лекарств, патологические состояния и прочие.).Дано представление о вторичном метаболизме. Показано выведение чужеродных соединений (через почки, с желчью, волосы, ногти). Показано влияние физико-химических свойств токсических веществ и факторов среды на скорость и характер их выведения из организма

 2.ТОКСИКОКИНЕТИКА ЧУЖЕРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ. ОБЩИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВ В ОРГАНИЗМЕ

Токсикокинетика - раздел токсикологии, в рамках которого изучаются качественные и количественные закономерности резорбции, распределения, биотрансформации

ксенобиотиков в организме и выделения продуктов их катаболизма. Токсикокинетика формулирует ответ на вопрос: каким образом доза и способ воздействия вещества на организм влияют на развитие токсического процесса? С позиций токсикокинетики организм представляет собой сложную гетерогенную систему, состоящую из большого числа компартментов: кровь, ткани, внеклеточная жидкость, внутриклеточное содержимое, обладающими отличными друг от друга свойствами и разделенными биологическими барьерами. К числу барьеров относятся клеточные и внутриклеточные мембраны, гистогематические барьеры (например, гематоэнцефалический), покровные ткани (кожа, слизистые оболочки).Кинетика веществ в организме - это, по сути, преодоление ими биологических барьеров и распределение между компартментами. В ходе поступления, распределения, выведения вещества осуществляются процессы его перемешивания (конвекция), растворения в биосредах, диффузии, осмоса, фильтрации через биологические барьеры.Конкретные характеристики токсикокинетики определяются как свойствами самого вещества, так и структурно-функциональными особенностями организма.2.1.1. Всасывание чужеродных соединенийВсасывание может происходить в ротовой полости, через желудочно-кишечный тракт (ЖКТ), легкие, кожу.Всасывание в ротовой полости - происходит методом простой диффузии через слизистую оболочку. При этом лекарственные вещества сразу попадают в кровеносную систему. Они не подвергаются воздействию желудочно-кишечных пищеварительных соков, не поступают в печень. Всасывание из ротовой полости задерживает метаболизм и может продлить активность лекарственных веществ (поэтому некоторые лекарства рассасывают).Всасывание из желудка - идет путем простой диффузии неполярных молекул через слизистую. Всасывание является функцией растворимости соединения в липидах и прямо пропорционально концентрации раствора в желудке.Всасывание из тонкого кишечника - эпителий кишечника легко пропускает недиссоциированные молекулы путем простой диффузии. Высокоионизированные молекулы всасываются медленно. Изменение рН среды меняет степень ионизации, соответственно, степень всасывания.Всасывание из толстого кишечника - слабые кислоты и основания всасываются легко, а высокоионизированные молекулы очень медленно.На всасывание чужеродных соединений из ЖКТ влияют следующие факторы:· Продвижение пищи - ускоренное опорожнение желудка уменьшает всасывание в желудке, но увеличивает всасывание из кишечника.· Скорость кровотока во внутренних органах - усиление кровотока, связанное с пищеварением и всасыванием пищи, увеличивает скорость всасывания чужеродных веществ.· Желудочно-кишечная секреция - может привести к изменению рН степени ионизации молекул лекарства и их всасывания. Слизь также влияет на всасывание. Ферменты (эстераза и амилаза) могу вызвать гидролиз эфиров и амидов.· Присутствие других веществ - некоторые катионы металлов (например, Са2+, Fe2+) могут образовать нерастворимые хелатные комплексы и уменьшить всасываемость.· Размер частиц чужеродных веществ - влияет на степень растворения => всасываемость.Всасывание через кожу - липидорастворимые вещества проникают быстро, а ионизированные и нерастворимые в липидах очень медленно.Всасывание из легких - липидорастворимые газы и пары всасываются легко (анестезирующие газы, ингаляционные пары).2.1.2. РаспределениеТранспорт веществ через биологические мембраны осуществляется 4 путями.Простая диффузия - пассивный транспорт через мембраны в направлении градиента

концентрации.Фильтрация - через водные поры мембраны проникают небольшие гидрофильные молекулы: вода, мочевина.Пиноцитоз - клеточные стенки поглощают капли внеклеточной жидкости в вакуолях, так осуществляется транспорт питательных веществ внутрь клетки и из нее.Активный транспорт - перенос соединений через мембрану против градиента концентрации (требует затраты энергии).Простая диффузия - это основной механизм переноса чужеродных соединений в клеточные мембраны. Скорость диффузии (СД) прямо пропорциональна площади поверхности, через которую переносится вещество, и градиенту концентрации этого вещества и определяется законом Фика:

СД=К .А. (С1-С2) / d

К - коэффициент диффузии данного соединения,C1 - С2 - разность концентраций по обе стороны мембраны,А - площадь поверхности мембраны, через которую осуществляется транспорт,d - толщина мембраны.Коэффициент диффузии К зависит от молекулярной массы, пространственной конфигурации, степени ионизации, растворимости вещества в липидах.При транспорте чужеродных соединений простой диффузией только жирорастворимые (неполярные) молекулы легко проникают в мембраны.При транспорте ионизированных молекул необходимо учитывать рН и константу диссоциации рКа.Степень ионизации органических электролитов рассчитывается по уравнению Гендерсона:

pKa-pH = logCm/Ci – для кислот,pKa-pH = logCi/Cm – для оснований,

где Cm – концентрация молекулярной формы, Ci – концентрация ионизированной формы.Если две системы имеют одинаковые значения рН (например, плазма, спинномозговая жидкость), то концентрация чужеродного соединения будет одинаковой по обе стороны мембраны. Если значения разные с разных сторон мембраны (например, желудок и кишечник), то концентрации ксенобиотика будут различными.

^ 2.2. МЕТАБОЛИЗМ ЧУЖЕРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

Метаболизм (биотрансформация) – это превращение чужеродных соединений в живом организме. Метаболизм направлен на введение в молекулу чужеродного соединения группировок, увеличивающих полярность (гидрофильность или водорастворимость молекул) для ускорения их выведения почками и уменьшения токсичности. Иногда в результате метаболизма образуются более токсичные веществ – так называемый «летальный синтез».Метаболические превращения чужеродных веществ можно разделить на превращения, которые катализируются:· ферментами печени (микросомальные);· ферментами, расположенными в других местах (немикросомальные).Исходя из химической природы этих реакций, метаболические процессы можно классифицировать таким образом:1. Окисление микросомальными ферментами: гидроксилирование ациклических,

ароматических и алициклических соединений, эпоксидирование, N-гидроксилирование, N-окисление третичных аминов, S-окисление, дезалкилирование, дезаминирование, сульфирование.

2. Восстановление микросомальными ферментами: восстановление нитро-, нитрозо- и азосоединений, микросомальное восстановительное галогенирование.3. Немикросомальное окисление: дезаминирование, окисление спиртов, альдегидов, ароматизация алициклических соединений.4. Немикросомальное восстановление: восстановление альдегидов и кетонов.5. Гидролиз: сложных эфиров, амидов с участием микросомальных и немикросомальных ферментов.6. Прочие реакции: более полную классификацию этих реакций не дают, в связи с недостоверным знанием механизмов реакций, локализацией участвующих ферментов. К этим реакциям относятся: дегидроксилирование катехолов и гидроксамовых кислот, дегалогенирование, разрыв и образование кольца, восстановление ненасыщенных соединений, восстановление дисульфидов в тиолы, окислительное расщепление мышьяковистых соединений в арсеноксиды и др. Продукты метаболических превращений могут подвергаться:· выделению без дальнейших изменений;· конъюгации с последующим выделением;· дальнейшему метаболизму;· соединению с тканями.Соединения, имеющие несколько функциональных групп, могут метаболизироваться по нескольким группам, давая ряд различных метаболитов. У большинства веществ метаболизм протекает в два этапа:на первом идут несинтетические реакции (окисления, восстановления, гидролиза - см. выше), на втором - реакции синтеза - образование конъюгатов. Это процесс биосинтеза между метаболитами и некоторыми веществами организма (глюкуроновая кислота, сульфаты, ацетаты, глицин и др.). Для того, чтобы вступить в реакции синтеза, вещество должно иметь в структуре функциональные группы -NH2, -ОН, СООН и др. Если таких групп нет, то соединение может получить их с помощью одной из синтетических реакций.Образующиеся в результате синтеза конъюгаты (парные соединения), как правило, не обладают токсичностью и выводятся из организма почками с мочой. Однако конъюгаты с белковыми молекулами могут выступать в роли антигенов и приводить к выработке антител на исходное вещество.Факторы, влияющие на метаболизм чужеродных соединений1. Генетические факторы и внутривидовые различия (возможны генетические дефекты ферментов).2. Физиологические:а) возраст и развитие ферментных систем;б) половые различия;в) гормональный фон;г) беременность;д) питание;е) патологические состояния, заболевания;ж) длительное применение лкарственных средств.3. Факторы окружающей среды:а) стресс;б) ионизирующая радиация;в) стимулирование метаболизма чужеродными соединениями;г) ингибирование метаболизма чужеродными соединениями.^ Таблица 1: «Основные пути биотрансформации лекарственных веществ»

(схема трансформации веществ)1 фаза

Фермент  Химические трансформации

Окисление

Гидроксилаза Алифатическое гидроксилирование

Деметилаза  Дезалкилирование

Аминооксидаза  Дезаминирование

Алкогольдегидрогеназа  Образование альдегидов

Альдегидоксидаза  Карбоксилирование

N-оксидаза N-окисление

S-оксидаза S-окисление

Восстановление

Альдегидредуктаза  Восстановление альдегидов и кетонов

Восстановление кратных связей

Нитроредуктаза  Восстановление нитрогруппы

Восстановление N-окисей

Азоредуктаза  Восстановление азогруппы

Гидролиз

Эстераза  Гидролиз сложных эфиров

Амидаза  Гидролиз амидов

Гидролиз галогенов

СульфатазаГлюкуронидаза

Гидролиз конъюгатов

Y – остаток глюкуроновой или серной кислот

2 фаза

Конъюгация

С остатком серной кислоты (сульфотрансфераза)

С остатком глюкуроновой кислоты(глюкуронилтрансфераза)

С остатками аминокислот

Ацетилирование(N-ацетилтрансфераза)

Метилирование(метилтрансфераза)

Вторичный метаболизмОсобое место среди реакций биотрансформации занимают посмертные метаболические процессы - «вторичный метаболизм». Вторичному метаболизму подвергаются как эндогенные вещества (гниение белков, разложение липидов под действием бактериальных ферментов), так и экзогенные, например, лекарства. Многие продукты вторичного метаболизма, например амины, высокотоксичны. Их присутствие в пробе экстрактов

трупного материала может мешать химико-токсикологическому определению ксенобиотиков.Стабильность ксенобиотика зависит от температуры и длительности хранения трупного материала. Например, элениум разрушается в течение 1-8 недель, сибазон практически не разрушается в плазме при комнатной температуре в течение 3 нед, а при 4°С - в течение 8 нед. Атропин сохраняется в трупном материале в течение 3 лет, а производные фенотиазина - 4-8 нед. Консервирование трупного материала этанолом значительно продлевает сохранение ксенобиотиков.

^ 3. ВЫДЕЛЕНИЕ ЧУЖЕРОДНЫХ СОЕДИНЕНИЙ.

Выведение токсикантов из кровотока или организма в целом может осуществляться разными способами. Экскреция - это удаление (выведение) ксенобиотиков во внешнюю среду, например, с мочой, потом, выдыхаемым воздухом или другими путями. Почки наряду с легкими и печенью играют важную роль в выведении большинства токсикантов.Снижение содержания токсикантов в системном кровотоке происходит также при биотрансформации или депонировании в отдельных частях организма (депо). Биотрансформация ксенобиотика приводит к образованию как менее, так и более токсичных метаболитов. Печень - наиболее важный орган при биотрансформации токсикантов. Обычно биотрансформация предшествует почечной экскреции. В первую очередь это касается липофильных веществ, которые биотрасформируются в полярные (водорастворимые) соединения, способные экскретироваться почками. Полное выведение токсиканта из организма, включающее биотрансформацию и экскрецию, носит название элиминация. Чем больше скорость элиминации токсиканта и его метаболитов из организма, тем ниже его содержание в органе-мишени и меньше токсичность. Например, при накоплении ксенобиотика в жировой ткани его элиминация снижена из-за низкого содержания в плазме, что препятствует быстрой почечной экскреции или выведению токсиканта другими способами.Выделение с мочой состоит из трех различных процессов: 1. Клубочковая фильтрация - фильтруется 20-25% общего почечного кровотока (первичная моча), образуется ультрафильтрат плазмы крови, который содержит чужеродные соединения и их метаболиты в такой же концентрации, что и кровь. Мембраны почечных клубочков легко проницаемы для многих веществ, за исключением ВМС (белков). Клубочковая фильтрация является основным механизмом почечной элиминации, поэтому функцию почек оценивают по скорости клубочковой фильтрации.2. Пассивный канальцевый транспорт - канальцевый эпителий ведет себя как липопротеиновый барьер, пропускает липидорастворимые неионизированные молекулы. Эти соединения в клубочковом фильтрате подвергаются обратному всасыванию (реабсорбции) в кровь. Ионизированные соединения в моче в большей степени, чем в крови, диффундируют через канальцевый эпителий из крови в клубочковый фильтрат.Если канальцевая моча более щелочная, чем плазма, в мочу легко проникают слабые кислоты, если же она более кислая - в нее переходят слабые основания. Скорость выделения слабых органических веществ сильно зависит от рН мочи.3. Активный канальцевый транспорт. Соединения, выделяемые этим путем, высокоионизированные и могут выделяться в мочу против градиента концентрации. Вещества, выделяемые активным транспортом, конкурируют друг с другом. Скорость выделения одного соединения уменьшается при появлении другого. Связывание их с белками плазмы уменьшает скорость выделения соединения с мочой.Выделение с желчью.Чужеродные соединения всасываются из крови печеночных синусоидов в

паренхиматозные клетки печени и затем транспортируются в виде метаболитов или конъюгатов в желчь. Граница между кровью и желчью чрезвычайно пориста и пропускает большинство молекул и ионов, по величине меньше белковых.Концентрация многих веществ в желчи сравнима с концентрацией в крови, но высокополярные соединения (соли желчных кислот, глюкуронид билирубина, конъюгаты чужеродных соединений) выделяются в желчь в более высоких, чем в крови, концентрациях путем активного транспорта.При увеличении молекулярной массы усиливается выделение в желчь, уменьшается выделение в мочу.Конъюгаты чужеродных соединений могут подвергаться гидролитическому расщеплению ферментами желчи.Выделение с выдыхаемым воздухомМногие летучие соединения выделяются с выдыхаемым воздухом в неизменном виде аналогично перегонке с водяным паром.Желудочная секрецияОрганические соединения, ионизированные при рН желудочного сока, выделяются из плазмы крови в желудок.Кишечная секрецияСлабые органические кислоты и основания, ионизированные при рН кишечника 5,3, выделяются путем пассивного транспорта из плазмы крови в кишечник при соответствующем градиенте концентрации.Выделение с другими секретамиПутем пассивного транспорта неионизированных молекул могут выделяться чужеродные соединения в секреты различных желез - потом, слюной, молоком, половыми секретами.Локализация в тканяхХорошо растворимые в жировых тканях чужеродные соединения локализуются в жировых тканях, распределяясь между внутриклеточными липидами и жидкостями организма в неионизированной форме (барбитураты, хлорированные пестициды).Связывание с белкамиЛекарства связываются с белками крови и тканей и не могут транспортироваться через биологические мембраны, что зависит от степени и прочности связывания и от количества белков. Белок плазмы альбумин связывает молекулы кислых соединений (N-концевая аспарагиновая кислота). Значительное связывание с белками может привести к уменьшению скорости метаболизма лекарственных веществ. Некоторые чужеродные соединения могут связываться с ДНК и РНК, приводя к генетическим мутациям угнетению синтеза РНК и белка.КанцерогенезМногие химические соединения (полициклические углеводороды, ароматические амины, нитрозоамины) вызывают рак у человека и животных.Полициклические углеводороды связываются с ДНК и РНК, белками кожи, пуриновыми основаниями.Полициклические амины — косвенные канцерогены. Они метаболизируются в гидроксиламиновые производные и о-аминофенолы, каждый из которых канцероген.Аминоазобензоловые производные - косвенные канцерогены. Их метаболиты более токсичные соединения (N – окси и N-оксиметилпроизводные).Алифатические диалкилнитрозамины - печеночные канцерогены. Они метаболизируются до моноалкиламинов, а те, в свою очередь, до диазоалканов, которые алкилируют белки, нуклеиновые кислоты и вызывают необратимые изменения - канцерогенез.Иммунологическая сенсибилизация к чужеродным соединениям Чужеродные органические молекулы (гаптены) образуют устойчивые соединения с белком (гаптен-белковый конъюгат - антиген) - сенсибилизация или лекарственная аллергия - это одно из серьезных аллергенных заболеваний.

Антиметаболиты. Синтетические аналоги пуриновых и пиримидиновых оснований нуклеиновых кислот настолько подобны естественным соединениям, что могут попадать в состав РНК и ДНК с токсическим эффектом (например 6-меркаптопурин, 8-азогуанин). Эти антиметаболиты используются при лечении рака и лейкемии.Клиренс CL (от англ. clearance - очищение) - скорость очищения крови или других сред и тканей организма от ксенобиотика в процессе его химических превращений, перераспределения в организме и/или выведения из организма. Клиренс определяется как объем крови (в л, мл), полностью освобождаемой от вещества за единицу времени (с, ч). Например, клиренс 100 мл/мин означает, что 100 мл крови, содержащей ксенобиотик, полностью очищаются от него в течение 1 мин. Уменьшение обычных значений клиренса означает, что токсикант накапливается в организме из-за нарушения функций жизненно важных органов и систем.Общая эффективность удаления химического вещества из организма характеризуется общим клиренсом, который определяется как сумма клиренсов отдельных органов элиминации: (почечный, печеночный, кишечный, легочный клиренс). Высокие значения клиренса указывают на эффективность и высокую скорость выведения вещества, низкий клиренс означает медленное и менее эффективное удаление ксенобиотика из организма.Период полувыведения (t 1/2) время, необходимое для снижения концентрации ксенобиотика в крови или плазме наполовину, зависит как от объема распределения, так и от клиренса.^ 3. ГРУППА ВЕЩЕСТВ, ИЗОЛИРУЕМЫХ МИНЕРАЛИЗАЦИЕЙ («МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ЯДЫ»

В данной главе дана общая характеристика группы (выделен перечень «металлических ядов», подлежащих обязательному судебно-химическому исследованию). Показана зависимость отравлений соединениями тяжелых металлов и мышьяка от экологии окружающей среды Рассмотрены методы изолирования соединений тяжелых металлов и мышьяка из биологических образцов (сухое озоление, влажное озоление). Разграничены общие и частные методы изолирования, определены достоинства и недостатки. Показана техника проведения минерализации концентрированными кислотами. Рассмотрен дробный метод анализа как основной анализ для определения металлических ядов. Показана сущность метода, его особенности, принципы и способы разделения ионов металлов (жидкость-жидкостная экстракция хелатов металлов, ионных ассоциатов, реакции осаждения, комплексообразования и пр.). Определено место органических реагентов в дробном методе анализа. Дана характеристика реагентов, рассмотрены условия проведения реакций, химизм. Показаны методы количественного определения металлов.Подробно рассмотрено дробное обнаружение, определение и токсикологическое значение отдельных катионов.Показаны современные методы разделения и определения ионов металлов. Кратким обзором показано использование атомно-абсорбционной спектроскопии и других спектральных методов при определении «металлических ядов».^ 3.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУППЫ

Группа веществ, изолируемых минерализацией, включает в себя так называемые «металлические яды» В настоящее время одной из актуальнейших проблем является ухудшение здоровья населения в связи с различными вредными факторами окружающей среды. Осложнение экологической обстановки приводит к увеличению суммарной токсикогенной нагрузки на человека. Одним из наиболее неблагоприятных факторов является загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами. Важнейшими в токсикологическом отношении «металлическими ядами» являются соединения Ва, Bi, Cd,

Mn, Cu, Hg, Pb, Ag, Tl, Cr, Zn, которые, попадая в организм человека, вызывают отравления. Правилами судебно-химического исследования при проведении ненаправленного анализа предусмотрено обязательное исследование на указанные элементы.Как известно, практически все металлы естественным образом содержатся в человеческом организме. Причем содержание элементов в норме в органах человека сильно варьирует: например, содержание мышьяка в 100 г печени равно 0,01 мг, а содержание цинка может достигать 14,5 мг. Поэтому при судебно-медицинской оценке результатов судебно-химического исследования на «металлические яды» особое значение придается их количественному определению. Ввиду незначительных количеств этих элементов их называют микроэлементами. Они играют важную роль в физиологических процессах в организмах людей и животных. Так, например, кобальт входит в состав витамина BI2 и некоторых ферментов, медь участвует в синтезе гемоглобина; медь, кадмий, цинк входят в состав около 60 ферментов. Содержание микроэлементов в организме можно прокомментировать следующими данными: магний обнаруживается в организме в количестве 0,04%, медь - 0,005%, марганец -0,02%, молибден, цинк - в следовых количествах. В литературе не приведены данные о наличии и роли в организме соединений бария, висмута, сурьмы и таллия. Не всегда возможно установить различие между жизненно необходимыми и токсичными металлами. Все металлы могут проявить токсичность, если они потребляются в избыточном количестве. Несмотря на важную положительную роль, которую играют микроэлементы в жизнедеятельности человека, например медь или цинк, при избыточном поступлении их с пищей или какими-либо другими путями может наступить тяжелая интоксикация, признаками которой являет тошнота, рвота, диарея, боли в животе. Кроме того, токсичность металлов проявляется в их взаимодействии друг с другом. Например, физиологическое воздействие кадмия на организм, в том числе его токсичность, зависят от количества присутствующего цинка, селена, а функции железа в клетках определяются присутствием меди, кобальта и в некоторой степени молибдена и цинка.Негативное действие «металлических ядов» на организм человека проявляется в их выраженном нейротоксическом действии. Токсичность объясняется тем, что в организме они связываются с функциональными группами белков, аминокислот, пептидов и других жизненно важных веществ, в результате чего нарушаются нормальные функции клеток тканей. Образующиеся в организме комплексы металлов очень прочные, поэтому изолировать металлы и обнаружить их невозможно без предварительного разрушения органического вещества, с которым они связаны. Для этого применяются методы минерализации.По вопросу металлических загрязнений существует несколько точек зрения. Согласно одной из них металлы периодической системы делят на 3 группы: металлы как незаменимые факторы питания (эссенциальные макро- и микроэлементы); неэссенциальные или необязательные для жизнедеятельности металлы; токсические металлы. Согласно другой точке зрения все металлы необходимы для жизнедеятельности, но в определенных количествах. Эта точка зрения выражается формулой: «Все вещества токсичны, но отсутствие веществ также вредно».По воздействию на организм человека металлы классифицируют следующим образом:1) металлы, необходимые при питании человека и животных (Со, Сu, Cr, Ge, Fe, Mn, Mo, Ni, Se, Si, V, Zn).2) металлы, имеющие токсикологическое значение (As, Be, Cd, Cu, Co, Cr, Hg, Mo, Ni, Pb, Pd, Se, Sn, Ti, V, Zn).При этом следует отметить, что 10 из перечисленных элементов отнесено к обеим группам.Биологически эссенциальные металлы имеют пределы доз, определяющих их дефицит, оптимальный уровень и уровень токсического действия. Токсические металлы в низких

дозах не оказывают вредного действия и не несут биологических функций, однако в высоких дозах оказывают токсическое действие. Тем не менее, существуют металлы, которые проявляют сильно выраженные токсикологические свойства при самых низких концентрациях и не выполняют какой-либо полезной функции. К таким токсичным элементам относят ртуть, кадмий, свинец, мышьяк. Они не являются ни жизненно необходимыми, ни благотворными, но даже в малых дозах приводят к нарушению нормальных метаболических функций организма.Ртуть, кадмий, свинец, мышьяк, медь, стронций, цинк, железо Объединеная комиссия ФАО/ВОЗ по пищевому кодексу (Codex Alimentarius) включила в число компонентов, содержание которых контролируется при международной торговле продуктов питания. В России и СНГ подлежат контролю еще 6 элементов (сурьма, никель, хром, алюминий, фтор, йод), а при наличии показаний могут контролироваться и некоторые другие металлы. Медико-биологическими требованиями СанПиН 1078-01 определены критерии безопасности для следующих металлов: свинец, кадмий, ртуть, медь, цинк, олово, железо.Несмотря на широкое распространение d-элементов в природе (в рудах, почве, воде и воздухе), их суммарное содержание в тканях и органах человека в норме не превышает 10-2 % массы тела. С точки зрения токсического воздействия металлов на организм наибольшую опасность представляет постоянно возрастающее антропогенное загрязнение окружающей среды, включая биоту Элементы с неизвестной биологической ролью, но постоянно присутствующие в организме, называются примесными. Уровень примесных элементов может колебаться в пределах нескольких порядков. Для этих элементов, как правило, достоверно установлена токсичность.Деление элементов на необходимые и примесные в определенной мере условно. Это объясняется прежде всего тем, что неорганические соединения различных элементов имеют широкий спектр биологической активности. И дефицит, и избыток жизненно необходимого элемента наносят вред организму. При дефиците необходимого элемента организму наносится существенный ущерб, например, из – за неактивности ферментов. Оценка нормы содержания элементов, необходимость которых пока не доказана, возможна при определении примесных элементов в организме сельских жителей, меньше подвергающихся антропогенным влияниям окружающей среды. Полученные результаты используют как нормативные и сравнивают с ними токсическую нагрузку на организм в промышленных регионах. Например, были обнаружены близкие уровни свинца, бария, кадмия, стронция, мышьяка в костной ткани (эпифиз бедренной кости) жителей разного возраста и обоего пола, проживающих в одном из регионов Подмосковья.У жителей промышленных регионов с возрастом увеличивается содержание некоторых примесных элементов, особенно у рабочих крупных металлургических и гальванических предприятий. Например, содержание кадмия, бария, свинца и стронция в образцах костной ткани более чем у 3000 человек, проживавших в разных районах Российской Федерации, различалось в сотни раз. Наименьшие колебания и самый низкий уровень этих элементов отмечены у жителей сельской местности.Накопление металлов в организме может быть вызвано природными факторами (эндемические провинции) или техногенными загрязнениями.^ 3.2. ТОКСИДИНАМИКА И ТОКСИКОКИНЕТИКА МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЯДОВ

Механизм токсического действия соединений тяжёлых металлов, а также мышьяка и сурьмы, складывается из местного и резорбтивного эффектов. Местное действие проявляется в деструкции ткани и зависит от способности этих соединений к диссоциации. В результате уплотнения и денатурации белка образуется некроз тканей со струпом. Кислотный остаток (анион) сильной кислоты (хлороводородной, азотной) в составе молекулы металлического яда приводит к более выраженному деструктивному действию, чем действие соединений с кислотным остатком слабой кислоты (уксусной,

угольной и др.).В основе резорбтивного действия лежит блокирование функционально активных групп белков–ферментов, структурных белков и вытеснение специфического металла в металлсодержащих ферментах.Функции рецепторов могут выполнять сульфгидрильные, гидроксильные, карбоксильные, амино- и фосфорсодержащие группы белковых и других жизненно важных соединений в организме. Свойствами рецепторов также могут обладать некоторые аминокислоты, нуклеиновые кислоты, ферменты, витамины, гормоны и ряд других веществ.В зависимости от химического строения и свойств ядовитых металлов и соответствующих им рецепторов прочность химической связи между ними может быть различной. Взаимодействие рецепторов с ядовитыми веществами может осуществляться за счёт образования ковалентных, ионных, ион - дипольных и водородных связей, а также за счёт сил Ван–дер–Ваальса. Из этих связей наиболее прочными являются ковалентные. Непрочными являются ионные связи, затем водородные, а менее прочными являются связи, обусловленные силами Ван-дер-Ваальса.Отравление солями тяжёлых металлов и другими неорганическими веществами обусловлено связыванием катионов указанных соединений с сульфгидрильными группами (рецепторами), содержащимися в молекулах белков. Связь между катионами некоторых металлов и сульфгидрильными группами является довольно прочной (ковалентной). Сульфгидрильные группы белковых веществ особенно прочно связываются с ионами мышьяка, сурьмы, ртути, висмута и некоторых других металлов.В результате потери протеидами многих физико-химических и биологических свойств нарушается белковый, углеводный и жировой обмен. Разрушается структура клеточных оболочек, что приводит к выходу из клеток калия и проникновение внутрь натрия и воды.Соединения тяжёлых металлов, а также мышьяка и сурьмы избирательно токсичны в основном для специфического эпителия почек, печени, кишечника, эритроцитов и нервных клеток, где наблюдается повышенная концентрация этих веществ.Соединения тяжёлых металлов, мышьяка и сурьмы могут поступать в организм пероральным, ингаляционным путём, через кожу и слизистые оболочки, при парентеральном введении.Основной путь поступления - пероральный. При попадании в желудочно-кишечный тракт (ЖКТ) эти вещества всасываются в ионизированном виде, чему способствует присутствие хлоридов в желудочном соке и щелочная реакция кишечного сока.Всасывание из ЖКТ является суммой сложных реакций, в процессе которых соединения металлов могут подвергаться разнообразным превращениям, способствующим их проникновению через клеточные мембраны. Под влиянием пищеварительных соков может меняться форма всасывания соединений.Всасывание металлов и неметаллов в ЖКТ происходит в разных его отделах и в различной степени, но преимущественно в верхнем отделе тонкой кишки.В то же время, много металлов, которые мало или почти не сорбируются в пищеварительном тракте. Это обычно связано с образованием в последнем плохо растворимых соединений. Всасывание кадмия в пищеварительном тракте составляет менее 30 %.Известную роль играет также форма, в которой минеральные соединения поступают в организм. Хорошо усваиваются соединения металлов из пищи, где они находятся обычно в виде комплексов с органическими соединениями.Проникновение металлов и их соединений через кожу, как правило не имеет практического значения, хотя известно, что многие из них могут резорбтироваться этим путём. Однако определённую опасность интоксикации при всасывании через кожу могут оказывать металлы, такие как ртуть, таллий, хром и некоторые другие.Ещё реже металлы попадают в организм ингаляционным путём. Такой путь поступления возможен в обычных условиях для паров ртути, либо для паров других металлов при

плавлении. Таким же образом могут проникать в организм соединения металлов и других веществ, находящихся в аэрозолях и некоторых других формах.Превращения. Металлы, неметаллы и их соединения в организме обычно переходят из одной формы в другую. Это происходит на всём пути пребывания яда в организме: всасывании, транспорте, распределении, выделении. Металлы, преимущественно с переменной валентностью, подвергаются в организме восстановлению и окислению. Так, 5-ти валентный мышьяк восстанавливается в организме до более токсичного 3-х валентного, 6-ти валентный хром - до 3-х валентного, легко вступающего в реакции комплексообразования с белками. Предполагается также восстановление в организме марганца и свинца. Металлическая ртуть, как известно, окисляется до одновалентной. Наибольшее разнообразие характерно при образовании комплексов.Большую часть пребывания в организме металлы существуют в виде комплексов с белками, пептидами и аминокислотами.Транспорт. Металлы и их соединения переносятся кровью и тканевой жидкостью в различном состоянии. Хорошо растворимые соли металлов находятся в крови в истинном водном растворе, то есть в виде ионов, однако, в том случае, если диссоциация идёт не до конца, в крови одновременно присутствуют ионы (катионы) и нейтральные молекулы. В ионной форме циркулируют в крови и тканевой жидкости определённая часть бария, марганца, свинца и ртути.Для большинства металлов характерна циркуляция, как в свободном, так и в связанном состоянии с разнообразными биокомплексонами. Особенно велика транспортная роль плазменных белков, обратимо связывающих многие металлы.В транспорте многих металлов и неметаллов большую роль играет их способность накопления в клетках крови, главным образом, в эритроцитах. В эритроцитах находится почти весь мышьяк крови, значительная часть селена, основная часть свинца.Длительная циркуляция в крови определяется формой, в которой находится металл. Свободные ионы очень скоро удаляются из крови, крупные коллоидные - также быстро захватываются ретикуло-эндотелиальной системой, в основном, печени и селезёнки, дисперсные коллоидные комплексы циркулируют в крови значительно дольше.Распределение. На пути проникновения в клетки металлы преодолевают ряд пограничных мембран. По современным представлениям клеточные мембраны имеют белково-липидную структуру и активно участвуют в процессах транспорта и обмена веществ, благодаря присоединению к ним ряда энзимных систем. Перенос металлов в виде катионов осуществляется при помощи ферментных систем, включённых в структуру мембран.Распределение металлов по органам и тканям в известной мере определяется физико – химическими свойствами, образующихся в крови соединений. Крупные коллоидные частицы, как упоминалось, захватываются ретикулоэндотелиальной системой печени, селезёнки, почек, костного мозга, где они временно задерживаются. Несравненно более прочным депо является скелетная система, где, как правило, откладываются металлы, поступающие преимущественно в виде хорошо растворимых соединений.Избирательное накопление металлов в некоторых органах объясняется большим содержанием в них лигандов, с которыми металлы образуют комплексы. Таким критическим органом для ртути, кадмия и таллия являются почки, белки которых богаты тиоловыми группами. Относительно высокое содержание многих металлов в железах внутренней секреции связано с интенсивным кровоснабжением и специфическими функциями.Выделение. При вдыхании аэрозолей металлов выделение последних происходит при помощи мерцательного эпителия верхних дыхательных путей и фагоцитов, в основном до резорбции в кровь.Выделение из организма металлов и их соединений происходит, в основном, через почки и ЖКТ. Наиболее быстро выделяются металлы, находящиеся в ионной форме, затем

лабильно связанные и, в последнюю очередь, – фракция металлов, образующих прочные комплексы. Путь преимущественной элиминации резорбированного металла через почки или ЖКТ в определённой степени зависит от формы его циркуляции и депонирования. Металлы, находящиеся в крови в молекулярно – дисперсном состоянии, в виде ионов или в виде слабых комплексов, выделяются преимущественно с мочой. Это, в первую очередь, щелочные металлы. Выше упоминалось, что многие тяжёлые металлы, в том числе свинец, марганец, ртуть и др. частично циркулируют в крови и тканевой жидкости в виде ионов и слабых комплексов и образуют в тканях лабильные соединения. Таким образом, даже тяжёлые металлы, выделение которых происходит в основном через пищеварительный тракт, частично элиминируют и через почки.Преимущественно экскретируются с мочой некоторые металлы, откладывающиеся в значительных количествах в почках, хотя это не является общим правилом. Как показано на примере многих радиоактивных изотопов, металлы, откладывающиеся преимущественно в печени, характеризуются низким выделением с мочой и высоким – через кишечник.Выделение из мягких тканей, как правило, происходит значительно быстрее, чем из скелета.При попадании в организм человека или животного высоких доз соединений металлов, а также мышьяка и сурьмы, происходит их связывание со многими биологически активными веществами организма, что приводит к нарушению протекания биохимических и физиологических процессов. В ряде случаев это заканчивается не только тяжёлыми отравлениями, но и смертью пострадавшего.Как уже отмечалось выше, в организме «металлические» яды образуют с белками, пептидами, аминокислотами и некоторыми другими веществами очень прочные комплексы. Чтобы обнаружить металлы, необходимо разрушить органические вещества, содержащиеся в исследуемых объектах, и перевести «металлические» яды в ионное состояние. Для этой цели используется окисление (сжигание) органического вещества, составляющего объект исследования, которое приводит к освобождению искомых неорганических веществ. Вероятно, поэтому процесс окисления называется минерализацией.Объектами исследования на «металлические яды» являются органы и ткани организма человека, чаще всего это печень, почки, желудок и др. Количество исследуемого материала зависит от общей массы объекта, от обстоятельств дела и других факторов. В среднем навеска биоматериала составляет 100 г. Минерализацию разнохарактерных объектов проводят отдельно, не смешивая. Это необходимо для получения объективных результатов анализа и правильной судебно-медицинской оценки.^ 3.3.МЕТОДЫ МИНЕРАЛИЗАЦИИ

Минерализация - это окисление (сжигание) органического вещества (объекта) для освобождения металлов из комплексов с белками и другими соединениями. Наиболее широко распространенные методы минерализации можно разделить на 2 большие группы:1. Частные методы (методы сухого озоления) - минерализация путем простого сжигания или сплавления со смесью нитратов и карбонатов щелочных металлов. К числу частных методов относится и метод частичной минерализации (деструкция), служащий для изолирования ртути из биологических объектов.Метод простого сжигания основан на нагревании органического вещества (объекта) при высокой температуре при доступе воздуха. Сухое озоление проводят в фарфоровых, платиновых или кварцевых тиглях. На исследование берут небольшие навески (1-3 г), температура нагревания достигает 300-400 ° С. Метод применяется при специальных заданиях по обнаружению катионов марганца, меди, цинка, висмута, особенно в тех случаях, когда объект либо очень эластичен, трудноразрушаем, либо его количество ограничено. Метод имеет определенные недостатки:

1. При нагревании возможно улетучивание металлов в виде солей или в индивидуальном виде, т.к. при нагревании в условиях проведения сухого озоления не всегда удается контролировать температуру. Даже при относительно невысокой температуре улетучиваются соединения ртути и таллия, а при температуре свыше 400 °С - хлориды кадмия, свинца, серебра, цинка, марганца, мышьяка.2. Возможно взаимодействие некоторых металлов с материалом тигля, например, цинк, свинец, серебро могут реагировать с кварцем и фарфором, а кобальт может сплавляться с платиной.Метод сплавления с нитратами щелочных металлов в химико-токсикологическом анализе применяется чаще, чем сухое озоление. Биологический материал нагревают с расплавленными нитратами щелочных металлов. Но с чистыми нитратами окисление идет очень быстро, особенно при повышенных температурах, при этом может наблюдаться выбрасывание пробы из тигля. Поэтому, для предотвращения бурного протекания реакции при сплавлении применяют смесь нитратов с карбонатами щелочных металлов. 2. Общие методы (методы мокрой минерализаци) применяются при общем (ненаправленном) исследовании на группу металлических ядов, пригодны для изолирования всех катионов металлов, кроме ртути. Для минерализации используют смеси кислот - окислителей (серной и азотной, серной, азотной и хлорной), а также калия хлорат и пергидроль. Под действием окислителей происходит разрушение биологического материала с образованием более простых химических соединений. При этом связи между металлами и биологическими субстратами организма (белками, аминокислотами и др.) разрушаются, образуются соли этих металлов, которые можно обнаружить в минерализате при помощи соответствующих реакций и методов. 

^ 3.3.1.Методы мокрой минерализацииПервый метод минерализации биологического материала при химико-токсикологических исследованиях с использованием в качестве окислителя концентрированной кислоты азотной предложил русский ученый Нелюбин А.П. Этот метод сыграл большую роль в развитии химико-токсикологического анализа. Однако разрушение биологического материала при нагревании с концентрированной HNO3 требует большой затраты времени, реагент слабо окисляет жиры. В дальнейшем в качестве окислителя использовалась концентрированная кислота серная, действующая одновременно и как дегидратирующий агент. Однако, этот процесс тоже был весьма продолжительным по времени, и в процессе минерализации образовывались неразлагающиеся обуглившиеся остатки. Для устранения этих недостатков в 1821 году М.Ж.Орфила предложил применять смесь концентрированных серной и азотной кислот. Этот метод был модифицирован и применен для целей химико-токсикологического анализа в 1908 году П.К. Равданикисом. До настоящего времени этот, метод находит применение в практике Бюро СМЭ и является по сути дела основным методом минерализации.^ Метод минерализации смесью концентрированных серной,

азотной кислот и воды (1:1:1)

Процесс разрушения биологического объекта протекает в 2 стадии: 1. Стадия деструкции, на которой происходит разрушение биологических субстратов организма (белков, жиров, углеводов) на составные части: белки разрушаются до аминокислот, углеводы (полисахариды) до ди- и моносахаридов жиры до глицерина и жирных кислот. Менее всего подвержены разрушению на первой стадии жиры. На первой стадии нагревание не должно быть сильным, чтобы избежать подгорания объекта или сильного пенообразования и выброса частиц объекта из колбы. Поэтому, в начале процесса колбу Къельдаля закрепляют над плиткой на расстоянии 1-2 см. Температура не должна превышать 110°С. Эта стадия непродолжительна по времени, длится от 15 до 40

минут. По окончании деструкции получается прозрачная желтовато-бурая жидкость, иногда с пленкой жира, т.к. на этой стадии все элементы объекта разрушены, кроме жиров.На стадии деструкции концентрированная H2SO4 выполняет роль водоотнимающего средства, что приводит к нарушению структуры клеток и тканей, деформирует их. При этом она способствует повышению температуры кипения смеси и тем самым повышает окислительное действие концентрированной HNO3.Роль окислителя на первой стадии выполняет концентрированная HNO3.Кислота азотная, свободная от окислов азота, что наблюдается в самом начале минерализации, почти инертна. Под влиянием индуцирующих веществ в процессе окисления биоматериала часть кислоты азотной разлагается до кислоты азотистой и оксидов азота, которые являются катализаторами окисления. Под их влиянием и с повышением температуры азотная кислота проявляет себя как сильный окислитель. Идет интенсивный автокаталитический процесс окисления органических веществ:

2. Стадия глубокого жидкофазного окисления. Колбу Къельдаля опускают на плитку и усиливают нагревание. На этой стадии происходит окончательное разрушение органических веществ. Полностью разрушаются и жиры, которые на первой стадии почти не пострадали под действием кислоты азотной. В процессе окисления необходимо по каплям постоянно добавлять в колбу разведенную кислоту азотную из капельной воронки, но при этом скорость добавления реактива должна быть такова, чтобы бурые пары окислов азота, образующиеся при минерализации, не выходили из колбы. Эта стадия длится 3-4 часа и считается законченной тогда, когда:- начинает выделяться белый туман (пары SО2);- жидкость остается бесцветной;-минерализат не темнеет в течение 30 минут без добавления кислоты азотной. Роль окислителя на этой стадии играет концентрированная кислота серная (её концентрация повышается в смеси до 60-70%, температура превышает 110 °С). Она разлагается с выделением оксида серы (IV) и активного кислорода.

В процессе минерализации происходит не только разрушение органических веществ, но и ряд побочных реакций, имеющих негативное значение:А) Кислота серная в высоких концентрациях сульфирует органические вещества, а кислота азотная, особенно в присутствии кислоты серной, - нитрует их. Сульфо- и

нитросоединения очень прочные, трудно поддаются воздействию окислителей, что влечет за собой неполное разрушение биообъекта. Эти негативные процессы можно значительно уменьшить. Это достигается использованием не концентрированных кислот, а частично разбавленных добавлением в окислительную смесь воды (вспомните соотношение реагентов в окислительной смеси). При разбавлении Н2SO4 и HNO3 водой степень нитрования - сульфирования значительно снижается.Б) Ещё одна побочная реакция связана с образованием нитрозилсерной кислоты при взаимодействии оксидов азота с концентрированной серной кислотой.

Нитрозилсерная кислота очень устойчива к температуре, однако легко гидролизуется. Реакция гидролиза обратима.

Нитрозилсерная кислота является источником окислителей в минерализате, что мешает в дальнейшем обнаружению некоторых катионов металлов. Чтобы избавиться от негативного воздействия нитрозилсерной кислоты, её удаляют путем проведение денитрации.Достоинства метода:1. Сравнительно быстрое достижение полноты разрушения органических веществ.2. Полнота разрушения объекта обусловливает большую чувствительность методов анализа катионов металлов.3. Малый объем получаемого минерализата, что также повышает чувствительность методов анализа.Основным недостатком метода являются большие потери Нg (до 90-98%) за счет её летучести. Поэтому изолирование ртути в виде ионов проводят в отдельной навеске биообъекта частным методом изолирования, который исключает использование высоких температур, процесс ведется в присутствии катализатора (этанола).Метод минерализации смесью серной, азотной и хлорной кислот (1:1:1)Кислоту хлорную в качестве окислителя в аналитической химии впервые применил А.Щербак в 1893 году.В качестве окислительной смеси при изолировании этим методом используют смесь из равных объемов концентрированной H2SO4 и концентрированной HNO3 и 37% или 42% НСlO4. Методика выполнения изолирования аналогична первому методу, однако второй метод имеет ряд несомненных достоинств:1. Высокая скорость минерализации, сокращение в 2-3 раза затрат времени в сравнении с первым методом.2. Очень высокая степень окисления органических веществ (до 99 %), что обусловлено способностью хлорной кислоты разрушать вещества стойкие или медленно разлагающиеся другими окислителями.3. Окисление большинства поливалентных металлов до высших степеней окисления.4. Небольшой расход окислителей.5. Малый объем получаемого минерализата, что повышает чувствительность методов анализа.Основной недостаток тот же, что и у первого метода – практическая полная потеря ртути.

Однако есть еще одна опасность при использовании кислоты хлорной в составе окислителей - это взрывоопасность и токсичность хлорной кислоты. Безводная кислота хлорная нестойкая, может взрываться при хранении при повышенной температуре или при соприкосновении с некоторыми органическими соединениями. Это требует соблюдения особых мер предосторожности при работе с кислотой хлорной.При любом способе минерализации следует соблюдать меры предосторожности, т.к. возможны термические ожоги, выбрасывание горячих кислот из колб и даже взрывы (особенно при использовании в качестве окислителей пергидроля, хлорной кислоты и хлората калия). Поэтому следует пользоваться защитными очками, работать в вытяжных шкафах с хорошей тягой.Нельзя не остановиться ещё на одном очень важном этапе исследования «металлических ядов» - проверке чистоты реактивов. Недостаточно чистые кислоты - окислители могут загрязнять минерализаты соединениями металлов, при этом количество примесей может оказаться весьма значительным, что послужит основанием для ошибочного заключения о наличии «металлических ядов в биоматериале и причине отравления. Чтобы исключить ошибку, необходимо применять кислоты, свободные от примесей. Если степень их чистоты неизвестна, то проводят «холостой опыт», т.е. берут реактивы в нужных для методики количествах и полностью воспроизводят её. Только при отрицательных эффектах реакций обнаружения металлов, делают вывод о пригодности кислот для использования в процессе минерализации.Независимо от того, каким методом проводилась минерализация биологического материала, минерализат в большинстве случаев содержит окислители, которые помешают дальнейшему проведению анализа. Это азотная, азотистая кислоты, оксиды азота, нитрозилсерная кислота. Для их удаления используются методы денитрации. Применяемые ранее гидролизный метод, метод денитрации мочевиной, натрия сульфитом практически вытеснены методом денитрации формальдегидом. Метод предложен в 1952 году Т.В.Зайковским. Процесс денитрации заканчивается за 1-2 минуты, избыток непрореагировавшего формальдегида легко удаляется при нагревании в течение 5-10 минут. Для проверки полноты денитрации минерализата проводят реакцию с дифениламином в среде концентрированной кислоты серной.Полученную после минерализации жидкость, в которой металлы находятся в виде сернокислых солей, разбавляют водой до определенного объема в мерной колбе (200мл) и используют для проведения качественного анализа "дробным" методом и количественного определения.

3.3.2. Методика изолирования металлических ядов из биологического материала общим методом минерализации100 г биологического объекта в колбе Къельдаля заливают 75 мл окислительной смеси (кислоты серной концентрированной, кислоты азотной концентрированной, воды дистиллированной в соотношении 1:1:1). Колбу закрепляют в штативе вертикально на расстоянии 1-2 см от асбестовой сетки. Над колбой помещают капельную воронку с разбавленной азотной кислотой (1:1). Колбу осторожно взгревают на плитке, добавляя при необходимости (потемнение жидкости) разбавленную азотную кислоту (1:1) по каплям до просветления жидкости. Концом минерализации считается момент, когда в колбе остается 15-20 мл бесцветной или окрашенной жидкости, которая не темнеет в течение 30 минут при постоянном нагревании, без добавления кислоты азотной. Охлажденный минерализат осторожно выливают в химический стакан, содержащий 30 мл дистиллированной воды, колбу Къельдаля ополаскивают два раза дистиллированной водой по 10мл и присоединяют промывные воды к разбавленному минерализату. Разбавление минерализата способствует затем более легкому протеканию процесса денитрации.В маленькой фарфоровой чашке в 2-3 каплях концентрированной кислоты серной

растворяют 2-3 кристалла дифениламина и к полученному бесцветному раствору прибавляет одну каплю разбавленного минерализата. В случае появления сине-голубого окрашивания проводят денитрацию раствора.

Дифениламин

Стакан с содержимым ставят на плитку, нагревают до кипения и вносят одну каплю формалина; кипятят 10 минут и вновь проделывают реакцию дифениламином.Химизм денитрации:

4 HNO2 + 2 H2CO ® 2 NO + N2 + 2 CO2 + 4 H2O

4 HNO3 + 3 H2CO ® 4 NO + 3 CO2 + 5 H2O

4 HNO3 + 5 H2CO ® 2 N2 + 5 CO2 + 7 H2OВ случае отсутствия голубого окрашивания в результате реакции с дифениламином жидкость кипятят до исчезновения запаха формалина, охлаждают, количественно переносят в мерную колбу на 200 мл и доводят водой очищенной до метки. Жидкость из мерной колбы переносят в чистую сухую склянку и используют для обнаружения катионов (100 мл) и количественного определения (100 мл). Если при разбавлении минерализата водой выпадает осадок, то независимо от того, проводилась денитрация или нет, жидкость в стакане нагревают до кипения, кипятят 10 минут и оставляют стоять на сутки для получения более плотного осадка. На второй день белый кристаллический осадок отфильтровывают через плотный фильтр В осадке после проведения минерализации могут находиться нерастворимые в воде сульфаты бария, свинца и кальция. Химико-токсикологический интерес представляют только барий и свинец, которые необходимо до обнаружения разделить.Для этого осадок отфильтровывают через плотный фильтр, промывают 2 – 3 раза водой очищенной и присоединяют промывные воды к фильтрату, доводя его до метки в мерной колбе.Осадок на фильтре 2 раза промывают водой, подкисленной 1 % раствором кислоты серной. Промывные воды отбрасывают. Затем осадок на фильтре многократно обрабатывают 5 мл горячего насыщенного раствора аммония ацетата, подкисленного кислотой уксусной (каждый раз нагревая фильтрат).^ PbSO4 + 2 CH3COONH4 ® (CH3COO)2Pb + (NH4)2SO4Этот, второй фильтрат, исследуют на ионы свинца, а осадок на фильтре – на ионы бария.3.4. ДРОБНЫЙ МЕТОД АНАЛИЗА «МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЯДОВ»

Теоретические основы дробного метода анализа в аналитической химии были разработаны профессором Н.А.Тананаевым в 30-е годы прошлого века. Для целей судебно-химического анализа дробный метод разработала и внедрила А.Н.Крылова. Дробный метод полностью вытеснил ранее применявшийся систематический сероводородный метод.Дробный метод предусматривает определение одних ионов металлов в отдельных небольших порциях исследуемого раствора в присутствии других без их предварительного разделения на группы, что достигается использованием соответствующих аналитических приемов и проведением анализа по определенной схеме, в которой обозначена последовательность обнаружения ионов.Обнаружение искомых ионов дробным методом проводится в 2 этапа: вначале устраняется влияние мешающих ионов с помощью соответствующих приемов и реактивов, а затем, на втором этапе - прибавляют реактив, дающий какой-либо аналитический сигнал (окраску, осадок и др.) с открываемым ионом.Дробный метод анализа особенно удобен в случаях с «лимитированными заданиями», т.е. когда задача эксперта ограничена заданием провести исследование только на определенные ионы или исключить тот или иной ион. Таким образом, дробный метод вполне удобен и экономичен, как нельзя лучше подходит для решения практических задач судебно-химической экспертизы.Специфические особенности судебно-химического анализа на металлические яды:1. Необходимость выделения из большого количества биологического объекта малых количеств (мг-мкг) веществ, которые могли послужить причиной отравления.2. Необходимость исследования на сравнительно большую группу ядов (13 элементов), обладающих некоторой общностью химических свойств (d-элементы).3. Специфический характер объектов исследования. Ими чаще всего являются внутренние органы трупа, которые могут содержать в качестве естественных почти все химические элементы, известные как «металлические яды» (за исключением Ba, Bi, Sb, Tl). Поэтому всегда встает вопрос о количественном определении. Данные количественного анализа позволяют судебно-медицинским экспертам решать вопрос, являются ли найденные металлы введенными в организм или естественно содержащимися.Учитывая специфические особенности судебно-химического анализа А.Н.Крылова при разработке дробного метода предъявила ряд требований, чтобы анализ был достаточно быстрым, надежным и экономичным:1. Должна быть возможность сочетания качественного и количественного определения в одной навеске исследуемого органа на все токсикологически важные элементы (за исключением ртути, которая определяется в отдельной навеске навеске специфическим деструктивным методом).2. Должна быть обеспечена высокая доказательность и надежность метода. Это достигается применением, как правило, не одной, а, по меньшей мере, двух реакций: основной и подтверждающей. В качестве основных чаще всего используются жидкофазные реакции образования окрашенных комплексов с различными реагентами, извлекаемых в слой органического растворителя (дитизонатов, диэтилдитиокарбаминатов, комплексов с 8-оксихинолином, красителями трифенилметанового ряда и др.). Большинство подтверждающих реакций - микрокристаллоскопические или осадочные.3. Реакции должны быть высоко специфичными, чтобы определять катион в присутствии других. Однако абсолютно специфичных реакций очень мало, поэтому необходимо создавать селективные условия и устранять мешающее влияние посторонних ионов. Для этого разработаны следующие приемы:- маскировка мешающих ионов. Осуществляется путем введения комплексообразователей, применения окислительно-восстановительных реакций и др.;-строгое соблюдение определенных значений рН среды при проведении реакций;

-селективная экстракция металлов в органический растворитель в виде комплексов или ионных ассоциатов с последующей реэкстракцией ионов металлов в водную фазу.4. Реакции должны быть высокочувствительны, но не должны открывать естественно содержащиеся количества элементов. Поэтому для выполнения реакций на отдельные катионы объем минерализата строго лимитирован. Кроме того, применяют прием разбавления минерализата до пределов чувствительности реакции. При этом снижается влияние мешающих ионов и концентрация кислот, исключается обнаружение большинства естественно содержащихся элементов.5. Методики, разработанные для обнаружения «металлических ядов» быть простыми, доступными, а их проведение не требовать больших затрат времени на анализ, и дорогостоящего оборудования и реагентов.Таким, образом, А.Н.Крылова рассматривает дробный метод обнаружения «металлических ядов» как сумму отдельных наиболее характерных и чувствительных реакций на катионы. Дробный метод разработан на 13 наиболее важных в токсикологическом отношении элементов. Он обязательно сочетается с параллельно проводимым частным методом обнаружения и количественного определения иона ртути после деструкции отдельной навески биоматериала.При составлении схемы проведения дробного анализа необходимо учитывать ограниченную специфичность отдельных реакций:1. Чувствительность реакций на хром и марганец снижается при большом количестве в минерализате хлорид-ионов, поэтому исследование на хром и марганец рекомендуется проводить до осаждения Аg в виде АgCl с помощью NaCI.2. Обнаружению мышьяка мешает присутствие в минерализате катионов сурьмы, в связи с чем исследование на сурьму предшествует анализу на мышьяк. 3. Большие количества меди мешают обнаружению сурьмы по реакции образования её сульфида Sb2S3 (черный осадок CuS маскирует оранжевую окраску Sb2S3). Следовательно, в ряду катионов по схеме дробного анализа медь должна стоять раньше сурьмы. Для повышения надежности обнаружения «металлических ядов» А.Н. Крылова предлагает определенный порядок их анализа в минерализате. А именно: свинец, барий, марганец, хром, серебро, медь, сурьма, таллий, мышьяк, висмут, кадмий. Параллельно проводится анализ на ртуть после деструкции отдельной навески органов (печень, почки).

^ 3.4.1.Маскировка ионов в дробном анализе

Маскировка является одной из важнейших операций в дробном анализе.Маскировкой называется процесс устранения влияния мешающих ионов находящихся в сложной смеси, для обнаружение искомых ионов. При маскировке мешающие ионы переводят в соединения, которые теряют способность реагировать с реактивами на искомые катионы. С целью маскировка используют следующие приемы: переводят мешающие ионы в устойчивые комплексы, изменяют валентность металлов при помощи окислителей и восстановителей, изменяют рН среды и др.Основной способ маскировки в ХТА - комплексообразование. Для использования этого приема подбирается такой реактив, который с мешающими ионами образует бесцветные прочные комплексы, не способные реагировать с основным реактивом на искомый ион. Например, обнаружению ионов кадмия по реакции с сероводородом осадок CdS имеет ярко-желтую окраску) мешают ионы меди (осадок CuS имеет черное окрашивание). Для маскировки ионов меди прибавляют раствор цианида щелочного металла, при этом образуется бесцветный комплексный ион[Сu (CN)4]2-. Реакция меди с сероводородом не пойдет.Можно использовать и обратный прием - демаскировку ионов - это процесс освобождения ранее замаскированных ионов от маскирующих реагентов. В основном она

осуществляется разложением полученных комплексных соединений. В результате ранее замаскированные ионы восстанавливают способность вступать в реакции с соответствующими реактивами.Для маскировки в дробном анализе применяют следующие реактивы: 1. Цианиды (CN-)- образуют комплексы с Со, Сu, Zn, Fe, Cd, Hg, Ag. Цианиды применяются достаточно широко, при необходимости можно легко провести демаскировку ионов. Главное требование: их нельзя прибавлять к кислым растворам, т.к. может произойти разложение солей с выделением легко летучей синильной кислоты.2. Фосфаты (PO43-) - применяются для связывания ионов Fe (III) при исследовании на Мn, Сr, Си.3. Тиосульфаты(S2O82-) - применяются для маскировки ионов Cd (II) при анализе на Zn, a также Ag, Pb, Fe (III),Cu и др. ионы. 4. Тиомочевина((NH2)CS) - применяется для маскировки ионов Bi, Fe (III), Sb, Hg, Ag и др., с которыми образует прочные внутрикомплексные соединения. 5. Используются также фториды, трилон Б, кислота лимонная и её соли цитраты, кислота винная и её соли тартраты и др. комплексообразователи.

6.Гидроксиламин и кислота аскорбиновая используются для маскировки как восстановители.

^ 3.4.2.Применение органических реагентов в дробном анализе 

"металлических ядов"В дробном методе анализа широко применяются различные органические реагенты: диэтилдитиокарбаминаты натрия и свинца (в анализе на катионы меди, цинка, кадмия, висмута), дитизон (в анализе на катионы свинца, таллия, цинка, серебра, ртути), 8-оксихинолин (в анализе на катион висмута), малахитовый зеленый из группы трифенилметановых красителей (при анализе на катионы сурьмы и висмута), дифенилкарбазид (при анализе на катион хрома), тиомочевина (при анализе на катион висмута) и др. В основном, образуются окрашенные комплексные соединения или ионные ассоциаты. Ионные ассоциаты (ионные пары) представляют собой неполностью диссоциированные солеобразные соединения, образующиеся в результате ассоциации противоположно заряженных ионов, при этом характер связи колеблется от ионной (электростатической) до ковалентной.Реакции с органическими реагентами используются для следующих целей:1. Образование окрашенных комплексов служит качественным доказательством ряда катионов.2. Окраска комплексов может использоваться для количественного определения катионов фотоэлектроколориметрическим методом.

3.Реакции могут использоваться для селективной экстракции (выделения) катионов в виде комплексов из минерализата с последующей реэкстракцией ионов в водную фазу и обнаружением их качественными реакциями.

^ 3.4.3.Применение диэтилдитиокарбаминовой кислоты и её солей

Диэтилдитиокарбаминовая кислота - соединение, неустойчивое в водных растворах, поэтому в аналитической практике используют её натриевую, аммониевую, свинцовую соли. Эти реагенты образуют более чем с 20 металлами внутрикомплексные соединения – диэтилдитиокарбаминаты (ДДТК металлов). В большинстве случаев они используются для целей селективной экстракции катионов из минерализата.Свойства ДДТК металловДДТК металлов, за исключением ДДТК натрия, нерастворимы в воде, но хорошо растворяются в органических растворителях (хлороформ). Большинство ДДТК металлов - бесцветные соединения. Окраску имеют некоторые растворы комплексных соединений в хлороформе: ДДТК меди имеют яркое желто-коричневое окрашивание, ДДТК висмута, кадмия, сурьмы – бледно - желтое, хрома - бледно-зеленое.ДДТК металлов образуются при строго определенных значениях pH среды. В щелочной среде образуются комплексы цинка (рН 8,5), кадмия (рН 12,5), висмута (рН 14). Оптимальным значением рН для образования ДДТК меди является рН 3, однако этот комплекс устойчив и в интервале рН от 4 до 11. Таким образом, регулируя рН раствора, можно избирательно изолировать из минерализата тот или иной катион.Устойчивость ДДТК металлов также связана с рН среды; те комплексы, которые образуются в щелочной среде - неустойчивы в кислой и разрушаются под действием кислот. Это свойство используется для реэкстрации металлов из их комплексов и переведения в водную фазу с целью проведения подтверждающих реакций. Например, ДДТК цинка и кадмия можно разрушить действием кислоты хлористоводородной, а ДДТК висмута - азотной.Для тех ДДТК металлов, которые устойчивы в широком интервале рН (медь), выделение катиона в водную фазу основано на использовании правила рядов среди диэтилдитиокарбаминатов. Согласно этому правилу каждый предшествующий катион, находящийся в водной фаз, вытесняет последующие катионы из их комплексов, растворенных в хлороформе.Ряд ДДТК токсикологически важных катионов можно представить следующим образом:Нg > Аg > Си > Ni > Со > Pb > Bi > Cd > Tl > Sb > Zn > Mn > FeНапример, Нg 2+ способна вытеснять Си из (ДДТК)2Си, в свою очередь Си 2+вытесняет Pb из (ДДТК)2 Pb.

