д.з. 3 занятие


Пример условия задачи на «летучие вещества»
На СХЭ доставлены: кровь, моча пострадавших, пробы сырья какао-бобов.
Обстоятельства дела.
Перед Новым Годом одна из фирм выиграла патент по продаже какао-бобов. Поставки завершились в короткие сроки. Сырье было временно складировано в подвальном помещении малого предприятия, выпускающего шоколадные изделия. Руководство предприятия решило 1-ую партию продукции из сырья, купленного весьма дешево, подарить своим сотрудникам к празднику. В производственное помещение доставили новое сырье. Со слов пострадавших. Сырье было неоднородным, кроме известных какао-бобов часто встречались бобы несколько другой формы и более светлого оттенка. Попробовав эти бобы, начальник цеха признал их вкус замечательным, разрешил продолжать работу, а сам взял пакетик этих бобов и ушел в свой кабинет. Там его нашли мертвым. Погибший несколько дней назад решил бросить курить и поэтому постоянно что-то жевал. К 15 часам почти все сотрудники цеха поступили в больницу с отравлениями различной степени тяжести: у многих появилась многократная рвота, при этом от рвотных масс ощущался специфический запах горького миндаля, в тяжелых случаях – потеря сознания и коматозное состояние. При осмотре пострадавших обращал на себя внимание выраженный цианоз кожи и видимых слизистых оболочек, резкое падение артериального давления, частое поверхностное дыхание.
Информация.
Лаборатория располагает всеми возможностями качественного и количественного определения «летучих ядов».
Токсикант – это бесцветная жидкость с температурой кипения 26,50С, которая легко воспламеняется и горит голубоватым пламенем.
При проведении ХТА был обнаружен токсикант из группы «летучих» ядов.
Цель исследования: провести анализ на присутствие токсикантов из группы «летучих ядов» ядов. Количественное определение токсикантов провести, используя химические методы и метод ГЖХ с применением детектора электронного захвата.
Алгоритм решения ситуационной задачи по ТХ
(летучие яды).
1.Правила направления и приема объектов исследования.
1.1. Прием вещественных доказательств. Регистрация.
1.2. Документация, сопровождающая вещественные доказательства.
1.3. Наружный осмотр упаковки, объектов исследования.
1.4. Установление наличия консервирования объекта.
2. Физико-химические характеристики, токсикокинетика и метаболизм анализируемых веществ-токсикантов.
2.1. Природа и физико-химические характеристики токсиканта(ов).
2.2. Пути введения токсиканта(ов).
2.3. Метаболизм.
2.4. Уровни повреждений: молекулярный, биохимический, клеточный, тканевый, организменный.
3. Стадии подготовки и составление схемы изолирования.
3.1. Подготовка объекта к дистилляции.
3.2. Сбор аппарата для проведения дистилляции, подготовка приемников.
3.3. Проведение дистилляции.
3.4. Качественное определение токсикантов.
3.5.Количественное определение токсикантов (метод ГЖХ: аппаратурное оформление; основные хроматографические характеристики, описание принципа работы указанного детектора).
4. Интерпретация результатов (характеристика выбранных методов исследования: дистилляция и ГЖХ).
5. Заключение об обнаружении токсиканта в биообъектах и вещественных доказательствах.
Пример решения задачи по алгоритму
1. Правила направления и приема объектов исследования.
1.1. Прием вещественных доказательств. Регистрация.
На СХЭ доставлена моча (т.к. синильная кислота, которая является токсикантом, выделяется из организма с мочой) объемом 10 мл. БО упакован в пенициллиновый флакон, плотно укупоренный крышкой и алюминиевым колпачком. Сверху укупорки - чистая бумага, обвязанная прочной ниткой. Концы нитки спрятаны под этикетку. Этикетка оформлена согласно нормам. Вся информация о поступившем биологическом объекте заносится в рабочий журнал и в журнал регистраций.
1.2 Документация, сопровождающая вещественные доказательства.
Документация, сопровождающая вещественные доказательства: направление на СХЭ.
Наружный осмотр упаковки, объектов исследования.