Катионы цинка, кадмия, висмута и меди называют экстракционными катионами и их анализ проводят по следующей схеме:1. Выделение из минерализата в виде комплекса с ДДТКК при определенном рН раствора и экстракция в органическую фазу.

2. Разрушение комплексов кислотами или по правилу рядов – реэкстракция - переведение катионов в водную фазу. 

3.Обнаружение и количественное определение.

3.4.4.Применение дитизона

Дитизон (дифенилтиокарбазон), введен в аналитическую практику в 1957 году Фишером, который предписывает следующую структуру органического реагента. В зависимости от рН среды, дитизон может существовать в двух таутомерных формах: в кислой среде - в кетоформе, в щелочной среде - в енольной формe.

Кетонная форма Енольная форма(в кислой и нейтральной среде) (в щелочной среде)Свойства дитизонатов1. Дитизон в кетоформе хорошо растворим в органических растворителях и не растворим в воде. В хлороформе образует окрашенные в интенсивно зеленый цвет растворы. В енольной форме дитизон хорошо растворим в воде, но нерастворим в органических растворителях. На этом свойстве основано удаление избытка дитизона из дитизонатов металлов: полученный дитизонат промывают водным раствором аммиака - дитизонат в енольной форме переходит в водную фазу.2. Большинство дитизонатов металлов - ярко окрашенные соединения растворимые в органических растворителях и нерастворимые в воде Дитизонаты серебра и ртути имеют золотисто-желтый цвет, цинка - пурпурно-красный, свинца - карминно-красный, таллия - красно-фиолетовый.3. Образование дитизонатов металлов идет при строго определенном значении рН среды. Дитизонаты серебра и ртути образуются при рН 1, цинка рН 4-4,5 (химизм реакции идет по кетоформе дитизона). Для отличия дитизона серебра и ртути полученный комплекс встряхивают с раствором хлористоводородной кислоты, дитизонат серебра разлагается, хлороформный слой окрашивается в зеленый цвет. Дитизонат ртути в этих условиях устойчив. Дитизонат свинца образуется при рН 7-10, таллия - при рН 11-12 (химизм реакции идет по енольной форме дитизона).

5.^ МЕТОДЫ КОЛИЧЕСТВЕННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ

При отравлении «металлическими ядами» содержание их в различных органах будет колебаться в зависимости от принятого количества, времени, наступления смерти и оказания помощи. Поэтому для каждого элемента рекомендованы два метода количественного анализа (фотоэлектроколориметрическим и объемный) или один метод определения в широком интервале концентраций.Классификация и характеристика методов количественного определения1. Весовой метод (применяется при анализе на барий) обладает самой низкой чувствительностью, границы определения Ва в виде BaSО4 составляет 5 мг.2. Объемные (титриметрические) методы. Из объемных методов чаще всего применяется комплексонометрия: прямое титрование после экстракции с последующей реэкстракцией при анализе экстракционных катионов (медь, висмут, кадмий, цинк), обратное титрование - для осадочных катионов (барий, свинец). Граница определения - 0,5-1,0 мг. При анализе на катион серебра применяют роданометрический метод, на катион свинца - хромато-иодометрический метод, граница определения этих методов составляет 2,0 мг. Окислительно-восстановительная реакция с получением окрашенных растворов при изменении степени окисления марганца от 2 до 7 лежит в основе колориметрического титрования, границы определения 0,02 мг.3. Фотометрические методы основаны на измерении оптической плотности окрашенных комплексов металлов с органическими реагентами, граница определения металлов в виде дитизонатов составляет 0,02 мг, в виде ДДТК - 0,1 мг.

5.^ ДРОБНОЕ ОБНАРУЖЕНИЕ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ КАТИОНОВ

3.6.1.СВИНЕЦ

Токсикологическое значение свинца

Токсикологическое значение свинца определяется ядовитыми свойствами металлического свинца, его солей и некоторых производных: широким и разнообразным применением их в промышленности и быту.Из различных соединений свинца наибольшее токсикологическое значение имеют арсенат, ацетат, хромат, карбонат, хлорид, нитрат и ряд других солей этого металла. Оксид свинца применяется для приготовления некоторых красок, входит в состав свинцового пластыря. Свинца карбонат является одним из компонентов свинцовых белил. В состав некоторых красок входит и свинца хромат. Свинца арсенат относится к числу соединений, применяемых для борьбы с вредителями садов и виноградников. Основной свинца ацетат в ряде стран применяется и медицине. Стеарат, олеат и другие соединения свинца с органическими кислотами используются в качестве стабилизаторов при получении пластмасс. Эти соединения используются как добавки к краскам, а также входят в состав некоторых помад и жидкостей для волос.Особенно опасными в отношении отравлений свинцом являются добыча свинцовых руд, выплавка свинца, производство аккумуляторов, свинцовых красок [свинцовые белила 2РbСО3.Рb(ОН)2 и сурик Рb3О4], применение которых в России ограничивается только окраской судов и мостов, лужение, пайка, применение свинцовой глазури PbSiО3 и т. д.

При недостаточной охране труда возможны промышленные отравления.Источниками бытовых отравлений являлось в ряде случаев недоброкачественно луженая (при употреблении консервов, изготовленных в недоброкачественно луженной посуде), эмалированная, фарфорово-фаянсовая и глиняная посуда, покрытая глазурью. Описаны случаи отравления свинцом через питьевую воду (свинцовые трубы), нюхательный табак, завернутый в свинцовую бумагу, после огнестрельного ранения и т.п. Более известны также случаи отравлений свинцовыми солями и тетраэтилсвинцом.Основным источником отравлений соединениями свинца является поступление их в пищевой канал.Ионы свинца, поступившие в организм, соединяются с сульфгидрильными и другими функциональными группами ферментов и некоторых других жизненно важных белковых соединений. Около 90 % ионов свинца, поступивших в кровь, связываются эритроцитами (по Р. Лудевигу и К. Лосу, 1983). Свинец является протоплазматическим ядом, вызывающим изменения главным образом в нервной ткани, крови и сосудах. Ядовитость соединений свинца в значительной степени связана с растворимостью их и в желудочном соке, и в других жидкостях организма. Хроническое отравление свинцом дает характерную клиническую картину. Смертельная доза различных соединений свинца неодинакова. Дети особенно чувствительны к нему. Свинец поражает все отделы головного мозга, особенно гипоталамические отделы и ретикулярную формацию ствола. Свинец блокирует ферменты, участвующие в синтезе гема. Развивается гипохромная анемия при нормальном содержании железа сыворотки. Кроме того, свинец повышает гемолиз эритроцитов. Свинец не относится к числу биологических элементов, но обычно присутствует в воде и пище, откуда поступает в организм. Человек, не занятый работой со свинцом, поглощает в сутки, как указывает Н. В. Лазарев, 0,05 - 2 г свинца (в среднем 0,3 мг). Соединения свинца способны кумулироваться в костной ткани, печени, почках. Около 10% его всасывается организмом, остальное количество выделяется с калом. Свинец откладывается в печени и в трубчатых, несколько меньше в плоских костях. В остальных органах откладывается в незначительном количестве. Отсюда необходимость обнаружения свинца во внутренних органах трупов людей, умерших от других причин, и обязательное количественное определения его при положительных результатах качественного анализа.Естественное содержание свинца (по данным А. О. Войнара, в миллиграммах на 100 г органа) в печени 0,130; в почке 0,027; в трубчатых костях 1,88; в желудке и кишечнике 0,022 и 0,023 соответственно.Соединения свинца выделяются из организма главным образом с калом. Меньшие количества этих соединений выделяются с желчью, а следовые количества - с мочой. Соединения свинца частично откладываются в костной ткани в виде трехзамещенного фосфата. Патологоанатомическая картина в острых случаях общая для соединений тяжелых металлов.Клиническая картина. Острое отравление - головная боль, слабость, головокружение, рвота, брадикардия, артериальная гипотензия, потливость, слюнотечение, зуд, парестезии, тремор конечностей. Симптомы часто развиваются через 6 ч - 2 сут после отравления. При вдыхании паров более выражена неврологическая симптоматика: бессонница, головная боль, атаксия, судороги, галлюцинации, психомоторное возбуждение. При пероральном приеме - диспептические расстройства: жажда, отрыжка, боль в животе, тошнота, рвота, диарея. У детей в течение 1-5 дней - стойкая неукротимая рвота, атаксия, судороги, нарушения сознания. Хроническое отравление, Возможно возникновение тремора конечностей, повышенной утомляемости, раздражительности, расстройств памяти, бессонницы. Дискомфорт в области живота, рвота, снижение массы тела, гипотрофия мышц. Возможно развитие

почечной недостаточности.Тяжелая интоксикация (острая или хроническая): алиментарный синдром - анорексия, привкус металла (при хронической интоксикации - ощущение волоса) во рту, запоры, кишечные колики, напряжение мышц брюшной стенки (иногда), на дёснах - свинцовая (сине-черная) кайма. Нервно-мышечный синдром (чаще у взрослых): безболезненный периферический неврит и слабость мышц-разгибателей. При хроническом отравлении - свинцовая энцефалопатия (чаще у детей) с эпилептиформными припадками, коматозное состояние; долговременные остаточные явления, включающие неврологические дефекты (нейроциркуляторная триада - артериальная гипотензия, брадикардия, гипотермия), психопатологические расстройства (упорные головные боли, бессонница, повышенная возбудимость, беспокойный сон с кошмарами), задержка умственного развития (у детей). При остром отравлении - галлюцинации, бред, психомоторное возбуждение, маниакальный синдром, судороги.Беременность. Отравление свинцом во время беременности приводит к рождению недоношенных детей и преждевременному родоразрешению. Свинец обладает тератогенными свойствами.Исследование осадкаПри решении вопроса об отравлении тетраэтилсвинцом (С2Н5)4Рb применяют специальную методику, основанную на изолировании этого яда перегонкой с водяным паром.Выше было обосновано, что при разбавлении минерализата водой возможно появление мути или выпадение осадка. Это означает, что в минерализате находится белый осадок свинца сульфата. Такого же цвета осадок бария сульфата образуется при отравлении соединениями бария. В результате соосаждения осадки сульфатов свинца и бария могут быть загрязнены ионами кальция, хрома, железа и др. При наличии хрома в осадке он имеет грязно-зеленую окраску. Химико–токсикологический интерес представляют только барий и свинец, которые необходимо до обнаружения разделить.Оптимальными условиями для количественного осаждения Ва2+ и Рb2+ являются: концентрация в минерализате ~20 % H2SO4, отсутствие окислов азота (частичное растворение PbSО4 и в значительно меньшей степени BaSО4 в кислоте азотной), время осаждения (~24 часа). Вследствие соосаждения в осадке могут также находиться Са2+, Fe3+, Al3+, Cr3+, Zn2+, Cu2+ и др. При соосаждении Сr3+ осадок окрашен в грязно-зеленый цвет. Во избежание потерь Сr3+ грязно-зеленый осадок обрабатывают при нагревании раствором персульфата аммония в 1% растворе серной кислоты. Нерастворившийся осадок подвергают анализу на Ва2+ и Рb2+, а фильтрат оставляют для количественного определения хрома.Исследование фильтрата на свинец 

а) реакцией с дитизоном (H2Dz)К раствору, содержащему свинца ацетат, прибавляют хлороформный раствор дитизона и взбалтывают. При этом образуется однозамещенный дитизонат свинца Pb(HDz)2, хлороформный раствор которого имеет оранжево-красную окраску:В зависимости от объема водного слоя раствор исследуют далее микрокристаллическими или макрохимическими реакциями.При малом объеме водного слоя а) получают двойную соль йодида цезия и свинца - Cs[PbI3] (CH3COO)2Pb + CsCl + 3 KI ® Cs[PbI3] ¯ + KCl + 2 CH3COOKПри наличии ионов свинца образуются прозрачные игольчатые кристаллы на жёлтом фоне.б) образование гексанитрита калия, меди и свинца K2Cu[Pb(NO2)6]^ (CH3COO)2Pb + (CH3COO)2Cu + 6 KNO2 ® K2Cu[Pb(NO2)6] ¯ + 4 CH3COOKОбразование чёрных или коричневых кристаллов, имеющих форму куба, указывает на

наличие ионов свинца.При большом объеме водного слоя (2 мл и более) а) образования PbS:(CH3COO)2Pb + Na2S = PbS¯ + 2 CH3COO Na

При наличии ионов свинца появляется чёрный осадок.Осадок не растворяется в разбавленных серной и соляной кислотах, но растворяется в разбавленной кислоте азотной с выделением окислов азота и элементарной серы:3PbS + 8HNО3 = 3Pb(NО3)2 + 2NO + 3S + 4H2О;б) образование PbSО4:(CH3COO)2Pb + H2SO4 ® PbSO4 ¯ + 2 CH3COOHПри наличии ионов свинца появляется белый осадокОсадок свинца сульфата растворяется в концентрированной серной кислоте с образованием кислой соли:PbSО4 + H2SО4 = Pb(hso4)2При добавлении воды вновь выпадает осадок сульфата свинца.в) образования РbСrО4: нерастворим в уксусной кислоте, но растворим в минеральных кислотах и едких щелочах:^ 2 (CH3COO)2Pb + K2Cr2O7 + H2O ® 2 PbCrO4 ¯ + 2 CH3COOK + 2 CH3COOHПри наличии ионов свинца появляется оранжево–жёлтый осадок.г) образования PbI2:(CH3COO)2Pb + 2 KI ® PbI2 ¯ + 2 CH3COOKПри наличии ионов свинца выпадает жёлтый осадок, который растворяется при нагревании и вновь появляется при охлаждении (в избытке реактива осадок растворяется).

3.6.2.БАРИЙ

Токсикологическое значениеИз соединений бария токсикологическое значение имеют его гидроксид, хлорид, нитрат, карбонат, хлорат и др. Все растворимые соли бария ядовиты. Соединения бария применяю для получения препаратов бария, в керамическом и стекольном производстве (ВаСОз), в текстильной и резиновой промышленности, в сельском хозяйстве (ВаС12) для борьбы с вредителями растений; селенит бария (BaSeО3) и бария карбонат применяют для дератизации. Некоторые препараты бария, например бария хлорид, гидрат окиси бария, имеют применение в аналитических лабораториях. Бария сульфат, применяемый при рентгеноскопии, практически нетоксичен. Смерть наступает от паралича сердца.В истории отравлений барием различают два периода: первый - до введения бария сульфата в качестве контрастного вещества при рентгенологическом исследовании желудочно-кишечного тракта, второй - после введения бария сульфата в рентгеноскопию. В первом периоде отравления соединениями бария были редкими. Причиной их было применение бария карбоната в смеси с мукой для отравления крыс или бария хлорида для аппретуры белья. С момента внедрения бария сульфата в медицинскую практику отравления солями бария стали встречаться чаще. Причиной этих интоксикаций, как правило, является бария сульфат, нерастворимый в воде и в жидкостях организма, а растворимые соли его, содержащиеся в бария сульфате в виде примесей, или ошибочное применение растворимых солей бария вместо бария сульфата. Известны случаи отравления бария карбонатом, находящимся в бария сульфате в виде примесей. Такие отравления объясняются тем, что для рентгеноскопии используют большие (до 100 г и более) количества бария сульфата, который по способу своего получения может содержать бария карбонат, переходящий в организме под влиянием соляной кислоты желудочного сока в растворимый бария хлорид. 

При приеме внутрь ядовитых соединений бария возникают жжение во рту, боли в области желудка, слюнотечение, тошнота, рвота, головокружение, мышечная слабость, одышка, замедление пульса и падение артериального давления. Основной метод лечения отравлений барием - промывание желудка и употребление слабительных средств. Основными источниками поступления бария в организм человека являются пища (особенно морепродукты) и питьевая вода. По рекомендации Всемирной организацией здравоохранения содержание бария в питьевой воде не должно превышать 0,7 мг/л, в России действуют гораздо более жесткие нормы - 0,1 мг/л. Соединения бария оказываются нейротоксическое (паралитическое), кардиотоксическое, гемотоксическое действия. Основные симптомы: жжение во рту и пищеводе, боли в животе, тошнота, рвота, диарея, головокружение; кожные покровы бледные, покрыты холодным потом. Пульс медленный, слабый; экстрасистолия, мерцание предсердий, возможна остановка сердца; снижение АД; одышка, цианоз. Через 2-3 ч после отравления - нарастающая мышечная слабость (особенно мышц верхних конечностей и шеи), иногда гемолиз. Соединения бария выделяются из организма главным образом через кишечник. Следовые количества этих соединений выводятся через почки и частично откладываются в костях. Сведения о содержании бария как нормальной составной части клеток и тканей организма в литературе отсутствует.Патологоанатомическая картина неспецифична: наблюдаются гиперемия и кровоизлияния в слизистой оболочке желудка, кишках, серозных покровах и в легких, жировое перерождение печени. Химико-токсикологическое исследование оказывает серьезную помощь в диагностике отравлений. Выделение бария происходит главным образом через желудочно-кишечный тракт. Ва2+ в незначительных количествах содержится во всех органах и тканях живых существ в качестве естественной составной части организма (А. О. Войнар).

Исследование фильтрата на барий1. Реакция перекристаллизации BaSО4 из концентрированной кислоты серной.Часть исследуемого осадка на фильтре переносят на предметное стекло и слегка подсушивают. Затем к осадку прибавляют 2 капли концентрированной кислоты серной и осторожно нагревают до появления паров. (Кислота серная не должна растекаться на предметном стекле). При наличии в осадке бария сульфата на стекле через 15 – 20 мин после охлаждения появляются бесцветные кристаллы, имеющие форму квадратов с вытянутыми углами или в виде мелких крестов и прямоугольных пластинок.2. Реакция образования бария йодата

BaSO4   BaS + 2 CO2BaS + 2 HCl ® BaCl2 + H2SBaCl2 + 2 KIO3 ® Ba(IO3)2 + 2 KClНа предметное стекло наносят несколько капель 10 % раствора кислоты хлороводородной. Затем платиновой петлёй забирают часть исследуемого осадка и нагревают его в восстановительной части пламени горелки. При этом бария сульфат восстанавливается в бария сульфид, а пламя горелки окрашивается в зелёный цвет.При исследовании больших количеств осадка и при поступлении на химико–токсикологический анализ химических соединений бария возможно проведение дополнительных подтверждающих реакций.3. Реакция с калия бихроматом

2 BaCl2 + K2Cr2O7 + H2O 2 BaCrO4 ¯ + 2 KCl + 2 HCl

Выпадает жёлтый кристаллический осадок.

3.Реакция с кислотой серной

BaCl2 + H2SO4 ® BaSO4 ¯ + 2 HCl

Выпадает белый кристаллический осадок.5. Реакция с натрия родизонатомВ присутствии катиона бария на бумаге появляется красновато–коричневое пятно не исчезающее от добавления капли кислоты хлороводородной (отличие от стронция).Объектами исследования на наличие бария могут быть не только органы трупов и биологические жидкости, но и химические соединения этого металла, которые в народном хозяйстве широко используются для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур и для других целей.

^ Исследование минерализата после отделения осадка

(BaSО4 и PbSО4)

Исследование обычно начинают с Mn2+ и Cr 3+, так как определенное мешающее влияние оказывают Cl-. В основу обнаружения и определения этих катионов положены реакции окисления – восстановления.3.6.3.МАРГАНЕЦ

Токсикологическое значение марганца. В последние годы соединения марганца приобретают все большее значение в различных областях промышленности: металлургической, стекольной при изготовлении глазури и эмали, химической, ситцепечатании и др. Применяют также некоторые соединения марганца (КМnО4) в медицине и в санитарии.Соединения марганца являются сильными протоплазматическими ядами, особенно действуют на центральную нервную систему, вызывая в ней тяжелые органические изменения, поражает также почки, органы кровообращения, легкие.Марганец получил известность главным образом как профессиональный яд. При действии на организм через органы дыхания соединения марганца приводят к тяжелым поражениям центральной нервной системы, а также действуют на почки, органы кровообращения и легкие. Предельно допустимой концентрацией марганца и его соединений в воздухе является 0,0003 мг/л в пересчете на марганец (Н. В. Лазарев).Острые отравления соединениями марганца нередко приводят к смерти. Причиной смерти были отравления и калия перманганатом, примененным при криминальном аборте.Смертельная доза калия перманганата для человека точно неустановленна.По данным А. О. Войнара, при приеме внутрь она составляет 15—20 г.При вскрытии трупов лиц, погибших в результате отравления калия перманганатом, характерными считаются ожог слизистой оболочки, напоминающий отравление едкими веществами, дегенеративные изменения паренхиматозных органов, главным образом сердца, печени, почек (О. И. Глазова).При полосканиях, спринцеваниях концентрированными растворами калия перманганата

наблюдается отек слизистых оболочек с последующими воспалительными явлениями, приводящими иногда к общему отравлению организма. Независимо oт способа введения марганец выводится из организма через желудочно-кишечный тракт и с мочой. Основным органом, задерживающим марганец, является печень.Марганец относится к числу широко распространенных элементов, играющих в организме животных определенную биологическую роль. Этим обстоятельством объясняется обязательное обнаружение марганца при судебно-химическом анализе внутренних органов трупа человека. Этим же диктуется необходимость количественного определения при положительных результатах качественного обнаружения его в биологическом материале.Общее содержание Mn+2 в организме человека доходит до 0,05%; и в экскриментах его содержится 1,8 мг и в печени 0,17- 0,2 мг на 100 г свежего материала.А.Н. Крылова дробным методом определяла в 100 г печени 0,13 – 0,40 мг естественно содержащегося Mn2+ , в почке и матке 0,06 – 0,28 и 0,04 - 0,16мг.

Обнаружение марганцаОбнаружение марганца основано на реакциях окисления Mn2+ до Mn7+ (перманганат–иона), который окрашивает реакционный раствор в цвета от розового до красно–фиолетового в зависимости от концентрации в минерали-зате.1. Окисление калия перйоодатом2 MnSO4 + 5 KIO4 + 3 H2O ® 2 HMnO4 + 5 KIO3 + 2 H2SO4В присутствии марганца появляется окраска от розового до красно -фиолетового цвета.2. Окислениеи натрия висмутатом2 Mn(NO3)2 + 5 NaBiO3 + 16 HNO3 ®® 2 HMnO4 + 5 Bi(NO3)3 + 5 NaNO3 + 7 H2OВ присутствии марганца появляется розовое окрашивание.3. Окисление аммония персульфатом2 MnSO4 + 5 (NH4)S2O8 + 8 H2O ® 2 HMnO4 + 5 (NH4)2SO4 + 7 H2SO4В присутствии марганца появляется розовое окрашивание.

3.6.4.ХРОМ

Токсикологическое значение хрома. Соли хрома широко применяются в различных областях народного хозяйства. Некоторые соединения хрома используются в сельском хозяйстве. В медицине соединения хрома из-за их высокой токсичности в настоящее время не используются.Наиболее ядовиты хроматы и бихроматы, последние токсичнее хроматов. Соли шестивалентного хрома обладают способностью, действовать раздражающе и прижигающе на кожу и слизистые оболочки, вызывая изъязвления. Типичным признаком является прободение хрящевой части носовой перегородки. В последнее время установлено, что хром обладает канцерогенным действием.При приемах внутрь наблюдаются ожоги слизистой оболочки рта, пищевода, желудка, припухание, отечность, окрашивание в желтый цвет слизистой полости рта, рвота, иногда кровавая, желтыми или зелеными массами. В литературе имеются разноречивые данные о смертельной дозе солей кислоты хромовой: 0,2 - 0,5 -1 г и даже 8 г (Гадамер). При вскрытии трупов отмечаются явления отравления едкими веществами и желтое окрашивание слизистых оболочек. При острых отравлениях хром накапливается в печени, почках, эндокринных железах.Хром относится к числу элементов, постоянно обнаруживаемых в организме животных и человека. Описанной выше методикой хром, естественно содержащийся в органах трупа

человека, при химико-токсикологическом анализе не обнаруживается.

Обнаружение хромаПри обнаружении хрома, который при минерализации объекта смесью серной и азотной кислот находится в минерализате в основном в степени окисления 3+, его окисляют аммония персульфатом до степени окисления 6+.В качестве основной реакции используется реакция взаимодействия Cr6+ с дифенилкарбазидом.1. Реакция с дифенилкарбазидом

Cr2(SO4)3 + 3 (NH4)2S2O8 + 7 H2O ® H2Cr2O7 + 3 (NH4)2SO4 + 6 H2SO4

При наличии хрома жидкость в пробирке приобретает красно–фиолетовое окрашивание.2. Реакция образования надхромовых кислот

В присутствии хрома растворитель окрашивается в сине–голубой цвет.3.6.5.СЕРЕБРО

Токсикологическое значение имеет лишь серебра нитрат. Он оказывает прижигающее и вяжущее действие на кожу и слизистые оболочки. При длительной работе, как с металлическим серебром, так и с его солями может возникать аргирия (отложение металлического серебра в тканях), проявляющаяся в серо-зеленой до аспидно-серой окраске кожи и слизистых оболочек.

Отравления соединениями серебра большей частью являются случайными, но известны также случаи покушения на самоубийство с помощью серебра нитрата. Проф. А. В. Степанов в руководстве по судебной химии указывает, что предметом судебно-химического исследования неоднократно являлись краски для волос, содержавшие серебро. Соединения серебра при этом способны отчасти восстанавливаться в металлическое серебро, а также, частично разлагая содержащие серу вещества волос, переходить в черный серебра сульфид и обусловливать окраску волос. В качестве окрашивающих растворов применялись раствор серебра нитрата или аммиачный раствор серебра хлорида. Второй жидкостью, ускоряющей окраску, обычно являлся раствор натрия сульфида или аммония.Серебро довольно широко распространено как в низших, так и в высших животных организмах. По А. О. Войнару, в органах человека обнаруживают в пересчете на 100 г свежих тканей в крови - следы, в мозгу - 0,03 мг, в печени - 0,005 мг, в легких - 0,004 мг, в костях - 0,01 мг серебра.Естественно содержащееся в органах человека серебро не обнаруживается дробным методом анализа.

Обнаружение серебра1. Основной реакцией при обнаружении серебра является реакция образования серебра дитизоната. Для отличия серебра дитизоната от ртути дитизоната окрашенный хлороформный слой обрабатывают при энергичном встряхивании 1 мл 0,5моль/л раствором кислоты хлороводородной. Серебра дитизонат в этих условиях разрушается и золотисто - жёлтая окраска хлороформного слоя переходит в зелёную.При положительном результате реакции с дитизоном серебро из минерализата выделяют в виде серебра хлорида.2. Рекция образования серебра хлоридаAg2SO4 + 2 NaCl ® 2 AgCl ¯ + Na2SO4

При наличии иона сереба образуется белый осадок или муть. Жидкость нагревают до кипения и осадок отделяют фильтрованием после охлаждения,промывают его один раз водой очищенной и растворяют в 0,5 – 2,5 мл 25 % раствора аммиака.AgCl + 2 (NH4)OH ® [Ag(NH3)2]Cl + 2 H2OАммиачный раствор исследуют следующим образом:а) Каплю раствора помещают на предметное стекло, дают капле медленно (без нагревания) испариться. При наличии серебра выделяются мелкие прозрачные кристаллы в виде кубов, октаэдров, четырёхугольников. (Смотреть под микроскопом при большом увеличении).б) К капле исследуемого раствора на предметном стекле прибавляют каплю кислоты азотной разведённой – выпадает белый творожистый осадок серебра хлорида.[Ag(NH3)2]Cl + 2 HNO3 ® AgCl ¯ + 2 NH4NO3в) 1 – 2 капли исследуемого раствора упаривают на предмет-ном стекле. На остаток наносят по 1 капле насыщенных растворов тиомочевины и калия пикрата. Образуются жёлтые призматические кристаллы в виде розеток пикрата тиомочевинного комплекса серебра: [AgSC(NH2)2] [C6H2(NO2)3OH].г) 1 – 2 капли исследуемого раствора помещают на фильтровальную бумагу, на которую ранее была нанесена капля раствора FeSO4. При наличии серебра в центре пятна возникает чёрная окраска Ag (металлическое серебро), а по краям красно–оранжевое кольцо Fe3+.[Ag(NH3)2]Cl + FeSO4 + H2O ® Ag + Fe(OH)SO4 + NH4Cl + NH3 .3.6.6.ЦИНК

Токсикологическое значение. Различные соединения цинка широко применяются в промышленности, сельском хозяйстве, быту, медицине. Токсикологическое значение имеют главным образом растворимые соли цинка, например цинка хлорид, применяемый в качестве консерванта древесины и входящий в состав так называемой паяльной жидкости, а также цинка фосфид.Цинка сульфат используется в промышленности в качестве протравы при крашении тканей и в медицине в качестве прижигающего и дезинфицирующего средства. Цинка фосфид применяется в борьбе с грызунами и неоднократно был причиной отравления домашних птиц; отмечены случаи умышленного отравления этим препаратом людей. Известны также случаи «пищевых» отравлений солями цинка вследствие приготовления или хранения пищи, особенно кислой, в оцинкованной посуде.Смертельных отравлений соединениями цинка (цинка фосфид является исключением) в литературе не описано. Благодаря быстро наступающей рвоте при приемах внутрь солей цинка смертельная, доза сравнительно велика. По Коберту она составляет для цинка хлорида около 5 г.При остром отравлении солями цинка наблюдаются тошнота, упорная рвота, понос, судороги. Слизистые оболочки полости рта сморщены, белые. При хронических отравлениях среди рабочих, занятых выплавкой латуни, бронзы, разработкой цинковых руд, наблюдается вызываемая вдыханием цинка «цинковая», «латунная» или «литейная» лихорадка, выражающаяся в ряде признаков заболевания и в том числе в приступах озноба и повышении температуры до 37 - 40°.Цинк, введенный в организм, накапливается в печени и поджелудочной железе. Соли цинка выводятся главным образом через желудочно-кишечный тракт, в меньшей степени - с мочой.Цинк поступает в организм с пищей. Является широко распространенным элементом как в неживой природе, так и в растительных и животных организмах. В органах человека, по данным А. О. Войнара, наибольшие количества цинка содержатся (в пересчете на 100 г свежего материала) в печени (5,4 -14,5 мг), почках (5,5 мг), волосах (16,3 мг) и костях 10,09 мг.Дробным методом обнаруживается 2,73 - 6,71 мг естественно содержащегося Zn2+ в 100 г почек и 1,76 - 6,16 мг в 100 г печени, что необходимо учитывать при судебно-медицинской оценке результатов химико-токсикологического анализа.

Обнаружение цинкаПри обнаружении цинка вначале проводят реакцию образования цинка дитизоната (основная реакция).

1.Реакция с дитизоном

Хлороформный слой окрашивается в розово–фиолетовый цвет.При положительном результате это реакции на цинк проводят подтверждающие реакции после выделения цинка из минерализата в виде диэтилдитиокарбамината с последующей реэкстракцией 1 моль/л раствором хлороводородной кислоты.

Водное извлечение отделяют, делят на три части и проделывают следующие реакции:а) Реакция с калия гексацианоферратом (II)

ZnCl2 + K4[Fe(CN)6]   K2Zn3[Fe(CN)6]2 ¯ + 4 KCl

Появляется муть или белый осадок.б) Реакция образования цинка сульфида

ZnCl2 + H2S  ZnS ¯ + 2 HCОбразуются осадок или муть белого цвета.в) Реакция с аммония тетрароданомеркуратомZnCl2 + (NH4)2 [Hg(SCN)4] ® Zn[Hg(SCN)4] ¯ + 2 NH4ClПоявляются кристаллы в виде дендритов или одиночных клинообразных кристаллов.

3.6.7.МЕДЬ

Токсикологическое значение. Медь и ее соли широко применяются в промышленности. Для получения красок и в ситцепечатании используются CuO, CuCl2, Cu(NО3)2, СuСО3.Сu(ОН)2 (малахит), Cu(OCOCH3)2, Cu(OCOCH3)2.Cu(OH)2.H2О (ацетат меди

основной - ярь-медянка). Сульфат меди CuSО4 применяется, кроме того, в гальванопластике, для пропитки дерева, в производстве чернил; ряд соединений меди используется в сельском хозяйстве в качестве инсектофунгицидов, например CuO, CuCl2, Cu2(OCl)2, CuSО4, CuCО3.Cu(OH)2 (последнее соединение известно под названием препарата АБ). В медицине применяются сульфат меди CuSО4. 5H2О и цитрат меди Си2С6Н4О7. 2,5Н2О.Токсикологическое значение соединений меди невелико. Смертельной дозой сульфата меди считают 10 г.Отравления медью в большинстве случаев являются комбинированными (медью и свинцом, медью и цинком и т. п.). При химико-токсикологических исследованиях имеет значение одновременное нахождение в объекте исследования Сu2+ и As2О5 что указывает на возможность отравления швейнфуртской (парижской) зеленью - Cu(OCOCH3)2-3Cu(AsО2)2, зеленью Шееле - Cu2AS2О5 и другими препаратами меди и мышьяка, применявшимися в сельском хозяйстве в качестве инсектофунгицидов. Объектами химико-токсикологического исследования могут оказаться рвотные массы и различные пищевые продукты, в которые медь попадает в результате приготовления пищи в плохо луженой посуде, варки в медном тазу с последующим оставлением в нем охлажденного варенья и т. п.Широкое распространение меди в природе ведет к нахождению меди во многих растениях, например в семенах бобовых растений; медь находится и в печени, а также во внутренних органах трупов людей, особенно пожилых.Все это указывает на особую необходимость в случае нахождения меди производить количественное определение, чтобы дать возможность судебно-медицинским экспертам и суду решить, является ли найденная медь естественной составной частью данного объекта, например зеленого горошка, внутренних органов трупа и т. д., или введена умышленно (для окраски консервов или других целей).А. Н. Крылова определяла дробным методом медь в 100 г печени в пределах 0,56 - 1,12 мг; в почках 0,25 - 0,40 мг и в головном мозге 0,31 - 0,34 мг. Эти количества меди при судебно-медицинской оценки результатов химико – токсикологического анализа должны рассматриваться как естественно содержащиеся количества.

Обнаружение медиОбнаружение меди основано на избирательной экстракции её из мине-рализата в виде диэтилдитиокарбамината меди с последующей реэкстракцией 1 % раствором сулемы.

Водный слой отделяют от хлороформа, делят на три части и проделывают следующие подтверждающие реакции:а) Реакция образования меди цинкатетрародано - меркуратаCuCl2 + 2 (NH4)2[Hg(CNS)4] + ZnSO4 ®® Cu Zn [Hg(CNS)4]2 ¯ + 2 (NH4)Cl + (NH4)2SO4В присутствии меди выпавший осадок окрашивается в лилово–розовый цвет.б) Реакция образования меди - кадмия гексацианоферратаCuCl2 + CdCl2 + K4[Fe(CN)6] ® Cu Cd [Fe(CN)6] ¯ + 4 KClВ присутствии меди выпавший осадок окрашивается в сиреневый цвет.

в) Реакция образования пиридинроданидного комплекса меди

В присутствии меди хлороформ окрашивается в изумрудно–зелёный цвет.

8.ВИСМУТ

Токсикологическое значение. Металлический висмут применяется в промышленности для получения сплавов с низкой температурой плавления. Соли висмута применяются в фотографии для изготовления косметических мазей и медицинских препаратов [BiOCI, Bi(NО3)s.5H2O, Bi(NО3)3-Bi(OH)3], светящихся со ставов [Bi(NО3)3-5H2О], в производстве хрустального стекла Bi2О3. Медицинскими препаратами висмута являются нитрат основной висмута и органические соединения висмута.Ядовитыми свойствами обладают легко растворимые соединения висмута, применяемые в терапевтической практике в качестве противосифилитических или рвотных средств. Однако и трудно растворимые соли висмута под влиянием соляной, молочной и других органических кислот образуют легко растворимые комплексные соединения висмута, всасывающиеся в кишечнике. При введении в кровь комплексных солей наблюдались отравления висмутом. Всосавшийся висмут долго задерживается в организме, преимущественно в печени, почках, селезенке, легких, в ткани мозга, и может быть обнаружен в них по прошествии длительных сроков после его введения. Выделение висмута происходит через почки, слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта и через потовые железы. Выделяясь потовыми железами, препараты висмута могут вызывать кожный зуд и быть причиной дерматитов.В следах (цифровые данные в литературе отсутствуют) висмут обнаружен в органах людей как естественно содержащийся элемент.Дробным методом естественно содержащийся висмут в печени трупа человека не определяется.

Обнаружение висмута1. Реакция с 8–оксихинолином (основная реакция)Bi3+ + 4 KI ® [BiI4]– + 4 K+

При добавлении к образовавшемуся осадку 1 мл смеси ацетона и этилацетата (1 : 1) и последующем встряхивании осадок растворяется в органическом растворителе, окрашивая последний в цвета от жёлтого до малинового.

2.Реакция с тиомочевинной

При наличии ионов висмута появляется лимонно–жёлтое окрашиваниераствора.В случае положительного результата этих двух реакций висмут экстрагируют из минерализата в виде ДДТК–висмута.

Хлороформное извлечение отделяют, промывают водой и встряхивают с 1 мл концентрированной кислоты азотной. Азотнокислый реэкстракт отделяют и делят на 2 части, производят реакции:а) Реакция с цезия хлоридом и калия йодидом (микрокристаллическая) Образуются оранжевые кристаллы в виде многоугольников и шестилучевых звёздCs [BiI4].б) Реакция с калия бромидом и бруцином (микрокристаллическая)Образуются зеленоватые игольчатые кристаллы в виде сфероидов.^ [C23H26N2O4H] [BiBr4].

8.КАДМИЙ

Токсикологическое значение. Кадмий широко применяется в различных отраслях промышленности: для получения легкоплавких сплавов, изготовления электродов щелочных аккумуляторов, кадмирования, производства кадмиевых ламп, в фотографии, ювелирном деле. Кадмием заменяют олово для посуды или висмут в типографском шрифте и др.Металлический кадмий при плавке и окись кадмия ядовиты. Кадмированная посуда может быть источником отравлений вследствие растворимости кадмия в кислых пищевых продуктах. Описаны случаи отравлений как производственного, так и бытового характера.Соли кадмия, попавшие в желудочно-кишечный тракт, вызывают воспаление почек,

жировое перерождение печени и сердца, кишечные кровотечения. Накапливается Cd2+ главным образом в печени и почках.Смертельная доза солей кадмия, принятых через рот, для человека не установлена.Предельно допустимая концентрация кадмия в воздухе составляет 0,0001 - 0,001 мг/м3. Количества аэрозоля окиси кадмия, равные 2500 - 2900 мг/м3, являются смертельными.Из организма кадмий выводится очень медленно. Он постоянно встречается в растительных и животных организмах и является микроэлементом. В органах человека кадмий является естественно содержащимся элементом и постоянно обнаруживается и определяется при химико-токсикологическом анализе внутренних органов трупа человека. Т. М. Моисеева определяла естественно содержащийся кадмий в почках (0,31- 2,92 мг) и печени (0,21 - 0,42 мг) трупа человека даже при систематическом сероводородном методе анализа. Дробным методом определяется 0,64- 6,68 мг Cd2+ в 100 г печени и 1,32 - 8,48 мг Cd2+ в 100 г почек человека. Эти количества Cd2+ необходимо учитывать при судебно-медицинской оценке результатов химико-токсикологического анализа как естественно содержащиеся.

Обнаружение кадмияНаличие кадмия подтверждают после выделения его из минерализата в виде кадмия диэтилдитиокарбамината с последующей реэкстракцией его 1 моль/л кислотой хлороводородной.

Реэкстракт используют для проведения следующих реакций.1. Реакция образования кадмия сульфидаCdCl2 + Na2S  CdS ¯ + 2 NaClОбразуется муть или осадок канареечно–жёлтого цвета.2. Реакция образования кадмия ферроцианида

2 CdCl2 + K4[Fe(CN)6]   Cd2[Fe(CN)6] ¯ + 4 KClПоявляется муть или осадок белого цвета.При положительном результате этих реакций проводят микрокристаллические реакции:а) Реакция с бруцином и натрия бромидомВ присутствии кадмия образуются бесцвет-ные призматические кристаллы в виде сфероидов:[C23H26N2O4H]2 [CdBr4].б) Реакция с пиридином и калия бромидомПоявляются бесцветные призматические кристаллы в виде сфероидов:[C5H5N H]2 [CdBr4].3.6.10.РТУТЬТоксикологическое значение ртутиМеталлическая ртуть, а также ее соли имеют широкое и разнообразное применение в

производстве люминесцентных, кварцевых и радиоламп, при изготовлении контрольно-измерительных приборов, ртутных выпрямителей, ртутных насосов. Широко используется при электролитическом способе получения хлора, калибровании химической посуды, извлечении золота и серебра из руд и для многих других солей. Из солей ртути особенно широкое применение имеет сулема, несколько меньшее – ртути нитрат, ртути сульфид, сулема, ртуть йодная и др. Широкое применение ртути и ее производных в промышленности и сельском хозяйстве делает возможным соприкосновение с ними довольно большого круга людей. Поэтому могут создаваться условия для отравления (профессиональные, медицинские, бытовые в связи с ошибочными приемами соединений ртути внутрь, при вдыхании паров ртути или ее препаратов, при передозировках и т. п.).Характер и течение ртутных отравлений различны и зависят от способа введения ртути в организм. Пары ртути, попадая в организм через органы дыхания, поражают прежде всего, центральную нервную систему, в первую очередь кору головного мозга. Специфическое действие ртути обусловлено связыванием белковых сульфгидрильных групп, что приводит к нарушению клеточного дыхания и преципитации белков. В случаях отравления солями ртути, принятыми per os, в основном поражаются желудочно-кишечный тракт и почки, а также печень и слюнные железы, т. е. органы, через которые ртуть выделяется. При отравлении солями ртути ощущаются металлический привкус во рту, жгучие боли в пищеводе и желудке, наблюдается рвота и кровавый понос. Смертельной дозой сулемы или других растворимых солей ртути при введении в желудок считают 0,2 - 0,3 г. При внутривенном введении эта доза примерно в 2 раза меньше.Продолжительность течения ртутной интоксикации различна. Смерть обычно наступает через 5-10 суток и позже. Из организма ртуть выводится с мочой, калом, а также железами: слюнными, потовыми, молочными и др. Выделение ртути протекает медленно. Через 2 недели после введения часть введенного количества ртути еще остается в организме.Летальность при отравлениях препаратами ртути высокая. При отравлениях хлоридом окисной ртути она составляет 60 - 84%. В качестве противоядий при отравлениях ртутными препаратами применяют унитиол (2,3-димеркаптопролан-сульфонат натрия), и венгерский препарат дикаптол.Ртуть откладывается в печени, почках, меньше в других органах и тканях. Она может быть обнаружена в человеческом организме и в норме.При исследовании дробным методом печени и почек 71 трупа естественное содержание ртути в -печени определялось в пределах 0- 0,001 мг, а в почках - 0,04 мг в 100 г органа. Наибольшие количества естественно содержащейся ртути обнаруживаются в почках, несколько меньше в печени и других органах. Как естественное содержание определялось 2,4 мкг в 200 мл мочи.Диагноз отравления соединениями ртути затруднен. Острое отравление часто принимают за желудочно-кишечное расстройство. Самым достоверным способом является химическое обнаружение и определение ртути в моче, рвотных массах, экскрементах, слюне.Патологоанатомическая картина может дать наводящие указания лишь при типичных изменениях внутренних органов: от покраснения и набухания слизистых оболочек пищевода или желудка до некроза в виде белого или серого струпа, изменения в толстой кишке и нижних отделах тонких кишок от геморрагически-серозного воспаления до некрозов с образованием язв.В случаях, когда отравление длилось от 5 до 14 дней, типичную картину сулемового нефроза представляют почки. Для заключения о смерти от ртутного отравления судебно-медицинскому эксперту и судебно-следственным органам существенную помощь оказывают данные химико-токсикологического анализа.Органические препараты ртутиВ последние годы широкое применение в народном хозяйстве приобрели органические

соединения ртути, например этилмеркурхлорид, фенилмеркурацетат, фенилмеркурбромид и др. Этилмеркурхлорид C2H5HgCl представляет собой белый порошок с температурой плавления 192,3° и специфическим запахом. В воде практически нерастворим, хорошо растворим в горячем спирте и 10% растворе едкого натра. Изолирование ртутьорганических соединений из внутренних органов трупа, мочи, крови, объектов растительного происхождения (зерно) при химико-токсикологическом анализе основано на извлечении их 3 - 9 М. раствором кислоты соляной, экстракции хлороформом, качественном обнаружении и количественном (спектрофотометрическом) определении в виде этилмеркурдитизоната.Токсикологическое значение органических препаратов ртути обусловлено как широким применением ртутьорганических соединений, так и очень высокой токсичностью их.Многие ртутьорганические соединения, в том числе этилмеркурхлорид и препараты на его основе, широко используются в сельском хозяйстве для предпосевной обработки (протравливания) семян зерновых и других культур.Ртутьорганические препараты применяются для пропитки стройматериалов в целях консервирования, для предохранения альбуминовых и казеиновых клеев от плесневых грибов.В медицине некоторые ртутьорганические соединения используются в качестве диуретиков, для стерилизации инструментов, при обработке поверхности ран, в качестве противораковых средств.В химических лабораториях с их помощью получают органические производные других элементов, решают важные теоретические проблемы химии.По токсичности органические препараты ртути превосходят препараты неорганические. Симптомы отравления при действии органических препаратов ртути на организм не зависят от пути введения их и характеризуются острым поражением центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.Более высокая токсичность органических препаратов ртути объясняется тем обстоятельством, что органический радикал способствует проникновению их в липоиды мозга, что приводит к тяжелому поражению центральной нервной системы.Клиническая картина отравлений органическими препаратами ртути не всегда характерна. Симптомы отравления часто затягиваются и напоминают желудочно-кишечные заболевания, что иногда приводило к постановке неправильного диагноза (пищевое отравление, дизентерия, туберкулезный менингит, глистная интоксикация, брюшной тиф, вирусный грипп и др.), к неправильному лечению и невозможности принять своевременные меры по спасению жизни пострадавшего. Большую помощь в диагностике отравления оказывает своевременно сделанный анализ мочи больного.Органические препараты ртути обладают кумулятивными свойствами, долго задерживаются в организме и особенно в ткани мозга, и медленно выводятся из него. Опытами на курах и крысах было установлено, что ЭМХ хорошо всасывается из пищеварительного тракта, практически не разрушается, накапливается в печени и других жизненно важных органах, медленно и равномерно выделяется почками; с каловыми массами выделяются меньшие количества его, чем при введении неорганических препаратов ртути. Одним из путей выведения органических производных ртути являются волосы (шерсть).Патологоанатомическая картина не всегда выявляет отравление препаратами ртути, иногда скорее напоминает отравление мышьяком, а потому судебно-медицинские эксперты для заключения о причинах смерти при подозрении на отравление ртутными препаратами обращаются к химико-токсикологическому исследованию.

Определение ртути

При изолировании ртути из биологического материала общими методами минерализации потери её за счёт улетучивания в условиях высоких температур могут достигать более 90 %. В связи с этим, проводят только частичное разрушение органических веществ, или так называемую деструкцию.По 20 г средней пробы печени и почек раздельно (исследование смеси органов не допускается) помещают в две колбы ёмкостью 200 мл. В каждую колбу приливают 5 мл воды, 1 мл этанола, 10 мл кислоты азотной концентрированной.

К смеси добавляют по каплям 20 мл кислоты серной концентрированной с такой скоростью, чтобы постоянно поддерживать реакцию разложения кислоты азотной, но окислы азота не выделялись из колбы. Колбу оставляют при комнатной температуре на 5 – 10 мин до прекращения выделения окислов азота, затем нагревают на кипящей водяной бане в течение 10 мин. При бурном течении реакции в колбу добавляют 30 – 50 мл воды. Горячий деструктат смешивают с двойным объёмом горячей воды и, не охлаждая, фильтруют через двойной предварительно увлажнённый фильтр в колбу, содержащую 20 мл насыщенного раствора мочевины (для связывания окислителей).O = C (NH2)2 + 2 HNO3 ® N2 + 2 NO + CO2 + 3 H2OO = C (NH2)2 + 2 HNO2 ® 2 N2 + CO2 + 3 H2OФильтр и остатки жира промывают 1 – 2 раза горячей водой. Промывные воды объединяют с деструктатом. После охлаждения жидкость разбавляют водой в мерной колбе на 200 мл и определяют ртуть.Для обнаружения ртути в деструктате применяют реакции с дитизоном и с взвесью меди (I) йодида. Реакцию с дитизоном также применяют для фотоколориметрического определения ртути, а реакцию со взвесью меди (I) йодида используют и для визуального нефелометрического определения ртути в деструктате.1.Реакция с дитизономФотоэлектроколориметрическое определение ртути ( = 485 нм) по одноцветной окраске дитизоната ртути проводится после непосредственной экстракции его из деструктата четыреххлористым углеродом

в CCl4_ зеленый цвет в CCl4_ оранжевый цветв CCl4_ зеленый цвет в CCl4_ оранжевый цвет2. Реакция с меди (I) йодидомВыделение ртути из деструктата проводится с использованием йодида меди (I): 

Hg2+ + 4 CuI ® Cu2[HgI4] ¯ + 2 Cu+белая розоваявзвесь взвесьДля полного осаждения ртути вводят избыток CuI. Колориметрическое определение проводят после проведения ртути из осадка Cu2[HgI4] в растворимый комплекс К2[HgI4] 

Cu2[HgI4] + 2КI/I2   К2[HgI4] + 2 CuI В присутствии ионов ртути взвесь окрасится в розовый или красный цвет.

8.СУРЬМА

Токсикологическое значение В промышленности различные препараты сурьмы Sb2О5; Sb2S5 - применяются при изготовлении эмалированной по гончарных изделий, стекла, текстильных и резиновых предметов огнеупорных тканей, брезента и в других отраслях. Ряд препаратов сурьмы, как, например, пятнистая сурьма, сурьмин, стибенил, неостибозан, солюсурьмин и др., используются в медицине.Описаны случайные медицинские, пищевые, производственные и даже умышленные отравления препаратами сурьмы.Клиническая картина отравления сурьмой сходна с клиникой отравления соединениями мышьяка. Смертельная доза тартрата антимонилкалия для человека при введении через рот составляет ~ 150 мг.При патологоанатомическом исследовании трупа отмечаются гиперемия легких, расстройство кровообращения, кровоизлияния в легких и органах желудочно-кишечного тракта.Опытами на животных установлено, что сурьма может накапливаться в почках и главным образом в печени. По дани А. О. Войнара, в органах человека и млекопитающих сурьма естественно содержащийся элемент не обнаружена.

Обнаружение сурьмы1. Реакция с малахитовым зеленым (основная реакция)Эта реакция основана на том, что малахитовый зелёный (равно как и бриллиантовый зелёный), являющийся основным красителем, образует с ацидокомплексом сурьмы ионный ассоциат, который экстрагируется толуолом, окрашивая его в синий или голубой цвет.Сурьма, находящаяся в минерализате в степени окисления 3+, окисляется натрия нитритом до степени окисления 5+ и с кислотой хлороводородной даёт ацидокомплекс, который и вступает в реакцию.HSbO2 + NaNO2 + HCl ® HSbO3 + NO + NaCl + H2OHSbO3 + 6 HCl ® HSbCl6 + 3 H2O

В присутствии сурьмы слой толуола окрашивается в сине–голубой цвет, а водный слой – в оранжевый. Толуольное извлечение отделяют, встряхивают его в течение 5 сек с 3 мл 25 % раствора кислоты серной. Голубая окраска толуольного слоя должна сохраниться.В качестве подтверждающей реакции рекомендуется реакция образования сурьмы сульфида.2. Реакция образования сурьмы сульфидаSb2(SO4)3 + 3 Na2S ® Sb2S3 ¯ + 3 Na2SO4В присутствии сурьмы появляется оранжевый осадок.

8.МЫШЬЯК

Токсикологическое значениеСоединения мышьяка на протяжении веков привлекали, да и сейчас продолжают привлекать внимание фармацевтов, токсикологов и экспертов-химиков. Проф. А. В. Степанов, характеризуя мышьяк как яд, отмечал, что судебная химия делала на нем свои первые шаги.В руководствах по судебной (токсикологической) химии мышьяку всегда уделялось большое внимание. При разработке методов минерализации критерием для их оценки всегда являлось наиболее полное обнаружение и определение мышьяка (и ртути). В настоящее время, несмотря на появление большого количества веществ, представляющих токсикологический интерес, мышьяк и его соединения не утратили своего значения. Причиной этого является широкое применение различных препаратов мышьяка в народном хозяйстве и медицине и их токсичность.Особенно велико в настоящее время значение следующих препаратов мышьяка: мышьяковистого ангидрида (AS2O3), применяемого в качестве инсектицида и консерванта в сельском хозяйстве, в стекловарении для обесцвечивания стекла, в кожевенной промышленности, медицине и т. д., а смесь натриевых солей орто - и метамышьяковистых кислот (Na3AsО3 и NaAsО2), применяемых в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов.Изумрудно-зеленая окраска содержимого желудков трупов животных, пищевых продуктов и других объектов исследования неоднократно являлась наводящим указанием

для исследования их на наличие мышьяка и меди. Имеют токсикологическое значение и медицинские препараты мышьяка: Фаулеров раствор, натрия арсенат, миарсенол, новарсенол, осарсол и др.Представляет токсикологический интерес и газообразный мышьяковистый водород, который может быть причиной как производственных, так и бытовых отравлений.Соединения мышьяка издавна являлись орудиями преступления, что было связано с их повсеместной известностью, доступностью для широких слоев населения, отсутствием запаха, сладковатым вкусом таких препаратов, как, например, мышьяковистый ангидрид. Сходство картины отравления мышьяком с течением некоторых тяжелых хронических заболеваний, особенно когда небольшие дозы яда давались в течение длительного времени, приводило к тому, что отдельные преступления оставались нераскрытыми.Причинами отравлений соединениями мышьяка в настоящее время могут быть неосторожное, небрежное или халатное отношение к хранению и применению препаратов мышьяка в народном хозяйстве, недостаточно четко поставленная техника безопасности и другие упущения. Не исключена возможность и медицинских отравлений.Соединения мышьяка обладают как местным, так и общим действием на организм. Введенный внутрь мышьяк связывается с SH-группами ферментов и нарушает процессы окислительного фосфорилирования. Местно действует прижигающе, вызывая воспаление и омертвение тканей. На некротизирующем действии мышьяка основано применение мышьяковистого ангидрида в зубоврачебной практике.При введении токсических доз препаратов мышьяка внутрь наступает отравление. Различают две основные формы отравления: желудочно-кишечную и нервную. Чаще наблюдается смешанная форма. При первой форме отравления появляются металлический привкус во рту, жжение в зеве, жажда, сильные боли в животе, неукротимая рвота, тяжелый понос.При нервной форме в период от нескольких дней до нескольких недель развивается типичный мышьяковый неврит с парестезией конечностей и языка, иногда довольно стойкими параличами.Мышьяк выделяется с мочой и калом, слюной, желчью, молоком. Процесс ускоряется под влиянием димеркаптола. Через неповрежденную кожу мышьяк и его соли не всасываются.Смертельная доза для неорганических препаратов мышьяка составляет 0,05-0,1 г. Однако иногда и большие дозы могут не привести к смерти. Отмечают как повышенную чувствительность к мышьяку, так и привыкание к нему. Мышьяк обладает способностью кумулироваться.Если при остром отравлении он концентрируется в основном в желудочно-кишечном тракте и паренхиматозных органах, то при хроническом отравлении накапливается преимущественно в костях и ороговевших тканях (волосы, ногти, кожа).Патологоанатомическая картина при быстро протекающих отравлениях нехарактерна. При медленно текущих отравлениях отмечают жировое перерождение печени, почек, сердечной мышцы, местами кровоизлияния в серозных оболочках, жидкое (в виде рисового отвара) содержимое кишечника.Мышьяк хорошо сохраняется в биологическом материале и может быть обнаружен в ней: через несколько лет после смерти.Большое значение придают количественному определению» мышьяка в органах, так как он относится к числу чрезвычайно распространенных в природе элементов, содержится в почве, воде и т. п. При судебно-химических исследованиях эксгумированных трупов в

лабораторию вместе с органами должны быть доставлены образцы земли, изъятой из шести участков с места захоронения (над гробом, под гробом, у боковых поверхностей и концов гроба), а также части одежды, украшения и доски гроба.Содержание мышьяка в серной кислоте может привести к попаданию его в патоку и другие пищевые продукты. В животных и растительных продуктах, например в сырых плодах и овощах, мышьяк может содержаться в значительных количествах. Количество мышьяка, принимаемое человеком с пищей, в зависимости от состава ее колеблется и может достигать 1 мг в сутки. По данным Войнара, содержание мышьяка в органах человека колеблется в пределах 0,008—0,2 мг в 100 г сырого органа, а содержание мышьяка в коже и волосах может достигать 600 мг в 100 г.В большинстве случаев результаты химико-токсикологического исследования помогают решить вопрос, в какой форме или каким путем попал мышьяк в объект исследования. Примерами этому может служить следующее:а) совместное обнаружение в объекте исследования мышьяка и меди при отравлениях швейнфуртской зеленью;б) одновременное нахождение мышьяка в органах эксгумированного трупа и в земле кладбища или нахождение мышьяка в органах трупа и ненахождение его в земле кладбища.Для исследования на растворимые и, следовательно, способные проникнуть в труп соединения мышьяка из земли, находящейся вокруг гроба, 200-500 г земли последовательно извлекают водой, водным раствором аммиака и кислотой соляной. Вытяжки подвергают минерализации и исследуют на мышьяк.в) Одновременное обнаружение мышьяка после минерализации, например, мочи, и получение азокрасителя при наличии в ней органических препаратов мышьяка. Для второй реакции 10 мл мочи подкисляют соляной кислотой, охлаждают до 0°, добавляют осторожно 4-5 капель 0,5 % раствора натрия нитрита и наслаивают 5 мл 1% раствора резорцина - красное кольцо на границе слоев указывает на наличие в исследуемом материале аминогруппы.г) Обнаружение в объекте исследования крупинок мышьяковистого ангидрида. Крупинки мышьяковистого ангидрида трудно растворимы в воде, возгоняются, давая кристаллические возгоны (тетраэдры и октаэдры), а при нагревании с углем восстанавливают до металлического мышьяка. Растворы кислоты соляной дают и другие качественные реакции на ион мышьяка.

Обнаружение мышьякаПрименяемые в химико – токсикологическом анализе методы обнаружения мышьяка основаны на переведении его в гидрид мышьяка и на последующем определении гидрида мышьяка при помощи реакций Зангер – Блека и реакции Марша. При этих реакциях из соединений мышьяка выделяется гидрид мышьяка, который летуч и ядовит. Поэтому при выполнении данных реакций требуется особая осторожность.Классическими методами обнаружения мышьяка при химико- токсикологическом анализе является: метод Марша, предложенный английским химиком Джеймсом Маршем 1836 г.Достоинствами способа являются:1) возможность многократной проверки наличия или отсутствия мышьяка в исследуемой пробе;

2) наглядность, доказательность, специфичность.В то же время обнаружение мышьяка по методу Марша требует затраты значительного количества времени эксперта–химика – более 3-х часов.Поэтому в качестве ориентирующей реакции, имеющей только отрицательное значение, в дробном обнаружении мышьяка введена реакция Зангер – Блека, проведение которой осуществляется в течение 60 мин.Реакция Зангер – Блека неспецифична для мышьяка, что ограничивает значение её в токсикологической химии, но высокочувствительна. Чувствительность реакции достигает 0,1 мкг мышьяка в исследуемом объёме. При отрицательном результате этой чувствительной реакции отпадает необходимость в проведении реакции Марша. При положительном результате, подтверждение обнаружения мышьяка реакцией Марша является обязательным.Реакция Зангер – Блека позволяет сочетать качественное обнаружение мышьяка (при его малых количествах) с полуколичественным определением. Метод основан на восстановлении соединений мышьяка до гидрида мышьяка, который затем реагирует с хлоридом или бромидом ртути (II). Реакция выполняется в специальном приборе (рис. 1).Восстановление соединений мышьяка производится водородом в момент его выделения, который получают при взаимодействии металлического цинка с кислотой серной:H2SO4 + Zn ® ZnSO4 + 2 HМеталлический цинк и кислота серная, применяемые для получения водорода должны быть судебнохимически чистые (схч), т.е. не содержать мышьяка.Для ускорения реакции между цинком и кислотой серной применяют «купрированный» цинк. Куприрование осуществляется погружением цинка на несколько минут (до потемнения цинка) в 0,05 % раствор меди (II) сульфата с последующим промыванием водой. Куприрование необходимо потому, что чистый цинк плохо реагирует скислотой серной.