Проводим наружный осмотр упаковки. Объект упакован верно. Целость упаковки не нарушена. Информация на этикетке совпадает с информацией сопроводительных документов. Аккуратно вскрываем упаковку, избегая попадания частей укупорки в биологический материал, и, не допуская потери материала. Проводим наружный осмотр объектов исследования. БО - моча имеет характерную окраску, ощущается запах горького миндаля. Измеряем показатель рН БО. Измеряем объем.
Установление наличия консервирования объекта.
Объект не консервирован.
2. Физико-химические характеристики, токсикокинетика и метаболизм анализируемых веществ-токсикантов.
2.1. Природа и физико-химические характеристики токсиканта(ов).
Токсическое вещество – синильная кислота. Относится к группе «летучие яды»
2.2. Пути введения токсиканта(ов).
Путь введения токсиканта – пероральный.
2.3. Метаболизм.
Окисление: HCN+ 1/2O2 = HCNO (циановая кислота).
Гидролиз: HCN + 2HOH = NH3 + HCOOH
Образование роданидов: KCN + S = KCNS
2.4. Уровни повреждений: молекулярный, биохимический, клеточный, тканевый, организменный.
Уровень повреждения - молекулярный, биохимический, клеточный.
3. Стадии подготовки и составление схемы изолирования.
3.1. Подготовка объекта к дистилляции.
3.2. Сбор аппарата для проведения дистилляции, подготовка приемников.
3.3. Проведение дистилляции.
Т.к. БО – жидкость, то проводим метод микродистилляции.
7 мл биологической жидкости помещают в круглодонную колбу, добавляют 30 мл воды очищенной. Колбу с объектом исследования закрепляют в штативе и погружают в холодную водяную баню. Подкисляют насыщенным раствором кислоты щавелевой до рН =2, добавляют 10г натрия хлорида (высаливающий агент) Соединяют все части прибора и доводят водяную баню до кипения, чтобы уменьшить конденсацию водяного пара вы колбе. Объект не подкисляют заранее. Биоматериал подкисляют слабыми органическими кислотами (щавелевой или виннокаменной) до рН =2.
При перегонки с водяным паром из подкисленного объекта дистиллят собирают в объеме 3 мл в заранее приготовленный приемник, содержащий 2 мл 2% раствора гидроксида натрия (для улавливания кислоты синильной).

3.4. Качественное определение токсикантов.
реакция образования берлинской лазури
NaOH +HCN = NaCN +H2O
FeSO4 + 2 NaCN = Fe(CN)2 + H2O
Fe(CN)2 +4 NaCN = Na4[Fe(CN)6]
3 Na4[Fe(CN)6] + 2Fe2(SO4)3 = Fe4[Fe(CN)6]3↓ +6 Na2SO4
Оценка реакции: реакция специфична, чувствительна. Является реакцией вещественного доказательства.
Результат: сине-зеленое окрашивние, при стоянии – синий осадок. Осадок берлинской лазури выпадает медленно, поэтому заключение о ненахождении синильной кислоты можно дать по истечении 24-48 часов.
реакция с пиридинбензидиновым реактивом.
1894840-1477645
Появление красного окрашивания, которое усиливается при добавлении нескольких капель бензидина.
3.5.Количественное определение токсикантов (метод ГЖХ: аппаратурное оформление; основные хроматографические характеристики, описание принципа работы указанного детектора).
Аппаратурное оформление хроматографа:
баллон с газом-носителем;
редуктор;
устройство для ввода пробы;
хроматографическая колонка;
детектор;
монитор компьютера.
Основные хроматографические характеристики:
Абсолютное время удерживания (tR) – время от момента вода пробы до момента выхода из хроматографической колонки максимальной концентрации определяемого вещества (до появления максимума пика), измеряется в мин или сек;
Расстояние удерживания (lR) – расстояние от момента ввода пробы до перпендикуляра, опущенного из вершины пика соответствующего сигнала, измеряется в см или мм;
Объем удерживания (VR) - соответствует объему газа-носителя мл, прошедшего через колонку с момента ввода пробы до момента выхода максимальной концентрации определяемого вещества;
Площадь пика (S) – пропорциональна количеству анализируемого компонента в смеси, выражается в кв.см или кв.мм.
Описание принципа работы детектора электронного захвата.
Системы детектирования по захвату электронов включают ионизационную камеру (ячейку) детектора и источник поляризующего напряжения (блок питания). Для работы детектора необходимо, прежде всего, обеспечить постоянную скорость образования свободных электронов в ионизационной камере, что достигается помещением в нее радиоактивного источника. В качестве газа – носителя используется азот, аргон, гелий и другие электроно - донорные газы, способные ионизироваться под воздействием радиации с освобождением электронов. ДЭЗ обладает высокой чувствительностью и позволяет фиксировать нано- и пикограммовые количества вещества.

4. Интерпретация результатов (характеристика выбранных методов исследования: дистилляция и ГЖХ).
дистилляция
«+»
1. происходит изолирование и одновременная очистка анализируемых веществ;
2. данным методом изолируются вещества, которые разлагаются при температуре кипения, имеют высокую температуру кипения и вещества нерастворимые в воде;
3. данным способом извлекаются вещества разных классов химических соединений.
«-» длительность;
трудоемкость;
2. требуется специальная литература.
ГЖХ:
«+»
универсальность - можно разделять и анализировать различные смеси газообразных, жидких и твердых веществ, обладающих летучестью и термической устойчивостью при температуре колонки от – 70 до 4500С;
быстрота анализа и высокая разделительная способность. Большой выбор неподвижных жидких фаз, их комбинирование позволяет разделить практически любые сложные смеси;
высокая чувствительность – детектирующие системы позволяют определять концентрацию 10-8 – 10-9 мг/мл;
малая величина пробы – в дозирующее устройство вводится для анализа проба жидкая или газообразная в объеме 0,1 – 10 мкл;
точность метода – относительная ошибка определения составляет 2-5%.
«-» дорогостоящий метод
5. Заключение об обнаружении токсиканта в биообъектах и вещественных доказательствах.
Заключение.
Обнаружено: синильная кислота.
Решите задачи по алгоритму
Задача №1
На СХЭ доставлены: внутренние органы трупа (желудок с содержимым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое), кровь, моча, 2 склянки с остатками вязкой жидкости вино-красного цвета.Обстоятельства дела.
Гражданин К., будучи в состоянии среднего алкогольного опьянения, вошел в лабораторию, где выполнял свое первое научное исследование его знакомый - аспирант-патологоанатом. Был вечер. Знакомый К. (по специальности художник) решил, что остатки «ликеров» теперь можно забрать и использовать по прямому назначению. Аспирант очень торопился на другую работу в бюро СМЭ, и не заметил исчезновения 2 склянок. Приятели, поговорив немного, разошлись по своим делам. Вечером следующего дня аспирант не мог найти оби склянки с «ликерами», содержимое которых далее должен был анализировать другой аспирант – судебный химик. Через три дня аспирант опять дежурил в бюро СМЭ, куда привезли для СМЭ труп его знакомого К.
Информация.
Лаборатория располагает всеми возможностями качественного и количественного определения «летучих ядов».
При проведении ХТА были обнаружены токсиканты из группы «летучих» ядов.
Токсикант №1 – этиловый спирт;
Токсикант №2 - это газообразное вещество, способное к полимеризации, его 40% раствор используют для консервирования трупного материала.
Цель исследования: провести анализ на присутствие токсикантов из группы «летучих ядов» ядов. Количественное определение токсикантов провести, используя химические методы и метод ГЖХ с применением термоионного детектора.
Задача №2
На СХЭ доставлены: внутренние органы трупа (желудок с содержимым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое), бутылка емкостью 0,5л., содержащая жидкость в количестве 300мл.
Обстоятельства дела.
Со слов подруги пострадавшей, К., 20 лет, желая совершить суицид, в присутствии нескольких человек налила в стакан около 200 мл неизвестной жидкости, взятой из холодильника, и выпила. По комнате распространился характерный запах. Через 2-3 минуты у К. началась рвота, появилось ощущение нехватки воздуха, потеря сознания. Потерпевшая сразу же была доставлена в лечебное учреждение, где констатировали затемнение сознания, расширение зрачков, судорожное подергивание некоторых мышц, болезненность в эпигастральной области. Несмотря на проводимое лечение, состояние продолжало ухудшаться, при явлениях нарастающей сердечной и дыхательной недостаточности наступила смерть в течение 1-х суток.
Со слов матери пострадавшей. В домашнем холодильнике стояла бутылка из-под уксусной эссенции. В ней находился раствор какого-то вещества в уксусной кислоте, который принесла соседка. Соседка работает в зоопарке и ухаживает за лисами. Этим раствором собирались обработать перед дублением доставшуюся по случаю шкуру медведя.