Рис. 1. Прибор Зангер – Блека1 – колба;2 – насадка с тампоном ваты, пропитанной раствором свинца ацетата;3 – бумага, обработанная раствором ртути (II) хлорида;4 – ватный тампон;

5 – проявленная реактивная бумага.

Водород, образовавшийся при взаимодействии кислоты серной и цинка, восстанавливает соединения мышьяка до арсина (AsH3).AsO2– + 7 H+ ® AsH3 + 2 H2OAsO33– + 9 H+ ® AsH3 + 3 H2OAsO43– + 11 H+ ® AsH3 + 4 H2OСкорость восстановления соединений трёх– и пяти–валентного мышья-ка (арсенитов и арсенатов) водородом различна. Арсениты восстанавливаются водородом легче, чем арсенаты. В присутствии солей железа (II) или олова (II) арсенаты легко восстанавливаются в арсениты.AsO43– + Sn2+ + 4 H+ ® AsO2– + Sn4+ + 2 H2AsO2– + 7 H+ ® AsH3 + 2 H2OОбразовавшийся гидрид мышьяка реагирует с хлоридом или бромидом ртути (II), которым пропитана фильтровальная бумага. В результате этой реакции образуется ряд окрашенных соединений, которые окрашивают бумагу в виде жёлтого или коричневого пятна:AsH3 + HgCl2 ® AsH2(HgCl) + HClAsH3 + 2 HgCl2 ® AsH (HgCl) 2 + 2 HClAsH3 + 3 HgCl2 ® As (HgCl) 3 + 3 HClAsH3 + As(HgCl)3 ® As2Hg3 + 3 HClСероводород, выделяющийся при взаимодействии водорода с кислотой серной реагирует с хлоридом или бромидом ртути (II). В результате этой реакции образуется ртути (II) сульфид тёмно–коричневого цвета, который маскирует, имитирует окраску пятен. Для связывания сероводорода применяют вату, пропитанную раствором свинца ацетата:H2S + Pb(CH3COO)2 ® PbS + 2 CH3COOHВ колбу прибора Зангер – Блека (рис. 1) вносят 4 мл минерализата, 10 мл 25 % раствора серной кислоты, 5 мл воды, 1 мл 10 % раствора олова (II) хлорида в 50 % растворе серной кислоты и 6 – 8 гранул купрированного цинка. Колбу закрывают насадкой, в которую вложена бумага, пропитанная ртути хлоридом, а ниже вставлен тампон ваты, пропитанный раствором свинца ацетата. Через 60 мин реактивную бумажку извлекают, отмечают окраску пятна. В зависимости от количества мышьяка, находящегося в объекте исследования, бумажка окрашивается в цвета от светло–жёлтого до тёмно–коричневого.Реакция Марша основана на восстановлении соединений мышьяка водородом в момент его выделения и на последующем термическом разложе-нии образовавшегося при этом гидрида мышьяка:AsO2– + 7 H+ ® AsH3 + 2 H2O

2 AsH3  2 As + 3 H2Обнаружение мышьяка проводится на приборе Марша (рис. 2). Прибор Марша в современном варианте состоит из нескольких частей: конической колбы ёмкостью 150 мл, к горлу которой пришлифована капельная воронка и стеклянная трубка, согнутая под прямым углом; хлор–кальциевой трубки; восстановительной трубки, обычно называемой трубкой Марша. Восстановительная трубка изготавливается из тугоплавкого стекла или кварца и имеет в нескольких местах сужения (диаметр 1,5 мм), при внутреннем диаметре трубки 4 – 5 мм, а конец её согнут почти под прямым углом и оттянут.

Работа на приборе Марша включает три этапа.1. Сборка прибора и вытеснение из него воздуха водородомВ колбу прибора Марша помещают 10 г купрированного цинка. В хлоркальциевую трубку помещают безводный гранулированный кальция хлорид, который предназначен для осушения водорода и арсина (AsH3), выходящих из колбы. Колбу, хлоркальциевую и восстановительную трубки соединяют друг с другом (встык) резиновыми трубками. Собранный таким образом прибор Марша должен быть герметичным. В капельную воронку прибора наливают 20 мл 10 % раствора кислоты серной, которую небольшими порциями (по 4 – 5 мл) приливают к «купрированному» цинку. В капельной воронке необходимо оставлять 8 – 10 мл раствора кислоты серной, которая препятствует попаданию воздуха в прибор Марша. Воздух может быть причиной взрыва прибора при нагревании восстановительной трубки или при зажигании выходящих из неё газов. В течение 15 – 20 мин из прибора вытесняют воздух. Чтобы убедиться в полноте вытеснения воздуха водородом из прибора Марша, над выходным отверстием восстановительной трубки помещают узкую пробирку донышком вверх. Через 4 – 5 мин пробирку закрывают пальцем и, не переворачивая её, относят от прибора и зажигают. В случае, если воздух из прибора вытеснен, водород вспыхивает без взрыва (без хлопка).2. Проверка прибора и реактивов на отсутствие мышьякаПосле удаления воздуха из прибора приступают к проверке наличия мышьяка в реактивах (кислоте серной, цинке) и посуде. Для этой цели:а) зажигают водород у открытого конца восстановительной трубки. При наличии мышьяка пламя приобретает синеватую окраску;б) восстановительную трубку в широкой части её нагревают до слабо–красного каления, а суженное место восстановительной трубки за нагреваемым широким участком охлаждают. Через час проверяют охлаждаемую часть восстановительной трубки на отсутствие буровато–серого налёта металлического мышьяка.При отрицательных результатах испытания аппарата и реактивов в течение часа переходят к исследованию минерализата.3. Исследование минерализата

Смешивают   часть минерализата с 1 – 2 мл 10 % раствора олова (II) хлорида в серной кислоте (1 : 3) и жидкость переносят в капельную воронку. Постепенно жидкость вводят в колбу.В процессе исследования в приборе Марша проводят ряд реакций и наблюдений.1. Отставив горелку от нагретой части трубки и охладив её, наблюдают, не окрашено ли пламя у конца восстановительной трубки в синеватый цвет, характерный для мышьяковистого водорода; не ощущается ли запах чеснока, не появляется ли буровато–серый налёт при внесении холодных частей фарфоровой пластинки в пламя восстановительной трубки.2. Пламя водорода восстановительной трубки тушат и к отверстию оттянутого конца подносят фильтровальную бумагу, смоченную 2 – 5 % раствором серебра нитрата. Наблюдают, не появится ли почернение бумаги в результате образования металлического серебра:AsH3 + 3 AgNO3 ® AsAg3 + 3 HNO3AsAg3 + 3 AgNO3 ® AsAg3 × 3 AgNO3

AsAg3 × 3 AgNO3 + 3 H2O ® 6 Ag + H3AsO3 + 3 HNO3Горелку вновь подставляют под трубку Марша и продолжают исследование в течение часа. По истечении указанного времени смотрят, не появилось ли серовато–бурого налёта с металлическим блеском в охлаждаемой части восстановительной трубки. Если значительный тёмный налёт образуется раньше, то не обязательно нагревать в течение часа.Исследование тёмного налёта. В случае получения плотного налёта, его подвергают дополнительному исследованию, т.к. налёты могут давать и другие вещества (сурьма, селен, сера, уголь и др.). Для чего восстановительную трубку отсоединяют от прибора Марша и место налёта осторожно нагревают. Металлический мышьяк и сурьма при этом окисляются и откладываются в виде белого налёта оксидов (As2O3 и Sb2O3) в холодных местах восстановительной трубки. При рассматривании налёта под микроскопом при наличии мышьяка видны характерные кристаллы мышьяковистого ангидрида As2O3 в виде октаэдров (рис. 3), а оксид сурьмы аморфный. Образование кристаллов октаэдрической формы является одним из важнейших доказательств наличия мышьяка в минерализате, а микрофотография кристаллов может служить доказательством правильности выводов эксперта–химика об обнаружении мышьяка в объектах исследования.В случаях, когда налёт мышьяковистого ангидрида в трубке Марша не имеет ясно выраженного кристаллического строения, что бывает при количествах мышьяка менее 0,05 мг, поступают следующим образом: налёт мышьяковистого ангидрида растворяют в 2 – 3 каплях 50 % раствора кислоты азотной и переносят на предметное стекло. Раствор осторожно упаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 1 – 2 каплях 10 % раствора кислоты хлороводородной, в раствор вносят 1 – 2 кристалла цезия хлорида (CsCl), а затем, через некоторое время, если никакого осадка не появилось (отсутствие сурьмы), добавляют несколько кристаллов калия йодида – при наличии мышьяка выпадает ярко–красный осадок: Cs2AsI5 × 2,5 H2O, имеющий под микроскопом вид шестилучевых звёздочек и шести-угольников. Кристаллы Cs2AsI5 × 2,5 H2O по своему виду напоминают Cs2SbI5 × 2,5 H2O.При действии пиридина на красный осадок Cs2AsI5 × 2,5 H2O последний растворяется, а по краям образуются зеленовато–жёлтые игольчатые кристаллы. При наличии сурьмы кристаллы Cs2SbI5 × 2,5 H2O теряют окраску, но сохраняют форму (рис. 3).Рис. 3. Микрокристаллические реакции на мышьяк и сурьму

Кристаллы мышьяковистого ангидирида

Мышьяк с цезия хлоридом.

Сурьма с цезия хлоридом

Мышьяк после обработки пиридином 

Сурьма после обработки пиридином

 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ АНАЛИЗА МЕТАЛЛОВ, ИСПОЛЬЗУЕМЕ В АНАЛИТИЧЕСКОЙ И ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ (КРАТКИЙ ОБЗОР)

В настоящее время для целей аналитической и токсикологической химии при исследовании на металлы используются как химические, так и физико–химические (инструментальные) методы анализа.Эти методы дополняют друг друга. К достоинствам химических методов можно отнести простоту исполнения, малую стоимость реактивов и оборудования, наглядность получаемых результатов. Химический метод анализа может быть поставлен даже в слабо оснащённой лаборатории.

Физико–химические методы стали активно внедряться в практику аналитической химии приблизительно с 30–х годов 20 века, а начиная с 60–х годов в повседневную практику передовых химических лабораторий внедряется и электронно–вычислительная техника.В результате стремительного развития инструментального анализа стало возможным регистрировать присутствие соединений, содержание которых не превышает 10–12 г.Наиболее часто в анализе металлов используются методы атомной спектроскопии. Среди них следует выделить традиционные:1) атомно–эмисcионную спектроскопию, которой исследуют линейчатые спектры возбуждённых (тем или иным способом) атомов, определяя при-роду и количество отдельных элементов;2) атомно–абсорбционную спектроскопию, с помощью которой измеряют резонансное поглощение излучения определённой длины волны.В основе последнего метода лежит закон излучения Кирхгофа, согласно которому элемент поглощает излучение той же длины волны, которое он испускает в возбуждённом состоянии.В каждом из методов проба переводится в атомарное состояние с помощью различных источников (пламя, дуга, искра, лазер, лампа с полым катодом, печь с графитовыми стержнями).В атомно–эмиссионной спектроскопии атомы, находясь в возбуждённом состоянии, излучают свет разной длины волны. Для выделения характеристического излучения используют разные оптические приспособления, основанные на явлениях дифракции и интерференции. А также преломления и фокусировки света.Разложенный свет содержит собственные окрашенные возбуждённые компоненты – фон спектра, на котором чётко выделяются более яркие линии возбуждённых атомов анализируемого вещества.Если ещё совсем недавно спектры регистрировались на бумаге, обработанной светочувствительными красителями, на которой нанесены положения линий некоторых известных элементов, то внедрение компьютеров позволяет использовать для идентификации вещества не только несколько отдельных характеристических линий, а весь спектр, разрешённый с точностью до нанометра.По сути явление атомизации пробы и возбуждения образовавшихся атомов, в эмиссионной спектроскопии, можно рассматривать как единый процесс, протекающий в одном устройстве прибора.В отличие от этого вида спектроскопии в атомно–абсорбционной спектроскопии атомизированная проба освещается от внешнего источника световым потоком. При прохождении пробы интенсивность светового потока уменьшается, так как атомы определяемого элемента поглощают свет определённой длины волны. Так как измерить изменение интенсивности белого света довольно сложно, используется монохроматор. Однако, в настоящее время используется другое техническое решение проблемы: свет должен исходить от возбуждённых атомов того самого элемента, который необходимо обнаружить в пробе. Для этой цели используются лампы с полым катодом. Внутри катодной полости, покрытой металлом или сплавом требуемого элемента, создаётся высоковольтный разряд, и атомы материала катода начинают излучать характеристические фотоны. Когда излучение пропускают через газообразную (атомизированную) пробу, его интенсивность уменьшается, и по разности в интенсивностях определяют содержание элемента в пробе. Так как для каждого элемента требуется своя катодная лампа, этот метод рентабелен лишь для серийных анализов. В современных приборах часто применяют многоэлементные катодные лампы, хотя, для возможных комбинаций элементов существуют известные ограничения.Оба метода высокочувствительны и специфичны. Предел обнаружения лежит в интервале 10–4 – 10–12 г в зависимости от определяемого элемента и используемой разновидности метода. (Разница в методах определяется способом атомизации и технической

конструкцией прибора). Методы могут использоваться как для качественного, так и для количественного анализа. В количественных определениях применяют метод градуировочного графика и метод добавок. Следует отметить, что воспроизводимость результатов в количественных расчётах в методе атомно–абсорбционной спектроскопии выше, чем атомно–эмиссионной.Ещё более чувствительным и универсальным является активационный анализ. В настоящее время известно несколько методов: фотонный активационный анализ, активационный анализ с помощью заряженных частиц и нейтронно–активационный анализ.Наиболее часто используется нейтронно–активационный анализ, который требует для своего проведения сложного оборудования, однако принцип, лежащий в основе этого метода прост. Большинство химических элементов в обычных условиях не являются радиоактивными, но после облучения становятся радиоактивными. Для облучения используют нейтральные частицы – нейтроны атомного реактора, либо другие радиоактивные нейтронные генераторы или радиобериллиевые излучатели. Два последних источника характеризуются значительно более слабым нейтроннным потоком, чем реакторы.Ядра стабильного элемента, взаимодействуя с нейтронами, превращаются в ядра радиоактивного элемента и испускают излучение с характерной энергией. Регистрируя это излучение, можно установить, какому радиоактивному элементу оно принадлежит. Измеряют, в основном, g–излучение, электромагнитное по своей природе и имеющее аналогию с видимым светом, но отличающимся от него более высокой энергией.В g–спектре легко выделить отдельные пики, различающиеся между собой по энергии излучения; каждый пик может указывать на присутствие определённого элемента. Аналитические определения, как правило, проводят с помощью стандартов, которые облучают вместе с образцом. Измерение интенсивности пиков позволяет получить достоверные сведения о концентрации искомых элементов.

Лишь очень немногие методы анализа допускают возможность исследования пробы без какой–либо предварительной подготовки, в исходном состоянии. Тем более, что это утверждение в большей мере справедливо для ограниченно компонентных и однородных образцов. Такой же сложный объект исследования как биологический материал, содержащий 65 элементов, из которых известна роль только половины, представляет определённые, порой очень большие трудности в анализе данными методами и нуждается в тщательной предварительной подготовке проб.Однако, если технические затруднения в конечном итоге преодолимы, то экономическая проблема, связанная с дороговизной и рентабельностью оборудования, используемого в методах, делает оснащение этими приборами большинства химико–токсикологическихи криминалистических лабораторий невозможным.В связи с этим, некоторый интерес представляют электрохимические методы анализа, стоимость оборудования в которых значительно ниже. Так например, вольтамперометрия (полярография) пригодна для определения почти всех неорганических катионов, а её разновидность – инверсионная вольтамперометрия (инверсионная полярография) к тому же очень чувствительна (10–9 – 10–10 моль/л). В основе этого метода лежит концентрирование определяемого вещества на поверхности или в массе электрода с последующей регистрацией анодной вольтамперной кривой. Таким образом, весь процесс состоит из двух стадий:1) накопление определяемого элемента на электроде (электролиз);2) получение вольтамперограммы (развёртка потенциала).Для проведения электролиза широко применяют различные типы рабочих электродов: ртутноплёночные различной формы, так как для повышения чувствительности метода необходимо уменьшить объём ртути; платиновые; золотые; стеклоуглеродные;

стеклографитовые и другие.Ртутно–плёночный электрод на серебряной подложке представляет собой тонкую плёнку ртути (20 – 100 мкм), нанесённую на отшлифованную серебряную проволоку или путём погружения её в чистую ртуть, или путём электролиза. Серебряная подложка крепится в инертном материале – стекле, фторопласте или полиэтилене. Поверхностная плёнка ртути тщательно растирается (калькой, фильтром) по серебру для предотвращения контакта серебра с рабочим раствором. Стеклоуглеродный, стеклографитовый, золотой и другие электроды представляют собой стеклянные полые стержни, в которые запакованы под вакуумом медная проволока с прикреплённым серебряным стержнем, выполняющим функции проводника и служащим для закрепления электрода в приборе, а также соответствующей рабочей поверхностью, которая помещается в рабочий раствор.Электродом сравнения служит хлорсеребряный. Хлорсеребряный электрод изготавливают путём нанесения хлористого серебра разными способами на серебряную поволоку. При электрохимическом способе очищенную серебряную спираль погружают в 0,01-0,1 моль/л раствор кислоты хлороводородной и присоединяют её к положительному полюсу сухой батареи на 1,5 В. К отрицательному полюсу через реостат и миллиамперметр присоединяют погружённую в кислоту платиновую проволочку. С помощью реостата регулируют силу тока (1 - 10) мА и пропускают ток в течение нескольких минут, чтобы на поверхности серебряного анода образовался тонкий слой серебра хлорида. После электролиза электрод помещают во фторопластовую трубочку с раствором калия хлорида соответствующей концентрации и отделяют от анализируемого раствора пористой пробкой (из стекла, керамики и т.д.).На рабочий электрод подают потенциал на несколько десятых долей вольта отрицательнее полуволны определяемого иона (см. полярографию) и катионы металла начинают восстанавливаться на поверхности электрода до свободного металла. Обычно в процессе концентрирования выделяется только часть определяемого вещества, поэтому для получения количественных результатов необходимо не только контролировать потенциал, приложенный к рабочему электроду, но и тщательно воспроизводить размер электрода, продолжительность электролиза и скорость перемешивания как анализируемого, так и стандартного раствора, применяемого для калибровки.В конечном итоге, чувствительность вольтамперометрического метода, используемого на завершающей стадии анализа, определяется продолжительностью стадии электролиза. По окончании электролиза перемешивание прекращают и дают раствору успокоиться в течение примерно 30 секунд. Затем потенциал, приложенный к рабочему электроду, линейно с заданной скоростью изменяют (разворачивают) в анодном (положительном) направлении и наблюдаемое изменение тока, проходящего через электролитическую ячейку, регистрируют как функцию наложенного потенциала. Ток пика вещества (или высота пика) после поправки на остаточный ток прямо пропорционален его концентрации. Концентрацию вещества находят по калибровочному графику, построенному по стандартным растворам или методом внутреннего стандарта.Следует отметить перспективность использования таких методов как хроматография (тонкослойная, бумажная), электрофорез, принципы которых должны быть вам хорошо знакомы. Основное назначение этих методов – разделение веществ. Чувствительность качественного анализа электрофорезом и хроматографией определяется чувствительностью химических реакций обнаружения, которые используются для проявления электрофореграмм и хроматограмм. С целью повышения чувствительности анализа указанными методами рекомендуется проявлять металлы люминесцентными реакциями, основанными на способности многих катионов изменять характер люминесценции различных органических реагентов. Кроме того, меняя рН среды с помощью буферных растворов, можно одним и тем же реактивом провести обнаружение катионов и анионов в смеси. Например, 8–оксихиноляты металлов флюоресцируют при

различных значениях рН.

3.^ ГРУППА ВЕЩЕСТВ, ИЗОЛИРУЕМЫХ ДИСТИЛЛЯЦИЕЙ («ЛЕТУЧИЕ ЯДЫ»)

В данной главе дана общая характеристика группы «летучих ядов»; основы перегонки с водяным паром (для простых и азеотропных смесей). Определены объекты судебно-химического исследования; основы пробоподготовки; необходимая аппаратура и техника перегонки для проведения анализа на группу «летучих ядов». Рассмотрены современные методы изолирования, их характеристика, дана сравнительная оценка методам (рассмотрена дистилляция с водяным паром, микроперегонка и микродиффузия). Определено токсикологическое значение некоторых летучих ядов. Показано использование химических реакций при обнаружении «летучих ядов». Отдельно рассмотрено обнаружение цианидов методом микродиффузии. Показано количественное определение цианидов. Рассмотрено обнаружение алкилгалогенидов, альдегидов и кетонов, фенола, уксусной кислоты.Отдельно рассмотрены спирты, токсикокинетика спиртов, распределение в организме, биотрансформация, экскреция. Определены объекты исследования при проведении анализа на спирты. Рассмотрены правила отбора проб у живых лиц, трупного материала. Показаны химические свойства спиртов, химические реакции для обнаружения спиртов в дистилляте (метанола, этанола, изоамилового спирта, пропилового, бутилового спиртов и этиленгликоля). Особое внимание уделяется этиловому спирту. Показаны свойства, механизм действия на организм человека; его токсичность. Определены проблемы и распространенность алкоголизма, экспертиза алкогольного опьянения, клиника отравлений этиловым спиртом. Выделены методы анализа, применяемые в определении наркотического опьянения (качественно-количественные). Показаны предварительные качественные пробы на этиловый алкоголь при исследовании выдыхаемого воздуха и биологических жидкостей (проба Рапопорта А.М., индикаторные трубки Мохова – Шинкаренко).Показана необходимость количественного определения спиртов (химические и современные биохимические методы исследования; газохроматографический метод исследования этилового спирта). ^ 4.1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУППЫ

В химико-токсикологическом анализе деление токсикологически важных веществ на группы основано на способах их изолирования из исследуемого объекта. Таких групп насчитывается шесть, причем три из них подлежат обязательному судебно-химическому исследованию при проведении полного (общего) судебно-химического анализа.Одной из групп токсикологически важных веществ, подлежащих обязательному исследованию, являются «летучие яды», или вещества, изолируемые дистилляцией. Все они изолируются из биологического объекта одним из наиболее старых и широко используемых методов дистилляцией - перегонкой с водяным паром.В группу «летучих ядов» входят вещества, различные по своей химической природе:1. Синильная кислота HCN имеет собственную низкую температуру кипения + 26,5°С и занимает первое место по своей летучести с водяным паром.2. Алкилгалогениды:

СНС13 

(хлороформ)Cl3C-CH(OH)2 

(хлоралгидрат)ССl4 

(четыреххлористый углерод)C2H4CI2 

(дихлорэтан)C2Cl6 

(гексахлорэтан)

3.Альдегиды и кетоны алифатического ряда:

СН2О (формальдегид)СНз-СО-СНз (ацетон)4. Алканолы (спирты):СНзОН (метанол)С2Н5ОН (этанол) С3Н7ОН (пропанол)С4Н9ОН (бутанол) С5Н 11ОН (пентанол) диолы СН2 ОН -СН2 ОН (этиленгликоль)5. Сложные эфиры алифатического ряда:CH3COOC2H5 (амилацетат)6. Карбоновые кислоты алифатического ряда:CH3COOH (кислота уксусная)CH3-СНOH-СООН (кислота молочная или альфа-оксипропионовая)7. Сероуглерод CS28. Элементоopгaнические соединения жирного ряда:(C2H5)4Pb (тетраэтилсвинец)9. Ароматические углеводороды:С6Н6 (бензол)CH3-С6Н5 (толуол)ксилолы (содержат два радикала -СНз в бензольном кольце в различных положениях)10. Нитро- и аминопроизводные ароматического ряда:С6Н5NО2 (нитробензол)С6Н5NH2 (анилин)11. Оксипроизводные ароматического ряда:С6Н5ОН (фенол)крезолыкислота салициловая (о-оксибензойная)12. Фосфор и первые продукты его окисления и восстановления Н3РО2 (кислота фосфорноватистая)

Н3РО3 (кислота фосфористая) PH3 (фосфин) ФОСы (эфиры фосфорных кислот)13. Жидкие алкалоиды:кониин никотинанабазинИз перечисленных соединений согласно действующего до настоящего времени приказа Минздрава СССР №1021 от 25.12.73 г., в обязательный круг химико - токсикологического исследования при проведении общего анализа включены:1. Кислота синильная. 2. Алкилгалогениды: хлороформ, дихлорэтан. 3. Альдегиды: формальдегид.4. Алканолы: метанол, этанол, пропанол, бутанол, пентанол, изоамиловый спирт.5. Оксипроизводные ароматического ряда: фенол, крезолы.

По физическим свойствам «летучие» яды, в основном, представляют собой летучие жидкости (за исключением таких твердых веществ, как хлоралгидрат, фенол, салициловая кислота, фосфорорганические соединения).Способность химических соединений перегоняться с водяным паром зависит от их физических свойств. С водяным паром перегоняются некоторые жидкости, практически не смешивающиеся или ограничено смешивающиеся с водой, азеотропные смеси. Известны также вещества (метанол, ацетон, уксусная кислота, этиленгликоль и др.), которые смешиваются с водой и перегоняются с водяным паром, но не образуют азеотропных смесей.При перегонке смесей органических веществ большое значение имеет их взаимная растворимость. При этом возможны 3 случая:1 Жидкости взаимно не растворимы, т.е. образуют двухфазную систему. При перегонке с водяным паром одной из фаз является вода.2. Жидкости ограниченно растворимы друг в друге, т.е. двухфазная система образуется только при определенных соотношениях компонентов. Такую систему образуют с водой толуол, нитробензол, дихлорэтан, тетраэтилсвинец и др.3. Компоненты смешиваются в любых соотношениях, т.е. вещества растворимы в воде, образуется однофазная система. С водой такую систему образуют метанол, ацетон, формальдегид, этиленгликоль, уксусная кислота.

В случае образования двухфазной системы (жидкости, не растворимые или ограниченно растворимые в воде) при нагревании смеси давление пара каждой жидкости будет таким же, как и давление ее пара в чистом виде, независимо от наличия другой жидкости. Каждая жидкость в смеси будет вести себя так, как будто отсутствует другая жидкость.В основе перегонки взаимонерастворимых веществ с водяным паром лежит закон Дальтона.Согласно этому закону общее давление паров смеси (упругость) равно сумме парциальных давлений (упругостей) ее компонентов при данной температуре.Р общее = Р воды +Р веществаПри нагревании компоненты смеси увеличивают упругость своих паров независимо друг от друга. Когда общее давление достигнет атмосферного и превысит его на незначительную величину смесь закипает и начинает перегоняться, при этом температура кипения смеси ниже температур кипени каждого из её компонентов в чистом виде за счет сложения их парциальные давлений.Поскольку одним из компонентов является вода, то вещества буду перегоняться при t°<1000C. Особенно удобна дистилляция с водяным паром в тех случаях, когда

изолируемое вещество имеет очень высокую температуру кипения или же разлагается при своей температуре кипения.Так, для того, чтобы перегонять анилин в чистом виде, требуется нагреть его до температуры кипения, равной 184°С, в смеси же с водой он перегоняется при температуре 75°С.Такое токсичное вещество, как тетраэтилсвинец, разлагается при своей температуре кипения, равной 200°С. Кроме того, при проведении судебно-химического исследования сильный нагрев нежелателен, т.к. при высокой температуре может произойти подгорание органических веществ исследуемого объекта и образование следовых количеств синильной кислоты, что приведёт к ложноположительным результатам анализа.Таким образом, при дистилляции с водяным паром понижается температура кипения перегоняемых соединений и устраняется опасность их термического разложения.Для многих органических веществ способность перегоняться с водяным может быть объяснена образованием с водой азеотропных (нераздельнокипящих) смесей, состав которых не меняется при перегонке (например, 96% этанола и 4% воды).Азеотропными называются смеси, у которых пар, находящийся в равновесии с жидкостью, обладает теми же свойствами, что и сама жидкая смесь. Они перегоняются при постоянной температуре и не могут быть разделены простой или фракционной перегонкой.Из веществ, летучих с водяным паром и представляющих токсикологический интерес азеотропные смеси образуют: алкилгалогениды (хлороформ, ССl4)§ этиловый и изоамиловый спирты§ фенол, анилин и др.В случае образования однофазной системы (жидкости растворимы в воде), если индивидуальная температура кипения вещества низкая (ацетон, метиловый спирт), то оно перегоняется быстро и полностью.При высокой t°кип обычно полноты отгонки не достигается, при этом приходится использовать селективные переносчики, чтобы образовалась низкокипящая смесь. Так, при перегонке этиленгликоля с водяным паром в качестве селективного переносчика используют бензол, а для уксусной кислоты – гептан. При этом, если температура кипения этиленгликоля составляет 197°С, то смесь этиленгликоль-вода-бензол перегоняется при 118° С. Для уксусной кислоты соответственно 118° С и 80° С.Оценка метода: очень простой, быстрый, экономичный, не требует специальной аппаратуры. Анализируемые вещества изолируются в чистом виде, только сильно разбавлены водой, поэтому перегонку с водяным паром можно рассматривать не только как метод изолирования, но и как метод очистки.

Объекты судебно-химического исследования. ПробоподготовкаВ качестве объектов судебно-химического исследования с целью обнаружения «летучих ядов» на экспертизу обычно направляются внутренние органы трупа, кровь, моча. При подозрении на отравление хлорорганическими веществами дополнительно направляется сальник и 1/3 головного мозга, метанолом - 1/3 головного мозга, этанолом - кровь из крупных вен, моча, мышечная ткань.Объекты помещают в банки, которые герметично закрывают и опечатывают и немедленно пересылают в лабораторию для исследования. При подозрении на отравление этанолом задержка с транспортировкой материала на 5-10 суток может служить причиной недостоверных результатов его количественного определение.Методика: Объект в количестве 100 г тщательно измельчают, смешивают с водой до густой кашицы, помещают в круглодонную колбу таким образом, чтобы она заполнилась не более чем на 1/3 её объема, подкисляют кислотой щавелевой или виннокаменной до рН 2-3 и подвергают перегонке.

Подкисление объекта органической кислотой проводят с той целью, чтобы превратить нелетучие соли синильной кислоты (цианиды калия, натрия), в виде которых она находится в биологическом объекте, в свободную HCN, являющуюся легко летучим соединением.NaCN-------->HCNВ данном случае нельзя воспользоваться сильными минеральными кислотами, т.к. это привело бы:1) к разрушению молекулы HCN (гидролиз), что приведет к eё потере и недооткрытию.2) к переоткрытию фенола в результате гидролиза его сернокислых эфиров, (являющихся нормальной частью биологического материала).^ 4.2. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ИЗОЛИРОВАНИЯ «ЛЕТУЧИХ ЯДОВ»

Аппаратура и техника перегонки

Дистилляция с водяным паром проводится в специальном приборе, который состоит из трех основных частей: герметично соединенных друг с другом:1. Парообразователь2. Колба с исследуемым объектом (помещается на водяную баню)3. Холодильник с приемникомСборку установки начинают со стороны приемника, в последнюю очередь к колбе с исследуемым объектом присоединяют заранее нагретый парообразователь (разборка ведется в обратном порядке). Водяную баню, в которой стоит колба с объектом, также нагревают, чтобы избежать конденсации водяного пара.Дистилляцию проводят медленно, так, чтобы можно было считать капли отгонаСобирают 2-3 дистиллята. Первый в количестве 1-3 мл собирают в приемник с 5% раствором натрия гидроксида для улавливания легколетучей синильной кислоты и превращения ее в нелетучий цианид натрия. При этом алонж холодильника должен быть погружен в раствор NaOH, чтобы избежать потерь летучей HCN. Весь первый дистиллят используют для обнаружения синильной кислоты.

Второй (и третий) дистиллят собирают в пустой, чистый приемник в количестве 20-30 мл и используют для обнаружения всех остальных веществ из группы «летучих ядов». Двух-трех отгонов обычно бывает достаточно для качественного исследования.При проведении исследования на группу «летучих» ядов, необходимообращать внимание на следующее:1. Запах объекта (иногда это может дать какие-либо дополнительные ориентирующие данные). Правда, запах биологического объекта, как правило, маскирует запах летучего ядовитого вещества, но в некоторых случаях все же возможно определение запаха искомого соединения. Например, изоамиловый спирт придает объекту запах сивушных масел, нитробензол и синильная кислота запах горького миндаля.2. Запах и внешний вид дистиллята. Перед выполнением химического исследования обязательно проводят наружный осмотр дистиллята, обращая внимание на его прозрачность или мутность, наличие капель на дне склянки или маслянистой пленки на поверхности жидкости, наличие характерного запаха.Так изоамиловый спирт легче воды и плохо смешивается с ней, поэтому при содержании значительных количеств изоамилового спирта дистиллят обладает характерным раздражающим запахом сивушных масел и иногда содержит на поверхности маслянистые капли или даже два слоя этого вещества.Присутствие в отгоне фенола можно обнаружить по характерному запаху карболовой кислоты и молочновидному помутнению, поскольку фенол плохо растворим в воде. При больших количествах фенола на дне приемника могут присутствовать бесцветные или розоватые капли (продукты окисления фенола).Хлороформ и четыреххлористый углерод тяжелее воды и не смешиваются с ней, поэтому на дне приемника можно наблюдать бесцветные капли или слой этих веществ.Исследование дистиллятов с целью идентификации веществ из группы «летучих ядов» традиционно строится на использовании микрохимических реакций. Так, реакция образования берлинской лазури, которая является высокочувствительной и специфичной для доказательства синильной кислоты имеет положительное судебно-химическое

значение (т.е. на основании одной этой реакции можно дать положительное заключение о наличии в исследуемом объекте HCN). Она является особенно ценной еще и потому, что образующийся характерный осадок может быть представлен в качестве вещественного доказательства судебно-следственным органам.Известно, что общей реакцией на алкилгалогениды является реакция отщепления органически связанного хлора. Реакция достаточно чувствительна, но не специфична. О таких реакциях принято говорить, что они имеют отрицательное судебно-химическое значение.Заключение о присутствии того или иного из «летучих ядов» делается на основании комплекса реакций.Кроме перегонки с водяным паром в токсикологической химии применять еще два метода дистилляции:1. Микроперегонка2. Микродиффузия

Микроперегонка. В последние годы исследование токсикологически важных «летучих» веществ все шире проводится методом газожидкостной хроматографии. Для изолирования в этом случае используется микроперегонка, поскольку количество объекта составляет 1-5 г.Метод основан на ускоренной диффузии «летучих» веществ биологической пробы при повышенной температуре в присутствии сильных электролитов и проводится в герметически закрытом флаконе. Парогазовая фаза отбирается микрошприцем и используется для анализа.Микродиффузия. Не потерял своего значения и метод микродиффузии, позволяющий обнаружить малые количества в объекте. Прибор для микродиффузии представляет собой небольшой круглый толстостенный сосуд из стекла, внутри которого расположен второй сосуд меньшего диаметра. Таким образом, имеется внутренняя круговая стенка и наружная кольцевая камеры. К верхнему краю герметично пришлифовывается крышка.Исследуемый объект вносится в наружную камеру, а поглощающая жидкость - во внутреннюю. К объекту в наружную камеру на расстоянии 2-3 см от него помещают раствор вещества-электролита, который способствует переходу летучего соединения в пространство прибора. Прибор закрывают крышкой, слегка наклоняют для смешивания объекта и электролита, после чего оставляют на время, необходимое для диффузии. При этом летучие вещества из объекта сначала переходят в пространство прибора, а затем в растворитель во внутренней камере (или в раствор реактивов, реагирующих с этими веществами). В этой жидкости их и определяют.На скорость перехода летучих веществ в пространство прибора влияют некоторые электролиты. Так, прибавление раствора калия карбоната к крови или тканям, содержащим этанол, ускоряет его диффузию.ЛЕКЦИЯ 5ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ЛЕТУЧИХ ЯДОВ4.3.1.СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА (цианистый водород, нитрил муравьиной кислоты)

Синильная кислота HCN представляет собой бесцветную, подвижную жидкость с запахом горького миндаля. Т. кип. 25,65 °С. Смешивается с водой и многими органическими растворителями (спирты, эфиры, ароматические углеводороды, четыреххлористый углерод и др.). Синильная кислота - слабая кислота, образует с металлами соли - цианиды.В свободном и связанном виде синильная кислота встречается в растениях, чаще всего в виде гликозида амигдалина, содержится в коксовом газе, табачном дыме, образуется при термическом разложении найлона, полиуретанов и др.Синильную кислоту применяют в производстве цианидов, хлорциана,акрилонитрила, акрилатов, аминокислот, гидроксинитрилов, как фумигант.Сильно токсична, задерживает окислительные и ферментативные процессы,

связывает гемоглобин в циангемоглобин, парализует дыхательный центр и вызывает удушье; проникает через неповрежденную кожу.Цианиды калия и натрия - реагенты для извлечения серебра и золота из руд, реактивы в комплексонометрическом анализе для определения серебра, никеля и ртути, компоненты электролитов для очистки платины от серебра и для гальванического золочения и серебрения. Высокотоксичны, вызывают удушье вследствие паралича тканевого дыхания. Порошки и растворы KCN раздражают кожу.Качественное обнаружение синильной кислоты

1.Реакция образования берлинской лазури

Появление синего осадка или синей окраски указывают на наличие синильной кислоты. При малых количествах синильной кислоты в растворах окраска появляется только через 24-48 час.При изучении данной реакции следует проделать ее несколько раз со все уменьшающейся концентрацией исследуемого вещества в растворе.Чувствительность реакции - 20 мкг синильной кислоты в 1 мл раствора. Реакция специфична и имеет положительное судебно-химическое значение.

2.Реакция образования роданида железа

Появление кроваво-красной окраски указывает на наличие цианидов в растворе. При взбалтывании окрашенного раствора с диэтиловым эфиром окраска переходит в эфирный слой.Чувствительность реакции - 10 мкг синильной кислоты в 1 мл. ̂   Обнаружение цианидов методом микродиффузии

Метод микродиффузии обнаружения синильной кислоты и её солей основан на реакции с пиридином и барбитуровой кислотой. Суть реакции заключается в расщеплении

пиридинового цикла при действии хлорамина Т в щелочной среде - с образованием производного глутаконового альдегида. Производное глутаконового альдегида малоустойчивое соединение, существующий в двух таутомерных формах, который далее конденсируется с барбитуровой кислотой с образованием окрашенного соединения.В наружную камеру прибора для микродиффузии вносят 2-4 мл кровиили мочи (или 1 г гомогената ткани), прибавляют 3-4 капли 10 % растворакислоты серной. Во внутреннюю камеру прибора наливают 3,3 мл 0,1 моль/л раствора натрия гидроксида. Прибор плотно закрывают крышкой и оставляют на 3-4 ч при комнатной температуре. Затем из внутренней камеры берут 1 мл жидкости, прибавляют 1 мл 0,1 моль/л раствора натрия гидроксида , 2 мл 1 моль/л раствора натрия гидрофосфата и 1 мл 0,25 моль/л раствора хлорамина Т. Жидкость взбалтывают и через 2-3 мин прибавляют 3 мл реактива, содержащего барбитуровую кислоту и пиридин. Смесь взбалтывают и оставляют на 10 мин. Появление красной окраски указывает на присутствие цианидов в исследуемой жидкости.Количественное определениеДля количественного определения изолирование синильной кислотыпроводят из отдельной навески биологического материала. Перегонку ведут до тех пор, пока последняя порция дистиллята не перестанет давать реакции образования берлинской лазури. При исследовании свежего биологического материала можно использовать титриметрический метод анализа. Весовой метод применяют к свежему и загнившему биологическому материалу.1. Титриметрический метод. Метод основан на взаимодействии синильной кислоты с 0,1 моль/л (или 0,01 моль/л при малых количествах синильной кислоты) раствором серебра нитрата. Непрореагировавший серебра нитрат оттитровывают 0,1 моль/л (или 0,01 моль/л) раствором аммония или калия тиоцианата, индикатор - железо-аммониевые квасцы.2. Весовой метод. Дистиллят собирают в 2-3 приёмника, соединенных между собой и содержащих 0,2 % раствор серебра нитрата. По окончании отгонки содержимое приёмников обмывают водой очищенной и промывные воды присоединяют к основной жидкости. Раствор подкисляют кислотой азотной до кислой реакции по лакмусу и осадок количественно переносят на фильтр. Полученный осадок промывают раствором аммиака для растворения серебра цианида от нерастворимого в нём серебра сульфида. Фильтрат подкисляют кислотой азотной разбавленной до резко кислой реакции (рН1-2) на лакмус, выделившийся осадок серебра цианида отфильтровывают, промывают водой очищенной и высушивают вместе с фильтром. Затем фильтр сжигают и осадок прокаливают во взвешенном фарфоровом тигле до постоянного веса.

Осадок металлического серебра взвешивают и пересчитывают на кислоту синильную по формуле:

где X - количество исследуемого вещества в мг;а - вес весовой формы в мг; F - коэффициент пересчёта, равный для синильной кислоты (по серебру);n - навеска исследуемого вещества в г.ЛЕКЦИЯ 6 АЛКИЛГАЛОГЕНИДЫ

Алкилгалогениды находят широкое применение в лакокрасочной, кожевенной, электротехнической, фармацевтической промышленности; при приготовлении полимерных материалов как пластификаторы, мономеры и сополимеры. Используются в качестве растворителей, в том числе для обезжиривания и экстрагирования жиров и эфирных масел, хладагентов, пестицидов, в органическом синтезе, при производстве каучука, резинотехнических изделий.Почти все хлорпроизводные алканов опасные яды. Максимальная смертность отмечается при отравлениях хлороформом, четырёххлористым углеродом, 1,2-дихлорэтаном. В картине отравления помимо фазы наркоза, которая проявляется преимущественно при ингаляционных отравлениях, выделяют и токсическую. Токсическая фаза, протекающая с поражением печени, почек и ЦНС, наиболее выражена при приёме хлорпроизводных алканов внутрь, но отмечается и при других путях поступления. Токсичность хлорпроизводных алканов усиливается при одновременном или предварительном действии этанола, как при ингаляции, так и при внутрижелудочном введении. Потенцирующее действие отмечается при комбинации хлорпроизводных алканов и с другими алифатическими спиртами.Усиление загрязнения окружающей среды хлорпроизводными углеводородов - вероятная причина роста раковых заболеваний.Поступают в организм при ингаляции, перорально, через кожные покровы.Определение летучих хлорпроизводных алканов в выдыхаемом воздухе основано на последовательном применении ГХ и масс-спектрометрии. Используют также ГЖХ и хромато-масс-спектрометрический метод. В воде -ГХ и спектрофотометрические. В биологическом материале определяют ГХ и масс-спектрометрическими методами. Применяют также хроматографию в тонком слое. Сохраняют значение методы, основанные на реакции Фудживара - окрашивание раствора пиридина при взаимодействии с хропроизводными углеводородов в щелочной среде.4.3.2.1.ХЛОРОФОРМ(трихлорметан) СНСl3

Хлороформ представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с резким характерным запахом, сладковатым, жгучим вкусом; т. кип. 61,1°С; образует азеотропную смесь с водой (т. кип. 56,2 °С, 97,4 % хлороформа). Используют хлороформ главным образом для производства хладона 22, как растворитель, хладагент, в синтезе лекарственных препаратов. Ранее применялся в медицине как средство для наркоза. Хлороформ - негорюч, на свету разлагается, особенно при контакте с открытым пламенем, образуя фосген. Вызывает наркоз. Обладает гепатотропным, нефротоксическим и кардиотоксическим действием; вызывает канцерогенный и мутагенный эффекты; раздражает слизистые оболочки.Качественное обнаружение

1.Реакция отщепления атомов хлора

Появляется белый осадок, растворимый в растворе аммиака. Параллельно проводят пробу в тех же условиях с 1 мл исследуемого раствора и натрия гидроксидом, но без нагревания

(для исключения ионов хлора в исследуемом растворе).Реакция не специфична, является общей для всех хлорпроизводных. Чувствительность реакции 0,2 мг.

2.Реакция с резорцином в щелочной среде

После нагревания пробирки на кипящей водяной бане в течение 5-10 мин. появляется розовая или малиновая окраска. Параллельно выполняется контрольный опыт («слепой» опыт), цель которого - исключить ошибки за счет продуктов окисления резорцина, окрашенных в зеленый цвет и маскирующих розовое окрашивание.Реакция не специфична, ее дают все хлорпроизводные, кроме дихлорэтана, а также формальдегид.

3.Реакция образования изонитрила

Появляется резкий раздражающий запах изонитрила. Реакция не специфична, ее дают все хлорпроизводные, за исключением дихлорэтана.Чувствительность реакции 0,01 мг.

4.Реакция с реактивом Фелинга.

Выпадает желтый осадок гидрооксида меди (Cu(OH)2), переходящий в красный осадок закиси меди (Cu2O).Реакция не специфична, ее дает хлороформ, хлоралгидрат и формальдегид. Не дают четыреххлористый углерод и дихлорэтан. Чувствительность реакции 3 мг.4.3.2.2. ХЛОРАЛГИДРАТ (2,2,2-трихлорэтандиол-1,1) СС13СН(ОН)2

Бесцветные, прозрачные кристаллы или мелкокристаллический порошок с характерным острым запахом, слегка горьковатого вкуса. Т.пл. 51,4 °С, т. кип. 97,5 °С. Растворим в этаноле, диэтиловом эфире, слабо растворим в бензоле, сероуглероде.Применяют как успокаивающее внутрь и ректально, как снотворное и противосудорожное средство.Признаки острого отравления при передозировке: глубокий сон, затем наркотическое состояние, ослабление дыхания и падение сердечной деятельности.Качественное обнаружениеХлоралгидрат дает все реакции, которые используют для обнаружения хлороформа (см. реакции 1-4), т.к. они проводятся в присутствии щелочи, под влиянием которой хлоралгидрат разлагается с выделением хлороформа:

Для отличия хлоралгидрата от хлороформа используются следующие пробы:

1.Реакция с реактивом Несслера

Образуется кирпично-красный осадок, который затем становится грязно-зеленым. Другие хлорпроизводные этой реакции не дают.Реакция не специфична, ее дают альдегиды и другие восстановители.2. Экстракция из дистиллята (при положительном результате проведённых реакций 1-4).Часть дистиллята 2-3 раза встряхивают в делительной воронке с порциями эфира по 5 мл, эфирные вытяжки соединяют и фильтруют через сухой фильтр в фарфоровую чашку. Фильтрат выпаривают досуха при комнатной температуре под тягой. Если в дистилляте был хлороформ, то он улетучивается вместе с эфиром. При наличии хлоралгидрата в

чашке остается остаток кристаллического вещества. Для подтверждения хлоралгидрата в остатке к нему прибавляют 2-Змл воды и полученный раствор подвергают исследованию при помощи вышеуказанных реакций.

3.ЧЕТЫРЕХХЛОРИСТЫЙ УГЛЕРОД (тетрахлорметан) ССl4

Бесцветная жидкость с резким сладковатым запахом, т. кип. 76,7 °С, образует азеотропную смесь с водой (т. кип. 66 °С, 95,9 % четыреххлористого углерода). Четыреххлористый углерод - сырье для производства хладонов, растворитель, огнетушащее средство. Четыреххлористый углерод - негорюч, взрыво- и пожароопасен. Ядовит при вдыхании, попадании внутрь через желудочно-кишечный тракт или всасывании через кожные покровы и слизистые оболочки; обладает канцерогенным, мутагенным, тератогенным, эмбриотропным действием.

Качественное обнаружение 

1.Реакция отщепления хлора (методика описана выше).

2.Реакция с резорцином в щелочной среде (методика описана выше - см. 4.3.2.1)

3.Реакция образования изонитрила (методика описана выше - см. 4.3.2.2)

В отличие от хлороформа и хлоралгидрата четыреххлористый углерод не дает реакции с реактивом Фелинга, т.к. в процессе нагревания с раствором щелочи не образуется веществ, обладающих восстановительными свойствами.Заключение о наличии четыреххлористого углерода в дистилляте делают при положительном результате реакций 1-3 и отсутствии результата реакции с реактивом Фелинга.4.3.2.4. 1.2 -ДИХЛОРЭТАН (хлористый этилен) CICH2CH2CIБесцветная жидкость со сладковатым запахом; т. кип. 83,47 °С, образует азеотропную смесь с водой (т. кип. 71,6 °С, 91,8 % дихлорэтана). Используют дихлорэтан главным образом для производства винилхлорида, а также этилендиамина, этиленгликоля, полисульфидных каучуков; как растворитель, фумигант. Дихлорэтан может вызывать психические расстройства, поражения печени и почек, головокружение и рвоту при попадании внутрь или при воздействии паров в концентрациях, превышающих ПДК, равную 10 мг/м3.Качественное обнаружение

1.Реакция отщепления хлорид - ионов в жестких условиях (при длительном кипячении со спиртовым раствором щелочи или при нагревании под давлением).

Хлорид-ион доказывают реакцией с нитратом серебра.

2.Реакция образования этиленгликоля и обнаружение его после переведения в формальдегид

3.

Наличие образовавшегося в процессе реакции формальдегида определяют при помощи реакции с хромотроповой или фуксинсернистой кислотами. Чувствительность реакции 0,4 мг.

2.Реакция образования ацетиленида меди

При нагревании 1,2-дихлорэтана в запаянной ампуле с раствором натрия гидроксида образуется ацетилен, который при взаимодействии с солями меди дает ацетиленид меди, имеющий розовую или вишнево-красную окраску.Реакция специфична: другие галогенпроизводные ее не дают. Чувствительность реакции 0,25 мг. Для отличия 1,2-дихлорэтана от хлороформа, хлоралгидрата и четыреххлористого углерода могут быть использованы изонитрильная реакция, реакция с резорцином и реактивом Фелинга, которых дихлорэтан не дает.Реакции обнаружения хлорпроизводных, имеющих токсикологическое значение

ЛЕКЦИЯ 6 АЛЬДЕГИДЫ И КЕТОНЫ

4.3.3.1. ФОРМАЛЬДЕГИД (муравьиный альдегид, метаналь) НСНОФормальдегид представляет собой бесцветный газ с резким раздражающим запахом. Хорошо растворим в воде, спиртах и других полярных растворителях. Чистый газообразный формальдегид относительно стабилен при 80-100 °С, при температурах ниже 80 °С полимеризуется; процесс ускоряется в присутствии полярных растворителей, в том числе воды.Формалин - водный раствор формальдегида (обычно 37 - 40 %), содержащий 6-15 % метанола (ингибитор полимеризации формальдегида). Представляет собой бесцветную жидкость с характерным острым запахом. Формальдегид используют в органическом синтезе, в производстве синтетических смол и пластмасс, для синтеза многих лекарственных средств и красителей, для дубления кож, как дезинфицирующее, антисептическое и дезодорирующее средство.При вдыхании воздуха, содержащего большое количество формальдегида, развиваются

явления острого отравления со слезотечением, резким кашлем, чувством стеснения в груди. При приёме внутрь (в большинстве случаев ошибочном) в результате всасывания формальдегида наблюдается потеря сознания, судороги, угнетение нервных центров, раздражение почек.Качественное обнаружение

1.Реакция с резорцином в щелочной среде

Появляется розовая или малиновая окраска.Реакция не специфична (дают алкилгалогениды и др.).Чувствительность 0,03 мкг.

2.Реакция с реактивом Фелинга

В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора, прибавляют 1--2 кап. 10% раствора гидроксида натрия до щелочной реакции (по лакмусу), а затем добавляют 2-3 кап. реактива Фелинга (готовится перед употреблением путем смешивания равных количеств растворов Фелинга №1 и №2). Жидкость сильно взбалтывают и нагревают. При охлаждении на дне пробирки виден желтый или красный осадок оксида меди (I).Реакция не специфична (дают алкилгалогениды и другие). Имеет отрицательное судебно-химическое значение.3. Реакция с фуксинсернистой кислотой (реактив Шиффа) Появляется сине- или красно-фиолетовая окраска, иногда не сразу, а через 10-15 мин.Чувствительность реакции 0,03 мкг.

4. Реакция с кодеином и концентрированной серной кислотой

Через 5-10 мин. появляется сине – или красно-фиолетовое окрашивание.Реакция специфична, имеет положительное судебнохимическое значение.Чувствительность реакции 0,02 мкг.

5.Реакция с хромотроповой кислотой (1,8-диоксинафталтн-3,6-дисульфокислота) в присутствии концентрированной серной кислоты

В фарфоровую чашку вносят 1 мл исследуемого раствора, а затем прибавляют 5 мл концентрированной кислоты серной и несколько кристаллов кислоты хромотроповой. Наблюдается фиолетовая или красно-фиолетовая окраска.Реакция специфична, имеет положительное судебно-химическое значение. Чувствительность 1 мкг.

6.Реакция восстановления ионов серебра (реакция «серебряного зеркала»)

Реакция не специфична, имеет отрицательное судебно-химическое значение.Чувствительность реакции - сотые доли микрограмма.

4.3.3.2. АЦЕТОН (2-пропанон, диметилкетон) СН3СОСН3Ацетон представляет собой летучую бесцветную жидкость, с характерным запахом; т. кип. 56,1 °С. Смешивается с водой и органическими растворителями, например эфиром, метанолом, этанолом, сложными эфирами.Ацетон - широко применяемый растворитель органических веществ, служит сырьем для синтеза многих соединений.При вдыхании ацетон накапливается в организме, так как выводится из организма медленно, возможны хронические отравления. Вдыхание больше, концентраций ацетона может вызвать глубокое угнетение ЦНС, коллапс и кому. Смерть может наступить от остановки дыхания или острой сердечной недостаточности. Прием внутрь вызывает резкое раздражение слизистой оболочки желудочно-кишечного тракта, может развиться токсический гепатит, возможно нарушение функции почек. Тяжелое отравление ацетоном может развиться и при его аппликации на кожу.Качественное обнаружение1.Реакция образования йодоформа

Образуется желтый осадок йодоформа.В отличие от этанола ацетон дает реакцию в мягких условиях - без нагревания и со слабой щелочью. Чувствительность реакции 0,1 мг. Реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение, ее дает этиловый спирт.

1.Реакция с нитропруссидом натрия

Появляется оранжево-красное окрашивание, переходящее при добавлении 10% раствора уксусной кислоты в красно-фиолетовое или вишнево-красное. Реакция не специфична для ацетона, ее дают другие альдегиды и кетоны.

2.Реакция с фурфуролом

Появляется красная окраска.Реакция не специфична для ацетона, ее дают альдегиды и кетоны.

4.3.4. ФЕНОЛ(гидроксибензол, карболовая кислота) С6Н5ОНФенолы - карболовая кислота, крезол, резорцин, гидрохинон. Бесцветные или окрашенные кристаллы либо аморфные вещества; часто имеют сильный характерный запах.Фенол представляет собой бесцветные, розовеющие на воздухе кристаллы с характерным запахом; т.пл. 40,8 °С. Образует с водой двухкомпонентную азеотропную смесь (т. кип. 99,6 °С, 9,2 % по массе фенола).Оказывают местное прижигающее, психотропное (наркотическое), нейротоксическое (судорожное), нефротоксическое действие. Смертельная доза при приеме внутрь - 2 г. Возможны отравления парами фенолов при попадании через рот или на кожу. Всасывание быстрое. При приеме внутрь фенол быстро всасывается кровью, транспортируется и распределяется по всему организму. В печени фенол подвергается биотрансформации: 10 % фенола окисляется до двухатомных фенолов (орто- и пара -соединений). При отравлении фенолом у больного темно-зелёное окрашивание мочи объясняется присутствием в ней гидрохинона и хингидрона.Фенол относится к группе печёночных ядов. Его гепатотоксическое действие проявляется в развитии токсической дистрофии печени. Выражается в увеличении размеров печени и появления боли в печени. Также появляется желтуха, бледность, головокружение, признаки геморрагического диатеза, повышение температуры тела, нарушение психической деятельности. Церебротоксическое действие фенола проявляется печёночной энцефалопатией. Тяжелые формы отравления фенолом сопровождаются потерей сознания и печёночной комой. При попадании фенола в организм через рот наблюдаются боли в желудке, понос, иногда с кровью, рвота беловатыми, хлопьевидными массами, появляется запах фенола изо рта, моча приобретает оливковое окрашивание. На вскрытии: слизистые

оболочки рта, пищевода и желудка покрыты молочного цвета пятнами, жесткими на ощупь. Отмечаются белковое и жировое перерождение паренхиматозных органов, мелкие кровоизлияния во внутренних органах и тканях мозга.Изолирование фенола проводят методом дистилляции водяным паром. При этом фенол образует азеотропную смесь, состав которой не меняется при перегонке. При больших количествах фенола при насыщении им дистиллята ощущается характерный запах и заметны молочная муть и бесцветные или красноватые капли, растворяющиеся вследствие образования фенолята от добавления раствора натрия гидроксида. Для обнаружения в моче свободного фенола её подкисляют уксусной кислотой и подвергают перегонке с водяным паром. Дистиллят нейтрализуют бикарбонатом натрия и извлекают эфиром. При изолировании дистилляцией с водяным паром фенол выделяется в чистом виде, поэтому дополнительных методов очистки не требуется.Для проведении анализа дистиллят делят на две части. Для одной части дистиллята проводят качественное обнаружение:

1.Реакция с бромной водой (образование трибромфенола).

Образуется желтовато-белый осадок трибромфенола.Чувствительность реакции 1:50000.Реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение, ее дают анилин и другие ароматические амины.

2.Реакция образования индофенола

Появляется грязно-фиолетовая окраска, после прибавления раствора аммиака, переходящая в синюю (щелочная соль индофенола).Реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение, ее дают соединения, содержащие фенольную группу.Часть второго дистиллята подщелачивают раствором гидрокарбоната натрия до щелочной реакции, вносят в делительную воронку и извлекают 2 мл эфира. Эфирную вытяжку

упаривают при комнатной температуре досуха. Сухой остаток растворяют в 2-3 мл воды и с раствором проделывают реакции:

3.Реакция с железа (Ш) хлоридом

Появляется сине-фиолетовая окраска, исчезающая от добавления воды, спирта и кислот (отличие от салициловой кислоты).Чувствительность реакции 1:1000Реакция имеет положительное судебно-химическое значение.

ЛЕКЦИЯ 7 УКСУСНАЯ КИСЛОТА (этановая кислота) СНзСООНБесцветная прозрачная жидкость с резким запахом. Для безводной («ледяной») т.пл. 16,64 °С, т. кип. 117,8 °С. Смешивается со многими растворителями, хорошо растворяет органические соединения.Уксусная кислота - один из главных промежуточных метаболитов, выполняющих как структурную, так и энергетическую функцию в обмене веществ.Пары уксусной кислоты раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей, растворы (концентрация выше 30 % по массе) при соприкосновении с кожей вызывают ожоги.Используют в пищевой, химической промышленности, в фармации.Химико-токсикологическое исследование на наличие уксусной кислоты проводят при специальных заданиях или при наличии соответствующих указаний в материалах делах.Уксусную кислоту отгоняют из объектов биологического происхождения, подкисленных 10 % кислоты серной или фосфорной. Дистиллят собирают в сосуд, содержащий 0,1 моль/л раствор натрия гидроксида, ввиду летучести уксусной кислоты. Количество уксусной кислоты определяют оттитровывая кислотой избыток натрия гидроксида.Качественное обнаружение

1.Реакция с хлоридом железа (III)

Появляется красная окраска. При нагревании окрашенного раствора происходит гидролиз, в результате которого выпадает бурый осадок.Чувствительность реакции 1,25 мг.

2.Реакция этерификации (образования этилацетата)

Появляется специфический запах этилацетата.3. Реакция образования индигоПри нагревании уксусной кислоты с солями кальция образуется ацетон, который подвергается конденсации с о-нитробензальдегидом.

Отверстие пробки накрывают фильтровальной бумагой ,смоченной свежеприготовленным раствором о-нитробензальдегида в 5% растворе гидроксида натрия. Затем пробирку нагревают до прокаливания ее содержимого. На бумаге появляется синее пятно (окраска индиго).Чувствительность реакции 10 мг.