Информация.
Лаборатория располагает всеми возможностями качественного и количественного определения «летучих ядов».
При проведении ХТА были обнаружены токсиканты из группы «летучих» ядов.
Токсикант №1 –уксусная кислота.
Токсикант №2 – хлорсодержащее соединение, дает реакцию образования ацетиленида меди.
Цель исследования: провести анализ на присутствие токсикантов из группы «летучих ядов» ядов. Количественное определение токсикантов провести, используя химические методы и метод ГЖХ с применением детектора ионного пламени.
Задача №3
На СХЭ доставлены: внутренние органы трупа (желудок с содержимым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое), закрытая бутылка емкостью 0,8л., содержащая жидкость в количестве 500мл, хрустальный графин с пробкой емкостью 0,75 л с остатками темно-красной жидкости.
Обстоятельства дела.
М. (студент фармацевтического училища) помогал в разгрузке автомашины, доставившей химические реагенты на склад. Со слов приятеля М.: после работы М. самовольно взял одну из склянок емкостью 0,8л, предполагая вечером использовать находящееся в ней вещество как наркотическое средство. Утром следующего дня М. был обнаружен мертвым в своей квартире.
Информация.
Лаборатория располагает всеми возможностями качественного и количественного определения «летучих ядов».
При проведении ХТА были обнаружены токсиканты из группы «летучих» ядов.
Токсикант №1 –ацетон;
Токсикант №2 – этиленгликоль.
Цель исследования: провести анализ на присутствие токсикантов из группы «летучих ядов» ядов. Количественное определение токсикантов провести, используя химические методы и метод ГЖХ с применением пламенно- фотометрического детектора.
Задача №4
На СХЭ доставлены: внутренние органы трупа (желудок с содержимым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое), остатки жидкости в бутылке емкостью 0,5л.,
с заводской маркировкой «Антипятноль». Объекты не подвержены гнилостному разложению.
Обстоятельства дела.
После автомобильной аварии один из водителей скончался по дороге в больницу. От потерпевшего сильно пахло алкоголем. После осмотра в кармане его куртки была обнаружена бутылка емкость 0,5л с остатками слегка зеленоватой маслянистой жидкости, напоминающей по запаху хлороформ и спирт. Другой пострадавший водитель госпитализирован в тяжелом состоянии.
Информация.
Лаборатория располагает всеми возможностями качественного и количественного определения «летучих ядов».
При проведении ХТА были обнаружены токсиканты из группы «летучих» ядов.
Токсикант №1 –хлороформ
Токсикант №2 - этанол
Цель исследования: провести анализ на присутствие токсикантов из группы «летучих ядов» ядов. Количественное определение токсикантов провести, используя химические методы и метод ГЖХ с применением катарометра.
Теоретические вопросы
1. Группа веществ, изолируемых перегонкой с водяным паром («летучие яды»).
2.Способы изолирования «летучих ядов» из объектов исследования:
методика проведения микро- и макродистилляции;
достоинства и недостатки метода дистилляции;
влияние рН среды на перегонку токсических веществ
3.Синильная кислота:
применение;
токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);
пути поступления в организм, накопление, выделение;
метаболизм;
особенности проведения дистилляции;
методы качественного определения:
реакция образования «берлинской лазури»;
реакция с пиридинбензидиновым реактивом.
методы количественного определения
4.Хлороформ, четыреххлористый углерод, хлоралгидрат:
применение;
токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);
пути поступления в организм, накопление, выделение;
метаболизм;
особенности проведения дистилляции;
методы качественного определения:
реакция Фудживара;
реакция отщепления органически связанного хлора;
реакция образования изонитрила;
реакция с раствором резорцина в щелочной среде;
реакция с реактивом Фелинга;
реакция с реактивом Несслера.
методы количественного определения;
5.1,2-дихлорэтан:
применение;
токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);
пути поступления в организм, накопление, выделение;
метаболизм;
особенности проведения дистилляции;
методы качественного определения:
реакция отщепления органически связанного хлора;
реакция образования ацетиленида меди.
методы количественного определения.
6.Метанол:
применение;
токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);
пути поступления в организм, накопление, выделение;
метаболизм;
особенности проведения дистилляции;
методы качественного определения:
реакция этерификации (получение метилсалицилата);
реакция окисления метанола до формальдегида и его обнаружением;
методы количественного определения
7.Этанол:
применение;
токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);
пути поступления в организм, накопление, выделение;
метаболизм;
особенности проведения дистилляции;
методы качественного определения:
реакция образования йодоформа;
реакция образования ацетальдегида;
реакция получения этилацетата;
реакция получения этилбензоата.
методы количественного определения;
8.Изоамиловый спирт:
применение;
токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);
пути поступления в организм, накопление, выделение;
метаболизм;
особенности проведения дистилляции;
методы качественного определения:
реакция этерификации с уксусной кислотой;
реакция образования изовалерианового альдегида;
реакция Комаровского (с салициловым альдегидом)
методы количественного определения.
9.Этиленгликоль:
применение;
токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);
пути поступления в организм, накопление, выделение;
метаболизм;
особенности проведения дистилляции;
методы качественного определения:
реакция окисления калия перйодатом и последующим обнаружением формальдегида;
реакция окисления этиленгликоля азотной кислотой до щавелевой кислоты с последующим ее обнаружением;
реакция образования гликолята меди.
методы количественного определения;
10.Уксусная кислота:
применение;
токсикологическое значение (симптомы отравления, смертельные дозы);
пути поступления в организм, накопление, выделение;
метаболизм;
особенности проведения дистилляции;
методы качественного определения:
реакция получения этилацетата;
реакция с хлоридом железа (III);
методы количественного определения
11.Фенол:
применение;
токсикологическое значение;
пути поступления в организм, накопление, выделение;
метаболизм;
особенности проведения дистилляции;
методы качественного определения:
реакция с бромной водой;
реакция с хлоридом железа (III);
методы количественного определения.
12.Метод ГЖХ:
история появления и развития метода;
достоинства метола ГЖХ;;устройство газового хроматографа. Назначение основных узлов и блоков;
требования к твердым носителям и неподвижным жидким фазам;
виды детекторов и принципы их работы;
основные хроматографические характеристики:
абсолютное время удерживания;
расстояние удерживания;
объем удерживания;
площадь пика.
Рекомендуемая литература
1. Материал рабочей тетради.
2. Токсикологическая химия: учебник/ Т.Х.Вергейчик:под редакцией проф.Е.Н.Вергейчика. – М.:МЕДпресс-информ, 2009.
3. Токсикологическая химия М.Д.Швайкова «Медицина», Москва, 1975 г.
4. Токсикологическая химия Крамаренко В.Ф. Киев «Высшая школа» 1989г.
Приложение 1
Блок теоретической информации
Группа веществ, изолируемых перегонкой с водяным паром («летучие яды»).
Перегонка с водяным паром широко применяется как в лаборатории, так и в химической промышленности для получения вещества в чистом виде. В химико-токсикологическом анализе перегонкой с водяным паром достигается изолирование ядовитых и сильнодействующих веществ из объектов исследования биологического происхождения (внутренние органы трупов, рвотные массы, пищевые продукты и т.п.) или небиологического происхождения (технические жидкости, лекарственные формы и т.п.).
Этим методом могут изолироваться вещества органической, неорганической природы, а также металлорганические соединения:
синильная кислота.
галогенпроизводные алифатического ряда: хлороформ, хлоралгидрат, хлористый этилен, трихлорэтилен, четыреххлористый углерод, гексахлорэтан.
альдегиды и кетоны алифатического ряда: формальдегид, ацетон.
спирты алифатического ряда: метиловый, этиловый, пропиловый, изопропиловый, амиловый, изоамиловый, этиленгликоль.
сложные эфиры алифатического ряда: уксусноамиловый эфир, амилнитрит.
карбоновые кислоты алифатического ряда: кислота уксусная, кислота молочная.
сероуглерод.
элементорганические соединения: тетраэтилсвинец.
ароматические углеводороды: бензол, толуол, ксилол.
нитропроизводные и амины ароматического ряда: нитробензол, анилин.
фенолы и фенолокислоты: фенол, крезол, салициловая кислота.
фосфор и его продукты: кислоты фосфорноватистая, фосфористая, фосфористый водород, цинка фосфид.