3.Реакция образования окиси какодила, обладающего неприятным запахом

Чувствительность реакции 10 мг.ЛЕКЦИЯ 8 СПИРТЫ

Спирты, включенные в обязательный круг судебно-химического исследования при проведении общего анализа: метанол, этанол, пропанол, бутанол, амиловый. Токсикологическое значение спиртов связано с их широким применением в народном хозяйстве и в быту.По физическим свойствам спирты - летучие жидкости и поэтому для их изолирования

применяют метод перегонки с водяным паром. При этом учитывают взаимную растворимость изолируемого спирта и водяного пара. При исследовании токсических спиртов методом ГЖХ для изолирования в этом случае используют метод микродиффузии.В последние годы наблюдается значительный рост числа интоксикаций, обусловленных употреблением спиртных напитков и суррогатов алкоголя. Это связано с резким повышением уровня алкоголизации населения, ростом количества некачественных спиртных напитков и употреблением с целью опьянения технических спиртсодержащих жидкостей. Смертельные отравления алкоголем и его суррогатами прочно занимают первое место и почти в 3 раза превышают по количеству летальных исходов следующие за ними интоксикации наркотиками. 4.4.1.ТОКСИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ СПИРТОВ в первую очередь связано с их влиянием на ЦНС. Все спирты являются ядами ЦНС, так как обладают наркотическим действием и ослабляют процессы возбуждения.Метиловый спирт избирательно поражает зрительный нерв и сетчатку глаз, что в 50% случаев приводит к слепоте. Обладает кумулятивными свойствами. Смертельная доза от 30 до 100 г, наступление слепоты возможно от принятия 7-8 г чистого спирта. При отравлении метанолом латентный период составляет 3-4 дня, но иногда смерть наступает очень быстро, в течении 30 минут, причем состояния опьянения при этом может и не быть.Амиловый спирт обладает наркотическим действием поражая ЦНС, а также сильным местным раздражающим действием, вызывая некроз слизистых оболочек. Смертельная доза при приеме внутрь 10-15 г. При судебно-химическом исследовании органов трупа наводящим указанием является специфический запах изоамилового спирта, исходящий от биологического материала.Этиловый спирт при приеме внутрь (острая интоксикация) вызывает вначале возбуждение, а затем угнетение и паралич ЦНС. Относится к веществам наркотического действия и вызывает пристрастие - алкоголизм. Наркотический эффект этанола зависит от скорости всасывания (резорбции), фазы интоксикации (стадии резорбции и элиминации), от концентрации в крови, толерантности. При длительном воздействии (хроническая интоксикация) на организм этанол может привести к тяжелым функциональным расстройствам нервной систем (алкогольные психозы - «белая горячка»: бред, галлюцинации с устрашающими видениями), вызвать поражение органов пищеварения, сердечно-сосудистой системы, жировое перерождение печени (цирроз) и т.д. Известно, что алкоголь влияет на потомство, приводя к рождению детей с умственными и физическими недостатками.В последнее время обнаружено мощное токсическое воздействие этанола на биоритмы человека. При нарушении нормального хода этих биологических часов происходит рассогласование суточных ритмов - так называемая ресинхронизация, при этом у человека падает умственная и физическая работоспособность, нарушается сон, аппетит, изменяется обмен веществ. Исследования установили очень важный факт: вызываемые алкоголем нарушение психофизиологического состояния человека сохраняются и после полного выведения спирта из организме. Только на третьи сутки после приема алкоголя восстанавливаются разрушенные им суточные биоритмы.Смертельная доза этанола при однократном приеме составляет 4-12 г на килограмм массы тела, то есть для взрослого человека она составляет около 300 мл чистого 96% спирта (без учета толерантности).Алкогольная кома развивается при концентрации спирта в крови 3 г/л (3%>), абсолютно смертельная концентрация в крови - 5-6 г/л (5-6 %).Токсикокинетика спиртов

Всасывание (резорбция). В организм спирты попадают через желудочно-кишечный тракт

и легкие. Всасывание начинается быстро, уже во рту и пищеводе, но основная масса спирта всасывается в желудке или кишечнике. Механизм всасывания спирта - простая диффузия, молекулы его транспортируются в кровь в неизмененном виде. Скорость всасывания зависит от концентрации и количества принятого спирта, от степени и характера наполнения желудка и кишечника. При приеме натощак максимальная концентрация этанола в крови наблюдается через 40-80 мин ( в среднем около 1 часа), при полном желудке - через 1,5-2,5 часа.Транспорт (распределение). Через кровь этанол распространяется по органам и тканям, обильно снабжаемым кровью, и концентрируется в тканях пропорционально содержанию в них воды. Наибольшие количество спирта содержатся в биологических жидкостях (кровь, моча, спинномозговая жидкость) и головном мозге. Несколько меньше его в тканях, мышцах, и минимальное количество - в жировой ткани. Небольшие количества этилового спирта могут присутствовать в биоматериале вследствие естественных процессов при гниении крови и других органов трупа.Метаболизм (биотрансформация). После всасывания спирты подвергаются в организме процессам биотрансформации в основном через окисление до соответствующих альдегидов и кислот, конечными продуктами превращения которых являются СО2 и Н2О.Так, метанол окисляется до формальдегида, а затем до муравьиной кислоты:

^ СН3ОН → Н2СО → НСООН → СО2 + Н2О

Этанол на 90% и более окисляется до ацетальдегида и уксусной кислоты:

С2Н5ОН → СН3СОН → СНзСООН → СО2+Н2О

Катализирует процесс фермент алькогольдегидрогеназа (АДГ), акцептором Н2 служит коэнзим никотинамид-аденин-динуклеотид (НАД).Этот процесс протекает в основном в печени, меньше в легких, почках, мышечной ткани. У хронических алкоголиков процессы биохимического окисления спирта протекают, кроме того, в мышцах с помощью фермента каталазы, поэтому такие люди выносят большие дозы алкоголя.Скорость метаболизма зависит, главным образом, от времени, очень незначительно - от концентрации спирта. У взрослого человека скорость метаболизма спирта около 10 мл/час, суточный метаболизм - 400-500 мл.Метанол окисляется в организме значительно медленнее, его можно обнаружить в крови на 3-4 день после смерти.Выделение (элиминация) спирта протекает по механизму простой диффузии и происходит через легкие, кожу, почки, кишечник, слюнные железы в виде метаболитов. Только 10% этанола выделяется в неизмененном виде, из них 7% - через легкие, 2-2,5% - почками.Длительность нахождения (и обнаружения) алкоголя в организме человека обусловлена, в основном, количеством выпитого алкоголя и может быть определена с учетом скорости окисления, которая составляет 7-10 г алкоголя в час. Если в 100 мл водки содержится 40 мл алкоголя, тогда алкоголь может определяться в выдыхаемом воздухе, слюне и крови в течение 4-5 часов с момента употребления этой дозы напитка. В моче алкоголь может быть определен и позднее, так как в составе мочи он находится в мочевом пузыре долгое время до опорожнения пузыря. При приеме больших количеств алкоголя он содержится в организме до суток и более. При этом в конце этого срока к непосредственному действию алкоголя присоединяется влияние продуктов его распада, а также изменения внутренней среды организма, вызываемые интоксикацией алкоголем, такие как, например, гипогликемия и метаболический ацидоз. Именно этим объясняются симптомы, наблюдаемые после алкогольной интоксикации в период, когда алкоголя в организме уже нет: утомляемость, жажда, дрожание конечностей, головная боль, потливость,

сердцебиение, колебание артериального давления, неустойчивое, а, нередко, и депрессивное настроение.

Объекты исследования и пробоподготовкаНаиболее важными объектами для судебно-химической экспертизы служат кровь и моча, реже ткани мозга, легких, печени, почек, редко - глубокие мышцы бедра. Желудок не может быть взят в качестве объекта исследования, так как возможно образование спирта естественным путем при брожении углеводов или при гнилостных процессах его содержимого. Содержание эндогенного алкоголя в крови находится в пределах 0,008-0,4%. При диагностике состояния алкогольного опьянения в наркологической практике объектами служат выдыхаемый воздух, слюна, кровь, моча.Правила отбора проб для исследования1. О правилах изъятия и направления на судебно-химическую экспертизу внутренних органов трупа, мы уже говорили.2. При отборе жидких биологических сред у живых лиц также необходимо соблюдать определенные требования, а именно:Моча отбирается в сухой стерильный флакон «под пробку». Флакон тотчас же закрывают пробкой. Отбор пробы мочи должен производиться в условиях, исключающих подмену или замену ее другими жидкостями.Слюна отбирается в стерильный сухой флакон из-под пенициллина в количестве 5 мл и тут же закрывается пробкой. Перед отбором пробы крови в сухой стерильный флакон из-под пенициллина закапывают 1-2 капли гепарина или 0,8 мл 3,8%-го раствора натрия цитрата и встряхиванием флакона смачивают его стенки.Кровь в количестве 5 мл отбирается пункцией кубитальной вены при строгом соблюдении асептических условий самотеком во флакон, обработанный гепарином или цитратом. Флакон тотчас же закрывают стандартной резиновой пробкой, фиксируют пробку и содержимое флакона перемешивают. Кожа в месте пункции предварительно обрабатывается раствором сулемы 1:1000 или риванолом 1:500. Дезинфекция кожи спиртом, эфиром, настойкой йода не допускается.У всех флаконов с отобранными пробами фиксируют пробки алюминиевыми колпачками с помощью приспособления для обжима колпачков, обеспечивающего герметизацию флакона, и ставят их в холодильник. В случае герметизации другим способом флаконы должны быть опечатаны. На каждый флакон наклеивается этикетка с указанием номера пробы (по регистрационной книге), даты, времени забора пробы, фамилии освидетельствуемого, фамилии медицинского работника, подготовившего пробу.Биосреды должны исследоваться позднее суток с момента их отбора. Допускается их хранение в холодильнике при температуре -4° С в течение 5 суток.

ЛЕКЦИЯ 8 ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СПИРТОВ. МЕТОДЫ АНАЛИЗА В СУДЕБНО-ХИМИЧЕСКОЙ ЭКСПЕРТИЗЕ ОТРАВЛЕНИЙ И ЭКСПЕРТИЗЕ АЛКОГОЛЬНОГО ОПЬЯНЕНИЯ

ЭКСПЕРТИЗЕ ОТРАВЛЕНИЙ И ЭКСПЕРТИЗЕ АЛКОГОЛЬНОГО ОПЬЯНЕНИЯПри судебно-химических исследованиях для доказательства спиртов используют их общие свойства (химизм всех реакций приведен в ниже в данном электронном методическом пособии):1. Реакция этерификации основана на способности спиртов вступать в реакцию образования сложных эфиров при взаимодействии с органическими кислотами в присутствии концентрированной серной кислоты.Из реакций образования сложных эфиров аналитическое значение для СНзОН имеет реакция образования метилсалицилата, С2Н5ОН - этилацетата и этилбензоата, C5H11OH -

амилацетата.Продукты реакции определяют только по запаху, что снижает аналитическое значение реакции, так как большую роль играет субъективный фактор исследователя.Реакция образования сложных эфиров высокочувствительна, но не специфична, поэтому ей придается отрицательное судебно-химическое значение. При положительном результате реакции необходимо подтвердить наличие того или иного спирта дополнительными испытаниями.2. Реакция окисления основана на способности спиртов окисляться до соответствующих альдегидов, которые обнаруживаются по запаху или по реакции окрашивания.Метанол окисляется до формальдегида, который обнаруживают по наиболее чувствительным для него реакциям окрашивания с кодеином в концентрированной серной кислоте и с фуксинсернистой кислотой (сине-фиолетовое окрашивание).Поскольку метанол определяют по продукту его окисления -формальдегиду, исследуемый отгон необходимо предварительно проверить на отсутствие формальдегида, чтобы избежать ошибки переоткрытия метанола.В отсутствие формальдегида реакция имеет положительное судебно-химическое значение для метанола и позволяет обнаружить метанол в присутствии других спиртов.Этиловый спирт окисляется до ацетальдегида , а изоамиловый спирт - до изовалерианового альдегида, которые обладают характерным запахом и определяются по его наличию.В судебно-химических исследованиях иногда приходится решать задачу обнаружения какого-либо спирта при возможном присутствии других. Для этого должны быть использованы специфичные реакции, позволяющие отличить спирты друг от друга при их совместном присутствии.Реакциями отличия служат:1) для СНзОН - как уже говорилось, окисление до Н2СО с последующим его обнаружением цветными реакциями.2) для С2Н5ОН - реакция образования кристаллического осадка йодоформа.3) для C5H11OH реакция отличия высших спиртов (С3-C5) от низших (СН3ОН и С2Н5ОН) - взаимодействие с ароматическими альдегидами - салициловым, п-диметиламинобензальдегидом и другими (реакция Комаровского).Таким образом, при судебно-химических исследованиях доказательство этанола в дистилляте строится на общих реакциях и реакции образования йодоформа. Этой реакции придается отрицательное судебно-химическое значение, то есть по ней можно делать вывод только о необнаружении этанола. Исследование на этанол обязательно начинается с йодоформной пробы, а при положительном ее результате требуется выполнить все остальные реакции.Заключение о нахождении этанола делается по комплексу положительных результатов всех реакций.4.4.2.1. МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ (метанол, древесный спирт, карбинол) СН3ОНПредставляет собой бесцветную жидкость с характерным запахом, смешивается во всех соотношениях с водой, эфиром, этиловым и другимиспиртами; хороший растворитель жиров, липидов, масел и других органических веществ. По запаху и вкусу напоминает этанол. Горит бледным пламенем,т. кип. 64-65 °С.Применяется метанол в лакокрасочной промышленности, для получения формальдегида, синтеза различных органических соединений, денатурированного этилового, является добавкой к топливу и антифризам. Метанол быстро всасывается в желудке и тонком кишечнике, метаболизируется в основном в печени с помощью фермента алкогольдегидрогеназы (АДГ).Окисление метанола протекает значительно медленнее, чем этанола. Метанол и его метаболиты выводятся почками, 15 % в неизменном виде через легкие. Формальдегид и

муравьиная кислота - продукты метаболизма -обусловливают высокую токсичность метанола. Токсическое действие связано с действием на ЦНС, на зрительный нерв и отдел мозга, отвечающий за зрение. Летальная доза =100 мл. Токсическая ~ 20 мл. Смерть наступает от острой сердечной недостаточности и от остановки дыхания.Качественное обнаружение:

1.Реакция этерификации (образование метилсалицилата)

Ощущается запах метилового эфира салициловой кислоты.Чувствительность реакции 0,3 мг.

2.Реакция окисления до формальдегида и обнаружение последнего реакциями окрашивания.

Через 15-20 минут для обесцвечивания избытка калия перманганата добавляют кристаллическую щавелевую кислоту, жидкость делят на 2 части и проделывают реакции:А) с кодеином в серной средеБ) с фуксинсернистой кислотойЧувствительность обеих реакций 0,1 мг. 

3.Предварительная проба на метанол в биологической жидкости (моча)

К I мл мочи прибавляют 1 мл 10% раствора калия дихромата в 50% растворе серной кислоты. Появляется зеленая окраска в течение 10-45 сек. (предел обнаружения 75 мг % спирта). 

Реакция не специфична для метанола и имеет отрицательное судебно-химическое значение.4.4.2.2. ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ (этанол, метилкарбинол, винный спирт) С2Н5ОН

Этиловый спирт - бесцветная легкоподвижная жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом; т. кип. 78,39 °С. Смешивается с водой, спиртами, диэтиловым эфиром, глицерином, хлороформом, ацетальдегидом, бензином и др.; образует азеотропную смесь водой (95,6 % по массе этанола, т. кип. 78,15 °С).Применяют этиловый спирт в лакокрасочной и фармацевтической промышленности, в производстве кинофотоматериалов, товаров бытовой химии и др. Является сырьём в производстве диэтилового эфира, хлороформа, ацетальдегида, уксусной кислоты, этилацетата и др. В медицине этиловый спирт применяют для дезинфекции, как поверхностное сосудорасширяющее средство, коагулянт белка, в том числе при лечении ожогов. Значительная часть этилового спирта идет на изготовление спиртных напитков.Этиловый спирт чрезвычайно гигроскопичен, при концентрации выше 70 % (по объёму) прижигает кожу и слизистые оболочки; при приёме внутрь угнетает центры торможения мозга, вызывает опьянение, при многократном употреблении - алкоголизм.Качественное обнаружение

1.Реакция этерификации (образование этилацетата)

Ощущается запах этилацетата, который появляется более отчетливо, если содержимое пробирки вылить в 20-25 кратный объем воды.Чувствительность реакции 15-20 мг.

2.Реакция окисления

Чувствительность реакции 3 мг.3 .Реакция образования йодоформа

При охлаждении раствора образуются кристаллы йодоформа в виде шестиугольников и звездочек.Реакция не специфична, ее дает ацетон.Чувствительность реакции 0,04 мг.Предварительная проба на этанол в биологической жидкости (моча) проводится аналогично описанной выше пробе для метанола.Реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение.

4.4.2.3. ИЗОАМИЛОВЫЙ СПИРТ (3-метил-1-бутанол) (СН3)2СН-СН2-СН2-ОНВ промышленности получают смесь первичных спиртов (1-пентанола и 2-метил-1-бутанола), выпускаемую под названием амиловые спирты, а также изоамиловый спирт (3-метил-1-бутанол). Смесь 2-метил- и З-метил-1-бутанолов выделяют из сивушного масла, в состав которого также входят пропиловый и бутиловый спирты. Кроме того, в сивушном масле содержатся (около 1 %) высшие спирты (с 6-9 атомами углерода), некоторые жирные кислоты и азотистые вещества. Сивушное масло - побочный продукт спиртового брожения, очень ядовито. Изоамиловый спирт представляет собой маслянистую жидкость с очень резким характерным запахом. Часто при хранении приобретают желтоватую окраску. Обладают сильным раздражающим действием на слизистые. Поражают ЦНС. Летальная доза 20 мл. Токсический эффект наступает от 0,5 мл. Возникают ощущение глухоты, рвотные выделения, бред. При остром отравлении наблюдается коматозное состояние. Недопустимо содержание в спиртных напитках даже 0,3 % амиловых спиртов (сивушного масла).3-Метил-1-бутанол растворим в воде, т. кип. 131,4 °С; образует азеотропную смесь с водой (т. кип. 95,15 С, 49,6 % воды).Исследование на присутствие изоамилового спирта проводят при наличии специфического запаха сивушных масел и маслянистых капель на поверхности дистиллята. Все реакции на изоамиловый спирт дают положительный эффект только при отсутствии воды, поэтому перед выполнением реакций изоамиловый спирт экстрагируют из дистиллята диэтиловым эфиром (3 мл), эфирную вытяжку делят на 3 части и эфир испаряют при комнатной температуре. С полученными остатками проделывают реакции 1-3.Качественное обнаружениеИсследование на наличие изоамилового спирта проводится при наличии специфического запаха сивушных масел и маслянистых капель на поверхности дистиллята. Все реакции на изоамиловый спирт дают положительный эффект только при отсутствии воды, поэтому перед выполнением реакций изоамиловый спирт экстрагируют из дистиллята эфиром (3 мл), эфирную вытяжку делят на 3 части и эфир испаряют при комнатной температуре. С полученными остатками проделывают реакции 1-3.

1.Реакция этерификации (образование изоамилацетата)

Чувствительность реакции 0,15 мг.При слабом нагревании ощущается запах грушевой эссенции, который становиться более выраженным при разбавлении реакционной смеси водой.Реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение.

2.Реакция окисления (образование изовалерианового альдегида).

Появляется запах изовалерианового альдегида, при стоянии переходящий в неприятный запах изовалериановой кислоты (запах гнилого сыра).Чувствительность реакции 0,11 мг.3. Реакция Комаровского с ароматическими альдегидами (на высшие спирты, содержащие более 3 атомов углерода).А) Реакция с салициловым альдегидом:Возможный механизм реакции включает в себя окисление изоамилового спирта концентрированной серной кислотой до изовалерианового альдегида, который вступает в реакцию конденсации с ароматическим альдегидом.

К остатку в фарфоровой чашке после испарения эфира прибавляют 1 мл 1% раствора салицилового альдегида в этаноле и 3 мл концентрированной серной кислоты. После охлаждения содержимого чашки ее помещают на 3 мин. на кипящую водяную баню. Появляется розово-красная окраска.Чувствительность реакции 1,5 мг.Б) Реакция с п-диметиламинобензальдегидом. В фарфоровой чашке на остаток после испарения эфира наносят 5-10 капель концентрированной серной кислоты и несколько кристаллов п-диметиламинобензальдегида. Появляется темно-красное окрашивание, переходящее при разбавлении водой в фиолетовое.

4,4.2.4. ПРОПИЛОВЫЕ СПИРТЫ (С3Н7ОН)Среди них выделяют нормальный пропиловый (пропанол) и изопропиловый (пропанол-2,

вторичный пропиловый, петрогол, перспирит) спирты. Это бесцветные жидкости с характерным спиртовым запахом, хорошо смешиваются с водой, этанолом, бензолом. Т. кип. пропанола 97,4 °С. Получают перегонкой сивушных масел и синтетическим путем. Т. кип. пропанола-2 - 82,4 °С. Используют пропиловые спирты в качестве растворителей синтетических смол, некоторых эфирных масел и т.д. Изопропиловый спирт применяют в качестве антифриза. Оказывает вредное влияние на ЦНС, токсичнее этанола приблизительно в 2 раза. Отравление чистыми пропиловыми спиртами вследствие приёма их внутрь наблюдаются сравнительно редко, чаще встречаются интоксикации их смесью с этиловым спиртом.

4.4.2.5. БУТИЛОВЫЕ СПИРТЫ (бутанолы) С4Н9ОНБесцветные жидкости с характерным спиртовым запахом. Получаются при брожении некоторых злаков, из отходов сахарного производства, а также синтетическим путем. К ним относятся: н-бутиловый (бутанол-1) с т. кип. 117,4 °С; плохо растворим в воде; втор-бутиловый (бутанол-2), с т. кип. 99,5-100 °С; в воде растворяется хуже, чем бутанол-1; изобутиловый с т. кип. 108,1 °С, плохо растворим в воде; трет-бутиловый спирт (триметилкарбинол) с т. кип. 82,5 °С, в воде растворяется неограниченно.Применяются бутиловые спирты в качестве растворителей в парфюмерной и фармацевтической промышленности, в производстве синтетического каучука, для изготовления тормозной жидкости БСК (содержащей до 50 % бутанола) и т.д.

4.4.2.6. ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ (1,2-этандиол) НОСН2СН2ОНЭтиленгликоль - это двухатомный спирт жирного ряда, бесцветная вязкая гигроскопичная жидкость без запаха, сладковатого вкуса, т. кип. 197, °С. Хорошо растворим в воде, спиртах, кетонах и др., умеренно - в бензоле, толуоле, диэтиловом эфире, четыреххлористом углероде. В этиленгликоле плохо растворимы растительные и животные масла. Применяется в органическом синтезе, кожевенной, текстильной, табачной, фармацевтической, парфюмерной промышленности. Водные растворы этиленгликоля обладают низкими температурами замерзания. Это их свойство используется при создании антифризов, тормозных жидкостей и антиобледенителей.Этиленгликоль токсичен при попадании внутрь - действует повреждающе на ЦНС, обменные процессы, эндотелий сосудов и почек (некронефроз). Выводится из организма очень медленно (от 14 до 50 дней). Легко окисляется в организме в щавелевую кислоту. Смертельная доза - 100 мл и больше.Отравление может протекать в двух формах - мозговой или гепаторенальной в последнем случае - с выраженной почечной и печеночной недостаточностью).Качественное обнаружение. Определение этиленгликоля в остатках принятой жидкости основано на его окислении до щавелевой кислоты с последующим образованием оксалатов: до формальдегида, который обнаруживают реакцией с фуксинсернистой кислотой. Для определения этиленгликоля в остатках принятой жидкости также используют реакцию этиленгликоля с сульфатом меди в присутствии щелочи, в результате которой образуется соединение, имеющее синюю окраску.

1.Реакция окисления перйодатом калия и обнаружение образовавшегося формальдегида реакцией с фуксинсернистой кислотой

Появляется красно-фиолетовое или розовое окрашивание.

2.Реакция окисления до щавелевой кислоты при многократном выпаривании этиленгликоля с азотной кислотой

Образующуюся щавелевую кислоту доказывают:А) по характерным кристаллам оксалата кальция.

Б) по обесцвечиванию раствора перманганата кадия

3. Реакция с сульфатом меди (голубое окрашивание раствора)Реакция применяется для обнаружения этиленгликоля в технических жидкостях, для дистиллятов неприемлема.

Появляется голубая окраска.

ЛЕКЦИЯ 9 ЭКСПЕРТИЗА АЛКОГОЛЬНОГО ОПЬЯНЕНИЯ. КЛИНИЧЕСКАЯ ДИАГНОСТИКАИзвестно, насколько широко распространен алкоголизм (то есть пристрастие к алкоголю) и как велика его социальная опасность (об этом уже говорилось). Законодательством установлена дисциплинарная и административная ответственность за пребывание в нетрезвом виде в общественных местах, на рабочем месте, а также за управление транспортными средствами. При совершении правонарушений и преступлений степень опьянения служит отягчающим фактором и влияет на квалификацию преступного деяния, а, следовательно, и на меру ответственности. Для установления факта употребления алкоголя или степени алкогольного опьянения проводится медицинское освидетельствование, а при возбуждении уголовного дела - экспертиза алкогольного опьянения.

У живых лиц экспертиза базируется на данных клинической диагностики и результатов химико-токсикологического исследования.Порядок и правила медицинского освидетельствования регламентируются Приказом МЗ РФ № 308 от 14 июля 2003 г. «О медицинское освидетельствовании на состояние опьянения», Приказом МЗ № 06-14/33-14 (Методические указания) от 01.09.1988г. «Медицинское освидетельствование для установления факта употребления алкоголя и состояния опьянения»Клиническая экспертиза ставит своей целью выявление медико-биологических синдромов, то есть сочетания целого ряда признаков и симптомов, специфичных для состояний опьянения разной тяжести. Отдельные проявления алкогольной интоксикации не являются специфическими, поэтому оценка производится по целому комплексу признаков, свидетельствующих о нарушениях в системах организма.Освидетельствование основано на всестороннем клиническом обследовании с использованием необходимых лабораторных тестов, поэтому выполнять его должен только врач-нарколог, имеющий необходимую квалификацию.Этиловый спирт обладает многообразным фармакологическим и токсическим действием на организм. Эффекты, вызываемые при его однократном введении и при систематическом приеме, могут существенно различаться, что важно учитывать для правильной квалификации состояний опьянения. Это обуславливает чрезвычайную сложность физиологического действия алкоголя, полиморфизм клинических проявлений и поведения индивида при алкогольной интоксикации. Отсюда возникает сложность квалификации состояний опьянения.Клиническая диагностика состояний, обусловленных потреблением алкоголя, проводится на основании оценки психической сферы и поведения, выявления неврологических и сердечно-сосудистых нарушений. Как правило, при алкогольном опьянении отмечаются три симптомокомплекса.Простые типы опьянения.1. Алкогольная эйфория. Она возникает после приема сравнительно небольших доз алкоголя и непродолжительна - длится 1-3 часа. Основные признаки - повышенная речевая и моторная активность, расторможенность поведения.2. Дисфорическое состояние - раздражительность, недовольство. Больные угрюмы, озлоблены, возможно агрессивное поведение.3. Состояние психомоторной заторможенности: вялость, медлительность, сонливость, нарушение мышления и памяти. Такие расстройства часто возникают после употребления больших доз алкоголя.Наряду с изучением психического состояния, важнейшее место в клиническом освидетельствовании занимает выявление нарушений со стороны нервно-двигательного аппарата. Характерным признаком является нарушение походки, координации, равновесия. Диагностической ценностью обладают симптомы, указывающие на нарушение в системе вегетативной регуляции покраснение склер глаз, тахикардия, гиперемия кожных покровов, изменение артериального давления и температуры тела.В зависимости от характера и выраженности клинических проявлений выделяются следующие степени опьянения:1. Легкая степень алкогольного опьянения устанавливается на основании выявления следующего симптомокомплекса:• незначительные изменения психической деятельности (например, замкнутость, замедленное реагирование, вспыльчивость, демонстративные реакции, эйфория, эмоциональная неустойчивость, затруднение при концентрации внимания, отвлекаемость и др.);• усиление вегето-сосудистых реакций (гиперемия кожи и слизистых, инъецированность склер, повышенная потливость, тахикардия и т.д.);• отдельные нарушения в двигательной сфере (возможны изменения походки,

пошатывания при ходьбе с быстрыми поворотами, неустойчивость в сенсибилизированной и простой позе Ромберга, неточность выполнения мелких движений и координаторных проб, горизонтальный нистагм при взгляде в сторону, положительная проба Ташена);• запах алкоголя изо рта;• положительные химические реакции на алкоголь, Содержание алкоголя в крови 0,5 - 1,5 % (определение методом ГЖХ).2. Алкогольное опьянение средней степени устанавливается при выявлении следующих расстройств:• выраженные изменения психической деятельности (поведение, сопровождающееся нарушением общественных норм, неправильная оценка ситуации, заторможенность, возбуждение с агрессивными или аутоагрессивными действиями и неадекватными высказываниями, эйфория, дисфория, нарушение последовательности изложения мыслей, фрагментарность высказываний, элементы персеверации, замедление и обеднение ассоциаций и т.д.),• вегето-сосудистые расстройства (гиперемия или побледнение кожных покровов и слизистых, учащение пульса, дыхания, колебания артериального давления, потливости, слюнотечение, расширение зрачков, вялая фотореакция);• двигательные и нервно-мышечные нарушения (выраженная дизартрия, неустойчивость при стоянии и ходьбе, отчетливые нарушения координации движений, снижение сухожильных рефлексов и болевой чувствительности, горизонтальный нистагм);• резкий запах алкоголя изо рта;• положительные химические пробы на этиловый спирт. Содержание алкоголя в крови 1,5- 2,5% (определение методом ГЖХ).3. Тяжелая степень алкогольного опьянения устанавливается на основании выявления следующих нарушений:• тяжелые расстройства психической деятельности (нарушение ориентировки, резкая заторможенность, сонливость, малая доступность контакту с окружающими, непонимание смысла вопросов, отрывочные бессмысленные высказывания);• выраженные вегето-сосудистые нарушения (тахикардия, артериальная гипотония, дыхание хриплое из-за скопления слизи в полости рта и носоглотки, бледность кожи и слизистых, потливость, в ряде случаев непроизвольное мочеиспускание, слабая реакция зрачков на свет);• тяжелые двигательные и нервно-мышечные нарушения (неспособность самостоятельно стоять и выполнять целенаправленные действия, подавление сухожильных рефлексов, снижение корнеальных рефлексов, иногда спонтанный нистагм);• резкий запах алкоголя изо рта;• положительные химические пробы на этиловый спирт. В крови, как правило, 2,5 - 3% алкоголя.4. Алкогольная кома диагностируется при следующих симптомах:• отсутствие признаков психической деятельности (бессознательное состояние, отсутствие реакций на окружающее);• тяжелые нарушения вегетативной регуляции и деятельности сердечно - сосудистой системы (коллаптоидное состояние, непроизвольное мочеиспускание и дефекация, расстройства дыхания);• тяжелые нервно-мышечные нарушения (резкое понижение мышечного тонуса, отсутствие болевых, роговичных, сухожильных рефлексов, в ряде случаев - патологические рефлексы, гиперкинезы и др.);• резкий запах алкоголя;• концентрация алкоголя в крови свыше 3,0 -5,0%.Следует подчеркнуть, что диагностика тяжелой степени опьянения и тем более алкогольной комы является абсолютным показанием для оказания медицинской помощи.

При установлении факта употребления алкоголя и степени алкогольного опьянения диагностическое значение, помимо клинических симптомов, имеют также лабораторные химические пробы и газохроматографическое определение этанола.При экспертизе алкогольного опьянения наряду с клинической диагностикой применяются химические методы определения алкоголя в выдыхаемом воздухе.Для предварительного обнаружения метилового и этилового спиртов в моче и крови применяются так называемые предварительные пробы.Для этого к 1 мл мочи добавляют 10% раствор калия дихромата в 50% растворе кислоты серной. При наличии спиртов протекает реакция их окисления, а Сr+6 восстанавливается до Сr+3, при этом раствор окрашивается в зеленый цвет. Поскольку реакция эта неспецифична, то положительный результат требуется подтвердить дополнительными пробами: кровь (5 мл) или мочу (10 мл) подвергают перегонке с водяным паром, а затем проделывают реакцию образования йодоформа на этанол и реакцию окисления метанола до формальдегида.При экспертизе алкогольного опьянения наряду с клинической диагностикой применяются химические методы определения алкоголя в выдыхаемом воздухе.1. Проба Рапопорта A.M. - наиболее проста и доступна для применения в любом медицинском учреждении.В две чистые сухие пробирки наливают по 2 мл очищенной воды. В одну из них опускают пипетку с узким вытянутым концом, и испытуемый пропускает через нее 1,9-2,1 л выдыхаемого воздуха. Объем воздуха может дозироваться продолжительностью выдоха или с помощью дозирующего устройства. В первом случае для продувания воздуха используют пипетку типа пастеровской и воздух продувают в течение 20-30 секунд.Проходя через воду, алкоголь, содержащийся в выдыхаемом воздухе, растворяется в ней, и затем наличие его определяется с помощью следующей реакции окисления:В обе пробирки приливают осторожно по 20 капель химически чистой концентрированной серной кислоты и после этого по 1 капле 0,5% свежеприготовленного раствора калия марганцовокислого. Необходимо тщательное выполнение технологии проведение пробы: соблюдение последовательности операций, использование свежеприготовленных дистиллированной воды и 0,5% раствора перманганата калия, чисто вымытых и высушенных пробирок и пипеток, шлангов, проведение реакции в контрольной пробирке.При полном или частичном обесцвечивании раствора пробу через 15-20 минут проводят повторно. Полное обесцвечивание раствора за 1-2 минуты при повторной пробе свидетельствует о наличии экзогенного алкоголя в выдыхаемом воздухе, что при точном соблюдении методики исследования может подтвердить факт потребления испытуемым спиртных напитков.Если при повторной пробе полного обесцвечивания раствора в течение 2 минут не наступило, результаты пробы расцениваются как отрицательные.Изменение цвета раствора в контрольной пробирке свидетельствует о нарушении условий проведения пробы (загрязненная посуда, некачественные регенты) и опровергает результаты исследования.2. Индикаторные трубки Мохова-Шинкаренко и «Контроль трезвости»Эти трубки имеют сухую индикаторную набивку (реагент), что исключает необходимость в проведении каких-либо манипуляций с реактивами в момент экспертизы. Реагент индикаторных трубок состоит из носителя (силикагеля), импрегнированного раствором хромового ангидрида в концентрированной серной кислоте. При воздействии на реагент парами этилового спирта происходит реакция, во время которой этиловый спирт восстанавливают ионы шестивалентного хрома до ионов трехвалентного хрома, в связи с чем оранжевый или желтый цвет реагента изменяется на зеленый, что оценивается как положительная реакция.Несмотря на некоторую неспецифичность метода, все же индикаторные трубки выгодно

отличаются от других проб тем, что при воздействии на реагент парами некоторых веществ, лекарств и ядов отсутствует положительная реакция реагента, в то время как она имеет место в других пробах. Реагент изменяет цвет на зеленый при воздействии паров следующих веществ: этилового и метилового спиртов, эфиров, ацетона, альдегидов, сероводорода. При воздействии бензина, скипидара, уксусной кислоты, камфоры, а также фенола, дихлорэтана, реагент приобретает темно-коричневую или коричневую окраску. При воздействии паров валидола, ментола, воды, хлороформа, хлоралгидрата, керосина, аммиака, щелочи, этиленгликоля, окиси углерода, чистого выдыхаемого воздуха и слюны цвет реагента - оранжевый.Ввиду гигроскопичности индикатора трубки вскрываются непосредственно перед употреблением. По этой же причине индикаторные трубки рассчитаны только для однократного употребления даже при наличии отрицательной реакции.Индикаторные трубки, имеющие нарушение герметизации, а также изменившие окраску реагента на зеленый цвет, употреблению не подлежат.3.Термокаталитический метод. Метод основан на сорбировании паров алкоголя выдыхаемого воздуха с последующей термодесорбцией и сжиганием на элементах чувствительного детектора. Этот принцип реализуется с помощью прибора для определения паров спирта в выдыхаемом воздухе - ППС-1.Конструкция прибора обеспечивает подогревание выдыхаемого воздуха и отбор для анализа пробы именно альвеолярного воздуха. Калибровка приборе производится с помощью генератора контрольных смесей ГС-2, производящего пароспиртовоздушные смеси с определенным содержанием в них алкоголя.Прибор ППС-1 более чувствителен и точен в сравнении с качественными реакциями.Инструкция по медицинскому применению прибора ППС-1 с описанием порядка работы и указанием критериев выявления паров алкоголя в выдыхаемом воздухе входит в комплект прибора.Следует отметить, что термокаталитический метод, реализуемый с помощью прибора ППС-1, также как и качественные пробы на алкоголь (Рапопорта, трубки Мохова-Шинкаренко и «Контроль трезвости»), неизбирателен по отношению к этиловому спирту. Указанные способы дают положительные результаты и при наличии в выдыхаемом воздухе ряда других летучих веществ, например, ацетона, эфиров, метанола. В связи с этим в практике экспертизе алкогольного опьянения перечисленные методы используются как предварительные пробы. Доказательное значение имеет лишь отрицательный результат качественных проб и исследований с помощью прибора ППС-1 или сочетание положительных реакций с клинической картиной опьянения. В ряде случаев у освидетельствуемого необходимо отбирать на исследование жидкие биологические среды (мочу, слюну или кровь) для проведения количественного определения алкоголя в них предпочтительно методом газовой хроматографии.В настоящее время в сулебно-химическом анализе и в диагностике алкогольного опьянения наиболее предпочтительным, а иногда и единственным допустимым методом идентификации и количественного определения спиртов является метод газожидкостной хроматографии.

^ 4.4.4. КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ СПИРТОВКоличественное определение спиртов базируется на их общих реакциях: окислении до альдегидов и образовании сложных эфиров.Из всех спиртов, имеющих токсикологическое значение, только этиловый подлежит обязательному количественному определению при судебно-химических исследованиях. Это обусловлено следующими причинами:• чрезвычайно широкое распространение и особое токсикологическое значение этанола, о чем уже говорилось,• возможность естественного образования этанола в организме, а именно: при брожении и

гниении сахаристых веществ в желудке, при бактериальном распаде белковых веществ, при метаболическом превращении высших спиртов.В судебно-химической практике для количественного определения этанола используют методы, основанные на окислении его до ацетальдегида и образовании сложного эфира с азотистой кислотой - этилнитрита. Известно много методов, в том числе химических, но в настоящее время наибольшее значение приобрели наиболее чувствительные и точные современные методы - биохимический и инструментальный (метод ГЖХ). На их рассмотрении мы и остановимся.Метод биохимический (энзимный, ферментативный, метод АДГ) был разработан в 1951г. Бюхером и Родецки и применяется, в основном, в зарубежных лабораториях. Метод основан на реакции окисления этанола до ацетальдегида под действием фермента алкогольдегидрогеназы (АДГ).Акцептором водорода в реакции служит дифосфопиридин-нуклеотид (ДПН), восстановленная форма которого обладает характерным светопоглощением при длине волны 366 нм. Измеряя оптическую плотность продукта реакции, можно рассчитать содержание этанола в исследуемом объекте, т.к. количество восстановленной формы ДПН, т.е. его оптическая плотность, пропорциональны количеству этанола. Расчет ведут по калибровочному графику, построенному по растворам этанола с известной концентрацией.Судебно-химическая оценка метода. Метод чувствителен (0,1-0,2%) на уровне естественного содержаний этанола в организме, специфичен, позволяет проводить серийные анализы, однако требует специального оборудования и особо чистых ферментов (АДГ и ДПН), в связи с чем в нашей стране не нашел применения.

Метод газожидкостной хроматографии (ГЖХ) основан на переведении этанола в более летучее соединение - этиловый эфир азотистой кислоты (этилнитрит). Прежде, чем перейти к описанию этого метода, рассмотрим основные его теоретические положения и аппаратурное оформление и остановимся на преимуществах его перед химическими методами анализа.Достоинства метода ГЖХ.· Высокая разделяющая способность, что позволяет анализировать сложные многокомпонентные смеси. Это удобно в случаях комбинированных отравлений суррогатами алкоголя.· Универсальность метода. Анализировать можно любые соединения при условии их летучести и термостабильности.· Возможность качественного и количественного определения в одной пробе.· Высокая чувствительность (10-5 – 10-9 г, т.е. на уровне естественного содержания этанола в организме).· Возможность выполнения анализа в малом объеме образца (0,5-2 мл биожидкости).· Точность метода (ошибка не превышает 1-2%). Экспрессность (время определения 3-5 минут) и возможность проведения, в связи с этим, серийных анализов.· Простота и легкость выполнения.· Доказательность и объективность. Результат в виде хроматограммы может быть приложен к акту судебно-химического исследования.

Теоретические предпосылки методаТеоретические основы метода ГЖХ изложены Мартином и Синджем в 1941г., а для аналитических целей он предложен в 1952г. Мартином и Джеймсом. В химико-токсикологическом анализе метод применяется с 1968г., когда он был предложен В.Ф.Пономаревым для определения одноатомных спиртов C1 - С5 . В настоящее время эта методика расширена для определения алкилгалогенидов и других «летучих» ядов.

Газожидкостная хроматография является одним из видов распределительной хроматографии, где в качестве подвижной фазы используется газ, а неподвижной - жидкость, нанесенная в виде тонкой пленки на гранулы твердого носителя, которым заполняется колонка.Разделение компонентов смеси основано на различии коэффициентов распределения этих компонентов между подвижной и неподвижной фазами, что приводит к различной скорости передвижения компонентов по колонке.

К = Cs /См,где К - коэффициент распределения,Cs - концентрация в стационарной (неподвижной) фазе,См - концентрация в мобильной (подвижной) фазе.

Графическим отображением процесса разделения является хроматограмма, представляющая собой ряд хроматографических пиков, каждый из которых соответствует одному из разделяемых веществ.Основные элементы хроматограммыНа хроматограмме отмечают ввод пробы. Первый пик - это пик несорбируемого компонента (воздух, растворитель), последующие пики - пики анализируемых веществ. В первую очередь появляются пики веществ с малой сорбируемостью неподвижной жидкой фазой, т.е. с малым коэффициентом распределения.

Нулевая линия - касательная к местам перегиба пиков (отражает сигнал детектора от газа-носителя).Величина h - высота хроматографического пика - это перпендикуляр, опущенный от вершины пика на его основание.Величина b1 - ширина пика у основания - часть нулевой линии, отсеченная касательными к сторонам пика.Величина b - ширина пика на середине его высоты.Площадь пика S численно равна площади треугольника: S= b.h = ½.b1.h

Основные газохроматографические параметры1. Время удерживания на колонке характерно для каждого из разделяемых веществ, поэтому служит качественной характеристикой вещества.Время удерживания (абсолютное) - это отрезок времени, который проходит с момента ввода вещества в колонку до появления максимума пика вещества на хроматограмме. На хроматограмме оно отображается как расстояние от точки ввода пробы до выхода максимума пика вещества.Чаще приходится использовать другие характеристики.Исправленное время удерживания рассчитывается как разность абсолютного времени удерживания вещества и времени. удерживания несорбируемого компонента: t испр.=t а6с.- t н.к.Время удерживания может меняться в зависимости от условий хроматографирования, поэтому более надёжной величиной является относительное время удерживания, которое

рассчитывается как ношение абсолютного времени удерживания искомого вещества к времени удерживания вещества - метчика (стандарта): tотн. = t а6с./ t ст.Относительное время удерживания является величиной более постоянной, так как на него меньше влияют условия проведения хроматографического процесса.2. Удерживаемый объем также является качественной характеристикой анализируемого вещества.Удерживаемый объем V - это объем газа-носителя, необходимый для вымывания всего количества вещества из колонки, который численно равен произведению скорости газа - носителя U на время удерживания t:V = U.tСкорость газа измеряется в мл/мин, время удерживания - в минутах.В зависимости от того, какое используется для расчета время удерживания - абсолютное или исправленное - получаем абсолютный или исправленный (приведенный) удерживаемый объем.Удерживаемый объем, как абсолютный, так и исправленный, может меняться с изменением хроматографических условий, поэтому более постоянным является относительный удерживаемый объем, который рассчитывается как отношение абсолютного (или исправленного) объема к удерживаемому объему вещества-стандарта: Vотн. = V а6с(испр)./ V ст.

Качественный анализ проводят, сравнивая время удерживания искомых веществ с временами удерживания стандартных веществ (эталонов). При совпадении этих параметров делают вывод о возможной идентичности этих веществ. Хроматографирование ведут в одинаковых условиях для стандарта и искомого вещества, используя 2-3 колонки различной полярности, что повышает надежность метода. Можно добавить предполагаемое (искомое) вещество в анализируемую смесь, и если при этом произойдет увеличение высоты и площади пика на хроматограмме (но не изменение времени удерживания), то можно предположить их идентичность.Количественное определение разделенных компонентов смеси проводится по высоте или площади хроматографических пиков. Высоту используют в случае узких и симметричных пиков, а площадь - когда пик широкий и асимметричный. Расчет ведут по калибровочному графику зависимости концентрации от высоты или площади пиков.Возможны два варианта количественного определения: метод абсолютной калибровки и метод с использованием внутреннего стандарта.Более стабильные результаты дает метод внутреннего стандарта. При этом наряду с исследуемым веществом вводится вещество-стандарт в известном количестве, а при расчете учитывается соотношение высот (или площадей) соответствующих им пиков. Несмотря на колебания в работе прибора, соотношение высот пиков исследуемого вещества и внутреннего стандарта остается постоянным, что позволяет получать стабильные результаты.К внутреннему стандарту предъявляется ряд требований:• Вещество-стандарт не должно входить в состав исследуемой смеси.• Внутренний стандарт по химическому строению должен быть близок к анализируемому веществу.• Пик внутреннего стандарта должен хорошо отделяться от пика определяемого вещества, но находиться рядом с ним (иметь близкое время удерживания).• Внутренний стандарт должен быть стабилен в условиях опыта.Расчет концентрации вещества проводят по калибровочной кривой, откладывая на оси абсцисс концентрацию, а по оси ординат - отношение высот (или площадей) пиков исследуемого вещества и внутреннего стандарта.Можно использовать метод расчета по котангенсу угла наклона калибровочной кривой, который рассчитывается заранее по растворам веществ с известной концентрацией. Метод

позволяет производить расчет по рассчитанному значению котангенса без построения калибровочного графика, и дает более точное определение.Аппаратурное оформление метода ГЖХПрибор для определения спиртов и других «летучих» ядов состоит из следующих блоков: баллон с газом-носителем, устройство ввода пробы, хроматографическая колонка (разделение веществ), детектор (регистрация сигналов веществ), самописец (хроматограмма).1. В качестве газа-носителя используется инертный газ (азот, гелий, аргон), находящийся в баллоне под большим давлением, выполняющий роль подвижной фазы. К нему предъявляются следующие требования:- инертность к материалу колонки, твердому носителю и неподвижной жидкой фазе, к исследуемым веществам;- малая сорбируемостью на неподвижной жидкой фазе;- обеспечение хорошего разделения веществ;- газ должен соответствовать чувствительности и принципу работы детектора,- газ должен обладать высокой теплопроводностью, быть достаточно чистым и доступным.Рисунок 1. Схема газожидкостного хроматографа.

1- баллон с газом-носителем2- устройство ввода пробы3-хроматографическая колонка (разделение веществ)4-детектор (регистрация сигналов веществ)5-самописец (хроматограмма)В химико-токсикологическом анализе в качестве газа - носителя чаще всего используются азот и гелий.2. Хроматографические колонки представляют из себя U-образные или спиралевидные трубки из инертных материалов (металлические, стеклянные, полимерные) с внутренним диаметром 2-6 мм, длиной 2-6 метров. Основное требование к материалу колонки - инертность по отношению к газу-носителю, твердому носителю и неподвижной жидкой фазе, к исследуемым веществам. Набивка колонки состоит из твердого носителя (т.н.) и неподвижной жидкой фазы (н.ж.ф.), которая в виде точкой пленки наносится на гранулы т.н.Большинство твердых носителей готовят из диатомитовой (диатомовой) земли, представляющей из себя разновидность окислов кремния, а также из огнеупорного кирпича (инзенский кирпич), который по свойствам близок к диатомитовой земле. В настоящее время существует большое количество синтетических т.н. различных марок. Чаще всего используется хроматон, хромосорб, полисорб, целит и др.Основные требования к твердому носителю:ü должен обеспечивать равномерное распределение на его поверхности н.ж.ф. (должен ею смачиваться);ü должен иметь большую удельную поверхность (на 1г т.н. должна приходиться площадь от 1 до 20 м2);ü должен быть инертным к материалу колонки, н.ж.ф., анализируемым веществам;ü должен быть термостабильным при температуре опыта;ü должен быть механически прочным, гранулы не должны ломаться при пересыпании.В качестве неподвижной жидкой фазы обычно используют жидкие высокомолекулярные

вещества (ВМС), имеющие высокую температуру кипения. Н.ж.ф. наносят тонким слоем на гранулы т.н. в количестве от 5 до 30% от его веса, чтобы не было слипания частиц т.н. К ВМС такого типа относятся полиэтиленгликоли ( полиэтиленгликоль с молекулярной массой 1000-1500, триэтиленгликоль), эфиры полиэтиленгликолей, смеси углеводородов; различные высококипящие масла и ряд других веществ (около 400 наименований). Характеристики различных н.ж.ф. приводятся в справочной литературе.Требования к н.ж.ф,:ü низкая летучесть (высокая температура кипения);ü Термостабильность;ü химическая инертность к материалу колонки, т.н., к веществам;ü должна обеспечивать четкое разделение хроматографируемых веществ, т.е. вещества должны иметь в этой н.ж.ф. различные коэффициенты распределения и различные времена удерживания.3. Детектор представляет из себя устройство, которое регистрирует выходящие из колонки вещества и измеряет их количество. Главное требование, предъявляемое к детектору, - высокая чувствительность к определяемым веществам. Чаще всего в химико-токсикологическом анализе используют детектор по теплопроводности (ДТП), или катарометр, и пламенно-ионизационный детектор (ПИД).

Определение этанола методом ГЖХОпределение этилового спирта в биологических жидкостях (крови и моче) методом ГЖХ при судебно-химических исследованиях было предложено в 1968 году судебным химиком Таджикского республиканского БСМЭ В.Ф.Пономаревым.Метод основан на превращении спиртов в сложные эфиры азотистой кислоты - алкилнитриты, высоколетучие соединения, которые подвергаются газохроматографическому анализу. В основеметода лежат реакции:

Эти реакции выполняются в герметично укупоренном флаконе. Парогазовую фазу, содержащую алкилнитриты, в количестве 0,5 – 3 мл отбирают шприцем, прокалывая пробку флакона, и вводят в колонку хроматографа.При определении спиртов технические параметры следующие газ-носитель - азот, твердый носитель инзенский кирпич или хроматон, неподвижная жидкая фаза винилин или триэтиленгликоль в количестве 5% от веса твердого носителя, колонка металлическая диаметром 3-6 мм, длиной 2 м, детектор - катарометр. Спирты выходят из колонки в порядке молекулярной массы в гомологическом ряду, причем изомеры выходят раньше нормальных спиртов.Идентификацию спиртов проводят по относительному времени удерживания их алкилнитритов, используя в качестве метчика (стандарта) метанол.Разделение веществ на колонке дает возможность определять индивидуально каждый спирт и другие «летучие» яды, т.е. делает метод специфичным.Количественное определение этанола проводят по высоте или площади хроматографического пика, используя метод внутреннего стандарта. В качестве Внутреннего стандарта используют нормальный или изо-пропанол, который добавляют в известном количестве во флакон с пробой.Расчет проводят по калибровочному графику, который строится заранее по растворам

этанола с известной концентрацией (1, 3 или 5%), или по методу котангенса. Калибровка строится по водным растворам этанола, поэтому при работе с биожидкостями вводят поправочные коэффициенты: 0,95 для крови и 1,05 для мочи.Оценка результатов количественного определения этанола в крови человекаДанные о количественном содержании этанола в крови лежат в основе клинико-лабораторной диагностики степени опьянения. Установлена зависимость между содержанием этанола в крови и функциональным состоянием организма.Критерии этой зависимости:

Содержание этанола в крови, промилле 

Степень опьянения  Признаки

Менее 0,3  Отсутствие влияния алкоголя

0,3-0,5  Незначительное влияние алкоголя

0,5-1,5  Легкая степень опьянения  Легкое нарушение координации движений

1,5-2,5  Опьянение средней степени  Возбуждение, иногда опасное для окружающих, шатающаяся походка, неясная речь, нарушение психики и ориентировки, иногда резкая сонливость

2,5-3,0  Сильное опьянение  Ступор (оглушение), снижение болевой чувствительности до полной анестезии. Начальные признаки острого отравления. Возможен смертельный исход.

3,0-5,0  Тяжелое отравление алкоголем, возможно наступление смерти 

Кома, опасное для жизни состояние.

Свыше 5,0  Смертельное отравление  Смерть

Примечание:ü Эта шкала имеет относительный характер, так как не всегда есть строгая корреляция между содержанием этанола в крови и функциональным состоянием организма. Степень и

особенности функциональной реакции на прием алкоголя носят строго индивидуальный характер и зависят от многих факторов, таких, как:ü индивидуальная чувствительность организма, пол;ü возраст человека;ü состояние организма (болезнь, утомление и др.);ü форма, в которой принят алкоголь (водка, пиво и т.д.) и интервал между приемами;ü характер и количество принятой пищи и ряд других.Даже у одного и того же лица одинаковые количества спирта, принятые в разное время при прочих равных условиях, могут вызвать различную функциональную реакцию и привести к разным степеням опьянения.При судебно-химической оценке результатов определения этанола следует учитывать также падение количества алкоголя в крови за 1 час, составляющее 0,1 - 0,15%, поскольку между моментом происшествия и моментом смерти проходит обычно некоторый период времени, в течение которого протекают процессы метаболизма и выделения спирта из организма.

ЛЕКЦИЯ 10 ГРУППА ВЕЩЕСТВ, ИЗОЛИРУЕМЫХ ИЗ БИОЛОГИЧЕСКОГО МАТЕРИАЛА ЭКСТРАКЦИЕЙ И СОРБЦИЕЙ(ЛЕКАРСТВЕННЫЕ И НАРКОТИЧЕСКИЕ ВЕЩЕСТВА)

В главе рассмотрена общая характеристика группы, номенклатура и классификация веществ, относящихся к данной группе.Рассмотрены методы изолирование лекарственных соединений из биологических объектов; факторы, определяющие эффективность выделения токсических веществ из биологических объектов; способы и методы очистки извлечений и экстрактов.Рассмотрены методы изолирования данных веществ при проведении общего (ненаправленного) анализа (изолирование подкисленным этанолом (метод Стаса – Отто); изолирование водой, подкисленной щавелевой кислотой (метод Васильевой); изолирование нейтральным ацетоном (метод Карташова В.А.); твердофазная экстракция)), а также частные методы изолирования веществ кислотного характера (Метод Е. Грусц-Харди – изолирование смесью спирта и хлороформа; изолирование барбитуратов подщелоченной водой (метод П. Валова), метод изолирования алкалоидов водой, подкисленной серной кислотой (по В.Ф. Крамаренко), исследование биологических жидкостей (жидкость – жидкостная экстракция).Оговорены достоинства и недостатки вышеперечисленных методов.Рассмотрен аналитический скрининг лекарственных веществ, имеющих токсикологическое значение: хроматографические и скрининговые методы (тонкослойная хроматография (ТСХ); высокоэффективная тонкослойная хроматография (ВЭТСХ), спектральные скрининговые методы); абсорбционная спектроскопия; иммунохимические методы в скрининге лекарственных веществ; иммунохимический анализ (ИХА).Показано определение и токсикологическое значение некоторых веществ, экстрагируемых из кислых водных растворов (барбитураты, салициловая кислота, антипирин, амидопирин, кофеин, теобромин, теофиллин). Показано определение и токсикологическое значение некоторых алкалоидов (атропин, скополамин, кокаин, новокаин, дикаин, платифиллин, хинин, резерпин, стрихнин, морфин, кодеин, этилморфин, апоморфин, промедол, папаверин, но – шпа (дротаверин),

наркотин, кониин, ареколин, никотин, анабазин, вератрин, эфедрин, производные фенотиазана, производные 1,4 – бензодиазепина. Типы основных реакций, химизм. Пределы обнаружения и специфичность. Особенное значение в данной главе уделено аналитической диагностики наркотических и других одурманивающих веществ. Дана классификация веществ, вызывающих одурманивание. Показаны особенности химико-токсикологического анализа на содержание одурманивающих средств; экспрессное тестирование наркотических и одурманивающих веществ; интерпретация результатов анализа биологических объектов на содержание веществ, вызывающих одурманивание. Показаны правила отбора проб на обнаружение наркотических средств, психотропных и других токсических веществ.^ 5.1.ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГРУППЫ. НОМЕНКЛАТУРА И КЛАССИФИКАЦИЯ ВЕЩЕСТВГруппа веществ, изолируемых из объектов экстракцией и сорбцией, включает в себя органические вещества различной химической структуры, прежде всего, наркотики, лекарственные средства и пестициды.Широко используемые в медицине, сельском хозяйстве и в обыденной жизни (как средства одурманивания) алкалоиды, синтетические вещества кислого, слабоосновного и основного характера часто становятся предметом поиска в химико–токсикологическом исследовании.К группе веществ, изолируемых из биологического материала экстракцией и сорбцией (их ещё называют «нелетучие» яды), относятся соединения кислотного, нейтрального и основного характера, различные по своему химическому строению. Номенклатура их очень велика и постоянно расширяется по мере синтеза новых соединений. Наибольшее токсикологическое значение в настоящее время имеют:Вещества кислотного характера:1. Органические кислоты: бензойная, салициловая, ацетилсалициловая, пикриновая.2. Барбитураты: барбитал, фенобарбитал, барбамил, этаминал–Na, бутобарбитал, гексенал, бензонал, бензобамил, циклобарбитал и др.Вещества нейтрального характера:1. Небарбитуровые снотворные: ноксирон, тетридин.2. Сердечные гликозиды.3. Многоатомные фенолы: гидрохинон, пирогаллол.4. Полинитропроизводные: м–динитробензол, динитротолуолы, тринитротолуол.5. Производные анилина и п–аминофенола: фенацетин, п–фенилендиамин.Вещества основного характера:1. Алкалоиды: производные пиридина и пиперидина (жидкие алкалоиды); тропана (атропин, кокаин и др.); хинолина (хинин); изохинолина (опийные); индола (стрихнин, бруцин, резерпин); пурина (кофеин, теобромин, теофиллин); пирролизидина (платифиллин, саррацин); ациклические (эфедрин); стероидоподобные (вератрин); неустановленного строения (аконитин).2. Синтетические вещества основного характера: производные пиразола (антипирин, амидопирин); производное пиперидина (промедол); производные аминокислот ароматического ряда (новокаин и дикаин); изониазид; производные фенотиазина (аминазин и др.); производные бензодиазепина и т.д.При полном (общем, ненаправленном) судебно-химическом анализе обязательному исследованию в лабораториях БСМЭ подлежат, согласно Приказа МЗ СССР № 1021 от

25.12.73, следующие вещества:Из веществ кислотного характера - производные барбитуровой кислоты.Из веществ основного характера - алкалоиды: производные пиридина и пиперидина (никотин, пахикарпин), тропана, изохинолина (опийные алкалоиды), индола (стрихнин), производные фенотиазина, промедол.ЛЕКЦИЯ 11 МЕТОДЫ ИЗОЛИРОВАНИЯ ВЕЩЕСТВ И ИХ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ

Большинство «нелетучих» ядов, являясь слабыми кислотами или слабыми основаниями, способны существовать в водном растворе в виде ионизированных или неионизированных (молекулярных) форм в зависимости от рН среды. Степень ионизации вещества (слабой кислоты или слабого основания) и необходимое для этого значение рН могут быть определены из уравнения степени ионизации (уравнение Гендерсона):

для кислот

для основанийгде рКa – показатель ионизации вещества (– lgK), численно равный значению рН, при котором в растворе в равновесной концентрации присутствуют ионизированная и неионизированная (молекулярная) формы (т.е. вещество ионизировано на 50 %). Эта величина постоянная для данного вещества.Для большинства слабых кислот и слабых оснований рКа приведены в монографии Альберта и Сержента «Константы ионизации кислот и оснований». Сильные кислоты (НNОз и др.) и сильные основания (NaOH) ионизированы на 100 % в широком интервале рН.На основании уравнения Гендерсона, зная рН раствора, всегда можно вычислить степень ионизации вещества и, наоборот, если необходимо достичь определённой степени ионизации, всегда можно рассчитать необходимое для этого значение рН.Степень ионизации вещества всегда приходится учитывать при изолировании ядов из биологического материала, так как растворимость ионизированных и неионизированных форм различна в воде и органических растворителях.Ионизированные формы, которым соответствуют соли кислот и оснований, как правило, хорошо растворимы в воде и ограниченно растворимы в неполярных органических растворителях (хлороформ и эфир).Неионизированные (молекулярные) формы, которым соответствуют свободная кислота и основание, наоборот, хорошо растворимы в неполярных растворителях и ограниченно растворимы в воде.Пользуясь различной растворимостью ионизированных и молекулярных форм «нелетучих» ядов в воде и органических растворителях легко сформулировать принцип их изолирования, из биологического материала.

Изолирование «нелетучих» ядов из биологического материала основано на различной растворимости их ионизированной и молекулярной форм в воде и органических растворителях и на коэффициенте распределения молекулярной формы между водной и органической фазами.

где :Кр – коэффициент распределения молекулярной формы;Со и Св – концентрации вещества в водной и органической фазах соответственно.Очевидно, что, чем больше Кр, тем эффективнее идет экстракция.В процессе изолирования «нелетучих» ядов из биологического материала взаимодействуют 3 компонента: яд, биологический материал и экстрагент.При исследовании тканевого материала (внутренние органы трупа) изолирование состоит из двух стадий: извлечение яда из твердой фазы (объект) в водную, и извлечение яда из водной фазы в органический растворитель.Схематично это может быть представлено следующим образом:I стадия экстракции II стадия экстракции

В лабораторных условиях экстракцию обычно проводят с помощью делительной воронки. В воронку помещают исследуемый раствор, содержащий растворенное вещество, подлежащее экстрагированию, и не смешивающийся с водой органический растворитель, которым извлекается экстрагируемое вещество из водного раствора. Воронка энергично встряхивается (обычно 2-5 мин). При этом обе жидкие фазы диспергируются друг в друга, образуя капли различного размера. Экстрагируемое вещество через границу раздела водной и органической фаз переходит из водной фазы в органическую до тех пор, пока в системе не наступит межфазное равновесие, при котором достигаются равновесные концентрации экстрагируемого вещества в водной и в органической фазах. При достижении межфазного равновесия скорость перехода растворенного вещества из водной фазы в органическую становится равной скорости перехода того же вещества из органической фазы в водную, т.е. осуществляется состояние динамического равновесия. После прекращения встряхивания обе жидкие фазы расслаиваются, причем тем быстрее, чем больше разница в плотности воды (водного раствора) и применяемого органического растворителя, плотность которого может быть как выше, так и ниже плотности воды.При исследовании биологических жидкостей (кровь, моча, промывные воды)

необходимость в первой стадии изолирования отпадает и сразу проводится экстракция в органический растворитель.

5.2.1. Факторы, влияющие на эффективность изолирования «нелетучих» ядов из биоматериалаЭффективность изолирования веществ на I и II стадиях определяется рядом факторов.На первой стадии на эффективность изолирования вещества будут влиять такие факторы, как:1. Растворимость яда в используемом экстрагенте.Поскольку на первой стадии используются полярные растворители (вода), яд должен находиться в водорастворимом (ионизированном) состоянии, т.е. кислоты и основания должны присутствовать в виде своих солей, а степень ионизации а > 100 %.Необходимое для этого значение рН может быть рассчитано из уравнения степени ионизации Гендерсона. На практике пользуются более простым правилом. Для того, чтобы полностью перевести вещество в ионизированное состояние, необходимо создать

рН = рКа + 2 (3) – для кислот и рН = рКа – 2 (3) – для оснований.Отсюда очевидно, что для переведения кислот в ионизированное состояние (т.е. в их соли) нужна щелочная реакция среды. Так, если для барбитуратов рКа = 7 – 8, торН = рКа + 2 (3) = (7 – 8) + 2 (3) = 10 и выше.Для оснований же требуется кислая реакция среды. Так, для атропина

рК = рКа – 2 (3) = 9,6 – 3 = 6,6.Слабоосновные алкалоиды полностью ионизированы уже в сильно кислой среде, например, для кофеина рН = 2,0 (рКа = 4,0).Кислая реакция среды (рН = 2) приводит, кроме того, к разрушению комплексов алкалоидов с белками, в виде которых они находятся в биологическом материале, что увеличивает выход алкалоидов. Влияние рН на эффективность изолирования «нелетучих» ядов особенно выражено при использовании в качестве экстрагента воды, т.к. этанол в большинстве случаев является хорошим растворителем и для ионизированной, и для молекулярной форм кислот и оснований.2. ЭкстрагентКроме реакции среды, на степень изолирования в значительной мере влияет природа экстрагента, его количество, время и кратность экстракции.К экстрагенту предъявляются следующие основные требования:· способность легко проникать в клетки тканей;· высокая растворяющая способность (по отношению к яду);· селективность (по отношению к анализируемым соединениям). Селективный растворитель в какой-то мере исключает загрязнение вытяжки балластными веществами – жирами, белками, пигментами и другими.Растворители, которые обладали бы всеми этими свойствами в полной мере, встречаются редко. В химико-токсикологическом анализе наиболее часто используются следующие растворители: диэтиловый эфир, хлороформ, бензол, н-амилацетат, этилацетат, н-бутиловый, изоамиловый, изобутиловый спирты, н-гексан, н-гептан.В большей мере этим требованиям отвечает вода, несколько в меньшей степени – этиловый спирт, который является почти универсальным растворителем для

лекарственных веществ. Основным недостатком этанола является способность экстрагировать совместно с анализируемыми веществами нормальные компоненты биоматериала (белки, жиры, пигменты), что усложняет анализ, приводя к дополнительным методам очистки и потерям значительных количеств искомых веществ.Количество экстрагента обычно берётся вдвое больше по отношению к весу органов (1 : 2). Большие количества экстрагента, хотя и увеличивают эффективность экстракции, приводят к разбавлению извлечения и усложнению последующих операций, связанных с концентрированием веществ в извлечении.Время экстракции определяется моментом наступления равновесия в концентрациях вещества между твёрдой и жидкой фазами, что устанавливается экспериментально (по прекращению прироста концентрации вещества в экстрагенте). Для воды оно меньше (около 2 часов) по сравнению с этанолом (более 4 – 6 часов).Кратность экстракции приводит к увеличению выхода вещества за счёт поступления новых порций растворителя. Для извлечения искомых соединений из внутренних органов возможны такие способы, как однократная и многократная экстракция, т.к. непрерывная экстракция требует специальной аппаратуры.При использовании метода экстракции отсутствует химическое превращение разделяемых веществ и не образуются побочные продукты. Вещества, выделенные с помощью метода экстракции, как правило, не содержат примесей, связанных с процессами адсорбции и окклюзии. Этот метод может использоваться для разделения термолабильных веществ. Применение метода экстракции для концентрирования позволяет переводить вещества из сильноразбавленных растворов в небольшой объем органического растворителя.3. Немаловажную роль в экстракции играет и степень измельчённости объекта, что обеспечивает максимальный доступ растворителя к искомому веществу (площадь соприкосновения твердой и жидкой фаз), но одновременно увеличивает количество соэкстрактивных веществ.Вторая стадия изолирования «нелетучих» ядов заключается в выделении их из водного извлечения путём экстрагирования органическим растворителем, не смешивающимся с водой, при различных значениях рН среды. Этим достигается концентрирование вещества в извлечении и его частичная очистка от нормальных компонентов биоматериала (не растворимых в данном растворителе).За счёт экстрагирования веществ вначале из кислого, а затем из щелочного водного раствора, их можно разделить на 2 подгруппы:1. Вещества, экстрагируемые органическими растворителями из кислого раствора (вещества кислотного, нейтрального и частично слабоосновного характера).2. Вещества, экстрагируемые из щелочного раствора (вещества основного и частично слабоосновного характера).Вещества со слабо выраженными основными свойствами могут частично перераспределяться из одной подгруппы в другую. К ним относятся производные пурина: кофеин, теобромин, теофиллин; опийные алкалоиды: папаверин, наркотин; производные индола: бруцин, стрихнин; стероидоподобный алкалоид – вератрин; некоторые синтетические лекарственные средства: антипирин, амидопирин, промедол; производные фенотиазина – аминазин и др.Для веществ нейтрального характера, не способных к ионизации, практически не требуется создания определённого значения рН, т.к. они экстрагируются органическим растворителем в молекулярной форме из любой среды. Разделение веществ на 2

подгруппы в значительной степени облегчает проведение последующего ненаправленного анализа с целью обнаружения неизвестного яда.На второй стадии изолирования продолжают играть свою роль уже рассмотренные выше факторы, такие, как:1) растворимость яда, которая определяется степенью ионизации а и регулируется величиной рН среды;2) природа экстрагента, его объём, время и кратность экстракции.Если на первой стадии изолирования веществ данной группы мы стремились перевести их в ионизированное состояние и сделать водорастворимыми, то на второй стадии наша задача заключается в том, чтобы перевести вещества в неионизированную (молекулярную) форму (а > 0), которая хорошо экстрагируется из водной фазы неполярным органическим растворителем. Необходимое для этого значение рН может быть рассчитано из уравнения, имеющего следующий вид:рН = рКа – 2 (3) для кислот,рН = рКа + 2 (3) для оснований.Понятно, что для веществ кислого характера на этой стадии требуется создание кислой среды, а для основных – щелочной.В качестве экстрагентов веществ из водной фазы подбирают неполярные органические растворители, которые:а) не смешиваются с водой и по удельному весу (d) значительно отличаются от нее, что предотвращает образование эмульсий в процессе экстрагирования (d = 1,0);б) имеют низкую температуру кипения, что облегчает их упаривание из экстракта;в) хорошо растворяют изолируемое вещество и обеспечивают высокий коэффициент распределения его между водной и органической фазами(Кр = Со/Св).Коэффициент распределения можно увеличить, добавив в водную фазу электролит, который способствует вытеснению вещества из водной фазы в слой органического растворителя за счет понижения его растворимости в воде (разрушение сольватной оболочки молекул). В качестве электролита используют натрия сульфат, аммония сульфат, натрия хлорид. По данным проф. В.Ф. Крамаренко, наиболее подходящим электролитом при изолировании алкалоидов является аммония сульфат.Наличие электролита в водной фазе приводит также к осаждению белков, что служит своеобразной очисткой полученного извлечения. Избыточное количество электролита, особенно при изолировании соединений кислотного характера, может привести к значительным потерям искомых веществ за счёт их осаждения.Исходя из перечисленных выше требований, наиболее подходящим экстрагентом для веществ кислотного характера является эфир, а для веществ основного характера хлороформ.4. Объём экстрагента, время и кратность экстракций.Необходимый объём экстрагента при однократной экстракции можно рассчитать, исходя из уравнения степени экстракции (Е):

где: КP – коэффициент распределения;VВ – объём водной фазы;V0 – объём органической фазы.

Время экстракции обычно не превышает 5 минут, т.к. экспериментально доказано, что за этот период времени большинство органических соединений переходит из водной в органическую фазу.Кратность экстракции обычно составляет 2 – 3, что обеспечивает полноту извлечения вещества за счёт поступления свежих порций растворителя.Влияние температуры на экстракцию. Изменение температуры влияет на константу распределения экстрагируемого вещества. Это объясняется тем, что при изменении температуры изменяется растворимость экстрагируемых веществ в каждой фазе, а также изменяется взаимная растворимость органической и водной фаз. Причем с изменением температуры растворимость вещества в каждой фазе изменяется неодинаково.При изменении температуры может изменяться диссоциация и ассоциация вещества в соответствующей фазе. Поэтому при изменении температуры изменяется гидратация (сольватация) и экстрагируемость химических соединений.Влияние электролитов на экстракцию. Понижение растворимости веществ в водных растворах под влиянием электролитов называется высаливанием, а повышение растворимости – всаливанием.Высаливание является фактором, понижающим растворимость веществ в воде и повышающим их экстрагируемость органическими растворителями из водных растворов.

ЛЕКЦИЯ 12 Очистка изолируемых веществ от сопутствующих компонентовПри изолировании ядовитых веществ из биоматериала совместно с ними экстрагируются т.н. соэкстрактивные вещества – примеси белков, продуктов их гидролиза – пептидов и аминокислот, липидов и ряда других соединений, которые являются естественными компонентами биоматериала.Соэкстрактивные вещества в дальнейшем мешают проведению анализа:1. Маскируют окраску при проведении реакций окрашивания (обугливание соэкстрактивных веществ под действием концентрированной серной кислоты).2. Снижают чувствительность микрокристаллических реакций и приводят к образованию кристаллов неправильной формы, либо к их полиморфизму (многообразие форм).3. Искажают спектры веществ при спектральном исследовании в УФ - и ИК-областях.4. Дают искаженные результаты количественного определения веществ.5. Многие продукты гнилостного разложения биоматериала дают такие же реакции, как и некоторые ядовитые вещества (например, трупные алкалоиды – путресцин, кадаверин – дают реакции с общеалкалоидными реактивами).

Для получения надежных результатов необходима очистка исследуемых веществ от соэкстрактивных веществ биоматериала. Очистка может быть проведена при подготовке объекта, в процессе изолирования или после него.На 1 этапе изолирования возможна только грубая очистка, которая проводится путем:1 – удаления механических загрязнений (мелких частиц биоматериала) фильтрованием, центрифугированием;2 – осаждения примесей при добавлении соответствующих реагентов, например, осаждение белков абсолютным спиртом, ацетоном, трихлоруксусной кислотой, вольфрамовой, фосфорно-вольфрамовой, фосфорно-молибденовой кислотами, насыщение электролитами (Na2SO4, (NH4)2SO4, NaCI). При этом возможно соосаждение искомых веществ, что ведет к их частичной потере;3 – изменения состава фаз, т.е. введения другого органического растворителя (связано с большими потерями веществ).На 2 этапе изолирования или после него возможна более тонкая очистка, которая может осуществляться путем:1 – реэкстракции, т.е. переведения веществ из одной жидкой фазы в другую при изменении рН раствора (например, очистка барбитуратов и алкалоидов за счет различной растворимости их солеобразных и молекулярных форм в воде и органических растворителях). При этом примеси отделяются от экстрагируемого вещества за счет нерастворимости в используемом экстрагенте. Либо, наоборот, экстрагирование примесей из раствора подходящим экстрагентом (эфир в методе В.Ф. Крамаренко).2 – сублимации – для веществ, способных возгоняться без разложения при нагревании (салициловая, бензойная кислоты, барбитураты, жидкие алкалоиды).3 – хроматографии – ионообменной, гель-хроматографии, адсорбционной хроматографии на колонках, тонкослойной хроматографии. Последний вид хроматографии используется часто, т.к. наряду с очисткой дает возможность разделить вещества (их метаболиты) при комбинированных отравлениях и провести их предварительную идентификацию по величинам Rf (хроматографический скрининг «нелетучих» ядов).ЛЕКЦИЯ 13ОБЩИЕ И ЧАСТНЫЕ МЕТОДЫ ИЗОЛИРОВАНИЯ

В зависимости от поставленной перед экспертом–химиком задачи, судебно–химическое исследование может носить общий или частный характер, т.е. анализ может быть ненаправленным (общим) или направленным (частным).Частное исследование предусматривает проведение анализа на какое–то определенное вещество или группу веществ. Например, на производные барбитуровой кислоты, на алкалоиды или даже на одно конкретное вещество. При частном исследовании метод изолирования подбирается с учётом физико–химических свойств того соединения (или группы соединений), на которое производится анализ.Общий анализ включает исследование на несколько групп веществ (3 группы), подлежащих обязательному судебно–химическому исследованию, в том числе и на группу «нелетучих» ядов. В этом случае используются общие для всей группы веществ (универсальные) методы изолирования.

Общими методами изолирования «нелетучих» ядов являются:1. Изолирование подкисленным этанолом.2. Изолирование водой, подкисленной щавелевой кислотой.

Первые два метода вначале были разработаны для алкалоидов, а затем применены и к другим веществам.3. Изолирование нейтральным ацетоном.

5.2.1.1. Изолирование подкисленным этаноломСамый первый метод изолирования подкисленным спиртом, названный по имени авторов метода Стаса – Отто, применялся только для алкалоидов. В дальнейшем это метод претерпел серьёзные изменения и стал использоваться не только для алкалоидов, но и для многих других ядовитых и сильнодействующих веществ, имеющих токсикологическое значение.Современная модификация метода состоит из этапов:• Настаивание измельчённого объекта с этиловым спиртом, подкисленным щавелевой кислотой до рН 2 – 3, в течение суток. Спирт берётся в количестве, необходимом для покрытия объекта до «зеркала». Спиртовое извлечение сливается и вся операция повторяется трехкратно.• Упаривание объединённых спиртовых извлечений при температуре 40 – 50 0С до густого остатка, в который по каплям добавляют абсолютный этанол для коагуляции белков. Осадок отфильтровывают и всю операцию осаждения повторяют по мере необходимости до полного удаления белковых соединений.• Упаривание фильтрата при той же температуре до густого остатка и разбавление горячей водой для удаления смолистых веществ, жиров и пигментов. Осадок отфильтровывают.• Экстрагирование веществ кислого, нейтрального и слабоосновного характера из водного фильтрата хлороформом при рН = 2 (трёхкратная экстракция), отделение органической фазы и концентрирование полученного извлечения упариванием (фракция А, «кислое» извлечение).• Подщелачивание оставшегося после разделения фаз водного слоя до рН 9 – 10, экстрагирование веществ сильноосновного характера (трёхкратная экстракция) хлороформом, отделение органической фазы и концентрирование упариванием (фракция Б, «щелочное» извлечение).• Изолирование «нелетучих» ядов из биологического материала подкисленным спиртом (метод Стаса-Отто) проводится по следующей схеме: 

Рисунок 1. Схема проведения анализа методом «Стаса-Отто»

Достоинства метода заключаются в следующем:1. Метод универсален, т.к. этанол является хорошим растворителем для многих веществ этой группы (как ионизированных, так и молекулярных форм).2. Метод предусматривает очистку извлечения от балластных веществ, в результате чего получаются чистые хлороформные извлечения, не дающие эмульсий при экстрагировании веществ из водной фазы хлороформом. Метод даёт возможность изолировать до 30 % барбитуратов и 20 – 25 % алкалоидов.К недостаткам метода следует отнести:1. Длительность (8 – 10 рабочих дней) и многостадийность. Большое количество операций, связанных с осаждением белков и фильтрованием, ведёт к значительным потерям искомых веществ (алкалоиды теряются на 25 – 50 %).2. Сравнительная дороговизна метода (на 1 исследование тратится до 500 мл этанола).Все это приводит к тому, что классический метод Стаса – Отто теряет своё былое значение и постепенно заменяется более быстрыми, эффективными и экономными методами извлечения подкисленной водой.В настоящее время метод применяется, главным образом, для исследования гнилостно изменённого биологического материала.

5.2.1.2. Изолирование водой, подкисленной щавелевой кислотойИдея изолирования подкисленной водой высказывалась разными исследователями. Так, ещё в 1856 году С. Макадам предложил для подкисления воды использовать щавелевую кислоту, в 1861 г. Усляр и Эрдман – соляную, а в 1865 г. Г. Драгендорф – серную. Вплоть до 1941 г. водный метод не получал широкого распространения. В 1942 – 1943 г.г. Степановым А.В. и Швайковой М.Д. был предложен метод изолирования алкалоидов из объектов растительного происхождения водой, подкисленной щавелевой кислотой (ускоренный метод). В 1947 – 49 г.г. этот метод был применён А.А. Васильевой к трупному материалу, после чего он вошёл в практику судебно–химического анализа в отечественных лабораториях.Схема изолирования по методу Васильевой заключается в следующем:• Настаивание измельчённого объекта с водой, подкисленной щавелевой кислотой до рН = 2 – 3, в течение двух часов. Вода берётся в количестве 1 : 2 по отношению к навеске

объекта. Водное извлечение фильтруется.• Экстрагирование веществ кислого, нейтрального и слабоосновного характера из водного фильтрата хлороформом при рН = 2 (трёхкратная экстракция), отделение органической фазы и концентрирование полученного извлечения упариванием (фракция А, «кислое» извлечение).Подщелачивание оставшегося после разделения фаз водного слоя раствором аммиака до рН 9 – 10, экстрагирование веществ основного характера трёхкратной экстракцией хлороформом, отделение органической фазы и концентрирование упариванием (фракция Б, «щелочное» извлечение).По сравнению с изолированием подкисленным спиртом извлечение водой, подкисленной щавелевой кислотой, обладает рядом преимуществ:1. Быстрота (анализ можно провести в течение одного рабочего дня).2. Меньшее количество операций, меньшие потери искомых веществ (алкалоиды извлекаются на 30 – 40 %).3. Экономичность и дешевизна, т.к. дорогой спирт заменён водой.Недостатком метода является образование стойких эмульсий при экстрагировании веществ из водной фазы хлороформом, особенно при исследовании гнилостного биоматериала, т.к. метод не предусматривает очистки извлечений

Рисунок 2. Схема проведения анализа методом Васильевой

5.2.1.3. Изолирование нейтральным ацетономМетод предложен проф. Карташовым В.А. (г. Барнаул) в 1990 году.Измельченную навеску биологического материала массой 5 г экстрагируют 10 мл ацетона в течение 10 минут, центрифугируют. Полученное извлечение сливают, операцию экстрагирования ацетоном повторяют ещё 2 раза по 5 мл. Извлечения объединяют.К объединенному извлечению добавляют 20 мл 0,5 М. раствора хлористоводородной кислоты, перемешивают и экстрагируют гексаном дважды. Гексановые извлечения,

содержащие примеси, отбрасывают.Из очищенного водно-ацетонового извлечения (рН=1) эфиром экстрагируют вещества кислотного характера. Далее водно-ацетоновую фазу подщелачивают аммония гидроксидом до рН=9, добавляют 5 г натрия хлорида (высаливающий агент) и экстрагируют вещества основного характера эфиром.Преимущество метода:1. Высокий выход ядовитых веществ (до 60-70%). Это достигается за счет использования в качестве экстрагента нейтрального ацетона, который извлекает вещества кислотного и основного характера как в ионизированной, так и в молекулярной формах. Высокий выход веществ позволяет уменьшить массу навески до 5 граммов, что упрощает операции и снижает расход реактивов и времени пробоподготовки.Недостатки метода:Ацетон, извлекает из биоматериала большое количество примесей, что требует дополнительной очистки извлечения. К недостаткам метода относится и его многостадийность.

5.2.1.4. Твердофазная экстракцияЛекарственные и наркотические средства, поступающие на исследование, крайне редко являются индивидуальными соединениями. Нередко объектами исследования являются поступающие из незаконного оборота синтетические наркотические средства, которые производятся в подпольных лабораториях. В подавляющем большинстве случаев они имеют в своем составе различные наполнители и добавки (сахар, соли жирных кислот, крахмал, сода, тальк и др.), либо содержат загрязнения или промежуточные и побочные продукты синтеза, содержание же наркотически активного компонента в таких препаратах очень низкое.При этом разделение, выделение, концентрирование и очистка целевых компонентов традиционными методами (например, жидкостной экстракцией) неэффективны, а иногда просто невозможны. Решение такого рода проблем возможно при применении на стадии пробоподготовки метода твердофазной экстракции, позволяющего осуществлять одновременное разделение, выделение и концентрирование целевых компонентов из биологических жидкостей и их экстрактов, лекарственных и нативных наркотических средств. Такой подход дает возможность получения веществ в чистом виде, что в дальнейшем позволяет проводить идентификацию методами ИК -, УФ – спектроскопии, ТСХ, ГЖХ, ВЭЖХ, методом хромато-масс-спектрометрии.В основе метода твердофазной экстракции лежит принцип колоночной хроматографии, который основан на специфическом взаимодействии выделяемого из биоматериала компонента с сорбентом, находящимся в небольшом патроне. Патрон – картридж имеет полиэтиленовую оболочку, внутри которой находится сорбент, упакованный между двумя пористыми фильтрами. Патроны могут соединяться друг с другом, представляя более широкие возможности для их использования. Чаще всего для заполнения патронов применяют сорбенты на основе силикагеля и химически модифицированного силикагеля. Для модификации силикагеля используются вещества, содержащие различные функциональные группы (нитрильные, диольные, амино-, карбокси - и сульфогруппы), а также алифатические (С1 – С18) и ароматические (фенильные) группы. Выбор соответствующего типа патрона связан со свойствами определяемого вещества и осуществляется по типу подобия.

Часто в практике ХТА используются отечественные патроны фирмы “Диапак”, заполненные немодифицированным силикагелем (Диапак Силикагель) и силикагелем, модифицированным гексадецильными группами С16 (Диапак С16).При использовании патронов Диапак для большинства веществ проводят следующие операции.1. Активация – приведение патрона в рабочее состояние путем промывки этиловым или метиловым спиртом (2-10 мл). Скорость пропускания 2,5 мл/мин.2. Кондиционирование – пропускание буферного раствора (ацетатного или аммиачного) в зависимости от исследуемых веществ. Объем буферного раствора – 10 мл. Скорость пропускания 2,5 мл/мин .3. Сорбция – пропускание исследуемого раствора через патрон. Объем пробы обычно 100 мл. Скорость пропускания 2,5 мл/мин.4. Десорбция – удаление исследуемого вещества с сорбента с помощью воздуха шприцем или вакуумным насосом.5. Элюирование образца осуществляется реагентом, который применялся на стадии активации. Объем элюента – 50-100 мл.Высокая эффективность выпускаемых патронов позволяет использовать их для пробоподготовки широкого круга объектов – от лекарственных препаратов сложного состава до “уличных наркотиков” и биологических жидкостей (моча, кровь, сыворотка и т. д.), а также экстрактов биологических жидкостей.

Частные методы изолирования веществ кислотного характера• изолирование барбитуратов подщёлоченной водой (метод П. Валова);• метод Е. Грусц-Харди.

5.2.1.5. Изолирование барбитуратов подщелоченной водой (метод П. Валова)Изолирование барбитуратов подщелоченной водой схематично можно представить следующим образом:• Настаивание измельчённого объекта с водой, подщелоченной 20% раствором натрия гидроксида до рН = 12 и более в течение 30 мин.• Очистка водного извлечения путём насыщения натрия вольфраматом, фильтрование раствора.• В кислой среде (серной кислотой до рН=2), экстрагирование эфиром, концентрирование эфирного извлечения упариванием.Выход 50% и болееВыход составляет 50% и даже до 90%, в зависимости от вида барбитурата. Метод даёт достаточно чистые извлечения, т.к. включает стадию очистки (осаждение белков натрия вольфраматом), что повышает качество последующего анализа.Недостатком метода является соосаждение барбитуратов с белками при обработке натрия вольфраматом. В последней модификации метода серная кислота заменена на натрия гидросульфат, что увеличивает выход искомых веществ.Рисунок 3. Схема проведения анализа методом П. Валова

Измельченный биологический материал растирают с сульфатом аммония, подкисляют раствором хлористоводородной кислоты до рН=2, экстрагируют смесью этилового спирта и хлороформа (1:1). Экстракт отделяют, выпаривают, сухой остаток растворяют в горячей воде и фильтруют. Из фильтрата экстрагируют вещества кислотного характера эфиром.

Частные методы изолирования веществ основного характера

5.2.1.7. Частный метод изолирования алкалоидов водой, подкисленной серной кислотой (по В.Ф. Крамаренко)Метод был разработан Львовской школой судебных химиков под руководством заведующего кафедрой аналитической и токсикологической химии Львовского медицинского института проф. В.Ф. Крамаренко. В 1956 – 62 г.г. целый ряд работ химиков этой школы был посвящён влиянию рН среды, природы экстрагента и присутствия в водной фазе электролита на эффективность изолирования алкалоидов из биоматериала.Схематично метод можно представить из следующих этапов:• Настаивание измельчённого объекта с водой, подкисленной 20% раствором кислоты серной до рН =2– 3, в течение двух часов. Вода берётся в количестве 1 : 2 по отношению к навеске объекта. Водное извлечение фильтруется. Операция повторяется двукратно.• Очистка водного извлечения от белковых соединений путём насыщения его аммония сульфатом, настаивания в течение часа и фильтрования образовавшегося осадка.• Очистка фильтрата от жиров, смол, пигментов путём экстракции эфиром. Эфирное извлечение отбрасывают.• Подщелачивание водного извлечения 20% раствором натрия гидроксида и экстрагирование веществ основного характера хлороформом при рН =9–10 (трёхкратная экстракция), отделение органической фазы и концентрирование полученного извлечения упариванием.Разработанный вначале для алкалоидов, метод применим и для изолирования других азотсодержащих веществ основного характера (синтетических лекарственных средств).Метод достаточно быстрый. Преимуществом является хорошая очистка извлечений от соэкстрактивных веществ.

Рисунок 4. Схема проведения анализа методом В.Ф.Краморенко

Кроме указанных выше методов изолирования, для отдельных алкалоидов, таких, как жидкие алкалоиды – анабазин, никотин, кониин рекомендуется перегонка алкалоидов с водяным паром с последующим экстрагированием из дистиллята органическим растворителем. Для стрихнина и пахикарпина предложены такие методы, как электрофорез и электродиализ.

5.2.1.8. Исследование биологических жидкостей1. При исследовании биожидкостей, таких как кровь, моча, плазма, слюна, сыворотка, промывные воды желудка, для изолирования «нелетучих» ядов используют прямую дробную жидкость – жидкостную экстракцию (ЖЖЭ).Биожидкость подкисляют кислотой хлористоводородной до рН 2-3 и экстрагируют эфиром (фракция А), а затем подщелачивают до рН 9-10 и экстрагируют хлороформом (фракция Б). Во фракции А присутствуют вещества кислого, нейтрального и слабоосновного характера, во фракции Б – вещества основного характера.ЖЖЭ соответствует второй стадии изолирования ядов из биоматериала в рассмотренных ранее общих методах, поэтому все факторы, определяющие эффективность изолирования на этой стадии, имеют место здесь.Для некоторых веществ основного характера (морфин) при изолировании его из биожидкостей предварительно проводят кислотный гидролиз, чтобы разрушить его комплекс с глюкуроновой кислотой, в виде которого он находится в жидкостях. При прямой ЖЖЭ совместно с ядом из биожидкостей могут экстрагироваться сопутствующие вещества, что заставляет в дальнейшем прибегать к различным методам очистки.В последнее время для изолирования ядов из биожидкостей применяется сорбция их на синтетических смолах, модифицированных силикагелях и активированном угле. Вещества сорбируются на твердом носителе, а потом элюируются из него органическим растворителем (по фракциям). Метод позволяет не проводить дополнительную обработку пробы и изолирование, дает возможность одновременно сконцентрировать вещество и провести очистку. Это приводит к повышению чувствительности метода. Однако, при неизвестном яде сорбция не всегда может быть использована ввиду опасности его потери из-за недостаточной сорбции.

ЛЕКЦИЯ 13 АНАЛИТИЧЕСКИЙ СКРИНИНГ ЛЕКАРСТВЕННЫХ ВЕЩЕСТВ, ИМЕЮЩИХ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

1. Необходимость разработки аналитических скрининговых методов анализа вызвана многообразием лекарственных соединений, которые при определенных обстоятельствах могут стать источником отравлений. Круг этих веществ постоянно расширяется по мере синтеза новых соединений.Рост числа отравлений лекарственными препаратами связан с самолечением, в результате чего имеют место случаи передозировки лекарств, проявление их побочного действия и развитие идиосинкразии.Большую долю в общем числе отравлений лекарственными веществами составляют

детские отравления. Определенный вклад вносят отравления, связанные с наркоманией и токсикоманией.Клиническая диагностика острых отравлений лекарственными средствами затруднена из-за нехарактерных симптомов. Особенно трудно идентифицируются комбинированные и детские отравления, где природа яда чаще неизвестна. В связи с этим возникает необходимость в разработке «скрининговых» методов анализа, которые позволяли бы за короткое время выбрать из большого числа потенциальных ядов одно или несколько веществ, послуживших причиной отравления. «Скрининг» (англ.) – отсеивание, просеивание. Таким образом, СКРИНИНГ – это научно обоснованная система поиска неизвестного яда, когда в процессе последовательных операций поэтапно отсеиваются (или определяются) отдельные группы веществ или индивидуальные вещества.Аналитический скрининг наиболее удобен и эффективен в случае аналитической диагностики комбинированных отравлений, а также при ненаправленном анализе, когда неизвестна природа определяемого вещества. Применение аналитического скрининга позволяет систематизировать исследование и направить его в нужное русло, сократив тем самым время анализа и материальные затраты на его проведение.К аналитическим скрининговым методам предъявляются определенные требования:-универсальность (возможность подвергнуть исследованию большое количество веществ);- достаточная специфичность (чаще групповая);- высокая чувствительность (до десятых долей мкг);- экспрессность (возможность выполнения серийных анализов);- точность (отклонение до 10%) и воспроизводимость;- простота и доступность;- лабильность (возможность оптимизации и модернизации за счет введения новых соединений, материалов, реагентов и оборудования в существующую систему скрининга);- возможность сочетания с другими методами анализа.Перечисленным требованиям удовлетворяют, в основном, современные физико-химические методы анализа:1. Хроматографические.2. Спектроскопические.3. Иммунохимические.Эти методы могут быть использованы в системе как общего, так и частного скрининга.Общий скрининг – предусматривает, в основном, химическое исследование веществ, отличающихся по своему строению, и принадлежащих к различным фармакологическим группам. В основном здесь применяется групповая идентификация (например, группа производных барбитуровой кислоты, фенотиазина и т.п.)Частный скрининг – направлен на исследование веществ внутри группы и идентификацию ее отдельных представителей. Примером может служить хроматографическое исследование на производные барбитуровой кислоты для идентификации конкретного вещества из этой группы.

5.3.2.Хроматографические скрининговые методыХроматографию можно рассматривать как метод разделения веществ, в основе которого лежит разница в коэффициентах распределения этих веществ между неподвижной и подвижной фазами.В настоящее время в качестве методов хроматографического скрининга наибольшее применение находят:1. Тонкослойная хроматография (ТСХ).2. Высокоэффективная тонкослойная хроматография (ВЭТСХ).3. Газожидкостная хроматография (ГЖХ).4. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ).

5.3.2.1.Тонкослойная хроматография (ТСХ)В ТСХ роль неподвижной фазы выполняет тонкий фиксированный слой сорбента (0,1-0,5 мм), содержащий определенное количество воды, нанесенный на пластинку из стекла (алюминиевой фольги, полимера). В качестве сорбентов чаще используется силикагель и окись алюминия. Для лучшего связывания сорбента в него добавляют связующий компонент – гипс, крахмал и др. Роль подвижной фазы выполняет индивидуальный растворитель или смесь растворителей, называемые «хроматорафической системой».В процессе хроматографирования по мере подъема растворителя вверх по пластине за счет капиллярных сил происходит разделение смеси веществ согласно их коэффициентам распределения между подвижной и неподвижной фазами.Детектирование (обнаружение) веществ на хроматограмме проводят следующим образом:- визуально, если вещество имеет собственную окраску (дротаверин, клозапин, бензофеноны и др.),- в УФ-свете – для веществ, обладающих флуоресценцией (свечением) или способных поглощать УФ-излучение (темные пятна на флуоресцирующем фоне),- с помощью хромогенных реакций: бесцветные вещества переводят в окрашенные соединения, обрабатывая хроматографическую пластинку соответствующими реактивами.Идентификацию веществ на хроматограммах проводят по коэффициенту Rf (скорость фракционирования).Rf – это величина, численно равная отношению длины пробега анализируемого вещества к длине пробега растворителя:

Rf = Нв-ва / Нраств.Rf является константой вещества в заданных хроматографических условиях при их строгом соблюдении. На практике соблюдение всех условий затруднено. Величина Rf может колебаться в зависимости от целого ряда факторов:- техники выполнения работы,- качества и активности сорбента,- толщина слоя сорбента,- чистоты растворителей,- степени насыщения камеры парами растворителей,- температуры,- присутствия балластных веществ и проч.Поэтому иногда принято пользоваться не абсолютным, а относительным значением Rf, которое обозначается как Rst.Относительный коэффициент Rst. численно равен отношению абсолютной величины Rf исследуемого вещества к Rf метчика:

Rst = Rf в-ва / Rf метчикаВ качестве метчика используется вещество, принятое за стандарт. Относительное значение Rf более воспроизводимо, т.к. с изменением хроматографических условий меняются значения Rf исследуемого веществ и вещества-стандарта, а их соотношение остается достаточно стабильным. При совпадении величин Rf исследуемого веществ и вещества-стандарта можно предположить их идентичность. В условиях скрининга Rf исследуемого вещества сравнивают с табличными данными, полученными в аналогичных условияхМетод ТСХ широко распространен благодаря своей доступности и простоте выполнения, и в то же время высокой эффективности, чувствительности, экспрессности, достаточной специфичности.ТСХ применяется в системе общего и частного скрининга и разработана для многих лекарственных веществ, имеющих токсикологичское значение.В общем скрининге используется множество систем растворителей, из них можно

выделить некоторые:1. Для веществ кислого, нейтрального и слабоосновного характера, извлекаемых органическим растворителем из кислого водного раствора – хлороформ:ацетон (9:1).2. Для веществ основного характера, извлекаемых органическим растворителем из щелочного водного раствора: диоксан:хлороформ:ацетон:25% раствор аммиака (47,5:45:5:2,5), ацетон:хлорофром:25% раствор аммиака (245:12:1).3. При анализе наркотических и других одурманивающих веществ, при экспресс-анализе острых отравлений используют универсальную систему толуол:ацетон:этанол:25% раствор аммиака (45:45:7,5:2,5).Для детектирования веществ на хроматографической пластинке разработана схема последовательного их проявления.Для веществ кислого, нейтрального и слабоосновного характера:- УФ-облучение,- дифенилкарбазон в хлороформе и раствор сульфата ртути: проявляются производные барбитуровой кислоты;- раствор хлорида железа трехвалентного: проявляются производные пиразолона, салициловой кислоты, фенотиазина;- реакив Драгендорфа и 0,5 М серная кислота: проявляются азотсодержащие вещества слабоосновного характера.Для веществ основного характера:- УФ-облучение,- раствор хлорида железа трехвалентного: проявляются производные пиразолона, фенотиазина;- раствор натрия нитрата в кислоте хлорной: проявляются производные фенотиазина, тиоксантены;- реакив Драгендорфа и 0,5 М серная кислота: проявляются азотсодержащие вещества основного характера.Отдельная пластинка: реактив Марки (концентрированная кислота серная, содержащая 10% формалина): проявляются, в частности алкалоиды группы опия, дифенгидрамин, некоторые производные фенотиазина и др.При обнаружении веществ в общих системах переходят к исследованию в частных системах растворителей. Например:Для барбитуратов – хлороформ:н-бутанол:25% раствор аммиака (70:40:5).Для алкалоидов опия – этилацетат:метанол:25% раствор аммиака (17:2:1).Разработанная методика проста, универсальна, может быть использована в клинико-диагностических лабораториях и Бюро судебно-медицинской экспертизы.С помощью ТСХ можно определять вещества в количествах от 10-9 до 10-6 г, ошибка определения компонентов – 5-10 %.Воспроизводимость результатов исследования методом ТСХ достигается проведением их при следующих условиях:1. Инструментальные условия проведения эксперимента, которые включают конструкцию используемой хроматографической камеры; способ ее герметизации; условия насыщения камеры парами растворителя и т.д.2. Свойства хроматографической системы, которые включают тип и способ химической обработки использованного сорбента; величину его зернения; толщину слоя, а также тип подложки, на которую он нанесен; вид и количество внесенных в адсорбент вспомогательных веществ, таких как связующие компоненты и флуоресцирующие вещества; метод активации сорбента, например, выдерживание при повышенной температуре; способ обработки пластинки импрегнирующими буферами, щелочами или кислотами, а также веществами, модифицирующими ее свойства.3. 3. Методические подходы к нанесению пробы и проведению хроматографирования,

которые предусматривают способ нанесения образца на пластинку и использованное при этом устройство; размер начальной зоны хроматографирования; полярность растворителя, использованного для нанесения образца и его количество; продолжительность исследования и величину пробега растворителя; его состав и чистоту; температуру и влажность окружающей среды в момент проведения исследования.Представление результатов исследований. В экспертном заключении полученные рассматриваемым методом результаты должны содержать подробное описание условий проведения эксперимента: хроматографические пластины (адсорбент, наличие или отсутствие индикатора в его составе, использованное связующее вещество, тип подложки для адсорбента, фирма – изготовитель, а также проведение специальной обработки пластин перед исследованием, например, высушивание при повышенной температуре или импрегнирование щелочью или буфером). Схема обработки хроматографических пластин должна содержать описание использованных реактивов с их полным качественным и количественным составом, последовательности проведения этапов обработки, их интенсивности и продолжительности. Особо отмечается интенсивность и окраска хроматографических зон исследуемых веществ после обработки каждым реактивом, а также величина их Rf или RRf. При проведении подтверждающих исследований на конкретное вещество допускается указание о том, что в данных конкретных условиях величина Rf и окраска хроматографической зоны исследуемого вещества использованными реактивами совпадает с величиной Rf и окраской стандартного раствора - метчика. В заключении приводятся также данные о пределе обнаружения метода.

5.3.2.2. Высокоэффективная тонкослойная хроматография (ВЭТСХ)ВЭТСХ появилась в начале 70-х г.г. прошлого столетия как новое направление в ТСХ. Имеет ряд преимуществ по сравнению с ТСХ:ü более высокая эффективность (за 1 прием можно разделить около 40 веществ),ü высокая чувствительность и экспрессность.Высокая эффективность данного метода достигается за счет применения высокодисперсного сорбента, а более высокая чувствительность и экспрессность – более тонкого слоя сорбента (10-15 нм).В качестве сорбентов применяются силикагель, окись алюминия, целлюлоза, метилцеллюлоза, полиамид, инактивированный силикагель и др.Методы хроматографирования существенно не отличаются от ТСХ. Методы детектирования идентичны, только более чувствительны. Возможно проведение количественного анализа с применением метода сканирующей денситометрии, дающей точные результаты и не требующей элюирования веществ с пластинки.ВЭТСХ, так же как и ТСХ, сочетают с другими физико-химическими методами анализа – спектральными, ГЖХ, ВЭЖХ, что повышает надежность исследования.

5.3.2.3. Газожидкостная хроматография (ГЖХ)ГЖХ нашла свое применение в анализе лекарственных веществ в качестве скринингового метода благодаря своей универсальности. Необходимым условием является переведение исследуемого вещества в летучее состояние. Метод используется при анализе барбитуратов, алкалоидов и других лекарственных веществ в качестве общего и частного скринингового.Идентификация веществ проводится по относительным временам удерживания (или индексам удерживания Ковача). Количественное определение – по высоте (площади) пиков исследуемого вещества и вещества, применяемого в качестве внутреннего стандарта.Достоверность исследований повышается при использовании не менее 2 колонок, обладающих различной полярностью. Используемые детекторы – пламенно-

ионизационный, масс-селективный.

5.3.2.4. Высокоэффективная жидкостная хроматография (ВЭЖХ)ВЭЖХ (жидкостная хроматография высокого давления) является вариантом колоночной хроматографии, где элюент подается в колонку под высоким давлением, что ускоряет проведение анализа. Разделение веществ проводится на колонках, заполненных мелкодисперсным сорбентом.При работе с колонками, заполненными силикагелем, в качестве элюента используются углеводороды, иногда с добавлением небольшого количества спирта или других растворителей (нормальнофазный вариант).В обращеннофазном варианте к силикагелю прививают гидрофобную фазу – обычно это углеводороды с большим числом углеродных атомов, например, С18, в этом случае в качестве элюента используются смеси метанола или ацетонитрила с водой или буферными растворами.

В качестве детекторов обычно применяют детектор с переменной (от 190 до 900 нм) или с фиксированной длиной волны. Могут быть использованы и другие детекторы – рефрактометрический, флуорометрический, ионизационно-пламенный, электрохимический, диодно-матричный, масс-селективный и т.п.Выходящие из колонки вещества регистрируются на хроматограмме в виде ряда хроматографических пиков. Идентификацию веществ проводят по параметрам удерживания (время выхода) и спектральным отношениям на разных длинах волн по отношению к опорной (базовой). Количественное определение проводится по площади пика исследуемого вещества, которая прямо пропорциональна количеству вещества в пробе. При этом предварительно строится калибровочный график с использованием методов абсолютной градуировки или внутреннего стандарта.Метод ВЭЖХ может быть использован в качестве общего и частного скрининга. Он позволяет сочетать изолирование и очистку вещества с его идентификацией и количественным определением.Значительным преимуществом этого метода перед ГЖХ является возможность анализа термолабильных нелетучих соединений с малой и большой молекулярной массой. Особенно удобен метод ВЭЖХ для работы в клинических лабораториях токсикологических центров при исследовании билогических жидкостей.

5.3.3. Спектральные скрининговые методыДля скрининга лекарственных средств могут быть применены:1. Абсорбционная спектроскопия в видимой и УФ-областях спектра.2. ИК-спектроскопия.3. Спектроскопия ЯМР (ядерного магнитного резонанса).4. МС (масс-спектрометрия).Из перечисленных методов наиболее широко применяется метод абсорбционной спектроскопии в видимой и УФ-областях спектра. Это связано с его доступностью и в то же время достаточной информативностью, чувствительностью.

5.3.3.1. Абсорбционная спектроскопияПоглощение (абсорбция) веществом света, т.е. потока фотонов или электромагнитного излучения, в видимой или УФ-области спектра связано с переходом электронов внешних орбиталей (валентных электронов) из основного состояния (с меньшей энергией) в возбужденное состояние (с большей энергией). При этом энергия поглощенного фотона:D Е = Е1- Е0, гдеD Е – энергия поглощенного фотона,Е1 – энергия электрона в возбужденном состоянии,

Е0 - энергия электрона в основном состоянии.

D Е = h .v = h . c/ l, гдеh –постоянная Планка,v – частота излучения,v – скорость света,l - длина волны.

Поскольку h и c – величины постоянные, очевидно, что энергия поглощенного излучения будет обратно пропорциональна l.Согласно хромофорно-ауксохромной теории избирательным поглощением в видимой и УФ-областях спектра обладают вещества, имеющие в своей структуре определенные группы атомов – хромофоры.Хромофоры содержат одну или несколько кратных (двойных) связей или неподеленные пары электронов, например:C=C – этиленовая группа,С=О – карбонильная группа,N=O – нитрозогруппа,N=N – диазогруппа,C=N – азометиновая группа,C6H6 – бензольное ядро.Иногда в молекуле наряду с хромофорами находятся ауксохромные группы, которые не обладают собственным поглощением, но усиливают поглощение хромофоров. К таким группам относятся:- NH2 – аминогруппа,- OH – гидроксильная группа,- OCH3 – метоксигруппа,- N(CH3)2 – диметиламиногруппа,- Cl, Br, F, I –галогены.

Идентификацию веществ в условиях скрининга проводят по спектрам поглощения. Кривая зависимости светопоглощения от длины волны l называется спектром поглощения и является качественной характеристикой вещества.Характер спектра может меняться в зависимости от:- природы растворителя,- рН раствора для веществ, способных к ионизации, если молекулярная и ионизированная формы обладают различным светопоглощением.Получение спектров поглощения в различных условиях повышает информативность метода.Наряду с идентификацией веществ по характеру спектра можно провести их количественное определение, измеряя интенсивность поглощения в области максимума. Расчет концентрации вещества проводят по уравнению Бугера-Ламберта-Бера:

D = Е * L * C, гдеD – оптическая плотность,Е – удельный показатель поглощения 1% раствора при толщине слоя 1 см,L – толщина светопоглощающего слоя,C – концентрация вещества (%).Измерение абсорбции D проводят на спектрофотометрах различных моделей, дающих монохроматическое излучение, т.к. закон Бера справедлив только для монохроматического излучения.При проведении скрининга сравнивают спектры поглощения исследуемого вещества со

спектрами эталонов.Достоинства спектральных методов анализа:- универсальность, позволяющая анализировать различные классы химических соединений,- высокая чувствительность (мкг),- информативность.К недостаткам метода можно отнести необходимость высокой степени чистоты исследуемых веществ, поэтому рекомендуется сочетать спектральные методы анализа с предварительной очисткой веществ, например, с помощью ТСХ или других методов.

5.3.4. Иммунохимические методы в скрининге лекарственных веществ. Иммунохимический анализ (ИХА)Современные иммунохимические методы анализа лекарственных и наркотических средств отличаются такими особенностями, как высокая чувствительность, специфичность, экспрессность, простота выполнения. Реакция проводится непосредственно в биожидкости, поэтому не требуется применять изолирования и дополнительной очистки. Методы ИХА позволяют одновременно анализировать большое число проб, поэтому они удобны для целей экспресс-диагностики.В то же время, широкое применение этих методов сдерживается тем, что для них требуются особые реагенты (особо чистые сыворотки, ферменты и т.п.), которые необходимо закупать у иностранных поставщиков.В основе всех методов ИХА лежит специфическая реакция «антиген – антитело», где антигеном является определяемое вещество, чужеродное для организма. При введении в живой организм чужеродного соединения (антигена АГ) образуются антитела АТ, которые сразу связываются с антигеном. Образующийся комплекс АГ+АТ выпадает в осадок. Реакция АГ+АТ является специфичной и протекает количественно, что используется и для целей количественного определения.Для детектирования результатов реакции один из компонентов (антиген или антитело) метят специальной меткой. 

Таблица 1. Зависимость природы метки и способа ее детектирования от различных видов ИХА

Метод  Способ детектирования

Радиоиммунный анализ (РИА)  Радиоактивность

Иммуноферментный анализ (ИФА)  Ферментная активность

Поляризационный флюороиммуноанализ (ПФИА) 

Интенсивность флюоресцентной поляризации

Люминесцентный иммуноанализ (ЛИА)  Интенсивность люминесценции

Существуют и некоторые другие методы. Наибольшее распространение в химико-токсикологическом анализе лекарственных и наркотических средств получили РИА и ИФА. В ИФА в качестве метки для антигенов (определяемых веществ) используются ферменты. Как правило, это различные оксидазы, способные окислять специальное

химическое вещество – хромогенный субстрат, с образованием окрашенных продуктов. По интенсивности окраски и судят о количестве искомого вещества.В РИА используется аналогичный принцип, только в качестве метки используется радиоактивный изотоп. Измеряя радиоактивность выделившегося изотопа, определяют количество искомого вещества.ЛЕКЦИЯ 14 ВЕЩЕСТВА, ЭКСТРАГИРУЕМЫЕ ОРГАНИЧЕСКИМИ РАСТВОРИТЕЛЯМИ ИЗ КИСЛЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВК этой группе токсических веществ относятся барбитураты, производные ксантина, отдельные алкалоиды и некоторые другие ядовитые соединения (салициловая кислота и её производные).

БАРБИТУРАТЫ И МЕТОДЫ ИХ ИССЛЕДОВАНИЯ

В современной медицине применяется большое число барбитуратов (производных барбитуровой кислоты). Барбитураты представляют собой одну из групп веществ, имеющих большое токсикологическое значение. Сама барбитуровая кислота (малонилмочевина) не применяется в медицине, зато широко используются ее производные.Барбитуровая кислота может быть получена при взаимодействии мочевины и диэтилового эфира малониловой кислоты:

Барбитуровая кислота является циклическим уреидом и может рассматриваться как производное пиримидина (2,4,6-триоксипиримидин). Атомы водорода метиленовой группы в 5-ои положении пиримидинового цикла, а также водород, стоящий у атомов азота в 1 и 3 положениях, подвижны и способны замещаться различными органическими радикалами, атом кислорода в положении 2 также способен замещаться на атом S. На этих свойствах и основан синтез производных барбитуровой кислоты.Общую формулу барбитуратов можно изобразить следующим образом:

где R1, R2, R3 – радикалы, содержащие от 1 до 7 атомов углерода.В зависимости от заместителей 1(3) и 5 положениях пиримидинового кольца, а также наличия во 2-ом положении атома О и S все барбитураты можно разделить на 3 группы:1. 5,5-замещенные производные (двузамещенные), из которых наиболее часто применяются:1. Барбитал R1 и R2 –C2H52. Фенобарбитал R1 -С2Н5 R2 -С6Н63. Барбамил R1 –С2Н5 R2 -СН2-СН2-СН(СН3)2

4. Этаминал-натрий R1 -С2Н5 R2 –СН-СН2-СН2-СН3

| 

СН3

5. Бутобарбитал R1 С2Н5 R2 –C4H92. N-замещенный барбитураты (трехзамещенные):1. Гексенал R1 –СН3 R3 –CH3 R2 – C6H52. Бензонал R1-CH5 R2-C6H5 R3 –CO-C6H53. Бензобамил R1-C2H5 R2 –CH2-CH2-CH (CH3)23. Тиобарбитураты (атом кислорода во 2 положении замещен на атом серы):1. Тиопентал-натрий R1-C2H5 R2 –СН-СН2-СН2-СН3

| 

СН3

СН3По физическим свойствам все барбитураты представляют собой белые кристаллические вещества без запаха, горького вкуса, лишь тиопентал имеет желтоватый оттенок и обладает слабым запахом серы.Кислотные (молекулярные) формы барбитуратов растворимы в эфире, хлороформе, спирте и некоторых других органических растворителях, натриевые производные – в воде.Барбитураты имеют высокие температуры плавления, возгоняются без разложения, что используется для их очистки от посторонних примесей при выделении из биоматериала.Химико-токсикологическое исследование барбитуратовЭтапы исследования:1. Изолирование из объекта.2. Очистка полученного извлечения.3. Идентификация4. Количественное определение1 этап. Выбор метода изолирования определяется характером объекта и поставленными перед химиком задачами.Для целей клинического исследования случае острых отравлений, а также в судебно-химической лаборатории, когда объектами исследования являются промывные воды желудка, диализат, небольшое количество крови и мочи, извлечение барбитуратов проводится непосредственно экстракцией органическим растворителем. В качестве экстрагентов используются эфир, хлороформ, дихлорэтан и др. Количество извлеченных барбитуратов составляет 70-90%. Однако, непосредственная экстракция, как правило, дает извлечение загрязненные соэкстрактивными веществами (жирами, белками, пигментами) и требует последующей дополнительной очистки.При исследовании трупного материала (внутренних органов):а) при общем (ненаправленном) судебно-химическом анализе изолирование барбитуратов проводится подкисленным спиртом и подкисленной водой. Последующая экстракция их из кислого водного раствора осуществляется органическим растворителем, чаще эфиром или хлороформом. Максимальные количества барбитуратов извлекаются в интервале рН 1-3, т.к. при данном значении рН барбитураты существуют в молекулярной форме, которая хорошо растворяется в органических растворителях и ограниченно в воде. Изолирование подкисленной водой и подкисленным спиртом обеспечивает выход барбитуратов порядка 25-30% (некоторые барбитураты изолируются этанолом на 50% - (барбамил, этаминал-Na, фенобарбитал).

б) При специальном (частном, направленном) исследовании на производные барбитуровой кислоты проводят извлечение подщелочённоё водой по методу Валова. Выход барбитуратов> 50% при достаточной чистоте выделенных веществ. Существует ряд методов, основанных на изолировании барбитуратов органическими растворителями (ацетонитрилом, ацетоном, хлороформом, смесью спирта и хлороформа) с последующей очисткой выделенных веществ.2 этап. Очистка извлеченных барбитуратов от балластных веществ.Как правило, барбитураты, выделенные из биологического материала, содержат примеси посторонних веществ, которые извлекаются совместно с барбитуратами и являются нормальными компонентами организма (жиры, белки, пигменты, дубильные, смолообразные вещества и др.). Соэкстрактивные (балластные) вещества мешают дальнейшей идентификации и определению барбитурата.Выбор метода очистки зависит, в основном, от количества изолированного вещества и, до некоторой степени, от его химического строения. При больших количествах барбитуратов чаще используют экстракционный метод очистки и микросублимацию (возгонку).Экстракционная очистка основана на способности барбитуратов к имидо-имидольной таутомерии и на различной растворимости имидной и имидольной форм в воде и органических растворителях. Используя реэкстракцию барбитурата раствором гидроксида натрия из органической фазы, тем самым освобождаются от сопутствующих веществ, нерастворимых в воде (натриевые соли хорошо растворимы воде и извлекаются ею). Последующее выделение барбитурата из водной фазы проводят после подкисления водного раствора (рН=2) экстрагированием органическим растворителем. При этом барбитурат в молекулярной форме извлекается органическим растворителем, а в водной фазе остаются балластные вещества, не растворимые в органическом растворителе.Микросублимация основана на способности барбитуратов возгоняться без разложения при нагревании.Возгонка проводится в нагревательной камере прибора Кофлера, либо в упрощенном виде, с одного предметного стекла на другое, верхнее из которых охлаждается, а нижнее с исследуемым остатком нагревается.При малых количествах выделенных веществ чаще используют хроматографические методы очистки (ионообменную и гель-хроматографию на колонке, ТСХ, ВЭТСХ, ВЭЖХ).С точки зрения простоты, доступности и разрешающей способности наибольшего внимания заслуживают ТСХ, ВЭТСХ. Они позволяют не только очистить выделенные вещества от примесей, но и разделить целый ряд барбитуратов при их совместном присутствии, а также отделить барбитураты от их метаболитов и провести предварительную идентификацию по величине Rf.3 этап. Для идентификации барбитуратов используют химические, физические и физико-химические методы анализа.К химическим методам можно отнести реакции окрашивания барбитуратов.Наиболее известны следующие реакции:1. С солями кобальта в щелочной среде. В результате реакции образуется комплекс состава Co(NH3)6OHBarb2, окрашенный в красно-фиолетовый цвет. Чувствительность реакции 30 мкг. Реакция неспецифична для барбитуратов. Её могут давать и другие соединения, по химическому строению сходные с барбитуратами (теобромин, теофиллин, биурет, некоторые сульфаниламиды).2. С солями меди в присутствии пиридина образуется комплекс состава СuРуг2 Вагb2) красно-фиолетового цвета (тиобарбитураты - зеленого цвета).3. С солями ртути в присутствии дифенилкарбазона (ДФК) барбитураты образуют комплексные соединения, окрашенные в сине-фиолетовый цвет. Реакция широко используется для обнаружения барбитуратов на хроматограмме Чувствительность ее достигает 0,5 мкг. Реакция неспецифична для барбитуратов.

4. Мурексидная проба (дают также пуриновые алкалоиды).^ ОБЩИЕ РЕАКЦИИ НА БАРБИТУРАТЫ

1. Реакция с аммиачным раствором кобальта (П) нитрата (ацетата)В выпарительную чашку к сухому остатку (после удаления хлороформа) прибавляют 1 каплю свежеприготовленного реактива, состоящего из 1 мл 1% спиртового раствора кобальта нитрата и 1 мл 25% раствора аммиака. Избыток реактива стряхивают в сторону и наблюдают окрашивание сухого остатка. При наличии барбитуратов появляется розово–фиолетовое окрашивание.

Открываемый минимум реакции 5 мг.

2. Мурексидная пробаВ фарфоровую чашку к сухому остатку прибавляют 3 капли 3% раствора водорода пероксида и 3 капли реактива, содержащего соль Мора и аммония хлорид. Содержимое чашки выпаривают и нагревают сухой остаток до появления белых паров. После охлаждения прибавляют 3 капли 6 М раствора аммония гидроксида. При наличии некоторых барбитуратов и тиобарбитуратов появляется розовая окраска.

Мурексид

Открываемый минимум реакции различен для каждого из барбитуратов. В среднем 3 – 5 мг. Эту реакцию дают также производные пурина.3. Реакция образования железистой соли изонитробарбитуровой кислотыОстаток после удаления органического растворителя в фарфоровой чашке смешивают с 0,04 г аммония хлорида в 10 мл водорода пероксида. Полученный раствор выпаривают досуха на водяной бане, изредка перемешивая. Не снимая чашки с водяной бани, остаток растворяют в 1 – 2 мл воды очищенной и смешивают до получения жидкости желтоватого цвета с 4 – 6 каплями реактива. Нагревают около 30 сек на кипящей водяной бане, добавляют 0,1 г кристаллического натрия нитрита и по каплям 7% раствор

хлороводородной кислоты до рН = 3 – 4. При нагревании в течение 3 мин возникает пурпурная или розовая окраска. Чашку снимают и по охлаждении добавляют по каплям 5% раствор натрия гидроксида до слабощелочной реакции, фильтруют, вносят кристаллик железа (II) сульфата – появляется синее окрашивание.

 

Открываемый минимум 50 мг.

Микрокристаллические реакцииВ микрокристаллоскопическом анализе барбитуратов использована их способность образовывать характерные кристаллические осадки при взаимодействии с солями тяжелых металлов (хлорцинкйодом, железо- и медно-йодидным комплексами, медно-пиридиновым реактивом) и выпадать в осадок из растворов концентрированной серной кислоты при понижении ее концентрации (выделение кислотной формы барбитурата).Формы образующихся кристаллов характерны для каждого отдельного барбитурата. Чувствительность реакции достигает мкг и даже десятых долей мкг.Обладая высокой чувствительностью, доказательностью и специфичностью, микрокристаллические реакции не лишены и ряда недостатков:- их проведение требует высокой степени чистоты исследуемого вещества, наличие примесей снижает чувствительность реакции, а также мешает правильной кристаллизации.-производные барбитуровой кислоты склонны к полиморфизму образующихся кристаллов. В зависимости от ряда факторов - концентрации вещества, скорости кристаллизации, температуры, наличия посторонних примесей - барбитураты способны образовывать кристаллы различной формы, что затрудняет идентификацию отдельных веществ по форме кристаллов.1. Выделение кислотной формы барбитуратовНа предметное стекло наслаивают несколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества, удаляя хлороформ при комнатной температуре. Следующую каплю наносят после испарения предыдущей. Сухой остаток растворяют в капле концентрированной серной кислоты. Через 3 – 5 мин после охлаждения раствора рядом с ним наносят каплю воды. Затем эти капли соединяют при помощи капилляра. Через 10 – 20 мин (а при малых количествах барбитуратов через 1 – 2 ч) появляются кристаллические осадки. Для каждого барбитурата кристаллы кислотной формы отличаются по внешнему виду.2. Реакция с хлорцинкиодидомНа предметное стекло наносят несколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 1 каплю 96 % этанола и каплю раствора хлорцинкиодида. Через 10 – 15 мин под микроскопом наблюдают форму образовавшихся кристаллов.Открываемый минимум 4 мг.3. Реакция с железойодидным комплексомК сухому остатку (после удаления хлороформа) прибавляют 1 каплю 96% этанола и 1 каплю реактива. Через 10 – 15 мин под микроскопом наблюдают форму образовавшихся кристаллов.4. Реакция с меднойодидным комплексомК сухому остатку исследуемого вещества на предметном стекле добавляют 1 каплю 96%

этанола и каплю медноиодидного комплекса. Через 10 – 15 мин наблюдают образование кристаллических осадков.Открываемый минимум 0,6 мг.5. Реакция со спиртовым раствором калия йодидаК сухому остатку на предметном стекле добавляют 1 каплю спиртового раствора калия йодида в присутствии серной кислоты, через 5 – 10 мин образуются хорошо оформленные кристаллические осадки.Открываемый минимум 0,5 мг.6. Реакция с меднопиридиновым реактивомК сухому остатку на предметном стекле прибавляют 2 каплю 10% раствора аммиака и 1 – 2 капли меднопиридинового реактива. Через 10 – 15 мин наблюдают под микроскопом характерные сростки кристаллов бледно–фиолетового цвета.Открываемый минимум 13,7 мг.7. Реакция с родамином 6 ЖВ делительную воронку вносят 0,1 мл раствора исследуемого вещества, прибавляют 0,2 мл 0,1% раствора родамина 6 Ж и 1 мл четыреххлористого углерода. Смесь взбалтывают в течение 1 мин. При наличии солей барбитуратов слой четыреххлористого углерода приобретает светло–оранжевую или оранжево–красную окраску. При взаимодействии образуются окрашенные ионные ассоциаты, которые экстрагируются четыреххлористым углеродом.

Таблица 2. Физические свойства барбитуратов и хромогенные реакции на функциональные группы

Барбитураты Растворимость Другие частные реакции, применяемые для исследования остатков таблеток, порошков и др. т.п.Вода  Орг.

раст. Щел. среда 

H2SO4конц.

1  2  3  4  5  6

Барбамил +  ¾  +  + При нагревании водного раствора с 20% раствором п-диметиламинобензальдегида в концентрированной серной кислоте, появляется стойкое тёмно–красное окрашивание с зелёной флюоресценцией.

Барбитал ¾  +  +  +

Этаминал–натрий +  ¾  +  + Реакции:

а) с родамином 6Ж;

б) с п-диметиламинобензальде-гидом в концентрированной серной кислоте (см. барбамил).

Бензонал ¾  +  +  + Реакция образования азокрасителя (см. фенобарбитал).

Фенобарбитал ¾  +  +  + Небольшое количество вещества растворяют в 3 мл концентрированной серной кислоты. К этому раствору прибавляют 0,5 г калия нитрата и нагревают 10 мин на кипящей водяной бане, затем охлаждают и прибавляют 10 мл воды, при наличии осадка его отфильтровывают и

перекристаллизовывают из этанола. Нитрогруппу восстанавливают в аминогруппу, а затем обнаруживают при помощи реакции диазотирования и получения азокрасителя. Реакция специфична, но малочувствительна.

Гексенал +  ¾  +  + Реакции:а) нагревание с реактивом Марки, появляется светло–коричневое флюоресцирующее окрашивание;б) нагревание с ванилин–серной кислотой, появляется вишнёво–красное окрашивание;г) нагревание со спиртовым раствором ванилина, 2 мл разв. Н2SO4 и 10 мл воды очищенной, наблюдается фиолетово–красное окрашивание.

Из физических и физико-химических методов анализа применение нашли ТСХ ВЭТСХ, ВЭЖХ, спектроскопия в УФ и ИК o6ластях спектра.Хроматография в тонком слое используется в качестве предварительного испытания на наличие производных барбитуровой кислоты. Они дают возможность разделить несколько 6aрбитуратов при их совместном присутствии и идентифицировать каждый барбитурат в случае комбинированного отравления. ТСХ позволяет также отделить барбитураты от их метаболитов и провести очистку полученного извлечения от балластных веществ. Хроматографирование ведут на пластинках с закрепленным слоем силикагеля в системах растворителей:1) хлороформ-ацетон (9:1) - для разделения N - замещенных и 5 5-замещенных производных, система является общей в скрининге лекарственных веществ кислого и нейтрального характера.2) толуол - ацетон - этанол - 25% раствор аммиака (45:45:7,5:2,5) (применяется в экспресс- анализе интоксикаций)3) хлороформ - н-бутанол - 25% раствор аммиака (70:40:5) - в качестве частной системы для разделения 5,5 -замещенных барбитуратов.Детектирование веществ на хроматограмме проводится двумя реагентами: дифенилкарбазоном (ДФК) и HgS04. При этом в местах расположения барбитуратов возникают красно- или сине-фиолетовые пятна. Идентификация проводится по величине Rf (отношение длины пробега вещества к длине пробега растворителя). Хроматографирование ведут параллельно метчикам (А), в качестве которых используют хлороформные растворы барбитуратов с известной концентрацией.Применение метчиков наряду с расчетом Rf обусловлено невоспроизводимостью Rf из-за

трудности соблюдения стандартных условий при хроматографировании. Чувствительность реакции барбитуратов с ДФК и HgSО4 достигает 0,5 мкг, однако, она неспецифична, поэтому дальнейшее подтверждение присутствия барбитурата производится микрокристаллическими реакциями, исследованием в УФ-области спектра после элюирования вещества с пластинки подходящим растворителем (боратный буфер с рН=10).Спектроскопическое исследование барбитуратов чаще проводят в области длин волн 200-400 нм, т.е. в УФ-области спектра, получая электронные спектры поглощения (что обусловлено наличием в структуре системы хромофоров и ауксохромов). Способность барбитуратов к абсорбции в УФ-области связана с их таутомерными превращениями.Для 5,5-замещенных производных:1. Имидная форма (рН 2) не абсорбирует в УФ области, т.к. здесь отсутствует хромофорная система (система сопряженных простых и двойных связей).2. Имидольная форма (рН 10) уже имеет такую систему и обладает характерным поглощением с mах=240 нм.3. Диимидольная форма также обладает характерным поглощением с mах=255-260 нм. Здесь происходит удлинение хромофорной системы за счет образования еще одной двойной связи и, соответственно этому батохромный сдвиг максимума (в длинноволновую область).В отличие от 5,5-двузамещенных барбитуратов, трехзамещенные имеют лишь одну ионизированную форму (имидольную), поэтому их поглощение не меняется с переходом от рН 10 к рН 13, и они обладают одним максимумом в щелочной среде при длине волны 245 нм.Таким образом, УФ-спектроскопия дает возможность дифференцировать барбитураты в зависимости от типа замещения в пиримидиновом кольце на:1. Двузамещенные (рН 2 - нет max, рН 10 - 240 нм, рН 13 -255-260 нм).2. Трехзамещенные (рН 2 - нет max, рН 10 и рН 13 -245 нм).3. Тиобарбитураты (рН 2 - 239 нм и 290 нм, рН 10 - 255 и 310 нм, рН 13 – 310 нм).Однако, дифференциация отдельных представителей внутри каждого из типов замещения затруднительна, т.к. их спектры сходны между собой.Применение спектральных методов анализа требует высокой степени чистоты выделенных веществ и должно сочетаться с их хроматографической очисткой.Заключение о присутствии барбитуратов дается по комплексу результатов реакций, ХТС и УФ-спектроскопии.4 этап. Для количественного определения барбитуратов в настоящее время используется спектрофотометрический метод. При спектрофотометрическом определении барбитуратов, выделенных из биологического материала, используют принцип дифференциальной спектрофотомерии, т.к. прямому СФ-определению мешают посторонние вещества, извлекающиеся из объекта исследования совместно с барбитуратами.В I варианте концентрацию барбитурата в растворе (после его элюирования с пластинки) определяют по разности абсорбции в щелочном - рН 10 и кислом - рН 2 растворах при l=240 нм.DD=DрH10-DpH2Во II варианте - по разности абсорбции в щелочных рН 13 и рН 10 растворах при l=260нм.DD=DpH13-DpH10|Использование принципа дифференциальной спектрофотомерии возможно, когда поглощение примесей при выбранной длине волны не зависит от рН среды. Тогда при вычитании оптических плотностей происходит уничтожение абсорбции примесей, что дает возможность получать истинные результаты количественного определения.Расчет концентрации ведут по уравнению закона Бугера-Ламберта-Бера:DD = Е1% * L *С, откуда С = DD /E 1% * L, где

С - концентрация вещества в %;DD - дифференциальная оптическая плотность (абсорбция);Е1% - удельный показатель поглощения (численно равен поглощению 1% раствора при толщине слоя 1 см). Рассчитывается заранее для каждого барбитурата по растворам с известной концентрацией.L- толщина светопоглощающего слоя (1 см)

С точки зрения чувствительности определения наиболее выгодным оказывается 1 вариант, т.к. он дает большую DD. Однако, в коротковолновой области при l=240 нм сильнее проявляется мешающее влияние примесей, поэтому чаще этот вариант используют в сочетании с предварительной хроматографической очисткой.Во 2 варианте DD несколько меньше, в связи с чем ниже и чувствительность определения, но одновременно снижается влияние примесей в более длинноволновой области при 260 нм. Поэтому увеличивается надежность определения. Этим вариантом можно пользоваться даже без предварительной хроматографической очистки, например, при работе с биологическими жидкостями (кровь, моча), не подвергшимися гнилостному разложению.Определение концентрации барбитуратов в биологических жидкостях позволяет:а) установить тяжесть отравления и контролировать эффективность проводимого лечения в условиях клиники при острых отравлениях барбитуратами,б) в посмертных случаях позволяет сделать заключение о приеме токсических или терапевтических доз, т.е. ответить на вопрос - явилось ли найденное вещество причиной смерти.Токсические уровни барбитуратов в крови обычно превышают десятки мкг/мл, а при тяжелых отравлениях, заканчивающихся смертельным исходом, - сотни мкг/мл.Токсикологическое значение барбитуратов обусловлено, с одной стороны, их сильным фармакологическим действием (список Б, барбамил и этаминал - список А), а с другой стороны - сравнительной доступностью для населения.Опасность отравления усиливается способностью барбитуратов к кумуляции, т.е. накоплению в организме даже при приеме терапевтических доз. В настоящее время известно о возможном пристрастии к этой группе препаратов и о синергизме при совместном приеме с алкоголем, опиатами и психотропными средствами (транквилизаторами, алкалоидами белладонны и др.), что усиливает токсикологическое значение барбитуратов.Токсичность. Смертельной дозой барбитуратов считают одномоментный прием 10 разовых доз каждого из препаратов или их смеси с различными индивидуальными различиями (фенобарбитал -2,0, этаминал-Na -1,0). Иногда же эта доза достигает 4 и даже 6-10 г (барбитал).

Токсикокинетика барбитуратов(всасывание, распределение, метаболизм, выделение)

Всасывание. Все барбитураты, являясь слабыми кислотами (рКа=7,2-3,0), при физиологическом значении рН легко всасываются в желудке и тонком кишечнике способом пассивной диффузии. Этот процесс значительно ускоряется в присутствии алкоголя. Наибольшие концентрации в плазме достигаются для барбитала через 4-8 часов, фенобарбитала - 12-18 часов. Ослабление перистальтики кишечника в глубоком коматозном состоянии может задержать пребывание барбитуратов в желудке до нескольких суток.

Распределение. Барбитураты распределяются по тканям и биологическим жидкостям

организма, однако концентрация их может быть различной в зависимости от нескольких факторов:1. Степени ионизации молекул (при физиологическом значении рН).2. Жирорастворимости (липофильности)-N-замещенные более липофильны.3. Степени связывания с белками.4. Интенсивности кровотока и др.

Связь барбитуратов с белками плазмы в количественном отношении:барбамил - 50-60%,этаминал-натрий -50-55%фенобарбитал - 15%барбитал -5%Свободная фракция барбитуратов, в основном, определяет физиологическую активность препарата. Чем меньше связь барбитуратов с белками плазмы, тем в большей степени они выделяются с мочой в неизменённом виде. Наибольшие концентрации барбитуратов определяются в печени, почках селезенке, крови и тканях мозга.Метаболизм. В организме барбитураты могут подвергаться ряду превращений. Выделяются 4 основных типа превращений:

1.Окисление радикалов в 5-ом положении до спиртов, кислот и кетонов (введение группы -ОН вместо Н в метиленовой группе, присоединение -ОН к фенильному радикалу, окисление конечной -СН3 группы до карбоксильной группы)

2. Потеря радикала у атома N в случае 3-х замещенных производных и превращение их в дизамещенные производные:а) деметилирование гексенала

б) дебензоилирование бензонал и бензобамил и превращение их в фенобарбитал и кислотную форму барбамила соответственно

2.Десульфирование тиобарбитуратов

3.Гидролиз (распад пиримидинового кольца)

Выделение.Наиболее устойчивым из барбитуратов является барбитал, который на 65-85% выводится в неизменённом (нативном) состоянии с мочой. Барбамил, этаминал-Na, бутобарбитал почти полностью разрушаются в печени и выводится почками лишь в виде следов (10%). Гексенал и тиопентал полностью разрушаются в печени (при введении терапевтических доз) и выводятся в виде метаболитов.Повторное поступление барбитуратов в организм вызывает развитие толерантности к ним; что зависит от стимуляции активности микросомальных ферментов печени и снижения чувствительности со стороны ЦНС.

Токсикодинамика (развитие отравлений)

Барбитураты принадлежат к обширной группе лекарственных препаратов снотворного действия, которые обладают способностью избирательного токсического действия на ЦНС, что приводит к угнетению всех ее основных функций. В клинической картине острых отравлений барбитуратами и другими снотворными и седативными средствами выделяют 4 ведущих клинических синдрома:1. Коматозное состояние и другие неврологические расстройства (оглушённость, сон, отсутствие рефлексов).2. Нарушение дыхания.3. Нарушение функции сердечно-сосудистой системы.4. Трофические расстройства и нарушение функций почек (соматогенная фаза отравления).(1 - 3 симптомы соответствуют токсикогенной фазе отравления)1 синдром: для коматозного состояния, вызванного угнетающим действием барбитуратов на ЦНС, характерна определенная стадийность, когда последовательно развиваются явления:1. Оглушения и глубокого сна -1 стадия комы.2. Поверхностная кома с повышением или снижением сухожильных рефлексов и реакций зрачков на свет -2 стадия комы.3. Глубокая кома с арефлексией (отсутствие рефлексов} и отсутствием реакции на болевое раздражение - 3 стадия комы.

Глубокая кома сопровождается нарушением дыхания и кровообращения. Определение содержания барбитуратов в крови методом спектрофотомерии позволяет отметить определенную зависимость развития коматозного состояния от уровня этих препаратов в крови. Так, поверхностная кома наблюдается при содержанииЭтаминала-натрия 0,1 г/л (100 мкг/мл)Барбамила 0,3 г/л (300 мкг/мл)Фенобарбитала > 0,4 г/л (400 мкг/мл)Концентрация барбитуратов в спинномозговой жидкости примерно соответствует содержанию их в крови, а в моче значительно выше, но не зависит от глубины коматозного состояния.Таким образом, количественное определение барбитуратов значительно облегчает дифференциальную диагностику отравлений при коме неясной этиологии.2 синдром: нарушения внешнего дыхания являются наиболее частыми и грозными осложнениями коматозных состояний. Они отмечаются у 11% больных с данной патологией и требуют незамедлительной дыхательной реанимации (бронхорея - слизь в бронхах, гиперсаливация - усиленное слюноотделение, западение языка, ларингоспазм или аспирация (вдыхание) промывной жидкости - аспирационно-обтурационная форма нарушения внешнего дыхания). Центральная форма - как прямое угнетение центров продолговатого мозга (дыхательного центра) снотворными средствами. После ликвидации острых нарушений внешнего дыхания основной причиной дыхательной недостаточности становятся воспалительные процессы в легких - пневмонии и трахеобронхиты.3 синдром: основными клиническими симптомами нарушения функций сердечно-сосудистой системы при данной патологии служат явления тахикардии и гипотонии.4 синдром: заметное место в клинической симптоматике отравлении снотворными занимают трофические расстройства. Они отмечаются в виде буллезного дерматита и некротического дерматомиозита, протекающего по типу быстро развивающихся пролежней, что указывает на местное расстройство кровообращения. Возникновение нарушений функции почек при данной патологии, в основном, связано с развитием острой сердечной недостаточности (коллапсом).Смерть при отравлении барбитуратами наступает от паралича дыхательного и сосудодвигательного центров. При смертельных исходах после отравления барбитуратами картина вскрытия нехарактерна, поэтому химико-токсикологическое исследование внутренних органов (особенно печени и мозга), крови и мочи приобретают особое значение.Данные о сохраняемости барбитуратов в трупном материале разноречивы: от нескольких дней до нескольких лет (1-3 года), что зависит от химического строения барбитурата и условий хранения биоматериала.^ 5.4.2. КИСЛОТА САЛИЦИЛОВАЯ

о-оксибензойная кислотаРеакции обнаружения:

1.Реакция образования трибромфенола

К остатку после удаления растворителя в фарфоровой чашке добавляют 1-2 кап. воды очищенной и 1 кап. этанола, жидкость перемешивают и добавляют 2-3 кап. насыщенного раствора бромной воды.При наличии кислоты салициловой образуется белый осадок.Реакция высокочувствительна, но неспецифична и имеет отрицательное судебно-химическое значение.

2.Реакция с железа (III) хлоридом

а) К остатку после удаления растворителя в фарфоровой чашке добавляют 1 кап. свежеприготовленного раствора железа (III) хлорида Появляется сине-фиолетовое окрашивание, не исчезающее от добавления 2-3 кап. этанола.б) На фильтровальную бумагу помещают 1 капли свежеприготовленного раствора железа (III) хлорида и подсушивают. Затем на то же место наносят 1-2 капли исследуемого извлечения - тотчас появляется сине-фиолетовое окрашивание.3. Реакция образования метилсалицилата

СН3ОН + HOSО3H → CH3OSО3H + Н2О

В пробирку помещают несколько капель исследуемого раствора, растворитель удаляют при слабом нагревании на водяной бане, к остатку добавляют 2-3 кап. конц. серной кислоты., 2-3 кап. метанола и нагревают на водяной бане. Появляется характерный запах метилового эфира кислоты салициловой.4. Реакция образования ауринового красителяЧасть сухого остатка помещают в чашку и сверху наносят 1 каплю реактива Марки. При наличии салициловой кислоты наблюдают красное окрашивание.

Реакция неспецифична.

 

^ ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРАЗОЛОНА5.4.3. АНТИПИРИН

Белый кристаллический порошок, слабо горького вкуса, без запаха, хорошо растворяется в воде, спирте, хлороформе, хуже в эфире. Экстрагируется органическим растворителем из кислых растворов.Реакции обнаружения1. Реакция с железа (III) хлоридомК сухому остатку в фарфоровой чашке прибавляют 1 каплю 5% железа (III) хлорида. При наличии антипирина появляется кроваво–красная или оранжево–красная окраска.Реакция неспецифична.

ферропирин

2. Реакция образования нитрозоантипиринаСухой остаток растворяют в 3 –5 каплях воды очищенной, прибавляют 2 – 4 капли 10% раствора серной кислоты и 2 – 3 капли насыщенного раствора натрия нитрита. При наличии антипирина появляется зелёная окраска; при больших количествах может выпасть зелёный осадок.

3. Реакция образования азокрасителя

В пробирку вносят 2 – 5 капель хлороформной вытяжки, которую выпаривают досуха на водяной бане. К сухому остатку прибавляют 1 –2 капли воды, 1 каплю ледяной уксусной кислоты и каплю 5% раствора натрия нитрита. Смесь оставляют на 5 мин при периодическом взбалтывании. Затем добавляют небольшое количество мочевины. После прекращения выделения пузырьков газа прибавляют 3 – 4 кристаллика a–нафтиламина и нагревают пробирку на водяной бане 1 – 2 мин. В зависимости от количества антипирина появляется тёмно– или светло–фиолетовая окраска.

изб. HNO3 +   ® 2 N2 + CO2 + H2О

Реакция чувствительна и специфична.С помощью данной реакции можно отличить антипирин от амидопирина.4. Микрокристаллическая реакция с солью РейнекеК сухому остатку на предметном стекле добавляют каплю воды и каплю реактива. Через 3 – 5 мин. начинается кристаллизация. Кристаллы в форме дендритов и сростков из призм (см. альбом «микрокристаллоскопические реакции»).

5.4.4. АМИДОПИРИН

Белый кристаллический порошок, слабо горького вкуса, без запаха, хорошо растворяется в воде, спирте, хлороформе. Экстрагируется из кислых и щелочных растворов.Реакции обнаруженияПри действии на амидопирин окислителей образуется ряд окрашенных промежуточных продуктов. При дальнейшем окислении этих продуктов образуется диоксиамидопирин (бесцветные кристаллы):

1. Реакция с железа (III) хлоридомНа предметное стекло наносят раствор исследуемого вещества и выпаривают досуха, а затем прибавляют каплю 1% железа (III) хлорида, появляется фиолетовая окраска, исчезающая от избытка реактива.2. Реакция с серебра нитратомВ пробирку вносят 2 – 3 капли водного раствора исследуемого вещества, прибавляют 3 – 5 капель 1% раствора серебра нитрата и нагревают на водяной бане в течение 3 – 5 мин. Появление фиолетовой окраски указывает на наличие амидопирина в растворе. При больших количествах амидопирина может выпасть чёрный осадок металлического серебра.3. Реакция с кислотой азотистой На предметное стекло наносят несколько капель раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. К остатку прибавляют 1 каплю воды, 1 каплю 10% раствора серной кислоты и несколько капель насыщенного раствора натрия нитрита. При наличии амидопирина появляется фиолетовая окраска, исчезающая от избытка реактива.Если присутствует и антипирин, то вначале появляется фиолетовая окраска (амидопирин), а под влиянием избытка реактива фиолетовая окраска исчезает, а появляется зелёная (антипирин).4. Реакция с раствором йода в хлороводородной кислотеК остатку амидопирина на предметном стекле прибавляют 1 – 2 капли раствора йода в концентрированной хлороводородной кислоте – выделяется через некоторое время осадок в виде призматических кристаллов.5. Микрокристаллическая реакция с аммония тетрароданодиаминохромиатом (Ш) (солью Рейнеке)Несколько капель хлороформного раствора испаряют на предметном стекле. Полученный осадок растворяют в капле воды, а затем прибавляют каплю реактива. При наличии амидопирина тотчас начинается кристаллизация. Форма кристаллов – сферолиты и сростки из розовых призм (см. альбом «микрокристаллоскопические реакции»).

^ ПРОИЗВОДНЫЕ КСАНТИНА5.4.5. КОФЕИН

Кофеин является алкалоидом, который содержится в кофе, чае и некоторых других растениях. Экстрагируется органическими растворителями из кислых и частично из щелочных растворов.Реакции обнаружения1. Мурексидная реакция5 – 6 капель хлороформного раствора исследуемого вещества помещают в фарфоровую

чашечку, и растворитель испаряют без нагревания. К сухому остатку прибавляют 0,5 – 1 мл насыщенного раствора бромной воды и выпаривают на водяной бане досуха. К окрашенному в буроватый цвет остатку подносят на стеклянной палочке 1 каплю 25% раствора аммиака. Остаток в чашке при наличии кофеина приобретает пурпурно–фиолетовое окрашивание.

диметилаллоксан диметилдиалуровая кислота

2. Кофеин даёт осадки с реактивами Драгендорфа, Зонненшейна, Шейблера и др.3. Реакция с реактивом НесслераПри нагревании раствора с реактивом Несслера (на кипящей водяной бане) в течение 1 – 2 мин появляется красно–бурый осадок.4. Реакция с ртути (II) хлоридомНа предметное стекло наслаивают 2 – 3 капли исследуемого хлороформного раствора. На сухой остаток после удаления хлороформа наносят каплю 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и каплю 5% раствора ртути (II) хлорида, через 10 – 15 мин образуются крупные, шелковистые, бесцветные иглообразные кристаллы.Открываемый минимум 9,4 мкг.

5.4.6. ТЕОБРОМИН

Алкалоид пуринового ряда, содержится в бобах какао, некоторое количество содержится в чае. Трудно растворяется в воде, спирте, эфире, хлороформе. Экстрагируется органическими растворителями из кислых и частично из щелочных растворов.Реакции обнаружения1. Мурексидная реакция(См. кофеин)2. Реакция с реактивом Несслера(См. кофеин) В отличие от кофеина появляется слабо–коричневая окраска.3. Реакция с аммиачным раствором кобальта (П) нитрата(См. обнаружение барбитуратов). Реакция используется для отличия от кофеина.

4. Микрокристаллическая реакция с реактивом ДрагендорфаРаствор исследуемого вещества в хлороформе наносят на предметное стекло и при комнатной температуре выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют каплю 10% раствора хлороводородной кислоты и каплю реактива Драгендорфа. Через 10 – 15 мин появляются тёмно–красные игольчатые кристаллы, собранные в пучки. Параллельно проводят реакцию с фармакопейным препаратом.Открываемый минимум 19 мкг.Кофеин в таких же условиях даёт более мелкие кристаллы.5.4.7. ТЕОФИЛЛИН

Алкалоид пуринового ряда, по химическому строению является изомером теобромина. Небольшое количество содержится в листьях чая. Экстрагируется органическими растворителями из кислых и частично из щелочных растворов.Реакции обнаружения1. Мурексидная реакция(См. кофеин).2. Реакция с диазотированной сульфаниловой кислотойПродукт реакции:

Теобромин не дает этой реакции!3. Реакция с аммиачным раствором кобальта (П)нитрата(Методику см. обнаружение барбитуратов). Реакция используется для отличия от кофеина.

ЛЕКЦИЯ 15 АЛКАЛОИДЫ

Из веществ, экстрагируемых органическим растворителем из щелочного раствора, наибольшее токсикологическое значение имеют алкалоиды.Алкалоиды - органические азотистые основания сложного состава, встречающиеся в растениях (реже в животных организмах) и обладающие сильным фармакологическим действием.Токсикологическое значение алкалоидовТоксикологическое значение алкалоидов очень велико и связано со следующими

факторами:1. Алкалоиды обладают высокой токсичностью, но в то же время широко применяются в медицинской практике в качестве лекарственных веществ. Медицинское применение алкалоидов очень разнообразно, т.к. каждый из них обладает своим специфическим действием, иногда очень ценным и незаменимым.Как лекарственные препараты алкалоиды проявляют фармакологический эффект в очень малых дозах. С другой стороны, алкалоиды обладают выраженной токсичностью и при превышении терапевтических доз могут являться причиной отравлений и даже смерти.2. Некоторые алкалоиды применяются в сельском хозяйстве в качестве инсектицидов (никотин, анабазин). Их токсичность и доступность может также привести к отравлениям.3. Наконец, широкое распространение алкалоидсодержащих растений (многие из них растут как сорняки), их доступность приводят к тому, что при поедании частей растений, содержащих алкалоиды, детьми или домашними животными, наблюдаются отравления различной степени тяжести, нередко со смертельным исходом. Известны отравления ягодами белладонны, плодами белены, дурмана, паслена сладко-горького, болиголова и других алкалоидсодержащих растений.Отравления отдельными алкалоидами могут давать характерную картину: судороги при отравлении стрихнином, расширение зрачков при отравлении тропановыми алкалоидами. Однако, чаще всего картина отравления и, тем более, патологоанатомического исследования, нехарактерны. Поэтому главное значение при доказательстве отравлений алкалоидами приобретает химико-токсикологическое (судебно-химическое) исследование. При отравлении растениями большую помощь может оказать фармакогностическое исследование частей растений в содержимом желудка.В зависимости от химического строения алкалоиды, имеющие токсикологическое значение, можно разделить на 10 групп:

1.Производные пиридина, пиперидина и хинолизидина (жидкие алкалоиды):

а) моноциклические (конин, ареколин)б) бициклические (анабазин, никотин)в) полициклические (пахикарпин)

2.Производные тропана (пиперидил-пирролидина)

атропин, гиосциамин, скополамин, кокаин

3.Производные хинолина (бензопиридина)

хинин

4.Производные изохинолина (бензопиридина)-группа опийных алкалоидов

а) производные фенантренизохинолина (морфин, кодеин, дионин, апоморфин, героин)б) производные бензилизохинолина (папаверин, наркотин)

5.Производные индола (бензопиррола)

стрихнин, бруцин, резерпин

6.Производные пурина

кофеин, теобромин, теофиллин

7.Производные 1-метилпирролизидина

саррацин, платифиллин

8.Ациклические алкалоиды

9. Алкалоиды стероидоподобного строения (вератрин)10. Алкалоиды неустановленного строения (аконитин)

Из перечисленных групп алкалоидов, согласно приказа № 1021 от 25.12.73 Министерства здравоохранения СССР, при проведении общего судебно-химического анализа обязательному исследованию подлежат: алкалоиды - никотин, пахикарпин; тропановые алкалоиды; производные изохинолина (опийные алкалоиды); производные индола - стрихнин.

Физико-химические свойства алкалоидов, которые имеют значение в химико-токсикологическом анализе.1. Большинство алкалоидов - твердые кристаллические, реже аморфные вещества без запаха, горького вкуса. Исключение составляют жидкие алкалоиды кониин, ареколин, никотин, анабазин, пахикарпин, основания которых являются летучими маслянистыми жидкостями, обладающими характерным запахом.2 Растворимость алкалоидов-оснований и их солей различна. Основания алкалоидов практически нерастворимы в воде и легко растворяются в органических растворителях - эфире, хлороформе, этаноле, дихлорэтане и др.Наоборот, соли алкалоидов легко растворимы в воде и спирте, но, как правило, нерастворимы в органических растворителях.Однако, алкалоиды-жидкости составляют исключение, их основания растворяются и в воде, и в органических растворителях, что приходится учитывать при проведении судебно-химического исследования на наличие алкалоидов.Соли некоторых алкалоидов, например, хлористоводородные соли кокаина,

наркотина, папаверина, йодистоводородная соль пахикарпина способны растворяться в хлороформе.Алкалоиды с малой величиной константы диссоциации (КД=10-14 – 10-12 ) кофеин, теобромин, теофиллин, папаверин, стрихнин и бруцин - дают непрочные соли, гидролизующиеся даже в кислой среде, поэтому способны экстрагироваться из кислого водного раствора.3. За счет гетероатома азота (третичного), содержащегося в молекуле, алкалоиды:а) обладают основными свойствами и дают соли с кислотами аммиака и аминов).б) вступают во взаимодействие с солями тяжелых металлов, с некоторыми кислотами с образованием нерастворимых осадков (реакции с общеалкалоидными реактивами и микрокристаллоскопические реакции).4. Некоторые алкалоиды способны давать окрашенные соединения с кислотами за счет дегидратации. Окрашенные продукты могут получаться при окислительно-восстановительных реакциях алкалоидов, при реакциях конденсации.5. Большинство алкалоидов, имеющих хромофорную систему, обладает характерным светопоглощением в УФ области спектра.6. Алкалоиды имеют характерное светопоглощение в ИК - области спектра.

Химико-токсикологическое исследование на алкалоиды складывается из ряда этапов:1. Изолирование алкалоидов из биологического объекта.2. Очистка полученного извлечения от сопутствующих (балластных) веществ.3. Идентификация алкалоидов.4. Количественное определение.1. Изолирование алкалоидов из биологического материала можно проводить общими методами для группы «нелетучих» ядов - подкисленным спиртом, водой, подкисленной щавелевой кислотой, либо частным методом -водой, подкисленной серной кислотой, по В.Ф. Крамаренко. Для жидких алкалоидов, основания которых летучи с водяным паром, в качестве метода изолирования может быть применена перегонка с водяным паром. Для некоторых алкалоидов, например, для пахикарпина, разработан метод электродиализа.

Оптимальное значение рН для изолирования алкалоидов на 1 стадии - при настаивании биологического материала с полярными растворителями (вода или этанол) - должно быть 2 - 3, чтобы перевести алкалоиды в солеобразные ионизированные формы, хорошо растворимые в воде. При этом степень ионизации a 100%. Кислая реакция среды, кроме того, способствует разрушению комплексов алкалоидов с белками, что увеличивает выход алкалоидов.

На 2 стадии изолирования - при экстрагирования алкалоидов из жидкой фазы неполярным органическим растворителем - рН устанавливается в пределах 9 - 10, что дает возможность перевести алкалоиды из солей в основания, т.е. молекулярные формы, хорошо растворимые в органических растворителях. При этом a → 0%.

Оптимальным экстрагентом для большинства алкалоидов является хлороформ, для

некоторых алкалоидов, например, морфина – смесь хлороформ: н-бутанол (9:1).2. Очистка извлечений от балластных веществ.Грубая очистка извлечений, содержащих алкалоиды, от балластных веществ, в частности белков, предусмотрена в некоторых методах изолирования. Так, в методе Стаса-Отто проводится осаждение белков абсолютным этанолом, а в методе В.Ф. Крамаренко - сульфатом аммония. Как правило, грубая очистка приводит к потерям алкалоидов за счет их соосаждения с белками.К более тонким методам очистки относятся:1. Экстракционная очистка.2. Хроматография.3. Электродиализ1. Экстракционная очистка связана с экстракцией балластных веществ органическими растворителями из кислого водного раствора. При этом алкалоиды в виде солей остаются в водной фазе. Для выделения очищенных алкалоидов из водного раствора водную фазу подщелачивают гидроксидом аммония или натрия. При этом алкалоиды-соли переходят в алкалоиды-основания, которые экстрагируют органическим растворителем (хлороформом). Органическую фазу отделяют, растворитель испаряют, и остаток исследуют на наличие алкалоидов. При сильно загрязненных извлечениях очистку повторяют. Экстракционная очистка связана с частичными потерями алкалоидов за счет их перераспределения между водной и органической фазами. Такой вид очистки предусмотрен в методе В.Ф. Крамаренко, где балластные вещества экстрагируются из кислой водной фазы эфиром.2 . Хроматографические методы очистки являются более экономичными по сравнению с экстракционными. Используются следующие разновидности метода:• Адсорбционная колоночная хроматография (применена Л.М. Власенко для выделения и очистки морфина).• Гель-хроматография - разновидность колоночной хроматографии (предложена В.Ф. Крамаренко)• Хроматография в тонком слое сорбента (ХТС)• Электрофорез - применен для выделения и очистки резерпина Л.В. Песаховичем.Наибольшего внимания из перечисленных методов очистки заслуживает ТСХ благодаря своей доступности, простоте выполнения и высокой разрешающей способности.3. Электродиализ применен Н.И. Вестфаль для очистки пахикарпина и стрихнина при выделении их из биологического материала. При этом в диализаторе создается электрическое поле, под действием которого ускоряется переход алкалоидов в водное извлечение через полупроницаемую мембрану, которая не пропускает крупные молекулы белков и продукты их распада, за счет чего и достигается очистка.3. Идентификация выделенных алкалоидов.С этой целью могут быть использованы как химические, так и физико-химические методы анализа.План судебно-химического исследования на наличие алкалоидов включает следующие этапы:а) Анализ начинают с общеалкалоидных осадительных реакций - в качестве

предварительных групповых проб.б) Затем проводят ХТС-скрининг - также в качестве предварительного теста, но более специфичного, благодаря индивидуальным величинам Rf для различных алкалоидов.в) Далее выполняют частные реакции на отдельные алкалоиды – реакции окрашивания и микрокристаллические реакции.г) Снимают спектральные характеристики алкалоидов в УФ и ИК-областях спектра.д) Для некоторых алкалоидов проводят фармакологические пробы.Исследование с общеалкалоидными осадительными реактивами проводится в качестве предварительных испытаний на наличие алкалоидов.Применение этих реактивов основано на свойстве алкалоидов давать даже в разбавленных растворах простые или комплексные соли с некоторыми кислотами, солями тяжелых металлов, комплексными иодидами и рядом других соединений.В литературе описано большое количество осадительных реактивов для алкалоидов. В настоящее время их известно более 250.Общеалкалоидные осадительные реактивы делят на 2 большие группы:1. Реактивы, дающие с алкалоидами простые соли:1. Раствор таннина, пикриновая, пикролоновая и некоторые другие органические кислоты.2. Реактивы, дающие с алкалоидами комплексные соединения, которые делятся на 2 подгруппы:а) реактивы, содержащие в своем составе металлоиды:1) I2/КI - реактив Бушарда-Вагнера,2) Н3РО4 .12МоО3 - фосфорномолибденовая кислота (реактив Зонненшейна),3) Н3РО4 . 12WО3 . 2Н2О- фосфорновольфрамовая кислота (реактив Шейблера).б) реактивы, содержащие в своем составе металлы:1)ВI3/КI-реактив Драгендорфа (К[ВiI4]),2) CdI3/KI - реактив Марме (K2[CdI4]),3) HgI2/KI - реактив Несслера (К2[НgI4]),4) H2[PtCl4] - платинохлористоводородная кислота,5) Н[АuCl4] - золотохлористоводородная кислота.Чувствительность реактивов неодинакова по отношению к различным алкалоидам. Наиболее чувствительными и чаще всего применяемыми в судебно-химической практике являются реактивы Шейблера, Зонненшейна, Драгендорфа и Бушарда-Вагнера (чувствительность реакций лежит в пределах 0,1-0,01 мкг)Обычно предварительные испытания на наличие алкалоидов проводят с двумя-тремя общеалкалоидными реактивами, чтобы получить достоверные результаты (т.к. не все алкалоиды одинаково реагируют со всеми реактивами, и реакции обладают различной чувствительностью). Реакции выполняются с солями алкалоидов. Для того, чтобы перевести алкалоид-основание, в виде которого он выделяется из биологического материала, в алкалоид-соль, остаток после испарения хлороформа растворяют в 1-2 каплях 0,1 М раствора HCl. Затем только добавляют реактив и наблюдают за результатом. При наличии алкалоидов наблюдается выпадение осадков или помутнение капли.Судебно-химическая оценка реакций.

Все общеалкалоидные осадительные реактивы не являются специфичными для алкалоидов. Кроме алкалоидов, осадки с указанными реактивами дают другиевещества, содержащие гетероатом азота (третичный). Это могут быть синтетические лекарственные вещества, белки и продукты их распада, аминокислоты и многие другие соединения. Исходя из этого, реакциям с общеалкалоидными осадительными реактивами придается только отрицательное судебно-химическое значение.Отрицательный результат реакций дает основание эксперту-химику сделать заключение о ненахождении алкалоидов и исключить их из дальнейшего хода исследования.Положительный результат (образование осадка) свидетельствует о присутствии в исследуемом объекте алкалоидов либо других азотсодержащих веществ основного характера и требует проведения подтверждающих исследований.ТСХ-скрининг алкалоидов более специфичен по сравнению с общеалкалоидными осадительными реактивами, хотя ему также придается ориентирующее значение в связи с неспецифичностью реагентов-проявителей алкалоидов на хроматограмме. Хроматографирование проводится в закрепленном тонком слое сорбента – силикагеля. В качестве подвижной фазы используются системы растворителей:- диоксан:хлороформ:ацетон:25% раствор аммиака (47,5:45:5:2,5),- толуол:ацетон:этанол:25% раствор аммиака (45:45:7,5:2,5) – в экспресс-анализа интоксикаций,- ацетон:хлороформ:25% раствор аммиака (24:12:1).Пробег растворителей составляет 10 см. Детектирование алкалоидов и синтетических лекарственных веществ основного характера на хроматограмме проводится реактивом Драгендорфа. В зонах расположения веществ появляются красно-оранжевые пятна.Чувствительность обнаружения составляет десятые доли микрограмма.Идентификацию алкалоидов и синтетических лекарственных веществ проводят по величине Rf относительно метчиков. В качестве метчиков используют хлороформные растворы стандартных веществ с определенной концентрацией. Величины Rf большинства токсикологически важных алкалоидов и азотсодержащих веществ основного характера приведены в справочных таблицах.Необходимость использования метчиков связана с колебаниями значений Rf ввиду трудностей соблюдения абсолютно стандартных условий хроматографического разделения.ХТС-скринингу придается отрицательное судебно-химическое значение.При отсутствии пятен на хроматограмме можно сделать заключение о ненахождении алкалоидов и других азотсодержащих лекарственных веществ основного характера и исключить их из дальнейшего хода исследования.Совпадение величины Rf испытуемого вещества с величиной Rf метчика дает возможность сделать предварительное заключение об их идентичности. Последующее подтверждение присутствия алкалоида проводится более специфичными реакциями и методами.В качестве подтверждающих реакций после хроматографического исследования используют реакции окрашивания и микрокристаллические реакции.1. Реакции окрашивания основаны на следующих процессах:

а) отнятие воды (дегидратация) под действием концентрированной серной кислоты (вератрин, бруцин и др.),б) окисление алкалоидов (кофеин - мурексидная проба, хинин - таллейохинная проба),в) одновременное окисление и отнятие воды (реакция с калия дихроматом в присутствии концентрированной кислоты серной - на стрихнин),г) конденсация с альдегидами (реактив Марки с опийными алкалоидами).Чаще всего для реакций окрашивания используются:1. Концентрированная кислота серная.2. Концентрированная кислота азотная.3. Смесь концентрированных серной и азотной кислот (реактив Эрдмана).4. Формалинсерная кислота (реактив Марки).5. Раствор молибдата аммония в концентрированной серной кислоте (реактив Фреде).6. Раствор ванадиевой кислоты (ванадата аммония) в концентрированной серной кислоте (реактив Манделина).Реакции окрашивания выполняются с основаниями алкалоидов Соответствующий реактив наносится на сухой остаток после испарения хлороформного извлечения.Реакции окрашивания могут быть специфичными для некоторых алкалоидов (бруцин, вератрин), или могут давать возможность обнаружения группы алкалоидов. Например, реактив Марки является групповым реагентом на опийные алкалоиды. Большинство реактивов, используемых для реакций окрашивания, имеют в своем составе концентрированную серную кислоту, поэтому при исследовании сильно загрязненных остатков может наблюдаться обугливание соэкстрактивных органических веществ. Поэтому степень чистоты остатка имеет немаловажное значение.Чувствительность реакций окрашивания составляет от нескольких мкг до сотых долей микрограмма.2. Микрокристаллические реакции являются очень ценными для доказательства алкалоидов в судебно-химическом анализе. Они основаны на способности алкалоидов образовывать кристаллы характерной формы при взаимодействии с некоторыми кислотами (пикриновой, пикролоновой, платино- и золотохлористоводородной - H2[PtCl4], Н[АuCl4]), солями тяжелых металлов и комплексными йодидами.Судебно-химическая оценка метода.Микрокристаллические реакции обладают высокой чувствительностью, надежностью и доказательностью. Результаты их наглядны, они могут быть зафиксированы в виде фотографий и представлены судебно-следственным органам в качестве приложения к акту судебно-химической экспертизы.Определение кристаллооптических констант образующихся продуктов значительно повышает надежность микрокристаллических реакций. В области кристаллооптического анализа алкалоидов большая работа проведена профессором В.Т. Поздняковой (Львовский медицинский институт). В ее монографии «Микрокристаллоскопический анализ фармацевтических препаратов и ядов» (1968 г.) рекомендован целый ряд микрокристаллических реакций на алкалоиды, пригодных для исследования биологического материала. Определены

кристаллооптические константы продуктов реакций (угол погасания, знак удлинения, показатели преломления).Являясь ценным методом доказательства алкалоидов, микрокристаллические реакции, в то же время, не лишены недостатков:при исследовании биологического материала присутствие соэкстрактивных веществ приводит к появлению кристаллов нехарактерной формы, нарушаются кристаллооптические константы, отмечается полиморфизм (присутствие одновременно кристаллов различных форм), поэтому требуется высокая степень чистоты выделенных веществ. Значительное влияние на надежность метода оказывает квалификация химика, навык в выполнении этих реакций.УФ- и ИК-спектроскопия является одним из наиболее важных способов идентификации алкалоидов. Для доказательства алкалоидов, выделенных из биологического материала, чаще используют УФ-спектроскопию как наиболее чувствительный метод. Гетероциклы, лежащие в основе строения отдельных групп алкалоидов, часто имеют характерные максимумы поглощения в УФ-свете. Так, производные пиридина имеют максимум при длине волны 260 нм, хинолина (изохинолина) – при 250, 290, 310 нм, индола – 260 (255) и 300 нм, пурина – 220, 260, 270 нм.Спектральные методы анализа требуют высокой степени чистоты выделенных веществ и сочетаются с предварительной очисткой.Фармакологические пробыВ том случае, если алкалоид оказывает характерное действие на живой организм, могут быть выполнены фармакологические пробы на животных, которые проводятся квалифицированным специалистом-фармакологом. Например, при доказательстве атропина капают водный раствор испытуемого вещества в глаз кошки. При наличии атропина наблюдается характерное стойкое расширение зрачка. Стрихнин и никотин, нанесенные на спинку лягушки, вызывают ее гибель в характерной позе («молящаяся лягушка» - стрихнин, «сидящая» - никотин).Фармакологические пробы оказывают существенную помощь химику-эксперту при доказательстве алкалоидов. В ряде случаев эти пробы не менее чувствительны и более специфичны, чем химические реакции.4. Количественное определение алкалоидов проводится фотометрическим и спектрофотометрическим методами (в видимой и УФ-областях спектра).1. Определение в УФ-области (200-400 нм) проводится по специфическому поглощению (абсорбции) самого алкалоида при наличии у него хромофорной системы. Интенсивность поглощения пропорциональна концентрации. Расчет ведут по уравнению закона Бугера-Ламберта-Бера.Определение проводится на спектрофотометре, т.к. закон Бера справедлив только для монохроматического излучения.2. Определение в видимой области (400-700 нм) основано на измерении абсорбции окрашенных комплексов алкалоидов с кислотными реагентами (пикриновой кислотой, тропеолином 00, метиловым оранжевым, бромфеноловым синим и т.п.). В этом случае образуются ионные ассоциаты, для образования которых большое значение имеет рН среды, т.к. в момент реакции и алкалоиды, и реагенты должны быть ионизированы. Окрашенные ионные ассоциаты могут быть экстрагированы из водной фазы органическим растворителем. Такое определение носит название

экстракционно-фотометрического.Окрашенные продукты могут быть получены также в реакциях окисления, восстановления, конденсации, азосочетания и некоторых других.Измерение абсорбции можно вести как на фотоэлектроколориметрах, так и на спектрофотометрах.Расчет концентрации проводится по градуировочному графику. При использовании спектрофотометрии можно использовать уравнение Бугера-Ламберта-Бера.Фотометрические методы анализа позволяют определять очень малые (несколько микрограммов) количества алкалоидов, но требуют высокой степени чистоты выделенного вещества, поэтому сочетаются с ТСХ- очисткой полученных извлечений.

^ АЛКАЛОИДЫ, ПРОИЗВОДНЫЕ ТРОПАНА

5.5.1. АТРОПИН

Атропин (сложный эфир троповой кислоты и тропина) содержится в красавке и скополии карниолийской и в некоторых др. растениях. Экстрагируется органическими растворителями из щелочных растворов.^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕТоксикологическое значение атропина определяется как широким применением его в медицинской практике (возможность передозировки), так и широким распространением растении, содержащих производные тропана (отравление частями растений). В медицине атропин применяется в глазной практике как средство, расширяющее зрачок, а также как спазмолитическое при бронхиальной астме, спастических коликах и т. п.Токсическое действие атропина и других алкалоидов этой группы характеризуется возбуждением, выражающимся в галлюцинациях, повышенной подвижности, громком бессознательном разговоре, смехе и т. п.; после такого возбуждения наступает угнетение. Атропин парализует также окончания парасимпатических нервов, иннервирующих мускулатуру (глаз, сердца, легких, желудка, кишечника), и железы (слюнные, потовые и др.). Впоследствии наступает расширение зрачков, сохраняющееся часто даже после смерти, нарушение зрения, сухость в носу, хрипота, кожа становится сухой и горячей; обнаруживаются и другие признаки отравления.Смертельная доза для человека 0,1 г. Из организма атропин выводится с мочой.Картина вскрытия трупа обычно малохарактерна. В доказательстве отравления важную роль может сыграть судсбно-фармакогностическое исследование остатков частей растений, если они найдены в желудке.

ФАРМАКОЛОГИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕ. Остаток после извлечения из щелочного раствора наносят на конъюнктиву глаза кошки или белой мыши. Для этого часть остатка растворяют в 1-3 каплях 1% раствора кислоты соляной и полученный раствор выпаривают без нагревания на часовом стекле. Затем остаток растворяют в 1-2 каплях воды и при помощи пипетки раствор наносят на слизистую оболочку (конъюнктиву) одного глаза кошки и наблюдают расширение зрачка. Другой глаз животного является контролем. Разница в величине зрачков особенно наглядна при поднесении к глазам яркого источника света. Расширение зрачка наступает обычно через 20-60 мин. Чувствительность реакции 0,02 мг. При очень малых количествах остатка реакцию удобнее производить на глазе белой мыши, но такое испытание требует большей подготовки и должно производиться фармакологом.

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов1.1. Реакция переведения атропина в полинитропроизводное и доказательство последнего (реакция Витали – Морена)В фарфоровую чашку вносят несколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества и при комнатной температуре выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 1 мл концентрированной азотной кислоты, жидкость на кипящей водяной бане выпаривают досуха. При этом сухой остаток приобретает жёлтую окраску. К сухому остатку с одной стороны прибавляют 3 – 5 капель ацетона, а с другой 1 – 2 капли 10% спиртового раствора калия гидроксида. При соприкосновении указанных растворов с сухим остатком появляется быстроисчезающая фиолетовая окраска.

Реакция неспецифична. Открываемый минимум 1 мкг.

 

тропин троповая кислота

1.2. Гидроксамовая пробаК сухому остатку (после испарения хлороформа) добавляют едкий натр до рН = 11, затем добавляют гидроксиламин и доводят рН до 1, с помощью концентрированной хлороводородной кислоты, и прибавляют 2 – 3 капли раствора железа (III) хлорида. Наблюдают красное окрашивание.Реакция неспецифична.

1.3. Реакция с п–диметиламинобензальдегидом и кислотой серной К 2 –3 каплям исследуемого раствора прибавляют 3 – 5 капель 0,5% раствора п–диметиламинобензальдегида в концентрированной серной кислоте. Жидкость взбалтывают, а затем нагревают на кипящей водяной бане 5 – 10 мин. При наличии атропина появляется красная окраска, переходящая в вишнёво–красную, а затем и фиолетовую.Реакция неспецифична.

^ МИКРОКРИСТАЛЛИЧЕСКИЕ РЕАКЦИИ1. Реакция с солью РейнекеСухой остаток исследуемого вещества растворяют в капле 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и соединяют на предметном стекле с каплей свежеприготовленного 1% раствора соли Рейнеке, выделяется аморфный сиреневого цвета осадок, быстро кристаллизующийся при стоянии. Образование сростков кристаллов с ромбовидными концами указывает на наличие атропина в пробе.Открываемый минимум 0,1 мкг.2. Реакция с пикриновой кислотойСухой остаток исследуемого вещества на предметном стекле растворяют в капле 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и соединяют с каплей 0,5% раствора пикриновой кислоты. При наличии атропина через 15 – 20 мин образуются тонкие пластинки пикрата атропина светло–жёлтого цвета, отдельные и собранные в сростки.Открываемый минимум 5 мкг.

3. Реакция с бромной водойОстаток исследуемого вещества обрабатывают каплей 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и каплей насыщенного раствора брома. В ту же минуту выделяется осадок, состоящий из жёлтых и красно–бурых кристаллов рисообразной и игольчатой формы. При стоянии препаратов кристаллы растворяются.Открываемый минимум 0,016 мкг.^ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯПри нанесении исследуемого раствора на конъюнктиву глаза кошки (мыши) наблюдают расширение зрачка.

5.5.2. СКОПОЛАМИН

Скополамин относится к числу алкалоидов, которые содержатся в некоторых видах дурмана, скополии японской и др. Он представляет собой сложный эфир спирта скопина и троповой кислоты. Экстрагируется из щелочных растворов.^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕСкополамин применяется в качестве успокаивающего и снотворного средства при состояниях моторного возбуждения, маниакальных состояниях, бессоннице.По физиологическому действию скополамин напоминает атропин. Однако у скополамина более выражено действие на центральную нервную систему, а парасимпатический эффект менее стоек и проявляется лишь при больших дозах препарата. Смертельной дозой считают 0,1 г скополамина, но отмечается и повышенная чувствительность к нему (Э. Штаркенштейп, Э. Рост и И. Поль).

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с общеалкалоидными реактивами1.1. Реакция Витали – Морена1.2. Гидроксамовая проба1.3. Реакция с солью Рейнеке 1.4. Реакция с п–диметиламинобензальдегидом(Методики выполнения реакций 1 – 4 см. атропин).1.5. Реакция образования бромаурата скополаминаНесколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества наносят на предметное стекло и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют каплю 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и каплю реактива (смесь равных объёмов 5% раствора золотохлороводородной кислоты, концентрированной хлороводородной кислоты и ацетона). После этого к жидкости прибавляют 3 – 4 кристаллика калия бромида. При наличии скополамина образуются односторонние зубчатые дендриты светло–коричневого, жёлтого и красно–оранжевого цвета.Открываемый минимум 3 мкг.

Эта реакция используется для отличия от атропина.

5.5.3. КОКАИН

Кокаин получают из различных видов эритроксилона. Кокаин – дважды сложный эфир спиртокислоты экгонина, метилового спирта и бензойной кислоты. Экстрагируется из щелочных растворов.

^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕКокаин является ценным местноанестезирующим средством и применяется в глазной практике и для смазывания слизистой оболочки носоглотки. При приеме кокаина может возникнуть тяжелейшая наркомания - кокаинизм. Кокаин очень токсичен. Смертельная доза его по Кункелю и Коберту, составляет 1,2 г, хотя смерть может наступить и от приема 0,1-0,3 г. Симптомы отравления кокаином разнообразны и характеризуются действием как на центральную, так и на периферическую нервную систему. Действие кокаина проявляется в виде опьяняющего веселья, галлюцинаций, позднее появляются бред, страх, притупление пли потеря ощущения вкуса, слуха, зрения, расширение зрачков и понижение аккомодационной способности, конвульсии, паралич.Кокаин вызывал многочисленные отравления. В настоящее-время вследствие все большей замены его синтетическими анестетиками он сравнительно редко встречается как яд при химико-токсикологических исследованиях.Патологоанатомическая картина малохарактерна. Судьба его в организме достаточно не изучена, .хотя известно, что в печени животных под влиянием ферментов он прежде всего омыляется сначала с образованием бензоплэкгопнна, а затем экгонина и бензойной кислоты, которые обладают меньшей, чем кокаин, фармакологической активностью. Обнаружение кокаина в органах трупа возможно только через непродолжительное время после наступления смерти. Максимальные сроки, указанные в литературе, не превышают

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов.2. Реакции образования бензойно–этилового эфира.К сухому остатку прибавляют 2 мл концентрированной серной кислоты и 2 мл этилового спирта. Смесь нагревают на водяной бане в течение 5 мин – ощущается характерный запах бензойно–этилового эфира, запах ощущается лучше, если к смеси прибавить 5 – 10 кратный объём холодной воды.Реакция малочувствительна, её можно применять при исследовании порошков и

т.п.

Микрокристаллические реакции1. Реакции с калия перманганатомНесколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества наносят на предметное стекло и при комнатной температуре выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 1 капле 10% раствора хлороводородной кислоты. Этот раствор также выпаривают досуха и при комнатной температуре. Операцию переведения основания кокаина в гидрохлорид повторяют 2 – 3 раза. Затем к сухому остатку прибавляют каплю 1% раствора калия перманганата. При наличии кокаина через 10 – 20 мин проявляются красно–фиолетовые кристаллы, имеющие форму прямоугольных пластинок.Открываемый минимум 4 мкг.2. Реакции образования хлорплатината кокаинаК сухому остатку исследуемого вещества на предметном стекле прибавляют каплю 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и каплю 10% раствора платинохлороводородной кислоты. При наличии кокаина образуются светло–жёлтые кристаллы, имеющие форму перистых дендритов.Открываемый минимум 3 мкг.^ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯДля большей доказательности заключения о нахождении кокаина и объектах исследования производят опыт на животном. Остаток после испарении хлороформа из щелочной хлороформной вытяжки растворяют в 1-2 каплях 1% раствора соляной кислоты и выпаривают при комнатной температуре. Сухой остаток растворяют в нескольких каплях воды и вводят (как при исследовании на наличие атропина) в глаз кошки, лягушки или белой мыши. В присутствии кокаина наблюдается расширение зрачка. При исследовании таких объектов, как остатки порошка, пилюли (по не внутренние органы трупа и не рвотные массы), каплю раствора наносят на язык - появляется характерное онемение, потеря чувствительности.В присутствии кокаина наблюдается расширение зрачка, при нанесении на язык (если исследуется остаток порошка, пилюли, но не внутренние органы трупа и рвотные массы) появляется характерное онемение, потеря чувствительности.

^ ПРОИЗВОДНЫЕ П–АМИНОБЕНЗОЙНОЙ КИСЛОТЫ

5.5.4. НОВОКАИН

Синтетический заменитель кокаина. Бесцветные кристаллы без запаха, горько вяжущего вкуса. При нанесении чистого препарата на кончик языка возникает чувство онемения. Экстрагируется из щелочных растворов.

^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕНовокаин является местноанестезирующим средством. Отравления им связаны тишь с его медицинским применением (передозировка, идиосинкразия к препарату и т. п.). Будучи введен в организм человека, он быстро поступает в кровь и в течение 24 часов выделяется мочой. При этом только - 2% его выводится в неизмененном состоянии. Около 90% вещества выделяется в виде метаболитов продукта его гидролиза п-аминобензойной кислоты.^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Гидроксамовая проба(См. обнаружение атропина)3. Реакция образования азокрасителяК исследуемому раствору прибавляют 1% раствор хлороводородной кислоты, а затем по каплям 1% раствор натрия нитрита до тех пор, пока не начнёт окрашиваться в синий цвет йодкрахмальная бумажка. Через 5 мин жидкость подщелачивают 2% раствором едкого натра до щелочной реакции и прибавляют щелочной раствор b–нафтола. При наличии новокаина раствор приобретает красно–оранжевую окраску.

3. Реакция с калия перманганатомК исследуемому раствору добавляют калия перманганат. При наличии новокаина происходит моментальное обесцвечивание.

Микрокристаллические реакции1. Реакции с реактивом ДрагендорфаОт прибавления капли реактива Драгендорфа к сухому остатку исследуемого вещества образуется осадок. При наличии новокаина кристаллический осадок состоит из прямоугольных пластинок красно–бурого цвета.2. Реакции с реактивом, состоящим из раствора свинца йодида в калия йодидеК исследуемому раствору прибавляют раствор свинца йодида в калия йодиде. Полученный осадок, состоящий из рыхлых скоплений кристаллов, сравнивают под микроскопом с кристаллами, полученными из чистого новокаина.

5.5.5. ДИКАИН

Синтетический заменитель кокаина. Экстрагируется органическими растворителями из щелочных растворов. Дикаин - желтоватый кристаллический порошок без запаха, горьковатого вкуса, хорошо растворим в воде и спирте, нерастворим в эфире.Изолируется из биологического материала подкисленным спиртом или подкисленной водой, а затем органическим растворителем из щелочных растворов.

^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕДикаин широко применяется в медицинской практике как сильное местноанестезирующее средство. Он токсичнее новокаина в несколько раз. Имели место отравления, связанные с ошибочным введением дикаина вместо новокаина.

^ РЕАКЦИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Гидроксамовая проба(См. обнаружение атропина)3. Реакция Витали – Морена(См. обнаружение атропина)4. Реакция с раствором натрия нитритаК 1 капле исследуемого раствора прибавляют каплю 30% раствора натрия нитрита. При наличии дикаина в растворе образуется осадок, состоящий из тонких,

раздвоенных на концах призм.Открываемый минимум 0,01 мкг.Реакция используется для отличия от новокаина (с новокаином осадок не выделяется).

^ АЛКАЛОИДЫ ПРОИЗВОДНЫЕ 1–МЕТИЛПИРРОЛИЗИДИНА5.5.6. ПЛАТИФИЛЛИН

Является одним из алкалоидов крестовников семейства сложноцветных. Экстрагируется из щелочных растворов.Реакции обнаружения1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Гидроксамовая проба(См. обнаружение атропина)

 

платинецин сенециониновая кислота

3. Микрокристаллическая реакция образования рейнеката платифиллинаОстаток исследуемого вещества растворяют в капле 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и соединяют на предметном стекле с каплей свежеприготовленного 1 % раствора соли Рейнеке. Через 10 – 15 мин выделяются игольчатые кристаллы, собранные в сфероиды.

Открываемый минимум 2,7 мкг.4. Микрокристаллическая реакция образования бромаурата платифиллинаПри наличии платифиллина образуются сростки светло–коричневых игольчатых кристаллов в виде снопов и пучков.Открываемый минимум 4 мкг.

^ АЛКАЛОИДЫ, ПРОИЗВОДНЫЕ ХИНОЛИНА5.5.7. ХИНИН

Хинин является одним из главных алкалоидов хинной коры. Исследование на наличие хинина производится при специальных заданиях или наводящих данных. Экстрагируется из щелочных растворов.

^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕПрименение хинина в медицине основано на его специфической токсичности но отношению к плазмодиям - возбудителям малярии. Являясь средством, усиливающим сокращение матки, хинин неоднократно приводил к криминальным отравлениям. Смерть при отравлении хинином наступает от паралича дыхания и сердца.Побочное общетоксическое действие хинина как лекарственного средства, проявляющееся при больших дозах в сильной головной боли, шуме в ушах, поносе, кожных сыпях, расстройстве зрения и слуха и т. п., служило поводом к детальному изучению химии хинина и синтезу антималярийных препаратов, содержащих в своей основе гетероциклическую систему хинина, а также акридина.

Будучи введен в организм, хинин претерпевает ряд превращений п выводится с мочой и частично с калом. Метаболитами хинина в моче являются 2-гидроксихинин и 2-гидроксихинин, т. е. продукты окисления хинина в положении 2 хинуклидинового ядра и в положении 2-хинолнна.

^ РЕАКЦИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Обнаружение хинина по флуоресценцииЧасть исследуемого хлороформного раствора помещают в пробирку, хлороформ испаряют при нагревании на теплой водяной бане. К сухому остатку добавляют 1 мл воды очищенной и 1 мл разведённой серной кислоты. При наличии хинина появляется голубая флуоресценция, особенно хорошо наблюдаемая в УФ–свете. От прибавления к этой жидкости нескольких капель 0,1 моль/л раствора едкого натра интенсивность голубой флуоресценции ослабевает, а затем (при рН = 9) появляется фиолетовая флуоресценция.Если к раствору хинина, подкисленному серной кислотой, прибавить несколько капель бромной воды, разбавленной десятикратным объёмом воды (до полного тушения флуоресценции), а затем прибавить несколько капель 25 % раствора аммония гидроксида до щелочной реакции, то появляется жёлто–зелёная флуоресценция.

3. Талейохинная реакцияСухой остаток в фарфоровой чашке (после удаления хлороформа при нагревании на теплой водяной бане) смешивают с 1 мл воды очищенной. К раствору добавляют 2 – 3 капли (избегая избытка) насыщенной бромной воды, 2 – 3 капли 25 % раствора аммония гидроксида и 0,5 мл хлороформа. При наличии хинина наблюдают ярко–зелёное окрашивание хлороформного слоя; при подкислении окрашивание меняется, становится сначала синим (нейтральная реакция среды), а затем фиолетовым или красным (кислая среда).Формула талейохина выглядит следующим образом:

4. Эритрохинная реакцияНесколько капель исследуемого раствора выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 1 мл воды, затем 1 – 2 капли 1% раствора серной кислоты, каплю бромной воды и каплю 10 % раствора калия гексациано - (III) феррата.

Полученную жидкость хорошо взбалтывают, а затем к ней по каплям прибавляют аммиак до щелочной реакции. При наличии хинина появляется розовая или красно–фиолетовая окраска, которая при взбалтывании с хлороформом переходит в хлороформный слой.Открываемый минимум 10 мкг.

5. Реакция с раствором аммония роданидаК сухому остатку на предметном стекле добавляют каплю 0,1 моль/л раствора кислоты хлороводородной и каплю 10% раствора аммония роданида. Через 10 – 15 мин под микроскопом наблюдают игольчатые бесцветные кристаллы, собранные в сростки в виде характерных пучков.^ АЛКАЛОИДЫ, ПРОИЗВОДНЫЕ ИНДОЛА5.5.8. РЕЗЕРПИН

Главный алкалоид раувольфии змеиной. Представляет собой дважды сложный эфир, который при щелочном гидролизе распадается на метиловый спирт, резерпиновую и триметоксибензойную кислоты. Под влиянием света, воздуха, окислителей легко разлагается. Экстрагируется из щелочных растворов.

^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕРезерпин и различные его препараты имеют широкое применение в медицине.Резерпин токсичен. Он относится к нейролептическим веществам с выраженным «антипсихотическим» седативным действием. Резерпин обладает способностью кумулироваться в организме. При его приемах со стороны центральной нервной системы и Желудочно-кишечного тракта могут возникать разнообразные симптомы.Неправильное применение препаратов, содержащих резерпин, его передозировки его неоднократно служили причиной отравлений, в ряде случаев с летальным исходом. Как на симптомы отравления резерпином и его препаратами указывают на глубокий длительный: сон, адинамию, сонливость, суженные.зрачки,- одутловатость лица, гиперемию кожи, тошноту, рвоту, нарушение психики и т.д.Патологоанатомическая картина при отравлении резерпином нехарактерна. Одним из метаболитов резерпина (в моче и каловых массах) является продукт

^ РЕАКЦИЯ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов

2. Реакция флуоресценцииНесколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества вносят в фарфоровую чашку и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 2 – 3 капли 1% раствора кислоты уксусной, затем жидкость облучают УФ–светом. Появление жёлто–зелёной флуоресценции жидкости указывает на наличие резерпина.3. Реакция с ванилином в концентрированной серной кислотеК раствору исследуемого вещества прибавляют 2 – 3 капли 2% раствора ванилина в концентрированной серной кислоте. При наличии резерпина появляется фиолетовая окраска.Открываемый минимум 0,6 мкг.

Микрокристаллические реакции1. Реакции с раствором аммония роданидаСухой остаток растворяют в 1 капле 1% раствора уксусной кислоты. К полученному раствору прибавляют каплю 5% раствора аммония роданида. В присутствии резерпина образуются сростки кристаллов в виде дендритов (иногда через 2 ч).Реакция специфична. Открываемый минимум 0,1 мкг.2. Реакции с раствором ртути (II) хлорида в растворе натрия хлоридаНесколько капель исследуемого раствора наносят на предметное стекло и прибавляют каплю реактива (раствор, содержащий 1,0 г натрия хлорида и 0,5 г ртути (II) хлорида в 10 мл воды). Через 45 мин, а иногда и более минут образуются сферолиты из узких мечевидных пластинок.Открываемый минимум 0,1 мкг.

5.5.9. СТРИХНИН

Это главный алкалоид различных видов чилибухи. Стрихнин экстрагируется органическими растворителями, как из кислых, так и из щелочных растворов. 

^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕВ медицине широко применяется нитрат стрихнина. Использование нитрата стрихнина для уничтожения хищников приводило к случайным отравлениям, например, в результате смешивания стрихнина с порошками от головной боли и т. п. В местах произрастания растений рода Strichnos части его издавна использовались для уничтожения крупных хищников. Встречались случаи

отравления семенами.Известны случаи применения стрихнина в качестве орудия убийства.Стрихнин относится к числу сильных ядов, действующих на нервную систему. Смертельной дозой его считают 0,05-0,1 - 0,12-0,2 г. Дети в первые дни после рождения малочувствительны к этому алкалоиду. Стрихнин быстро всасывается слизистыми оболочками и медленно выделяется из организма, обладает свойством кумулироваться. Действует стрихнин главным образом на спинной и продолговатый мозг, повышает рефлекторную возбудимость спинномозговых центров, что клинически выражается в приступах титанических судорог, следующих друг за другом через небольшие промежутки времени, сознание сохраняется. Смерть наступает при явлениях асфиксии.При отравлениях применяют производные барбитуровой кислоты, хлоралгидрат, эфир, производят промывание желудка раствором калия перманганата, что необходимо учитывать при проведении исследования.Патологоанатомическая картина при отравлениях стрихнином нехарактерна. Отмечаются явления асфиксии с мелкими кровоизлияниями во внутренние органы. В органах трупа стрихнин довольно хорошо сохраняется. Данные различных авторов и наш опыт позволяют полагать, что этот алкалоид можно обнаружить в трупе даже через несколько лет (до 6 лет).

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакция окисления калия бихроматом в концентрированой кислоте сернойВ фарфоровую чашку вносят несколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют каплю концентрированной серной кислоты (смесь с водой 5 : 1). Содержимое перемешивают, а затем прибавляют кристаллик калия бихромата, который передвигают в растворе стеклянной палочкой. При наличии стрихнина наблюдается синее окрашивание в виде струек. Через некоторое время эта окраска переходит в фиолетовую, красную, а затем исчезает.Открываемый минимум 1 мкг.Этой реакции мешают бруцин, хинин, морфин, азотная кислота и др.3. Реакция с натрия ванадатом в концентрированой серной кислоте (реактив Манделина)К сухому остатку в фарфоровой чашке добавляют 1 каплю реактива Манделина. Наблюдают сине–фиолетовую окраску, постепенно переходящую в красную.4. Реакция Витали – Морена(Технику выполнения см. атропин) При этой реакции стрихнин даёт красно–фиолетовую окраску, а атропин – фиолетовую.

 

5. Гидроксамовая проба(См. атропин).

Микрокристаллические реакции1. Реакция с платинохлороводородной кислотойКаплю исследуемого хлороформного раствора испаряют на предметном стекле, остаток обрабатывают каплей 1% раствора азотной кислоты и испаряют досуха при комнатной температуре. Сухой остаток растворяют в капле воды очищенной и добавляют каплю 10% раствора платинохлороводородной кислоты. Через 5 – 10 мин образуются бесцветные призмы, у которых 2 грани расположены Х–образно (напоминают конверты).Открываемый минимум 0,5 мкг.2. Реакция с раствором пикриновой кислотыОстаток на предметном стекле растворяют в капле 0,1 моль/л раствора кислоты хлороводородной и добавляют 0,5% раствора пикриновой кислоты. Сразу же образуется жёлтый осадок, состоящий из мелких игольчатых кристаллов с закрученными концами, располагающихся отдельно и в виде сростков.Открываемый минимум 0,17 мкг.^ БИОЛОГИЧЕСКОЕ ИСПЫТАНИЕПри нанесении исследуемого раствора на спинку лягушки наблюдается при наличии стрихнина усиление рефлексов, тетанические судороги, затем в состоянии столбняка лягушка погибает в характерной позе.

АЛКАЛОИДЫ, ПРОИЗВОДНЫЕ ИЗОХИНОЛИНААЛКАЛОИДЫ И ПОЛУСИНТЕТИЧЕСКИЕ ПРОИЗВОДНЫЕ, СОДЕРЖАЩИЕФЕНАНТРЕНИЗОХИНОЛИНОВЫЙ ЦИКЛ5.5.10.МОРФИН

Морфин один из главных алкалоидов опия. В опии содержится 3 – 20% морфина. Плохо растворим в воде, эфире и др. органических растворителях. Как фенол морфин хорошо растворяется в едких щелочах. Оптически активен. Экстрагируется из щелочных водных растворов.ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Как морфин, так и большинство его производных являются ядами центральной нервной системы, которые даже в небольших количествах действуют избирательно на кору головного мозга и центр дыхания. При малых

количествах морфина и других препаратов опия происходит паралич центров коры головного мозга, воспринимающих болевую чувствительность, наступает спокойный, глубокий сон, чем обусловлено старое название «морфий» - в честь бога сна Морфея. Лишь позднее морфий стали называть морфином по аналогии с другими алкалоидами.Характерным проявлением действия морфина на кору головного мозга является состояние эйфории, что может привести к болезненному пристрастию к этому веществу - морфинизму, крайне тяжелому заболеванию.Морфинизм (опиомания) имеет судебное и судебно-медицинское значение, так как морфинисты способны на любое преступление, чтобы достать морфин. Количество алкалоида, переносимого ими, превышает несколько смертельных доз и может доходить до 3—4 г в сутки.Чувствительность различных животных к морфину неодинакова. Хорошо известна закономерность: чем выше организована центральная нервная система, тем чувствительнее реагирует она на морфин.Симптомы острого отравления морфином наступают обычно быстро, иногда уже через несколько минут, реже после 1-2 часов.Первые симптомы отравления морфином выражаются в головокружении, затемнении сознании, сопливости, которая переходит в неудержимое стремление спать, после чего наступает потеря чувствительности, сознания, развивается коллапс. Если больному в состоянии тяжелого коллапса не была оказана помощь, то дыхание становится очень слабым и смерть при острых отравлениях наступает от паралича дыхания.Смертельная доза морфина при приеме внутрь составляет от 0,1 до 0,5 г. Смерть может наступить и при приеме 0,6 г. Иногда человек переносит большие дозы. Очень чувствительны к морфину и препаратам опия дети. У грудного возраста детей уже одна капля опийной настойки может вызвать опасное для жизни отравление. Гадамер указывает, что при использовании отвара незрелых головок мака («чай сна», или «сок сна») нередко происходили отравления со смертельным исходом.Кодеин и дионин благодаря введению метильной и этильной групп вместо водорода фенольного гидроксила, а также папаверин и наркотин значительно менее токсичны, чем морфин. Они обладают слабым наркотическим действием, в связи с чем являются более слабыми болеутоляющими средствами, но зато сильнее, чем морфин, парализуют средний отдел головного мозга. Токсические дозы кодеина могут привести к судорогам вследствие действия на спинной мозг. Кодеин и дионин применяются в качестве средств, успокаивающих кашель, а дионин, кроме того, используется в глазной практике.Апоморфин в отличие от морфина не обладает анальгетическим действием. Он оказывает сильное возбуждающее действие па центральную нервную систему и особенно на рвотный центр, расположенный в продолговатом мозгу. Это свойство используется при назначениях апоморфина в качестве рвотного и отхаркивающего, а также при лечении от алкоголизма. Большие дозы апоморфина вызывают состояние возбуждения, сильного беспокойства и могут закончиться параличом головного и продолговатого мозга.Острое отравление апоморфином сопровождается потерей сознания, чувством удушья, рвотой. В тяжелых случаях наблюдается коллапс. Смерть наступает от паралича модулярных центров. Максимальная доза 0,01 г, однако и 0,008 г иногда могут вызвать тяжелое отравление.Судьба морфина, а тем более его гомологов и производных в организме человека изучена недостаточно. Известно, что при острых отравлениях морфином, введенным внутривенно, он очень быстро исчезает из крови, а концентрация его в организме прогрессивно снижается. Значительная часть морфина выделяется слизистой оболочкой желудочно-кишечного тракта, другая часть (до 30%) поступает в печень, где подвергается превращению в неядовитые соединения (глюкурониды) за счет фенольного и спиртового гидроксилов, в почки, легкие, желудок. В головной и спинной мозг морфин поступает в виде оксидиморфина. Он прочно связывается с липоидами, вызывая сильное

функциональное расстройство клеток головного мозга, а затем разрушается.Патологоанатомическая картина при отравлениях морфином (отравления другими производными этой группы сравнительно редки) нехарактерна. При отравлениях опием иногда обнаруживаются остатки опия в желудке и ощущается специфический запах. Иногда наблюдаются кровь в сердце в виде сгустков, отек мозга и легких, гиперемия мозга, переполнение мочевого пузыря.Учитывая распределение морфина в организме при отравлениях, химико-токсикологическому исследованию следует подвергать желудок и кишечник с содержимым, печень, селезенку, почки, легкие, кровь, мочу, а также головной и спинной мозг.

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакции окрашиванияС реактивом Марки (характерный реактив для опийных алкалоидов). Реакция чувствительна, но не специфична.

В химико–токсикологическом анализе реакции с реактивом Марки придается отрицательное значение. Подтверждающие реакции на опийные алкалоиды выполняют только при положительном результате этой реакции.

Таблица 3. Реакции окрашивания опийных алкалоидов с различными реактивами.

Вещество Реактивы

Марки  Фреде  Манделина Раствор железа (III)

формальдегид в концентрированной Н2SO4

Натрия молибдат в концентрированной Н2SO4

натрия ванадат в концентрированной Н2SO4

хлорида

1  2  3  4  5

Морфин красно–фиолетовое ® фиолетовое ® розово–фиолетовое

фиолетовое ® бледно–розовое

фиолетовое ® бледно–розовое

сине–фиолетовое

Кодеин сине–фиолетовое фиолетово–зелёное зелёное ® синее ¾

Этилморфин

зелёное ® синее ® сине–фиолетовое

зелёно–синее зелёное ® синее ¾

Апоморфин фиолетовое ® грязно–зёленое

фиолетовое ® грязно–зёленое

фиолетовое ® грязно–зёленое

фиолетовое ® грязно–зёленое

® чёрное

Папаверин розовое ® фиолетово–красное ® пурпурно–красное

сине–зелёное ¾ ¾

3. Реакция с йодноватой кислотойПри взбалтывании раствора морфина, слабо подкисленного серной кислотой, с раствором йодноватой кислоты или с раствором калия йодата, не содержащим йодидов, выделяется свободный йод, который при взбалтывании с хлороформом переходит в хлороформный слой, окрашивая его в фиолетовый цвет.

KIO3 + 5 KI + 6 HCl ® 3 I2 + 6 KCl + 3 H2O

4. Реакция с калия гексациано– (III) ферратом железа (III) хлоридомК водному раствору исследуемого вещества прибавляют несколько капель смеси растворов калия гексациано– (III) феррата и железа (III) хлорида. При наличии морфина появляется синяя окраска или осадок (образование берлинской лазури).

3 K4[Fe(CN)6] + 4 FeCl3 ® Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 KCl

Микрокристаллические реакции1. С раствором кадмия йодидаНесколько капель исследуемого хлороформного раствора испаряют на предметном стекле, остаток растворяют в одной капле 0,1 моль/л раствора кислоты хлороводородной и добавляют 1 каплю 15% раствора кадмия йодида, очень быстро наблюдается выделение белого осадка, состоящего из бесцветных игл, собранных в пучки.Открываемый минимум 2,5 мкг.2. Реакция с солью РейнекеК сухому остатку исследуемого вещества на предметном стекле добавляют каплю 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и каплю 1% свежеприготовленного раствора соли Рейнеке, сразу же образуется сиреневый осадок, кристаллизующийся через несколько минут в тонкие игольчатые кристаллы, собранные в густые сростки.Открываемый минимум 2 мкг.3. С раствором ртути (II) хлоридаОсадок на предметном стекле растворяют в одной капле 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты; раствор соединяют с каплей 5% раствора ртути (II) хлорида и в месте соединения раствора предметное стекло потирают стеклянной

палочкой. Через 3 – 5 мин под микроскопом наблюдаются сростки игольчатых кристаллов в виде пучков.4. С раствором йода в калия йодиде (реактив Бушарда-Вагнера)При наличии морфина образуется кристаллический осадок – сростки из прямоугольных пластинок красно–оранжевого цвета.Открываемый минимум 30 мкг.5.5.11. КОДЕИН

Кодеин является монометиловым эфиром морфина, содержится в опии от 0,2 до 2 %. Экстрагируется из щелочных растворов.

^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕТоксикологическое значение кодеина определяется широким применением его препаратов в медицинском практике и возможностью развития пристрастия.

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакции окрашивания3. Микрокристаллическая реакция с раствором кадмия йодида(Выполнение реакции см. морфин). Выделяется белый аморфный осадок, кристаллизующийся через 10 – 20 мин. Под микроскопом видны призматические кристаллы, одиночные и собранные в сростки.Открываемый минимум 13 мкг.

5.5.12. ЭТИЛМОРФИН

Этилморфин является моноэтиловым эфиром морфина. Его получают синтетическим путем из морфина. Экстрагируется из щелочных растворов.

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакции окрашивания3. Микрокристаллическая реакция с ртути (II) хлоридом

(Выполнение реакции см. морфин). При наличии этилморфина через несколько минут появляются бесцветные тонкие призматические кристаллы.Открываемый минимум 14 мкг.

5.5.13. АПОМОРФИН

Его получают при нагревании морфина с концентрированной серной и хлороводородной кислотами. Экстрагируется из щелочных растворов. Вытяжки из биологического материала, содержащего апоморфин, в ряде случаев имеют зелёную или грязно–зелёную окраску.

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакции окрашивания3. Реакция ПеллагриВ сухую пробирку вносят 5 – 6 капель хлороформного раствора исследуемого вещества, который выпаривают при комнатной температуре. Сухой остаток растворяют в 0,5 мл воды и прибавляют 3 – 4 капли 10% раствора натрия карбоната. Затем в пробирку по каплям вносят 5 – 6 капель спиртового раствора йода. Появление зелёной окраски указывает на наличие апоморфина. Если к раствору, имеющему зелёную окраску, прибавить 0,5 – 1,0 мл этилового эфира и взболтать, то водный раствор сохраняет эту окраску, а эфирный слой приобретает пурпурно–красную.4. Реакция с железа (III) хлоридомНесколько капель хлороформной вытяжки вносят в пробирку и выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 3 – 5 каплях разведённой хлороводородной кислоты, а затем раствор выпаривают на водяной бане досуха. Сухой остаток растворяют в 3 – 5 каплях воды и к раствору прибавляют каплю 0,1% раствора железа (III) хлорида. В присутствии апоморфина появляется синяя окраска. В зависимости от количества апоморфина в пробе может появляться розово–красная окраска, переходящая в фиолетовую, а затем в чёрную.

5.5.14. ПРОМЕДОЛ

Экстрагируется хлороформом из щелочных и частично из кислых растворов.

Реакции обнаружения1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакции окрашивания с цветными реактивами3. Микрокристаллическая реакция образования ализарината промедолаСухой остаток обрабатывают 1 – 2 каплями 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и смешивают на предметном стекле с одной каплей 0,2% водного раствора ализарина красного. Через 5 – 10 мин, а при незначительных концентрациях через 1,5 – 2 ч (при хранении во влажной камере) появляются сростки из игольчатых и узкопластинчатых кристаллов.

^ АЛКАЛОИДЫ И СИНТЕТИЧЕСКИЕ АНАЛОГИ, СОДЕРЖАЩИЕ ЯДРО БЕНЗИЛИЗОХИНОЛИНА

5.5.15. ПАПАВЕРИН

Папаверин содержится в опии в количестве 0,4 – 1,5%. Как слабое основание он извлекается хлороформом из щелочных и кислых растворов.^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакции окрашивания с цветными реактивами·с реактивом Марки реакцию можно проводить двумя способами:1) сухой остаток папаверина с реактивом Марки на холоду даёт розовую окраску при нагревании переходящую в фиолетово–красную или пурпурно–красную.2) от прибавления реактива Марки к сухому остатку папаверина появляется розовая окраска. Если к раствору прибавить кристаллик калия перманганата, то окраска переходит в голубую.·с реактивом Эрдмана образуется красное окрашивание;·с реактивом Фреде образуется зелёное окрашивание;·с реактивом Манделина образуется сине–фиолетовое окрашивание.

3. Реакция с железа (III) хлоридом и кислотой сернойСухой остаток растворяют в 1 – 2 каплях концентрированной серной кислоты, добавляют 1 каплю 0,1% раствора железа (III) хлорида, нагревают. В присутствии папаверина появляется фиолетовая окраска.4. От действия водного раствора йода папаверин окрашивается в красный цветМикрокристаллические реакции1. Реакция с натрия цианидомОстаток на предметном стекле растворяют в капле 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и добавляют каплю 0,5% раствора натрия цианида, через 10 – 15 мин образуется осадок, состоящий из призматических кристаллов, собранных в сферолиты.Открываемый минимум 0,5 мкг.2. С раствором кадмия хлоридаОстаток на предметном стекле растворяют в капле 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и раствор соединяют с каплей 10 % раствора кадмия хлорида. При наличии папаверина образуются сростки из тонких пластинок кубической формы.Открываемый минимум 10 мкг.

^ 5.5.16.НО – ШПА (ДРОТАВЕРИН)

По физическим свойствам очень схожа с папаверином. Являясь слабым основанием, экстрагируется хлороформом из щелочных и кислых растворов.

Реакции обнаружения1. Реакция с концентрированной кислотой сернойК сухому остатку в фарфоровой чашке добавляют 1 каплю концентрированной серной кислоты, наблюдают жёлтое окрашивание.2. Реакция с ализариновым краснымНа сухой остаток на предметном стекле наносят 2 – 3 капли раствора ализаринового красного в уксусной кислоте. Через 5 – 10 мин под микроскопом наблюдают сростки кристаллов в виде розеток, окрашенных в жёлтый цвет.Открываемый минимум 13 мкг.

5.5.17. НАРКОТИН

Наркотин входит в состав алкалоидов опия в количестве 2 – 12%. Является слабым третичным основанием, а потому экстрагируется как из щелочных, так и из кислых растворов. Химико–токсикологическое значение наркотин имеет при доказательстве наличия опия.

Реакции обнаружения1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакции окрашивания с цветными реактивами· с концентрированной кислотой серной: жёлтое, быстро переходящее в жёлто–красное, а через несколько часов – вишнёво–красное;· с реактивом Эрдмана: интенсивная красная окраска;· с реактивом Марки: фиолетовое окрашивание, быстро переходящее в зелёное и жёлтое;· с реактивом Фреде: сначала даёт нехарактерное синевато–зелёное окрашивание, но при избытке аммония или натрия молибдата окрашивание переходит, особенно после умеренного нагревания, в вишнёво–красное.

^ АЛКАЛОИДЫ, ПРОИЗВОДНЫЕ ПИРИДИНА И ПИПЕРИДИНА Исследование на эти алкалоиды производится главным образом при наличии специальных заданий судебно-следственных органов, наводящих указаний в материалах дела, а также при наличии характерного маслянистого, иногда со специфическим запахом остатка.

5.5.18. КОНИИН

Главный алкалоид омега пятнистого, болиголова или цикуты пятнистой. Кониин – бесцветная маслянистая жидкость с неприятным запахом, напоминающим запах мышиной мочи. Экстрагируется органическими растворителями из щелочных растворов и можно использовать перегонку с водяным паром (удобна для исследования свежего биоматериала).ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Ядовитые свойства болиголова, как и его лечебные свойства, были известны еще в глубокой древности. По свидетельству историков, греки давали государственным преступникам, осужденным на

смертную казнь, в качестве яда смесь опия с экстрактом болиголова. «Маслом» Conium maculatum был отравлен древнегреческий философ Сократ.Основное количество отравлений кониином - несчастные случаи при употреблении в пищу корня болиголова вместо хрена или листьев его вместо петрушки. Имеются указания на отравления в результате смешения плодов Conium maculatum L. с плодами аниса. Описаны случаи отравления болиголовом детей. При выпасе скота в местах произрастания болиголова или при кормлении животных свежей травой с примесью этого растения возможны отравления домашних животных.Признаки отравления кониином наступают быстро вследствие легкой всасываемости его. Он вызывает паралич центральной нервной системы, окончаний двигательных и чувствительных нервов (обездвиживание, потеря чувствительности), усиление секреции желез (слюнотечение, тошнота, рвота, понос), нарушение дыхания; смерть наступает от паралича дыхания.Картина отравления кониином довольно сложна. Описывают три основные формы: паралитическую (форма Сократа), бредовую и форму головокружения с расстройством зрения. Чаще всего эти формы совпадают. При испытании на лягушках кониин действует курареподобно.Патологоанатомическая картина при отравлениях кониином нехарактерна. Смертельная доза кониина точно неизвестна. Н. В. Попов считает, что для человека она равна 0,5—1 г.Из организма кониин выделяется легкими и почками, частично в измененном состоянии. Для химико-токсикологического исследования при отравлениях наиболее пригодны желудок и кишечник с содержимым, печень. Желательно подвергать исследованию также мочевой пузырь с содержимым, почки, мышечную ткань и кровь. Помощь при химическом исследовании может оказать нахождение частей растения в содержимом желудка и кишечника. Особенно характерны плоды болиголова.В органах трупа кониин может сохраняться в течение некоторого времени. А. В. Ахутиной удавалось обнаруживать кониин через 4 месяца после добавления его к биологическому материалу животного происхождения при хранении его в закрытых стеклянных банках при комнатной температуре.

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакции образования меди дитиокарбамината (реакция с солями меди и сероуглеродом)В микропробирку вносят каплю раствора исследуемого вещества, подкисленного уксусной кислотой, прибавляют каплю 5% раствора меди сульфата, а затем аммиак до щелочной реакции. К полученному раствору прибавляют 2 капли смеси сероуглерода и бензола (1:3) и взбалтывают. При наличии кониина бензольный слой приобретает коричневую или жёлтую окраску.Открываемый минимум 2 мкг.

3. Реакции образования кониина йодвисмутатаНа предметное стекло наносят 2 – 3 капли хлороформного раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. Сухой остаток растворяют в 1 капле 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты. Прибавляют каплю реактива Драгендорфа. После этого предметное стекло помещают во влажную камеру на 10 – 15 мин, а затем под микроскопом рассматривают форму образовавшихся кристаллов. При наличии кониина образуются оранжево–красные кристаллы, имеющие форму ромбов, параллелограммов или сростков из них.Открываемый минимум 3,5 мкг.4. Получение сублимата хлоргидрата кониинаНесколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества вносят в маленький тигель и при комнатной температуре выпаривают досуха. К остатку прибавляют 2 – 3 капли 1% раствора хлороводородной кислоты. Жидкость оставляют при комнатной температуре почти до полного выпаривания. Затем тигель накрывают предметным стеклом и 20 – 30 мин нагревают на песочной бане (120 – 1300), постоянно охлаждая предметное стекло влажным тампоном. После этого образовавшийся на предметном стекле сублимат рассматривают под микроскопом. При наличии кониина в поле зрения микроскопа видны бесцветные игольчатые кристаллы.Открываемый минимум 0,33 мкг.

5.5.19. АРЕКОЛИН

Главный алкалоид арековой пальмы. Относится к алкалоидам, основания которых являются жидкостями. Экстрагируется аналогично кониину. Она произрастает в Индии и на Цейлоне, культивируется в южных провинциях Китая, на островах Индонезии, в Австралии. Ареколин содержится главным образом в плодах пальмы в количестве 0,1—0,5%.ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Ареколин применяется в качестве противоглистного и слабительного средства в ветеринарии, в офтальмологии.По своему физиологическому действию ареколин близок мускарину и ацетилхолину. Он снижает кровяное давление, усиливает слюноотделение, вызывает сокращение гладкой мускулатуры, а также сужение зрачка. В малых дозах возбуждает, а в больших парализует центральную нервную систему. Наиболее сильное действие ареколин оказывает на пищеварительный канал усиливает секрецию пищеварительных желез и вызывает сильную перистальтику

кишечника.Высшая лечебная доза 0,5—1,5 мг. Ареколин очень токсичен.В качестве антагониста при отравлениях ареколином применяется атропин.Как и большинство алкалоидов, ареколин не дает характерных изменений в органах трупа, поэтому химико-токсикологическое исследование в таких случаях играет большую роль. При подозрениях на отравление ареколином имеет значение исследование органов желудочно-кишечного тракта и ткани мозга.

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Гидроксамовая проба(Методику проведения см. атропин)

Микрокристаллические реакции1. Реакция с реактивом Драгендорфа(Методику проведения см. кониин). При наличии ареколина образуются оранжево–красные кристаллы, представляющие собой сростки из ромбов и параллелограммов.Открываемый минимум 0,2 мкг.2. Реакции с пикриновой кислотойК сухому остатку на предметном стекле добавляют каплю 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты, а затем прибавляют 1 каплю 0,5% раствора пикриновой кислоты. Через несколько минут появляются тёмно–зелёные кристаллы (сферолиты, со временем распадающиеся на отдельные призматические кристаллы).Открываемый минимум 0,2 мкг.

5.5.20. НИКОТИН

Алкалоид, содержащийся в некоторых видах табака. Представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, быстро темнеющую на воздухе. Экстрагируется из щелочных растворов и путем перегонки с водяным паром.ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ. Никотин, его сернокислая соль, настои из табачных листьев и препарат никотина с серой или каким – либо наполнителем (никодуст) применяются в сельском хозяйстве в качестве контактных инсектофунгицидов. Никотин используется также в ветеринарии при лечении чесотки и других паразитарных заболеваний кожи, Имеются указания на антибактериальное действие никотина.

В медицинской практике никотин в силу своей токсичности не применяется, но имеет большое практическое значение как основной источник получения никотиновой кислоты и ее производных.Отравления никотином возможны как криминальные, так и случайные. На производстве имеют место отравления при вдыхании воздуха, содержащего табачную и махорочную пыль (особенно при производстве и сушке табака), а также через кожу при работе с растворами никотина или табачными настоями. В литературе описаны смертельные отравления никотином при опрыскивании растений.Никотин является нервным ядом и действует в первую очередь на ганглии вегетативной нервной системы, сначала возбуждая, а затем парализуя их. Он обладает также некоторым местным раздражающим действием. В случаях острого отравления никотином отмечаются головная боль, головокружение, слабость, рвота, понос, сердцебиение или замедление пульса, затрудненное дыхание, слюнотечение, сужение зрачков, охлаждение конечностей, в еще более тяжелых случаях - бессознательное состояние, тяжелая одышка, судороги. Смерть наступает от паралича дыхания и сердца.Смертельная доза никотина, по данным различных авторов составляет от 0,01 до 0,08 г.Предельная концентрация табачной пыли в воздухе производственных помещений по ГОСТ 1924-27 равняется 0,003 мг/л. Отравление при курении у непривычного к табаку человека может наступить от 1-4 мг никотина.Из организма никотин выделяется с мочой, калом, а также легкими, частично потовыми и слюнными железами. Никотин обладает способностью проникать через плаценту. Обнаруживается в плоде. При внутримышечном введении крысам наибольшая концентрация его обнаруживается в головном и спинном мозге. Патологоанатомическая картина при отравлениях никотином нехарактерна.В органах никотин сохраняется довольно долго. Вопросам распределения и биотрансформации никотина посвящена обширная литература. Основным метаболитом никотина в организме считают котинин, в малых количествах обнаружены оксикотинин и еще 6 других метаболитов.

^ РЕАКЦИИ ОБНАРУЖЕНИЯ1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакция с формальдегидомНа часовое стекло наносят 1 – 2 капли исследуемого раствора и 2 капли 4% водного раствора формальдегида. Смесь нагревают, затем прибавляют каплю концентрированной кислоты азотной. В присутствии никотина раствор приобретает красную или розовую окраску.3. Реакция с п–диметиламинобензальдегидомНа часовое стекло наносят каплю концентрированной хлороводородной кислоты, в которую вносят кристаллик п–диметиламинобензальдегида. Рядом с этой каплей помещают каплю исследуемого раствора, затем капли соединяют с помощью стеклянной палочки. При наличии никотина в месте соприкосновения капель наблюдается розовое окрашивание, которое переходит в фиолетовое. Окраска сохраняется около суток.

4. Реакция с реактивом БушардаК 2 – 3 каплям исследуемого раствора прибавляют каплю реактива Бушарда, выпадает осадок красного, буроватого цвета.5. Реакция с пергидролемВ пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора, 1 мл водорода пероксида 30% и 2 – 3 капли концентрированной кислоты серной. Появление красной или шоколадно–коричневой окраски указывает на присутствие никотина.

6. Реакция с ванилиномК 1 мл исследуемого раствора прибавляют кристаллик ванилина и 1 – 2 капли концентрированной хлороводородной кислоты, появление красной или вишнёво–красной окраски указывает на присутствие никотина.Механизм реакции схож с реакцией 3.7. Реакция образования полиметинового красителя^ KCNS + Br2 ® BrCNS + KBr

роданопиридиния

бромид

глутаконовый

альдегид

Микрокристаллические реакции1. Реакция с реактивом Драгендорфа(Методику выполнения см. кокаин). При наличии никотина наблюдаются сростки кристаллов в виде летящих птиц, буквы «К» или буквы «Х».Открываемый минимум 1 мкг.2. Реакция с солью РейнекеК сухому остатку на предметном стекле прибавляют каплю 0,01 моль/л раствора кислоты хлороводородной и каплю свежеприготовленного 1 % раствора соли Рейнеке. При наличии никотина образуются сферические сростки, состоящие из призматических кристаллов.Открываемый минимум 1,2 мкг.3. Реакция образования пикрата никотина(Методику выполнения см. ареколин).Открываемый минимум 3,3 мкг.4. Реакция с раствором йода в этиловом эфиреВ пробирку вносят 1 мл раствора исследуемого вещества в этиловом эфире и прибавляют 1 мл 1% раствора йода в этиловом эфире. Через несколько минут смесь мутнеет, а затем выпадает смолистый осадок, из которого выделяются игольчатые рубиново–красные кристаллы с тёмно–синим оттенком.Фармакологическое испытаниеОчищенный раствор (извлечение) наносят на спинку лягушки. При отравлении никотином лягушка принимает характерную позу (сидячее положение, расставив верхние и нижние лапки). Это испытание должен производить специалист – фармаколог.

1   ...   4   5   6   7   8   9   10   11   12Это алкалоид, который содержится в ежовнике безлистном. Представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, хорошо растворимую в воде и ряде органических растворителей. Экстрагируется также как никотин

Реакции обнаружения1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакция с реактивом Бушарда3. Реакция с пергидролем

4. Реакция с ванилином5. Реакция образования полиметинового красителя(Выполнение реакций 2 – 5 см. никотин)

Микрокристаллические реакции1. Реакция с реактивом Драгендорфа(Выполнение реакции см. кониин). Появление сростков, состоящих из оранжево–красных кристаллов, имеющих форму пик, указывает на наличие анабазина в растворе.Открываемый минимум 1 мкг.2. Реакция с солью Рейнеке(Выполнение реакции см. никотин). При наличии анабазина наблюдаются сростки, состоящие из мелких игольчатых кристаллов.Открываемый минимум 0,7 мкг.3. Реакция с пикриновой кислотойК капле исследуемого раствора прибавляют 2 капли насыщенного раствора пикриновой кислоты. При наличии анабазина в растворе выпадает жёлтый кристаллический осадок.Открываемый минимум 4 мкг.

^ СТЕРОИДОПОДОБНЫЕ АЛКАЛОИДЫ5.5.22. ВЕРАТРИН

Вератрин – сумма алкалоидов (сложные эфиры вератровой или ангеликовой кислот), главным из которых является протовератрин.

Реакции обнаружения1. Реакция с концентрированной серной кислотойК сухому остатку на фарфоровой чашке после удаления растворителя добавляют 1 каплю концентрированной серной кислоты. Наблюдают быстрый переход окраски от жёлтой к оранжевой и красной, через 20 – 30 мин наблюдают вишнёво–красное окрашивание.2. Реакция с концентрированной хлороводородной кислотойК сухому остатку на фарфоровой чашке добавляют 1 – 2 капли концентрированной хлороводородной кислоты. Через насколько минут наблюдают стойкое вишнёво–красное окрашивание.

^ АЦИКЛИЧЕСКИЕ АЛКАЛОИДЫ5.5.23. ЭФЕДРИН

Один из алкалоидов различных видов эфедры. Экстрагируется из щелочных растворов.

Реакции обнаружения1. Реакции с реактивами группового осаждения алкалоидов2. Реакция с солями меди и сероуглеродомВ микропробирку вносят каплю раствора исследуемого вещества, подкисленного уксусной кислотой, прибавляют каплю 5% раствора меди сульфата, а затем раствор аммония гидроксида до щелочной реакции. К полученному раствору прибавляют 2 капли смеси сероуглерода и бензола (1:3) и взбалтывают. При наличии эфедрина бензольный слой приобретает коричневую или жёлтую окраску.Открываемый минимум 2 мкг.

3. Реакция с 2, 4 – динитрохлорбензоломВ микропобирку вносят каплю эфирного раствора исследуемого вещества, прибавляют каплю 5 моль/л раствора едкого натра и каплю 5% спиртового раствора 2, 4 – динитрохлорбензола. Жидкость нагревают на водяной бане в течение 5 мин. При наличии эфедрина в растворе появляется жёлто–коричневая окраска. Если к охлаждённому раствору прибавить 1 – 2 капли раствора хлороформа и несколько капель разведённой уксусной кислоты, а затем взболтать, то хлороформный слой приобретает жёлтую окраску.Открываемый минимум 5 мкг.

4. Реакция с реактивом ЛиберманаК сухому остатку на фарфоровой чашке после удаления растворителя добавляют 1 каплю реактива Либермана (натрия нитрит в концентрированной серной кислоте). Наблюдают появление жёлтого окрашивания.Микрокристаллические реакции1. Реакция с реактивом ДрагендорфаСухой остаток на предметном стекле растворяют в 1 капле 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и добавляют 1 каплю реактива Драгендорфа. Через 10 – 15 мин под микроскопом наблюдают пучки из тонких игольчатых кристаллов и пластинки неправильной формы тёмно–коричневого цвета.Открываемый минимум 15,6 мкг.2. Реакция с солью РейнекеСухой остаток на предметном стекле растворяют в 1 капле 0,1 моль/л раствора хлороводородной кислоты и добавляют 1 каплю свежеприготовленного 1% раствора соли

Рейнеке. Быстро выделяется аморфный сиреневый осадок, кристаллизующийся при стоянии в сростки из прямоугольных пластинок.

^ 5.5.24. ПРОИЗВОДНЫЕ ФЕНОТИАЗИНА

Таблица 4. Производные фенотиазина

Исследуемое вещество

R1 R2

Аминазин  Cl

Дипразин  H

Этаперазин  H

Трифтазин  CF3

Физико-химические свойстваПредставляют собой белые или желтоватые кристаллические порошки, хорошо растворимые в воде и этаноле, получаемые синтетическим путем. Они экстрагируются органическими растворителями из щелочных водных растворов.Основной характер производных фенотиазина обусловлен наличием в структуре молекулы гетероциклического атома азота (с рКа 4) и третичного атома азота в алифатическом радикале (рКа 9,1-9,8).При взаимодействии с кислотами фенотиазины образуют соли, легко растворимые в воде, спирте, хлороформе, но практически нерастворимые в эфире и бензоле.Основания представляют собой сиропообразную массу, нерастворимую в воде, но растворимую а спирте, эфире, хлороформе, этилацетате.Логарифм распределения (log P) основания аминазина в системе октанол-вода и хлороформ-вода соответственно равны 5,16 и 1,09, хлористоводородной соли аминазина – 1,51 и 1,22. Для дипразина log P в системе циклогексан-вода и хлороформ-вода – 1,5 и

1,22.Абсорбция производных фенотиазина в УФ-области спектра характеризуется наличием 2 максимумов: λ мах. 1. 250-260 нм (ε 35000); 2. 300-315 нм (ε 4500)Сравнение УФ-спектров солей производных фенотиазина со спектрами их оснований показывает, что они практически идентичны. Следовательно, их УФ-спектры отражают только электронную структуру фенотиазиновой части молекулы (хлорпромазин, прометазин).Исключение представляют те производные, которые во 2-ом положении содержат радикалы со свободными n-электронами (тиоридазин, левомепромазин).Сульфоксиды фенотиазинов имеют в отличие от нативных (основных) соединений 4 максимума в УФ-области: 230,265,285 и 400 нм.ФармакокинетикаВсасываются фенотиазины как вещества основного характера преимущественно из кишечника. Гидрофобный характер оснований фенотиазинов способствует взаимодействию их с белками. Кажущийся объем, распределения (Vр) приближается к 100%, поэтому, фенотиазины локализуются в тканях органов (мозг, печень, почки). Выводятся почками, в моче обнаруживается в основном в виде метаболитов.Метаболизм фенотиазинов протекает в 3-х направлениях:1 путь - трансформация в радикалах R1 и R2а) N-O-S-деметилирование, которое приводит к увеличению полярности соединений;б) окисление N10-боковой цепи.

2 путь - окисление гетероциклического атома серы в сульфоксид или сульфон Сульфоокисление - образование сульфоксидов со степенью окисления 4 и 6.

3 путь - ароматическое гидроксилирование в положениях 3, 6 с последующим конъюгированием с глюкуроновой кислотой.

Токсическая доза для производных фенотиазина в среднем колеблется от 15 до 150 мг/кг.Анализ фенотиазинов.Обнаружение проводят по общей схеме идентификации лекарственных соединений:1. Реакции осажденияКак соединения, содержащие гетероциклический атом азота, фенотиазины образуют с общеалкалоидными осадочными реактивами как простые (с пикриновой и пикролоновой кислотами), так и комплексные соли (с солью Рейнеке, с солями висмута и золота). Наиболее часто используется для обнаружения веществ основного характера раствор йода в йодиде висмута (р-в Драгендорфа).2. Микрокристаллические реакции: аминазин и дипразин с 5% р-ром хлорного золота образуют характерные кристаллические осадки. Большинство фенотиазинов дают кристаллические осадки с солью Рейнеке, однако дифференциация отдельных представителей этой группы по форме кристаллов затруднительна.3. Реакции окрашиванияВ основе реакций окрашивания лежат следующие химические процессы: - дегидрирование в присутствии кислот (конц. серная кислота);- каталитическое окисление (HClO4+ NaNO2, р-в Фреде, р-в Манделина и др.);- конденсация с альдегидами в присутствии водоотнимающих средств (р-в Марки);- окисление солями металлов с высшей степенью валентности и HPtCl4).Таблица 5. Реакции окрашивания производных фенотиазина

Название препарата

H2SO4 к.  HClO4 + NaNO2

H2SO4 к. + формальдегид

10% р-р H2PtCl6

Хлорпромазин  малиновое  малиновое  розово-малиновое

сиреневое с фиолетовым осадком

Прометазин  малиновое  розово-малиновое 

желто-оранжевое

серо-синее с розовым осадком

Тиоридазин  бледно-голубое зелено-голубое  цвет морской волны 

бледно-сиреневое

Левомепромазин фиолетовое  фиолетовое  фиолетовое  ярко-зеленое

ГХ-анализРазделение производных фенотиазина проводят на фазе средней полярности OV-225 (3-5% на хроматоне), в стеклянных микроколонках длиной 1-2 м при 200-250оС. Температура инжектора 250-300оС. Детектор азотнофосфорный (чувствительность 0,006 мкг/мкл), а для хлорсодержащих – по захвату электронов (чувствительность – 0,001). Внутренний стандарт - имизин.Фотометрия в видимой области спектраВ основу этих методов положено измерение поглощения окрашенных продуктов реакции производных фенотиазина:- с конц. H2SO4 – эта методика нашла наиболее широкое применение. Недостаток метода – возможность обугливания при наличии соэкстрактивных веществ, особенно при использовании гнилостно-разложившегося биологического материала (аминазин, дипразин);- с реактивом Манделина и конц. H2SO4. Методика используется для производных фенотиазина, которые с конц. H2SO4 дают нестабильное окрашивание с невоспроизводимыми значениями оптической плотности (тиоридазин, левомепромазин);- с 18% р-ром кислоты соляной и 1 м р-ром кислоты мышьяковой.Реакция не уступает по чувствительности первым двум методам, однако мягкие условия окисления исключают возможность обугливания соэкстрактивных веществ (тиоридазин, френолон).Фотометрия в УФ-области спектраЭтот метод требует высокой степени очистки извлечения и обычно сочетается с ТСХ. Измерение проводят при λмах 250-255нм в раствора 0,5 М. H2SO4. Из биологического материала производные фенотиазина (соединения основного характера) выделяют этиловым спиртом, подкисленным 10%-м спиртовым раствором кислоты щавелевой (рН=2-3), очищают жидкость-жидкостной экстракцией. Анализ проводится, как и в случае 1,4-бензодиазепинов, – деструкция при 100-120 0С в течение 30-60 мин в среде 6 М. HCl, затем - экстракция в органический растворитель или метод Стаса-Отто.Изолирование из мочи и кровиРаздельно 5-10 мл мочи и 2 мл крови подщелачивают 50% раствором едкого натра до рН 13 и смесь кипятят в течение 10 минут на водяной бане. Полученный гидролизат охлаждается до комнатной температуры и дважды (по 20 мл) извлекается н-гептаном, содержащим 3% изоамилового спирта. Гептановые извлечения из мочи объединяют, промывают водой, насыщенной гептаном и делят на две равные части. В одной части проводится обнаружение производных фенотиазина методом тонкослойной хроматографии в системах 3 и 4, а в другой – количественное определение. Экстракт из крови полностью расходуется на количественное определение, т.к. содержит меньшее количество соэкстрактивных веществ.Хроматографичесткая очистка и обнаружение в тонких слояхИз аликвоты органического экстракта удаляют в токе теплого воздуха органический растворитель. Сухой остаток растворяют в 0,2-0,5 мл хлороформа и полученный раствор поровну наносят на две пластинки «Силуфол». В качестве метчиков наносят аминазин (обязательно) и те производные фенотиазина, которые были обнаружены в процессе предварительного исследования. Хроматографирование проводят в системе 1 и 2. Длина пробега – 10 см. Одну пластинку опрыскивают раствором конц. H2SO4 в этаноле (1:9) и при положительном результате на второй пластинке обнаружение проводят прокапыванием реактивом Марки. 

Таблица 6. Величины и окраски пятен производных фенотиазина

Соединение Детекция Системы растворителей

конц. H2SO4 в этаноле (1:9)

реактив Марки 1  2

Rst  Rst

АминазинДипразинДинезинПропазинЛевомепромазинМажептилМепазилТрифтазинЭтаперазинФренолон

темно-красное темно-красное красное красное голубое красное красное красное темно-красное красное

темно-красное темно-красное красное красное голубое красное красное красное темно-красное красное

1,000,74 2,10 1,29 1,560,081,470,480,34 1,71

1,00 2,95 2,95 1,08 1,87 0,13 1,60 0,26 0,48 3,21

Система 1: бензол-диоксан-25% аммиак – (60:35:5)Система 2: этилацетат-ацетон-25% аммиак в этаноле (1:1) – (50:45:5)Качественное обнаружение1. С растворами йодида висмута в йодиде калия и фосфорно-молибденовой кислоты получаются аморфные осадки.2. С концентрированной серной кислотой возникает устойчивое пурпурно-красное окрашивание.При отрицательном результате двух первых реакций можно сделать заключение о необнаружении аминазина.3. С формалинсерной кислотой аминазин дает пурпурно-красное окрашивание, усиливающееся при стоянии.4. С концентрированной азотной кислотой возникает быстро исчезающее пурпурно-красное окрашивание.5. С 5% раствором золотохлористоводородной кислоты (после 3—4-кратной обработки остатка основания аминазина 0,1 М. раствором НС1) выделяется темно-красный аморфный осадок, переходящий через 20-50 минут в характерный кристаллический. Кристаллы в виде палочек и сростков из них, напоминающих снопы и сфероиды. Кристаллы оптически активны, погасание косое, угол погасания 20-30°, удлинение кристаллов положительное.Количественное определениеКоличественное определение производных фенотиазина проводится без предварительной

хроматографической очистки и разделения только в случае, когда установлено отсутствие в биообъекте других веществ основного характера. При их наличии для количественного определения производных фенотиазина проводят хроматографическую очистку методом ТСХ. Для этого на хроматографическую пластинку на стартовую линию, наносят в виде сплошной полосы шириной 1 см всю аликвоту экстракта для количественного определения к хроматографируют в системе 2. По окончании хроматографирования в УФ-свете отмечают зону соединения с соответствующим Rf, параллельно метчикам, снимают слой сорбента, содержащего соединение скальпелем в пробирку. Элюирование проводят 10 мл раствора 25% аммиака в этаноле (1:1) элюат отделяют фильтрованием через стеклянный фильтр № 4, упаривают досуха в токе холодного воздуха. Сухой остаток растворяют в 5 мл 0,1 М. раствора HCl, затем добавляют 4 мл 0,01 М. НCl.В случае отсутствия других веществ основного характера вторую часть гептанового извлечения (кровь, моча) реэкстрагируют 5 мл 0,1 М. HCl, а затем 4 мл 0,01 М. НCl. Солянокислые растворы объединяют.К объединенному солянокислому раствору добавляют 12 мл ацетатного буферного раствора (рН 3,5), 2 мл насыщенного раствора метилоранжа и 5 мл хлороформа. Полученная смесь взбалтывается в делительной воронке – при наличии производных фенотиазина хлороформный слой окрашивается в желтый цвет (гелиантаты производных фенотиазина, извлекаемые хлороформом). Хлороформный слой отделяется и определяется оптическая плотность окрашенного раствора (фотоэлектроколориметр ФЭК-56 и др., кювета 10 мм, светофильтр синий с максимумом пропускания при 400 нм).Для построения калибровочной кривой готовят стандартные растворы в 0,01 М. НСl производных фенотиазина с содержанием 1,2-10 мкг/мл производных: фенотиазина и исследуют их вышеприведенной процедурой. На основании результатов определения оптической плотности строится калибровочный график. Вышеприведенным методом изолируется до 60% производных фенотиазина из крови и до 80% из мочи.Количественное определение аминазина и его метаболитов1. Фотоколориметрическое определение основано на реакции с концентрированной серной кислотой. Фотометрирование проводят при λ = 508 нм; эталон сравнения – контрольный опыт. Расчет содержания аминазина и его метаболитов производится по калибровочному графику.2. Спектрофотометрическое обнаружение. Ультрафиолетовый спектр снимается в диапазоне длин вол 220-400 нм на СФ-4, СФ-4А и др. при концентрации 10 мкг/мл в пересчете на основание.Максимумы абсорбции неизмененного аминазина при λmax = 254-255 нм (макс.) и λmin = 300-305 нм (мин). Неизмененный аминазин обычно обнаруживается в желудке и желудочно-кишечном тракте и их содержимом. Основной метаболит – сульфоксид – имеет максимумы абсорбции при длинах волн 238-240, 273; 298 и 340 нм. Химико-токсикологическим анализом по описанной методике обнаруживается 53-60% аминазина, добавленного к органам. Граница обнаружения 0,2 мг, граница определения 0,5 мг аминазина в 100 г органов.Обнаружение фенотиазиновФенотиазины часто обнаруживают с помощью тонкослойной хроматографии щелочных экстрактов мочи, но при пероральном поступлении в организм специфическая идентификация этого соединения может оказаться невозможной, если для анализа имеется только моча. Фенотиазины, принимаемые в низких дозах, например флуфеназин, невозможно обнаружить в моче ни одним из известных методов.Качественный анализа) Реакции осаждения - общеалкалоидные осаждающие реактивы (часто реактив Драгендорфа) +соль Рейнеке, Bi, Au.б) Микрокристаллические реакции - 5% раствор хлорного золота дает характерные кристаллические осадки +соль Рейнеке дает характерные кристаллические осадки

в) Реакции окрашивания:1) Дегидрирование в присутствии концентрированных кислот (H2SO4):Элениум – малиновое окрашивание; Тиоридазин – голубое; Левомепромазин – фиолетовое.2) Каталитическое окисление (HСlO4+NaNO2, реактив Фреде, реактив Манделина): Элениум – малиновое окрашивание; Тиоридазин – зеленовато-голубое; Левомепромазин – фиолетовое.3) Конденсация с альдегидами в присутствии водоотнимающих средств (реактив Марки):Элениум – розово-малиновое окрашивание; Тиоридазин – цвет морской волны; Левомепромазин – фиолетовое.4) окисление солями металлов, имеющих высшую степень окисления (FeCl3 и HPtCl4)В основе теста лежит реакция многих из этих соединений с ионами трехвалентного железа в кислой среде. Предпринимается для исследования мочи, содержимого желудка и остатков веществ с места происшествия.а) Реактив FPN (FeCl3+ HClO4+ HNO3). Цвета, варьирующие от розового, красного или оранжевого до фиолетового или синего, могут свидетельствовать о присутствии фенотиазинов или их метаболитов. Моча пациентов, регулярно принимающих в лечебных целях традиционные фенотиазины, например хлорпромазин, обычно дает положительную реакцию. Чувствительность Хлорпромазин, 25 мг/л.б) Элениум + HPtCl4 → фиолетовый осадок; Тиоридазин – серо-розовый осадок; Левомепромазин –ярко-зеленое окрашивание.г) Газохроматографический анализ (ГХ)Разделение ведут в среднеполярной фазе OV-225 на хроматоне в стеклянных микроколонках l = 1-2 м при температуре 200-250 оС, температура инжектора 250-300 оС. Детектор – азотно-фосфорный; для хлорсодержащих фенотиазинов – по захвату электрона. Внутренний стандарт – имизин.д) Фотометрия в видимой областиВ основе – получение окрашенного раствора (с кислотой H2SO4, с реактивом Манделина, с 18% HCl и 1М раствором мышьяковой кислоты).е) Фотометрия в УФ области спектра.Метод требует высокой очистки (сочетание с ТСХ). Измерение ведут в растворе 0.5 М H2SO4 (λmax=250–255 нм)

 6. ГРУППА ВЕЩЕСТВ, ИЗОЛИРУЕМЫХ ЭКСТРАКЦИЕЙ И СОРБЦИЕЙ. ПЕСТИЦИДЫ

В данной главе дано общее представление о пестицидах, определено их значение, токсичность. Рассмотрена проблема остаточных количеств пестицидов. Дана общепринятая классификация пестицидов (по направлению использования, по характеру и механизму действия, химическая классификация). Рассмотрена распространенность пестицидов и причины отравления ими; клиника отравлений и клиническая диагностика; токсикологическая характеристика и судебно – химическое значение пестицидов.Особое значение уделяется изолированию пестицидов из биологических объектов. Рассмотрены способы и методы очистки извлечений, концентрирование и современные методы анализа пестицидов в зависимости от класса пестицида.

^ 6.1. ПЕСТИЦИДЫ КАК ХИМИЧЕСКИЕ ЗАГРЯЗНИТЕЛИ

В настоящее время химия и технология пестицидов - одна из самых динамичных областей хозяйственной деятельности человека. Пестициды - общее название всех химических соединений, которые применяются в сельском хозяйстве для защиты культурных растений от вредных организмов (англ. Pestis

- паразиты, cide - уничтожать). Главной их сферой применения является растениеводство.Ежегодно половину мировых запасов продовольствия съедают или повреждают насекомые, микроорганизмы, преимущественно плесневые микрогрибы, грызуны, птицы и другие вредители: они уничтожают урожай и в поле, и при уборке и отгрузке, и во время хранения. Считают, что в случае успешной борьбы с насекомыми, микроорганизмами болезнями, которые поражают зерновые культуры в поле, ежегодная прибавка урожая составила бы около 200 млн. тонн зерна, которой хватило бы для пропитания 1 млрд. человек.Применение пестицидов в экономически развитых странах прочно вошло в практику возделывания основных сельскохозяйственных, культур. Оборот пестицидов в мире возрос за 5 лет на 17%, с 26,8 млрд. $ в 1991г. до 31,3 млрд. $ в 1996 г. К 2001 году оборот пестицидов составил 38,5 млрд., что соответствует ежегодному приросту на 4,2%. Этот рост, главным образом, обусловлен увеличением потребления пестицидов в США, Западной Европе, Японии.В 1996 г. в мире было произведено 2,4 млн. тонн пестицидов. Основными производителями и потребителями пестицидов являются страны Северной Америки (30% оборота), Западной Европы (26%), Япония и Китай (24%). Оборот пестицидов в странах Восточной Европы и бывшего СССР составил около 5%В мире ежегодно подвергается испытаниям около 500 тыс. различных химических соединений на пестицидную активность, причем из этого огромного числа практический выход получают всего 10-15 новых пестицидов. Показательны также объемы затрат на научно-исследовательские работы в этой облает экономически развитых странах они составляют 2 млрд. $, что соответствует 10 - 15% от суммы реализации готовой продукции. Во всем мире в среднем за год применяется около 3,2 млн. тонн гербицидов, фунгицидов и инсектицидов (в среднем, по 0,5 кг на одного жителя планеты).Наряду с безусловно полезными свойствами пестицидов следует отметить отрицательные стороны их применения. Перечень неблагоприятных последствий широкого применения пестицидов велик - загрязнение воды, почвы, продуктов питания, хронические заболевания и острые отравления, врожденные аномалии развития, детская смертность и т.д.Применение химических средств защиты растений ставит четыре острые проблемы:Первая из них связана с тем, что определенные пестициды, например, ДДТ и ртутьорганические соединения, имеют тенденцию накапливаться в живых организмах. В некоторых случаях пестициды не только накапливаются в организме в количестве большем, чем в окружающей среде, но их концентрация возрастает по мере продвижения по пищевым цепям. Это явление называют эффектом биологического усиления.ДДТ служит примером биологически усиливающегося пестицида. Когда в организм животного попадает ДДТ с водой, с остатками уже обработанных растений или насекомыми, которые питались такими растениями, он концентрируется в жировых тканях, так как ДДТ растворим в жирах. Из жировых тканей ДДТ выводится очень медленно. Если какой-то другой организм в цепи поедает первый, то он в этом случае поглощает уже более высокую дозу ДДТ.

Биологическое усиление ДДТ в пищевой цепиПитающаяся рыбой птица ↑ 3 - 76 млн-1 ДДТ

|

Крупная рыба | 1 - 2 млн-1 ДДТ

|

Мелкая рыба | 0,2 -1,2 млн-1 ДДТ

|

Планктон | 0,04 млн-1 ДДТ

|

Вода | 0,00005 млн-1 ДДТ

Организмы, находящиеся на вершинах пищевых цепей (например, человек или хищные птицы), поедают пищу, в которой ДДТ содержится в значительно более высоких концентрациях, чем обычно в окружающей среде. Одним из последствий накопления ДДТ в организме птиц является то, что они откладывают яйца значительно более тонкой скорлупой. Тонкая скорлупа легко разбивается и может защитить развивающегося в яйце птенца. ДДТ широко мигрирует по земному шару. Заметные количества ДДТ обнаружены в моллюсках, рыбах, птицах, тюленях Северного и Балтийского морей, а также в антарктических рыбах, птицах и ластоногих. Пингвины Антарктиды, например, содержат в своем теле ДДТ в концентрации 0, 024 мг/кг. Накопление ДДТ в фитопланктоне мирового океана уже при нескольких мкг/л из-за ничтожно низкой растворимости его в воде в значительной степени ингибирует процесс фотосинтеза. При широком использовании этого пестицида последствия этого явления могут стать непредсказуемыми, так как фитопланктон производит около 70% земного кислорода.Взрослый житель ФРГ в среднем содержит в своем организме 4 мг ДДТ на 1 кг жира, житель США – примерно в 2,5 раза больше, накапливаясь, прежде всего в жировой ткани органов, где присутствуют жироподобные (липидные) вещества, то есть в печени, сердце, нервной системе и клетках мозга.Вторая проблема связана с продолжительностью сохранения пестицидов в почве или на культурных растениях после обработки. Хлорированные углеводороды, такие как ДДТ, и пестициды, содержащие мышьяк, свинец или ртуть, относятся к группе устойчивых, они не разрушаются за время одного вегетационного сезона под действием солнца, экзоферментов или микроорганизмов.Период полужизни у ДДТ, например, может продолжаться до 20 лет. За этот период только половина первоначально использованного ДДТ разложится до простых соединений. Широкий спектр воздействия и устойчивость ДДТ способствовали его накоплению в пищевых целях, что оказывало губительное действие на их концевые звенья. Когда в США концентрация ДДТ в молоке кормящих матерей в результате передачи этого вещества через пищевые цепи достигла уровня в 4 раза выше предельно допустимого, применение ДДТ было запрещено. Далее ДДТ был запрещен в Новой Зеландии, СССР, Венгрии, Швеции, Дании, Финляндии и в других странах. Правда, не всегда запреты были полными и неограниченными. Например, в СССР вначале не могли отказаться от использования ДДТ в борьбе с клещами - переносчиками таежного энцефалита, так как не было другого подходящего акарицида. Позже ВОЗ разрешила применение ДДТ в беднейших развивающихся странах для борьбы с переносчиками болезней - малярийными комарами и мухами. До сих пор ДДТ используют в Австралии, Китае, Индии для опрыскивания садов. При этом индийское правительство считает, что новый подъем заболеваемости малярией - это следствие запрета или ограничения на применение ДДТ.Экспериментально было установлено, что ДДТ может вызвать генетические изменения в человеческом организме. Другие компоненты пестицидов - ртуть и мышьяк практически

никогда полностью не инактивируются: они циркулируют в экосистеме или оказываются захороненными в иле.Длительная устойчивость пестицидов является основным фактором процессе вторичного загрязнения, когда объекты, никогда не подвергавшиеся обработке пестицидами, тем не менее их содержат.Циркуляция пестицидов может происходить по следующим схемам: воздух --- растения --- почва --- растения --- травоядные животные--- человек; почва --- вода ---зоофитопланктон---рыба --- человек.Ирригационные воды Кубанских оросительных систем с остатками пестицидов после их использования сбрасываются в Приазовские лиманы, в воде которых токсиканты отсутствуют или обнаруживаются в незначительных количествах, но повсеместно и в больших концентрациях они присутствуют в донных осадках, водорослях и отдельных органах промысловых рыб.Таким образом, пестициды, являясь важным фактором воздействия человека на окружающую среду, опасны тем, что могут оказывать на различные отдаленные побочные воздействия.Обследование, проведенное во Франции в начале 80-х годов, показало, что в большинстве случаев нагрузка хлорорганических и фосфорорганических пестицидов создается из-за поступления в организм человека с продуктами растительного и животного происхождения.Таблица 1. «Отдаленные воздействия пестицидов на окружающую среду»

^ Элементы окружающей среды  По Потенциальные побочные явления

Абиотическая окружающая среда  Наличие остаточных количеств в почве, воде и воздухе

Растения -Наличие остаточных количеств -Повреждения из-за фитотоксичности-Изменения в вегетационном развитии (при использовании гербицидов)

Животные -Наличие остаточных количеств в домашних и диких животных -Физиологические воздействия (нежизнеспособность яиц птиц) -Смертность определенных диких видов (млекопитающих, птиц, рыб) -Смертность полезных, вредных и паразитирующих насекомых-Изменение численности насекомых (развитие вредителей второго поколения в результате смертности полезных, вредных и паразитирующих насекомых)

Человек  -Наличие остаточных количеств в тканях и органах

-Профессиональные заболевания

Пища  -Наличие остаточных количеств

Организмы, с которыми ведетсяборьба

-Развитие резистентности

Пестицидная нагрузка на человека в разных странах различна в зависимости от ассортимента потребляемых продуктов, принятой системы защиты растений и регламентирования остаточного содержания пестицидов в пищевых продуктах. Допустимые остатки пестицидов в продуктах - это официально разрешенное безвредное количество остатков пестицидов в пище (в мг/кг) того или иного продукта. Все приемы хранения, переработки и приготовления продуктов, как правило, способствуют уменьшению остатков пестицидов в пище. Поступление с пищей предельно допустимых остаточных количеств пестицидов, как правило, не приводит к острым отравлениям. Оно проявляет себя растянутым во времени хроническим действием со слабовыраженной этиологией, либо практически никак себя не проявляет. Непосредственный контакт с пестицидными препаратами, потребление продукции с высоким их содержанием могут стать причиной острых отравлений, и даже гибели людей.По данным ООН, ежегодно почти у 1 млн. человек регистрируют отравление пестицидами, применяемыми при обработке сельскохозяйственных культур, из них около 40 тыс. человек погибают.При этом следует отметить, что число острых отравлений, вызванных пестицидами, как правило, не превышает 10% общего числа острых отравлений. В Нидерландах, например, применяли 413 химических средств защиты растений, содержащих 221 действующее вещество. Доля вызванных ими острых отравлений, составила 10,7%. В Австрии этот показатель был равен 4%, в США - 5,3%, в России - 6,7%.Какое же место занимают пестициды среди других веществ, представляющих опасность для жизни человека? По данным ООН общего числа отравлений химическими средствами со смертельным исходом мире на долю пестицидов приходится лишь 2,6%. Согласно той же статистке, например, обезболивающие лекарства стали причиной более многочисленных смертельных отравлений -17,4%, а алкоголь вызвал смерть в 10,5% случаев.Таким образом, пестициды, казалось бы, нельзя отнести к химическим средствам, представляющим ощутимую реальную опасность в повседневной жизни человека. В то же время существует опасность косвенного (через трофические пищевые цепи) влияния пестицидов на здоровье человека и его наследствен аппарат. Следовательно, токсиколого-гигиенические проблемы, с которыми сталкивается человек при применении пестицидов, носят хронический характерТретья проблема - это способность вредителей становиться устойчивыми к пестицидам: пестициды перестают их убивать. Устойчивость организма к пестициду, или резистентность, - это биологическое свойство организма сопротивляться отравляющему действию пестицида, способность выживавать, размножаться в присутствии химического вещества, которое раньше подавляло его развитие. При многократном воздействии пестицидов подавляются нормальные чувствительные формы популяции и выживают резистентные формы, которые получают преимущество и становятся доминирующей частью популяций. Выявлена резистентность и 91 вида фитопатогенов к 40 фунгицидам, у 7 видов грызунов к родентицидам, у более 50 видов сорных растений к гербицидам. Так, возбудитель пиренофороза овса обладает восьмикратной устойчивостью к этилмеркурхлориду. Обнаружены популяции колорадского жука с трехсоткратной

резистентность децису, тепличной белокрылки с 100-600 кратной резистентностью к актеллику и всей группе пиретроидов.Явлению резистентности вредных организмов присущи отрицательные факторы:•понижение разрешающей способности пестицидов (например, эффективность пиретроидных препаратов против доминантных снизилась с 83 до 18-56%, а срок токсического действия - до 3-8 дней);•повышение вредоносности объектов борьбы и их численности (хлопковой совки в 3 раза, колорадского жука в 5 раз, плодовых клещей в 11 раз);•трансформация ранее отсутствующих либо второстепенных вредных организмов в доминантные. Так, обработки против клопа-черепашки на зерновых колосовых выработали резистентность у сопутствующих клопов в 15-20 раз выше, чем у основного вредителя. Все это приводит к необходимости увеличения кратности химобработок, повышению концентрации применяемых пестицидов, что в свою очередь, приводит к увеличению остаточных их количеств.Кроме того, развитие устойчивости у насекомых поставило под угрозу успешное использование пестицидов для борьбы с насекомыми – переносчиками заболеваний. Например, комары стали восприимчивы сначала к ДДТ, а потом к пропоксуру, который заменил ДДТ. Сейчас снова наблюдается рост числа заболеваний малярией.С четвертой проблемой столкнулись сравнительно недавно. Пестициды основное влияние оказывают на почвенную биоту, то есть живую фазу почвы. Было установлено, что почвенные микроорганизмы адаптируются к пестицидам и начинают разрушать или использовать их, или угнетаются и погибают. Выпадение отдельных таксономических групп микробисценоза характеризует направленность действия химических соединений. Из трех основных типов средств защиты растений влияние фунгицидов является максимальным, а гербицидов - минимальным.Гербициды способны оказывать побочное действие на культуру, подавляя или активизируя развитие болезней растений. Это может быть как прямым - подавление или стимуляция фитопатогенов, так и косвенным - изменение физиологических процессов, происходящих а культурных растениях и ведущих к повышению или снижению их устойчивости к фитопатогенам. Так, внесение гербицида хлорсульфурона привело к усилению развития корневой гнили ячменя и снижению урожая почти вдвое, но не оказало никакого влияния на степень поражения растений офеоболезной гнилью.При применении гербицидов отмечено усиление вредоносности нематод и поражение зерновых вирусной инфекцией. Последнее связано с нарушением обмена веществ в растениях. Подавляющее действие гербицидов на патогенную микрофлору семян и проростков кукурузы приводило к снижению семенной инфекции, но к увеличению пораженности кукурузы стеблевыми и корневыми гнилями. Установлено усиление степени развития некоторых заболеваний картофеля и овощных бобов при обработке диносебом и трифланом. На фоне использования атразина многие овощные культуры сильнее поражаются фузариозом, что приводит к гибели растений, а дифеномид отрицательно влияет на урожайность пасленовых овощей.В результате пестициды становятся неэффективными в борьбе с вредными организмами, а их все увеличивающееся количество ведет к дальнейшему загрязнению окружающей среды.

2.^ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА И СУДЕБНО – ХИМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ПЕСТИЦИДОВ

Как уже было сказано ранее, пестициды проявляют высокую физиологическую активность не только в отношении вредных организмов, но многие из них обладают высокой токсичностью для людей и животных.По сравнению с химическими веществами другого назначения пестициды имеют ряд особенностей, определяющих их опасность для человека и живой природы. Это преднамеренность их внесения в окружающую среду, непредотвратимость циркуляции в ней, возможность контакта с ними больших масс населения, высокая биологическая активность, направленная на уничтожение вредных живых объектов.Критериями токсичности пестицидов являются величины токсических и смертельных доз при разных путях поступления в организм - через кожу, легкие или желудочно-кишечный тракт. Помимо острой токсичности пестицидов особенно большие требования предъявляются к возможным отдаленным последствиям для человека, животных и прочей биоты, так как при обработке растений 99,0-99,9% вносимых пестицидов попадают в почву, водоемы, атмосферу и в конечном результате - в сельскохозяйственное сырье. Многие вещества, будучи малотоксичными, опасны в связи с возможностью мутагенного, тератогенного и канцерогенного действия при влиянии на организм в небольших количествах, близких к реально встречающимся. Они могут оказывать токсическое действие на плод, не принося вреда организму матери и, выделяясь с молоком, затем отрицательно влиять на рост и развитие младенца. Опасность пестицидов для человека определяют рядом критериев, характеризующих возможность поступления в организм и способность оказывать неблагоприятное воздействие.К критериям опасности относят их устойчивость в окружающей среде, стойкость к химическим, физическим и прочим факторам.Степень опасности при работе с пестицидами определяется величинами среднесмертельной (ЛД50) и пороговой - вызывающей минимальные нарушения - доз и концентраций при разных путях поступления в организм; зоной токсического действия (отношением ЛД50 к пороговой дозе; чем эта зона уже, тем больше опасность острого отравления), способностью проникать через неповрежденные кожные покровы и оказывать токсическое действие, наличием и выраженностью кумулятивных свойств.Для оценки опасности пестицидов разработана их классификация по накоплению (кумуляции) их в организме (см. Классификация пестицидов п.6.3.).

2.^ КЛАССИФИКАЦИЯ ПЕСТИЦОВ

Известны несколько различных классификаций пестицидов, основанные на разных принципах. Они подразделяются на группы в зависимости от химического состава, назначения, пути проникновения в организм, степени опасности и др.6.3.1. Классификация по химическому составу:ü неорганические ü органические А. Неорганические пестициды1. Соединения меди (в основном, инсектофунгициды)• СиS04-5Н2О - медный купорос• З Са(ОН)2 • СиSО4 - бордосcкая жидкость• СиSО4 • Си(ОН)2 • СиСОз - препарат АБ2. Соединения мышьяка (кишечные инсектициды, зооциды, консерванты)• Аs2Oз - мышьяковистый ангидрид

•Са(АsO2)2 - кальция арсенит•Си(СН3СОО)2 • ЗСи(AsO2)2 - парижская (швейнфуртская) зелень 3.Соединения фосфора (зооциды)• Zn3Р2 - цинка фосфид4.Соли галогенсодержащих кислот• NаСlOз, КСlOз - натрия и калия хлораты (гербициды сплошного действия)• Мg(СlOз)2, Са(СlOз)2 - магния и кальция хлораты (дефолианты)•NaF, Н2SiF6 - натрия фторид и кислота кремнефтороводородная (антисептики, инсектициды, зооциды)5. Сера и полисульфиды Са, Ва (акарициды, фунгициды)6. Серная кислота и ее соединения (гербициды сплошного действия, дефолианты, десиканты)Б. Органические пестициды1.Хлорорганические пестициды (ХОП)1.1. группа ДДТ (инсектициды)1.2. группа гексахлорциклогексана (инсектициды)1.3.группа полихлорциклодиенов (инсектициды и стимуляторы роста растений)2. Производные фенолов (инсектициды, фунгициды, гербициды, бактерициды)3. Производные кислоты карбаминовой кислоты (гербициды)4. Производные арилоксикарбоновой кислоты5. Фосфорорганические соединения – эфиры фосфорных кислот5.1. Эфиры тиофосфорной кислоты (метафос, тиофос)5.2.Эфиры дитиофосфорной кислоты (карбафос, фталафос)5.3. Амиды пирофосфорной кислоты (оксаметил)5.4. Эфиры фосфоновой кислоты (хлорофос)5.5. Эфиры фосфорной кислоты (дихлофос)6. Органические соединения ртутиC2H5HgCl – этилмеркурхлорид (протравливатель семян)7. Пиретроиды –производные циклопропанкарбоновых кислот8. Триазиновые производные (атразин, симазин)9. Природные пестициды (инсектофунгициды)

6.3.2. Классификация по назначению (по объектам применения):• акарициды - для борьбе с растительноядными клещами;•альгициды - для уничтожения водорослей и другой сорной растительности в водоемах;• антигельминты - для борьбы с паразитическими червями у животных;•антирезистенты - специальные добавки, снижающие устойчивость насекомых к отдельным веществам;• антисептики - для предохранения деревянных и других неметаллических материалов от разрушения микроорганизмами;• арборициды - для уничтожения нежелательной древесной и кустарниковой растительности;• аттрактанты - для привлечения насекомых;• афициды - для борьбы с тлями;• бактерициды - для борьбы с бактериями и бактериальными болезнями растений;• гаметоциды - вещества, вызывающа стерильность культурных растений и сорняков;• гербициды - для борьбы с сорными растениями;• десиканты - для предуборочного подсушивания растений;• дефолианты - для удаления листьев;• зооциды или родентициды - для борьбы с грызунами.• инсектициды - для борьбы с вредными насекомыми,• инсектоакарициды - для борьбы одновременно с вредными насекомыми и клещами;

• лаврициды - для уничтожения личинок и гусениц насекомых;• лимациды или моллюскониды - для борьбы с различными моллюсками, в том числе юрюхоногими;• нематоциды - для борьбы с круглыми червями (нематодами);• овициды - для уничтожения яиц вредных насекомых и клещей:• протравители семян - для предпосевной обработки семян;•регуляторы роста растений - вещества, влияющие на рост и развитие растений;• репелленты - для отпугивания вредных насекомых;• ретарданты - для торможения роста растений;• синергисты - добавки, вызывающие усиление действия пестицидов;• феромоны - вещества, продуцируемые насекомыми для воздействия на особей другого пола;• фумиганты - вещества, применяемые в паро- и газообразном состоянии для уничтожения вредителей и возбудителей болезней растений;• фунгициды - для борьбы с грибковыми болезнями растений, вызываемых различными грибками;• хемостерилизаторы - для химической половой стерилизации насекомых. Классификация по назначению (объектам применения), в известной степени условна, так как многие пестициды обладают универсальностью действия и поражают как насекомых - имаго, так и личинок и клещей, а некоторые гербициды при увеличении доз могут уничтожать древесно-кустарниковую растительность.

6.3.3. Классификация в зависимости от путей проникновения в организмнасекомых:- Контактные - убивающие насекомых при соприкосновении с любой частью тела-Кишечные - проникающие в организм через ЖКТ-Системные - делающие растения на определенный срок ядовитыми и «пищу» убивающие насекомых- Фумиганты - проникающие через дыхательные пути.

6.3.4. Классификация по накоплению (кумуляции) их в организмеВ основе использован коэффициент кумуляции К, представляющий собой отношение суммарной дозы, вызывающей гибель животных при повторном воздействии, к ЛД50 при однократном введении; чем меньше К, тем опаснее вещество.Таблица 2. «Классификация пестицидов по накоплению (кумуляции) их в организме»

Показатель Классы

Чрезвычайно

опасные

Менее 50

Опасные

51-200

Умеренно

Опасные201-1000

Малоопасные

Более 1000

Средняя смертельная доза при введении в

Менее 100  101 -500  201-1000  Более1000

желудок мг/кг

Средняя смертельная доза при нанесении

на кожу мг/кг

Менее 500  501-2000  2001 -20000  Более 20000

Средняя смертельная 

концентрация в воздухе мг/м3

Менее 1  1-3  3,1 -5  Более 5

Коэффициент кумуляции

(1/10 ЛД50, 2 мес)

Время

Разложения на

нетоксичные

компоненты

более 1 года

Время

Разложения на

нетоксичные

компоненты

6-12 мес

Время

Разложения на

нетоксичные

компоненты

1-6 мес

Время

Разложения на

нетоксичные

компоненты

1 месСтойкость в почве

6.3.5. Существуют также гигиенические классификации пестицидов по следующим признакам:- по бластомогенности- по тератогенности- по эмбриотоксичности- по аллергенным свойствам.

6.3.6. Характеристика пестицидов зависимости от характера действия:1. Контактного действия - действуют только на те участки растений, куда попали (органические соединения ртути, цианиды, кислота серь медный купорос).2. Системного действия - проникают в сосудистую систему и передвигаются по всему растению (натрия арсенат, 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота).3. Гербициды, действующие на корневую систему растений или прорастающие семена (карбаматы, хлорпикрин).Существует также деление гербицидов на препараты:• сплошного действия - действующие на все растения• избирательного (селективного) действия - опасные для одних видов растений и безопасные для других

6.3.7. Классификация по формам применения пестицидов:1. Дусты (порошки) - смесь пестицидов с инертными наполнителями, размолотыми до размеров 3-30 мкм. В таком виде выпускаются инсектициды, акарициды, фунгициды, гербициды. Используют для опыливания и опудривания.

2. Гранулы - более удобны в применении, чем порошки, не пылят, легко удаляются с кожи и одежды человека. Применимы для фунгицидов, инсектицидов. В состав гранулированных препаратов входят от 0,5 до 20% пестицида. Применяют для обработки растений и внесения в почву.3. Микрокапсулы - действующее вещество заключено в оболочку (капсулу), легко разрушается под влиянием различных факторов, размер - 5-100 мкм.4. Растворы в воде и органических растворителяхВодные растворы применяются для пестицидов, хорошо растворимых в воде (производные карбоновых, сульфоновых кислот, фенолов). Эффективно протравливание семян водными растворами фунгицидов.Растворы в органических растворителях — используются для ультра- и малообъемного опрыскивания.5. Смачивающиеся порошки - порошкообразные препараты, при разбавлении которых образуются достаточно устойчивые суспензии:а) с высоким содержанием пестицидов (60-90%);б) со средним содержанием пестицидов (30-60%);в) с малым содержанием пестицидов (5-30%). Используют для опрыскивания.6. Текучие смачивающиеся порошки - образуются при разбавлении водой, представляют смесь эмульсии и суспензии. Чаще всего используются для гербицидов.7. Концентраты эмульсий - образуют стойкие эмульсии. Применяются для дезинфекционных препаратов, антисептиков, инсектицидов. Используют для опрыскивания.8. Аэрозоли - используются для опрыскивания9. Другие формы применения - антисептические и инсектицидные мыла, краски, лаки, мази, мастики, воска, инсектицидные карандаши, инсектицидная и бактерицидная бумага, различные приманки и т.д.

2.^ ОСНОВНЫЕ ГРУППЫ ПЕСТИЦИДОВ

6.4.1. Хлорорганические пестициды (ХОП) применяют в сельском хозяйстве в качестве активных инсектицидов, акарицидов и фумигантов в борьбе с вредителями зерновых и технических культур. По химической природе пестициды этого класса представляют собой хлорпроизводные ароматических углеводородов циклопарафинов, терпенов. К ним относятся гексахлорбензол, гексахлорбутадиен - изомер ГХЦГ, ДДТ, ДДЦ, дилор, кельтан, метоксихлор и др. Они могут длительно (до 1,5 -10 лет и более) сохраняться в почве, воздействовать на почвенную фауну и переходить в произрастающие растения. Из-за высокой устойчивости в окружающей среде и способности к биоконцентрации ХОП превратились глобальные загрязнители. Им присущи сверхвыраженная кумуляция. Большинство ХОП плохо растворимы в воде, но хорошо - в органических растворителях, в том числе - жирах.Изолирование ХОП основано на экстракции пестицида из измельченного объекта органическим растворителем (н-гексан), для ГХЦГ возможна перегонка с водяным паром. Качественный и количественный анализ сводится, в большинстве случаев к отщеплению одного или нескольких атомов хлора и последующему обнаружению хлоридов и ароматического ядра методами ТСХ и ГЖХ с электронозахватным детектором (ДЭЗ).

Метаболизм хлорированных ароматических углеводородов - гексахлорбензола, ДДТ и его аналогов во внешней среде и различных биологических протекает по восстановительному и дегидрохлорированному механизмам. Общепризнан ряд возможных путей метаболизма ДДТ в живых тканях: окисление до ДДА (дихлордифенилуксусная кислота); дегидрохлорирование до ДДЭ (2,4-дихлорэтилен); восстановительное дехлорирование до ДДЦ (2,4-дихлордифенилдихлорметилметан).ДЦД - активный контактный инсектицид, лишь несколько уступающий ДДТ по токсичности. Для теплокровных особенно опасна его высокая хроническая токсичность.Реакция дегидрохлорирования свойственна также и другой группе, например, продуктам хлорирования циклопарафинов, к которым относится гексахлорцикпогексан (ГХЦГ). Под влиянием микроорганизмов превращается в пентахлорциклогексан, переходящий затем в трихлорбензол, который, в свою очередь, взаимодействует с сульфгидрильными группами аминокислот.ХОП обладают эмбриотоксическим действием, вызывают пороки развития и мутагенные изменения. Некоторые являются канцерогенами и аллергенами, что явилось основанием для ограничения, либо запрещения их применения в отдельных регионах России.6.4.2. Пестициды из класса фенолов. Фенолы проявляют широкий диапазон физиологического действия и являются фунгицидами, бактерицидами, инсектицидами и гербицидами. Причем пестицидная активность фенолов возрастает при введении в ароматический радикал различных заместителей, особенно нитрогруппы. Из многочисленных производных динитропроизводных фенолов практическое значение приобрели ДИНОК и ДИНОСЕБ.По физическим свойствам оба препарата представляют собой желтые кристаллические вещества. Изолирование при ХТА из внутренних органов трупа, крови, мочи возможно как подщелоченной, так и подкисленной водой, очистка - хроматографией в тонком слое силикагеля. Качественное обнаружение проводят по реакции с раствором натрия гидроксида - появляется желтое окрашивание, либо с использованием других реакций, характерных для фенолов. Количественное определение проводят спектрофотометрическим методом в УФ- области, максимум поглощения наблюдается при длине волны = 370 нм.Производные карбаминовых кислот - карбаминаты (эфиры карбаминовой кислоты). Наиболее широкое применение нашел севин. Изолирование при ХТА из внутренних органов трупа производится повторной экстракцией бензолом. Качественное обнаружение основывается на предварительном гидролизе севина до нафтола и последующем его доказательстве следующими реакциями:1.С купробромидом натрия после нагревания появляется фиолетовое окрашивание.2. С 4-аминоантипирином - оранжево-красное окрашивание.3.С 0,5% раствором NaNO2 в кислоте серной разбавленной появляется желтое окрашивание, переходящее в оранжевое при создании щелочной среды.Количественное определение севина проводят ФЭК методом после его щелочного гидролиза до нафтола и последующем вовлечении последнего в реакцию с купробромидом натрия.6.4.3. Фосфорорганические пестициды (ФОП). Одна из наиболее

распространенных и многочисленных групп пестицидов. К ним относятся афуган, актеллик, дибром, карбофос, бромофос. фталофос, хлорофос, цидиал и др.Большинство ФОП обладают высокой летучестью, слаборастворимы в воде, хорошо - в органических растворителях. По стойкости в окружающей среде значительно уступают ХОП. Однако некоторые из них сохраняют свои токсические свойства в почве и на растениях в течение нескольких месяцев и более, в результате чего возможно их поступление в организм человека с продуктами питания, воздухом и водой. Способны проникать через неповрежденную кожу, различные биологические мембраны и гематоэнцефалический барьер. Установлено, что в течение 11 недель 30% немакура, внесенного в почву, поглощается растениями. Более устойчивы остаточные количества ФОП в плодах цитрусовых. Это объясняется их растворением в маслах кожуры плодов.Хотя ФОП не накапливаются в организме так интенсивно, как ХОП, они все же обладают кумулятивными свойствами в результате суммирования токсических эффектов - функциональной кумуляцией.В клинической практике наиболее часто встречаются острые отравления карбофосом, хлорофосом, метафосом. Летальная доза для человека при приеме рег оs составляет для метафоса 0,2-2 г, для карбофоса, хлорофоса - 5-10 г.Токсическое действие ФОП связано с угнетением активности холинэстеразы (ХЭ). При взаимодействии ХЭ с ФОП образуется устойчивый к гидролизу, либо способный к нему (в случае воздействия, например, зорина) фосфорилированный фермент, не способный регулировать процессы разложения ацетилхолина в синапсах. В результате накопления ацетилхолина наблюдаются характерные изменения в ЦНС и вегетативной нервной системе, проявляющиеся головной болью, ухудшением памяти, нарушением сна, дезориентацией в пространстве, бронхоспазмами, судорогами, угнетением дыхания. Для некоторых характерны невриты, парезы, параличи.В организме метаболизм ФОП протекает по пути окисления (с потерей радикалов), десульфирования и дехлорирования. При этом могут образовываться более токсичные соединения.К осложнениям, развивающимся при тяжелых отравлениях ФОП, относя пневмонии, поздние интоксикационные психозы и полиневрозы, возникающие через несколько дней с момента отравления.Достоверно установлены генетические нарушения (повышение эмбриональной смертности и врожденных аномалий у потомства) у лиц, перенесших острые отравления ФОП, и у рабочих промышленных предприятий, подвергающихся хроническому воздействию низких концентраций этих веществ.Химико-токсикологический анализ ФОП имеет чрезвычайно важное значение для доказательства ФОП, т.к. они, в большинстве случаев, не вызывают каких-либо специфических морфологических изменений в организме человека.ХТА представляет большую сложность ввиду большого ассортимента быстрого метаболизма в организме и образования новых продуктов, а также изолировании и обнаружении.6.4.4. Ртутьорганические пестициды (РОП). Относятся к сильнодействующим ядовитым веществами или высокотоксичным препаратам для теплокровных

животных и человека. Их применяют ограниченно - только для обработки семян в борьбе с бактериальными и грибковыми заболеваниями.В некоторых странах, например, в России, Германии и Японии, применение их запрещено. Опасность РОП для людей связана не только с их высокой токсичностью, но и с летучестью, вследствие которой пары ртути образуются при комнатной и более низкой температуре, что может привести к тяжелые отравлениям.В окружающей среде РОП трансформируются: одним из конечных продукту этих превращений является метилртуть. При хроническом отравлении наблюдается потеря веса, слабость, утомляемость, психические расстройства, зрительные и слуховые галлюцинации, стоматит. Более подробная информация о РОП расположена в разделе «Металлические яды».6.4.5. Арилоксиалкилкарбоновые кислоты и их производные (ААКК). Широко используют в качестве гербицидов, альгицидов, регуляторов роста растений. наибольшее распространение получили 2,4-дихлорфеноксиуксусная кислота (2,4-Д) и ее производные, 2,4-дихлорфеноксипропановая кислота (2,4-ДП) и ее производные.Многие промышленные гербициды представляют собой не свободные ААКК, а их соли с металлами или аминами или эфиры. Последние являются более сильными гербицидами, чем соли. Из большого числа эфиров 2,4-Д практическое применение нашли низколетучие этиловый, бутиловый, амиловый, гептиловый, октиловый.Большинство гербицидов группы ААКК среднетоксичны, их ЛД50 для крыс находится в пределах 375 - 100 мг/кг. Действие этих пестицидов на качество воды проявляется главным образом в ухудшении ее вкуса и запаха, связанном с присутствием фенолов.

^ 6.5. ИЗОЛИРОВАНИЕ, ОБНАРУЖЕНИЕ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЕСТИЦИДОВИзолирование пестицидов, в большинстве случаев, осуществляют экстракцией различными органическими растворителями: пентан, гептан, петролейный эфир, хлороформ, четыреххлористый углерод и др. В некоторых случаях используют полярные растворители, например, для изолирования производных арилоксикарбоновых кислот. Также возможна перегонка с водяным паром (ртутьорганические соединения, никотин, анабазин).Единого универсального метода изолирования пестицидов, так же как и общей схемы очистки полученных экстрактов, не существует.Рекомендуются методы изолирования пестицидов для каждого конкретного объекта исследования (воздух, пищевые продукты растительного происхождения, почва, кровь, моча и т п.) и конкретного препарата.Методы очистки пестицидов, выделенных из биологических объектов, разнообразны. Имеет место очистка перегонкой с водяным паром, экстрам кристаллизацией, хроматография в тонких слоях сорбента.Качественный анализ и количественное определение пестицидов проводятся по нативному веществу, либо по метаболитам, которые обнаруживают, используя хроматографические и биохимические методы анализа.

При рассмотри отдельных групп и представителей пестицидных препаратов будут приведены подходы к проведению химико-токсикологического анализа.Объектами исследования при ХТА могут быть как сами ядохимикаты, биологические объекты - желудок с содержимым, печень, почки в смертельных случаях отравления и биологические жидкости - кровь, моча - у живых лиц при установлении диагноза острого отравления, а при санитарно-гигиенических исследованиях - пищевые продукты, почва, вода.Изолирование из внутренних органов трупа основано на настаивании измельченных органов с 3-х кратным объемом смеси: ацетон-этанол-хлороформ (1,5:1,5:1) при рН 5-5,5 в течение 4 часов с последующим экстрагированием хлороформом.Изолирование из биологических жидкостей проводят при рН 5 экстракцией хлороформом с последующей концентрацией извлечения.6.5.1.Тонкослойная хроматография в анализе ФОП - второй по значимости метод. По сравнению с методом ГЖХ он менее чувствителен и специфичен, не дает точной количественной оценки, но преимущество его в том, что он не требует специальной аппаратуры и, при необходимости, может быть использован в лаборатории.Метод ТСХ используется для очистки и разделения ФОП, идентификации ориентировочного количественного определения.Для хроматографирования используют пластины «Silufol», либо стеклянные пластины с силикагелем, фиксированным гипсом. Хроматограммы развивают в одной из систем растворителей: 1. гексан-ацетон-бензол 4:1; 2.Общая проба на ФОПНа пластину наносят 2 точки метчика с содержанием смеси ФОП 10 и 20 мкг (для ориентировочного количественного определения) и аликвоту извлечения. Хроматографируют в одной из систем, затем проявляют, последовательно обрабатывая пластину.1. Парами брома - наблюдают буро-коричневые пятна (не специфична, дают соэкстрактивные вещества);2. Спиртовым раствором железа (III) хлорида и кислоты сульфосалициловой наблюдают пятна желтого или белого цвета (фосфат-ион). При положительном результате общей пробы на ФОП устанавливают класс ФОП.Определение класса ФОПНа три хроматографические пластины наносят аликвоты экстрактов, как в общей пробе. После хроматографирования пластины обрабатывают следующим образом: 1-ю пластину (на серусодержащие ФОП) с палладия хлоридом, наблюдают пятно желтого цвета, либо с серебра нитратом и бромфеноловым синим, при этом наблюдают пятно лилового цвета (после обесцвечивания фона кислотой лимонной).2-ю пластину (на ФОП с нитрофенильным радикалом) опрыскивают спиртовым раствором едкого натрия. При наличии в пятне свободных нитрофенолов (метаболиты) - желтая окраска появляется сразу, в присутствии ФОП с нитрофенильным радикалом - желтая окраска появляется после нагревания. 3-ю пластину (на хлорофос и дихлофос) обрабатывают щелочным раствором резорцина, наблюдают пятна, окрашенные в розовый цвет.

Пятна, выявленные ее всех случаях, сравнивают с пятнами метчика. При совпадении Rf искомого ФОП с Rf метчика выполняют подтверждающие реакции и проводят ориентировочное количественное определение по площади пятна. Содержание ФОП рассчитывают по формуле:

где X - содержание ФОП в объекте (мкг/кг)А - содержание ФОП в стандарте (мкг)В - навеска пробы в г с учетом аликвоты S1 - площадь пятна медика (мм2)S2 - площадь пятна пробы(мм2)

При положительном результате общей пробы на ФОП определяют степень угнетения холинэстеразы крови.6.5.2. Холинэстеразная проба (энзимное экспозиционно-колориметрическое определение) - основана из способности ФОП угнетать активность фермента холинэстеразы. При угнетении холинэстеразы нарушается регулирование разложения ацетинхолина, что приводит к его накоплению и непрерывному раздражению нервных клеток. Как следствие, нарушаются функции ЦНС и вегетативной НС. Это приводит к тяжелейшим расстройствам - судорогам, параличам, бронхоспазму, угнетению дыхания и сердечной деятельности.В норме ацетилхолин под влиянием фермента холинэстеразы разрушается с образованием холина и уксусной кислоты, в результате чего изменяется рН смеси ацетилхолин + холинэстераза. Изменение рН можно зафиксировать с помощью кислотно-основных индикаторов, например, бромтимолового синего. Изменение окраски в контроле (от синей к желтой) происходит в течение 10-15 минут. В присутствии ФОП (как антихолинэстеразных веществ) окраска индикатора не изменяется более продолжительное время, чем в контроле.Угнетение активности холинэстеразы рассчитывают в % по формуле:

где Т - время изменения окраски в контрольной пробе; Т1 время изменения окраски в исследуемой пробе. Угнетение активности холинэстеразы более чем на 10 % указывает возможное присутствие в пробе ФОП.

Экстрактивные вещества органов трупа, крови, мочи без глубокого гнилостного разложения не мешают определению. Продукты гниения могут снижать активность холинэстеразы на 10-50 %. В этом случае проводят предварительную очистку пробы на колонке с активированным углем.Холинэстеразная проба неспецифична, используется как предварительный ориентировочный тест, не имеющий отрицательного судебно-химического значения.6.5.3.Метод газожидкостной хроматографии (ГЖХ) в анализе ФОПГЖХ - наиболее современный метод, практически вытеснивший традиционные аналитические методы вследствие высокой чувствительности селективности, экспрессности и возможности сочетания качественного количественного анализа в одной пробе без предварительного изолирования очистки.Остаток, полученный после отгонки растворителя, подвергают исследованию на газовом хроматографе с термоионным детектором, который наиболее чувствителен к соединениям, содержащим фосфор. Принцип действия термоионного детектора заключается в том, что соли щелочных металлов, испаряясь в пламени горелки, селективно реагируют с соединениями, содержащими галогены и фосфор, в результате чего в ионизационной камере появляется ионный ток.Подвижная фаза - азот, в качестве неподвижной фазы используются различные ВМС (под марками 5Е-30, ОУ-17, ХЕ-60), обладающие различной полярностью, что позволяет повысить селективность метода и эффективно разделить большое число ФОП. Граница определения составляет от 0,001 0,0001 г/л, что делает возможным обнаружение следовых количеств ФОП.Следует отметить, что анализ на содержание ФОП необходимо проводить возможно быстрее (не позднее 2-х часов после взятия крови). При оценке результатов важно учитывать снижение концентрации ФОП в крови при хранении.

 «ХИМИКО - ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ВЕЩЕСТВ, ИЗОЛИРУЕМЫХ ИЗ ОБЪЕКТА НАСТАИВАНИЕМ С ВОДОЙ, С ПОСЛЕДУЮЩИМ ДИАЛИЗОМ А ТАКЖЕ ТРЕБУЮЩИХ ИЛИ НЕТРЕБУЮЩИХ ОСОБЫХ МЕТОДОВ ИЗОЛИРОВАНИЯ»

В данной главе рассмотрен химико-токсикологический анализ веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом; дана общая характеристика группы. Показана распространенность отравлений, их причины; клиника отравлений и клиническая диагностика; обозначены объекты исследования. Определены особенности химико-токсикологического анализа кислот (серной, азотной, соляной), щелочей (гидроксиды натрия, калия и аммония), нитратов и нитритов. Рассмотрен химико-токсикологический анализ веществ, требующих особых методов изолирования (соединения фтора).Из группы веществ, не требующих особых методов изолирования, рассмотрен оксид углерода. Показана распространенность отравлений, причины; токсичность; классификация отравлений по степени тяжести. Механизм токсического действия. Токсикокинетика (всасывание, распределение, выведение из организма). Рассмотрены объекты исследования, правила отбора пробы, качественный и количественный анализ. Даны химические экспресс-методы обнаружения в крови карбоксигемоглобина, количественное определение карбоксигемоглобина в крови. ^ 7.1. ГРУППА ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ВЕЩЕСТВ,ИЗОЛИРУЕМЫХ ЭКСТРАКЦИЕЙ ВОДОЙ С ПОСЛЕДУЮЩИМ ДИАЛИЗОМ

(МИНЕРАЛЬНЫЕ КИСЛОТЫ, ЩЁЛОЧИ И ИХ СОЛИ)

К группе веществ, изолируемых экстракцией водой (с помощью диализа), относятся минеральные кислоты: серная, азотная и хлористоводородная; щелочи (гидроксиды калия, натрия), гидроксид аммония; и некоторые соли, имеющие токсикологическое значение: нитрит натрия (реже калия), нитраты натрия и аммония (реже калия).Исследование на данную группу веществ проводится в том случае, если материалы дела указывают на отравление этими веществами.В случае перехода кислот в соли, а щелочей в углекислые соли их обнаружение невозможно, так как эти соединения являются составными частями организма.Минеральные кислоты и щелочи широко применяются в народном хозяйстве и легко доступны. Известны случаи умышленных отравлений и самоотравлений кислотами, преступного вредительства, обливания кислотой серной. Кислоты также могут вызвать профессиональные отравления. Пары кислоты серной содержатся в воздухе помещений, где её производят, а газообразный серный ангидрид с влагой воздуха образует серную кислоту. Кислота азотная имеет значение профессионального яда вследствие образования окислов азота при её изготовлении, а также вследствие широкого применения для растворения и травления металлов. Пары хлористого водорода в воздухе рабочих помещений могут вызвать отравление.Смертельная доза при приёме внутрь концентрированной кислоты серной -5г, концентрированной кислоты азотной - 8г, кислоты соляной -15г.Известны случаи отравления селитрами (KNO3, NaNО3) при смешении их с другими солями (например, с натрия хлоридом или вместо натрия хлорида использовались в пищу) и при большом их приёме (доза около 5г считается ядовитой, а приём 9г является смертельной).На первом месте по частоте отравлений среди щелочей стоит едкий натр (каустическая сода). Довольно часто наблюдаются случаи отравлений и самоотравлений водным раствором аммиака (нашатырный спирт) и при вдыхании, газообразного аммиака в воздухе рабочих помещений.Объектами исследования являются содержимое желудка, рвотные массы, остатки пищи, части одежды, а при исследовании на соли ещё печень.Внешний вид объектов исследования может указывать на отравление той или иной кислотой. При отравлении концентрированной кислотой серной происходит сильное повреждение тканей губ, языка, пищевода, желудка, одежды. Характерным признаком концентрированной кислоты серной является обугливание углеводов.Концентрированная кислота азотная поражает ткани языка, пищевода, слизистой желудка. Кожа лица становится желтушной. Если концентрация кислоты азотной менее 20% жёлтой окраски может не быть. Свободная кислота азотная при достаточной концентрации фиксируется на белковых объектах, окрашивая их в жёлтый цвет, переходящий от аммиака в оранжевый (ксантопротеиновая реакция). Открытие иона хлора серебром азотнокислым (обильное выпадение осадка) при наличии свободной минеральной кислоты делает необходимым испытание на свободную соляную кислоту. Реакция среды исследуемых жидкостей может дать ясные указания на отравление тем или иным веществом.Для доказательства минеральных кислот используют кислотно-основные индикаторы: лакмус, метиловый оранжевый, метиловый фиолетовый, конго красный и другие. Кислая реакция на лакмус может обусловливаться наличием свободных кислот, кислых солей сильных кислот и солей тяжёлых металлов. Кислая реакция содержимого желудка уже исключает возможность открытия введённых в организм едких щелочей. Содержимое желудка и ткани внутренностей имеют кислую реакцию на лакмус не вследствие их первоначальной кислотности (соляная кислота желудочного сока уже не открывается в трупе), а как результат кислотного брожения, вызываемого бактериями. С переменой

бактерийной флоры начинается щелочное брожение, образуются аммиак и сероводород, содержимое желудка приобретает щелочную реакцию на лакмус. При этом часто успевают нейтрализоваться до исследования даже введённые внутрь кислоты, что делает невозможным их открытие.Ярко выраженная кислая реакция среды не является окончательным доказательством присутствия минеральных кислот.Щелочная реакция на лакмус может обусловливаться наличием едких щелочей и их углекислых солей. Для их отличия используют фенолфталеин. Несколько капель испытуемой жидкости смешивают с одной - двумя каплями спиртового раствора фенолфталеина и взбалтывают с избытком бария хлорида. Если присутствует едкая щёлочь, розовая окраска фенолфталеина не исчезает, а присутствие углекислых солей приводит к обесцвечиванию раствора.2NaOH + ВаС12 = 2NaCI +Ва(ОН)2Ва(ОН)2 = Ва2+ + 2ОН-Na2CО3 + NaCI2 = 2NaCI + ВаСОзИзолирование. Объект смешивают с небольшим количеством дистиллированной воды до густой кашицы (способной фильтроваться) и фильтруют через 1-2 часа. Для увеличения скорости фильтрования используют водоструйный насос. Смесь до фильтрования или фильтрат для отделения белковых веществ подвергают диализу.Диализ - разделение растворённых веществ, различающихся молекулярными массами. Процесс основан на неодинаковых скоростях диффузии этих веществ через проницаемую мембрану, разделяющую концентрированные и разбавленные растворы. Под действием градиента концентрации растворённые вещества с разными скоростями диффундируют через мембрану в сторону разбавленного раствора. Скорость переноса веществ в обратном направлении снижается вследствие диффузии растворителя (обычно вода). Для диализа используют нитро и ацетилцеллюлозные мембраны. Мембраны - это разделительные перегородки. Разделение с помощью мембран - результат конкурирующих взаимодействий компонентов смеси с поверхностью перегородки. В пограничном слое около поверхности перегородки накапливается вещество, имеющее наименьшую скорость проницания.Кроме диализа для этих целей используют электродиализ. Электродиализ - метод разделения растворов под действием электродвижущей силы, которая создаётся по обе стороны полимерных перегородок Электродиализаторы состоят из ряда камер, по которым перемещаются растворы электролитов. Они широко используются для обессоливания растворов.Диализ объекта проводят 2-3 раза по 4- 6 часов. Полученные диализаты выпаривают на водяной бане до объёма 5-10 мл и исследуют на наличие кислот, щелочей и солей. При исследовании одежды и некоторых других объектов могут быть использованы вытяжки без диализа.Минеральные кислоты. При ярко выраженной кислой реакции диализата проводят исследование на наличие анионов кислот. Обнаружение анионов серной, азотной и соляной кислот не является доказательством отравления кислотами, так как эти анионы могут быть в организме как составная часть органов и тканей. Для доказательства кислот необходимо отогнать их из диализата и исследовать отгон на наличие свободных кислот, соли этих кислот при этом не отгоняются. Едкие щёлочи. Доказательством отравления едкими щелочами является ярко выраженная щелочная реакция диализата (рН 8-10, индикатор фенолфталеин). При гидролизе карбонатов щелочных металлов также могут образоваться щелочи, поэтому вытяжку необходимо проверить на наличие карбонатов (см. выше).Предварительной пробой на аммиак является посинение красной лакмусовой бумажки от паров вытяжки. Обнаружение аммиака в биологическом материале может говорить не только об отравлении им, но и об образовании аммиака при гниении трупного материала.

При гниении трупного материала кроме аммиака образуется сероводород. Почернение бумажки, пропитанной щелочным раствором уксуснокислого свинца, указывает на наличие сероводорода и на процессы гниения исследуемых объектов, что делает невозможным открытие введённого аммиака.Соли. Наличие нитритов в диализате доказывают при помощи реакций диазотирования с ароматическими аминами.

^ 7.2. ГРУППА ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ВЕЩЕСТВ, ТРЕБУЮЩИХ ОСОБЫХ МЕТОДОВ ИЗОЛИРОВАНИЯ (СОЕДИНЕНИЯ ФТОРА)К этой группе веществ относятся соли фтористоводородной (плавиковой) кислоты: NaF, NH4F, LiF, CaF2, BaF2, PbF2, CuF2.2H2О, NH4HF2, CrF3, NasAIFe (3NaF.AIF3) и другие, а также соли кремнефтористоводородной кислоты: Na2SiF6, K2SiF6, CaSiF6 2H2О, BaSiF6 и другие. Данные соли применяются в промышленности, сталеварении, стекловарении, в качестве консерванта древесины, в сельском, хозяйстве в качестве инсектицидов. Отравления соединениями фтора обусловлены их ошибочным применением в быту вместо других солей. Токсическая доза для человека 0,012г; смертельная - 10г.Клиника и патологоанатомическая картина отравлений фторидами нехарактерна, наблюдаются лишь местные воспалительные явления. Поэтому диагностика отравлений ими затруднительна.Токсическое действие объясняется поражением некоторых ферментных систем и обмена веществ, особенно углеводного и солевого. При остром отравлении происходит поражение центральной нервной системы и желудочно-кишечного тракта, а при хроническом происходит изменение в зубах и костях (флюороз).Фториды поступают в организм через желудочно-кишечный тракт, где кислая реакция желудочного сока способствует переходу нерастворимых соединений фтора в более растворимые, что улучшает их всасываемость. В организме фтор вытесняет йод из некоторых его органических соединений, а также образует комплексные соединения с рядом микроэлементов. Наибольшая концентрация фтора обнаруживается в железах внутренней секреции, костях и зубах.Выделение фтора из организма осуществляется почками, желудочно-кишечным трактом и потовыми железами. В моче фтор появляется через 30 минут после введения Bt желудок, достигая максимума выделения на 1-5 день. За три недели с мочой выделяется до 55% введённой дозы.Объектами исследования являются моча, содержимое желудка, внутренние органы и пищевые продукты.Изолирование. Измельчённый объект в количестве 25 г подщелачивают избытком едкой извести, смачивают раствором аммония нитрата или концентрированной кислотой азотной, высушивают и прокаливают при температуре не выше 500°С до полного сжигания. Параллельно делают слепой опыт.Качественное обнаружение. Большинство методов открытия фтора основано на травлении стекла. Принцип таких методов заключается в разрушении силикатной основы стекла фтористым водородом с образованием летучего SiF4:SiО2 + 4HF = SiF4 + 2H2О1. Часть остатка в платиновом (или свинцовом) тигле смачивают несколькими каплями воды и небольшим количеством концентрированной кислоты серной. Тигель быстро закрывают часовым стеклом, низ которого покрыт воском и на поверхности воска сделана какая-нибудь надпись при помощи острия иглы. Пробу оставляют на сутки и наблюдают травление стекла в тех местах, где была сделана надпись за счёт выделения фтористого водорода. Скорость травления стекла можно увеличить при нагревании, но в этом случае вместо воска нужно использовать специальный лак.2. Часть полученной золы после изолирования смешивают в пробирке с песком (SiО2) и

добавляют немного концентрированной кислоты серной. У отверстия пробирки держат стеклянную палочку с капелькой воды. При наличии утора выделяется SiF4, что "приводит к помутнению капельки воды на кончике стеклянной палочки за счёт образования кремниевой кислоты.3SiF4 + 4Н2О = H2SiО4 + 4Н+ + 2[SiF6]2-3. В пробирку с нагретой концентрированной кислотой помещают кристаллик калия бихромата и вносят испытуемую пробу (2-3 капли раствора или 5-10 мг порошка). Смесь нагревают и при наличии фтора наблюдают не смачиваемые места на стекле пробирки, от которых отстаёт тонкая плёнка хромовой смеси. Анализу мешают борная и кремниевая кислоты.3. Капельная реакция. На фильтровальную бумагу, пропитанную цирконализариновым лаком, который имеет красную окраску, наносят водный раствор исследуемого вещества. При наличии фтора красная окраска исчезает, появляется жёлтое окрашивание.

^ 7.3. ГРУППА ВЕЩЕСТВ, НЕ ТРЕБУЮЩИХ ОСОБЫХ МЕТОДОВ ИЗОЛИРОВАНИЯ. ВРЕДНЫЕ ПАРЫ И ГАЗЫ. ОКСИД УГЛЕРОДА (II)Из ядовитых газообразных веществ особое токсикологическое значение имеет оксид углерода (II), который можно обнаружить и определить количественно без изолирования непосредственно в биологическом объекте.Оксид углерода (II), угарный газ (СО) - газ без цвета и запаха. С воздухом образует взрывоопасные смеси. Угарный газ находится везде, где существуют условия для неполного сгорания веществ, содержащих углерод. Токсическое действие. Окись углерода присоединяется к гемоглобину крови, образуя карбоксигемоглобин (НЬСО), в результате чего понижается содержание кислорода в крови и тканях (аноксемия и гипоксия). Низкие концентрации кислорода оказывает токсическое действие на клетки, нарушая дыхание тканей.При остром отравлении угарным газом наступает головная боль, головокружение, тошнота, рвота, потеря сознания, коллапс, смерть. Симптомы отравления появляются при концентрации 0,2 мг на 1л воздуха и увеличиваются с повышением концентрации СО в воздухе и длительности воздействия.Для хронического отравления СО характерно разнообразие многочисленных симптомов, наиболее типичными из которых являются психическая и физическая астения, головные боли и головокружения.Поступление в организм и всасывание. Оксид углерода (II) поступает в организм через дыхательные пути и определяется концентрацией во вдыхаемом воздухе угарного газа и кислорода, длительностью воздействия СО и интенсивностью лёгочной вентиляции. Окись углерода взаимодействует с двухвалентным железом гемоглобина крови, вытесняя из оксигемоглобина (НЬО2) кислород и образуя карбоксигемоглобин (НЬСО).НbO2 + СО = НbСО + O2Грамм гемоглобина может связать 1,34 мл кислорода или окиси углерода. Сродство гемоглобина к окиси углерода в 220-290 раз больше, чем к кислороду, поэтому СО легко вытесняет кислород из оксигемоглобина, образуя более стойкое соединение. Карбоксигемоглобин диссоциирует в 3600 раз медленнее, чем оксигемоглобин, что приводит к накоплению карбоксигемоглобина в крови и усилению кислородной недостаточности.Окись углерода также связывается с двухвалентным железом миоглобина, цитохрома, цитохромоксидазы, пероксидазы и каталазы. В незначительной степени СО окисляется в углекислоту.Распределение в организме. При остром отравлении высокими концентрациями СО большая часть яда, находящегося в крови, связана с эритроцитами. Повторные острые отравления приводят к повышению уровня СО в плазме, а при хроническом отравлении в

плазме обнаруживается 25-30% общего количества окиси углерода, связанной кровью. В значительном количестве СО переходит из крови в ткани. При остром отравлении в скелетных мышцах и миокарде обнаруживается до 13,5% от общего количества адсорбированной СО, где она связана с миоглобином.Выделение из организма. Выделение СО происходит через дыхательные пути и продолжается несколько часов. Около 60-70% яда выделяется в течение первого часа, а за 4 часа составляет 96% от адсорбированной организмом дозы. Некоторое количество СО выводится через ЖКТ, ничтожные количества выделяются через кожу, а также с мочой в виде комплексного соединения с железом. Объектами исследования являются кровь из трупа и воздух, содержащий СО.При острых отравлениях концентрация карбоксигемоглобина в крови составляет около 40%, а при смертельных исходах до 60% и более.Обнаружение карбоксигемоглобина в крови является доказательством отравления угарным газом. Для обнаружения и количественного определения СО используют химические, газохроматографические, фотоколориметрические, спектрофотометрические и спектроскопические методы анализа.1. Спектроскопический метод. При исследовании крови спектроскопом в спектре можно увидеть тёмные полосы поглощения определённых длин волн для гемоглобина и его производных. В судебно-медицинской практике часто используют микроспектроскоп (спектроскоп, соединённый с окуляром).Оксигемоглобин в видимой части спектра имеет две полосы поглощения при длинах волн 577-589 и 536-556 нм. Карбоксигемоглобин также имеет две полосы поглощения при 564-579 и 523-536 нм.Кровь для исследования разбавляют водой до светло-розовой окраски (чётко видны спектральные полосы). К четырём объёмам водного раствора крови добавляют 1 мл свежеприготовленного раствора аммония сульфида или другого восстановителя. При этом оксигемоглобин восстанавливается до дезоксигемоглобина - исчезают полосы поглощения оксигемоглобина и появляется широкая полоса поглощения дезоксигемоглобина при длинах волн 543-596 нм. Карбоксигемоглобин при этом не восстанавливается и его полосы поглощения не исчезают. По этим полосам делают заключение об отравлении СО.Спектроскопический метод можно использовать при содержании в крови от 10% до 30% карбоксигемоглобина.2. Спектрофотометрическое определение. Кровь в количестве 0,1 мл растворяют в 10 мл аммиака, наливают в кювету и измеряют оптическую плотность (D) при длинах волн 578 и 564 нм. Содержание карбоксигемоглобина в крови рассчитывают по формуле:%СОНb = (1,70- D578/D564):(1,70 -0,75) 100При содержании карбоксигемоглобина до 30% точность метода составляет около 1,5% а при содержании его в крови до 50%, точность до 5%. Проведение анализа требует 3-5 мин.3. Фотометрическое определение. Кровь в количестве 0,1 мл растворяют в 5 или 10 мл аммиака и 0,5 мл полученного раствора вносят в кювету. В кювету сравнения вносят раствор аммиака. Измеряют экстинкцию при длинах волны пропускаемого света 530 и 470 нм. По полученным средним значениям экстинкций вычисляют:Q = Е530/Е470Процент карбоксигемоглобина определяют по формуле:%СОНb = (97,5Q - 100) : (0,0955Q + 0,342)Процент карбоксигемоглобина можно определить также по калибровочному графику (зависимость между величиной Q и содержанием карбоксигемоглобина в крови). Ошибка определения не более 4%, время выполнения анализа около 10 мин.4. Химические методы обнаружения СО в крови.Суть этих методов состоит в том, что при добавлении соответствующих реактивов

окраска нормальной крови изменяется, а кровь, содержащая карбоксигемоглобин окраску не изменяет или изменяет незначительно. Поэтому всегда проводят два опыта.1. Проба Гоппе-Зейлера. К определённому объёму крови добавляют равный объём 30% раствора NaOH. Нормальная кровь буреет, а кровь, содержащая СОНb, не изменяется (ярко красная).

3.Проба Сальковского-Катаяма. К 10 мл дистиллированной воды добавляют 5 капель крови и 5 капель аммония сульфида, осторожно взбалтывают и прибавляют 30% раствор кислоты уксусной до слабокислой реакции среды. Нормальная кровь - серо-зелёная, исследуемая - малиново-красная.

3. Проба Хорошкевича-Маркса. К 2 мл крови добавляют 4 мл 8% раствора хинина гидрохлорида доводят до кипения. После охлаждения прибавляют 2-3 капли сульфида аммония. Нормальная кровь – грязно-красно-бурая, исследуемая -красная.4. Проба Бюркера. К 5-10 мл разбавленной крови добавляют 5 капель 1 % раствора калия гексацианоферрата (III). Нормальная кровь - желтоватого цвета, исследуемая - красная.5. Проба Сидорова. К 2 мл разбавленной крови добавляют 3-5 капель 30% раствора К3[Fе(СN)]6 и 3-5 капель 0,01% раствора K2Cr2О7. Нормальная кровь - коричневато-зелёная, исследуемая - карминово-красная.6. Проба Ветцеля. К 10 мл разбавленного раствора крови добавляют 5 мл 20% раствора калия гексацианоферрата и 1 мл ледяной кислоты уксусной. Нормальная кровь образует серовато-коричневый осадок, а исследуемая - вишнёво-красный осадок.7. Проба Кункеля-Ветцеля. К 5 мл разбавленной крови добавляют 15 мл 3% водного раствора таннина. Нормальная кровь образует серовато-коричневый осадок, а исследуемая светло карминово-красный осадок.8. Проба Либмана. К 5 мл неразбавленной крови добавляют 5 мл формалина. Нормальная кровь - коричнево- чёрная, исследуемая красного цвета. 9. Проба Рубнера. К 5 мл неразбавленной крови добавляют 20 мл 5% раствора основного свинца ацетата. Нормальная кровь коричневатого цвета, исследуемая красного цвета.10.Проба Залесского. К 5 мл разбавленной крови добавляют 5 капель 10% раствора меди (II) сульфата. Нормальная кровь - зеленоватая, исследуемая - красная.Заключение о наличии карбоксигемоглобина можно сделать на основании большинства этих реакций. Если в крови мало карбоксигемоглобина, то окраска может измениться, поэтому эти реакции непригодны для определения малых количеств СОНb. Количественное определение СО.1.Определение СО в воздухе. Метод основан на окислении СО в СO2 йодноватым ангидридом и его определении.I2O5 + 5СО = 5СO2 + I2Ва(ОН)2 + СO2 = ВаСОз + Н2O

Ва(ОН)2 изб. + 2HCI = BaCI2 + 2Н2OИзбыток гидроксида бария оттитровывают кислотой соляной.2.Определение в крови. Метод основан на определении карбоксигемоглобина спектроскопически. Для этого готовят ряд растворов: раствор А - раствор исследуемой крови;раствор Б - раствор крови, содержащей СОНb и дезоксигемоглобин. Его готовят из раствора А добавлением натрия дитионата.раствор В - раствор крови, в котором все формы гемоглобина переведены в СОНb.Расчёт содержания СОНb в исследуемой крови в процентах производят по следующей формуле:Р = 100 - (DCOHb - DHbCOHb) 100 : (DCOHb, К )где

Р = 100 - (DCOHb - DHbCOHb) 100 : (DCOHb, К )где DCOHb - оптическая плотность раствора В (при 538 нм)DHbCOHb - оптическая плотность раствора Б (при 538 нм)DHb - оптическая плотность раствора Б в изобестической точке (точка в которой оптические плотности растворов СОНb и дезоксигемоглобина равны) при 550 нм К- коэффициент, равный 0,372.При концентрациях СОНb от 3% до 20% ошибка не более 3%, а при концентрациях свыше 20% не более 5%.