Могут перегоняться с водяным паром вещества кислотного и основного характера, например, кислота салициловая, никотин, анабазин и др.
Способность химических соединений перегоняться с водяным паром зависит от их физических свойств. При нагревании двухкомпонентной смеси, состоящей из практически нерастворимых друг в друге веществ, давление паров каждой жидкости будет таким же, как и давление пара ее в чистом виде, независимо от наличия другой жидкости. Общее давление пара смеси Р таких жидкостей будет равно сумме парциальных давлений паров обоих компонентов Р1 и Р2 при данной температуре. Смесь начинает кипеть тогда, когда при данной температуре сумма парциальных давлений насыщенных паров обоих ее компонентов станет равной внешнему (атмосферному) давлению, следовательно, температура кипения смеси будет ниже температуры кипения каждого компонента в чистом виде.
Перегонка с водяным паром особенно выгодна в тех случаях, когда изолируемое вещество кипит при очень высокой температуре, труднорастворимые или практически нерастворимые в воде: толуол, нитробензол, дихлорэтан и др., - или разлаются при температуре кипения. Например, тетраэтилсвинец – кипит при температуре 2000С с разложением. Степень разложения увеличивается с повышением температуры. При 500 - 6000С тетраэтилсвинец разлагается полностью. При дистилляции с водяным паром тетраэтилсвинец перегоняется в условиях сравнительно низкой температуры и без разложения, что используется для его получения в чистом виде и изолирования его из биологического материала при химико-токсикологическом исследовании.
В ряде случаев летучими с водяным паром оказываются вещества, растворимые в воде в том или ином соотношении. Установлено, что более летучими с водяным паром оказываются вещества с большим молекулярным весом и более высокой температурой кипения, чем низшие члены гомологического ряда.
С водяным паром перегоняются некоторые жидкости, практически не смешивающиеся или ограничено смешивающиеся с водой, а также вещества образующиеся с водой, а также вещества образующие с водой азеотропные смеси или наоборот, которые смешиваются с водой или перегоняются без образования азеотропов.
Азеотропными называются такие смеси, у которых пар, находящийся в равновесии с жидкостью, в данных условиях обладает тем же составом, что и сама жидкая смесь. Состав азеотропной смеси (раствора) совпадает с составом пара, находящегося с ней в равновесии. Поэтому азеотропные смеси перегоняются при постоянной температуре, следовательно, они не могут быть разделены перегонкой в данных условиях.
Способы изолирования «летучих ядов» из объектов исследования.
I.Метод макродистилляции применяется в случаях, когда на исследование доставлено больше (100 г и более) количество биологического материала или иного объекта.1463304-1986131
Аппарат для перегонки ядовитых веществ с водяным паром:
1 – парообразователь; 2 – колба с объектом исследования; 3 – холодильник; 4 – приемник; 5 – водяная баня.
Биологический материал измельчают, смешивают с дистиллированной водой до густоты качества и помещают в круглодонную колбу, заполняя последнюю не более чем на 1/3 ее объема. Колбу с объектом исследования закрепляют в штативе и погружают в холодную водяную баню. Когда в парообразователе пойдет пар, объект подкисляют органической кислотой, соединяют все части прибора и доводят водяную баню до кипения, чтобы уменьшить конденсацию водяного пара вы колбе. Объект не подкисляют заранее. Биоматериал подкисляют слабыми органическими кислотами (щавелевой или виннокаменной) до рН =2.
При перегонке с водяным паром из подкисленного объекта первые порции дистиллята, собирают в объеме 3 мл в заранее приготовленный приемник, содержащий 2 мл 2% раствора натра едкого во избежание потерь кислоты синильной (а при качественном определении – в титрованный раствор серебра нитрата). Остальные порции дистиллята по 25-50 мл собирают в последующие 1-2 колбы, подготовленные заранее. При специальном исследовании нас метанол приемник охлаждают льдом для уменьшения потерь искомого токсичного вещества. При целенаправленном исследовании на спирт этиловый приемник с дистиллятом охлаждают водой, чтобы предотвратить его испарение. Ввиду высокой летучести уксусной кислоты при перегонке с водяным паром ее собирают в сосуд, содержащий 0,1М раствор натра едкого. При изолировании с водяным паром веществ основного характера из подщелоченного объекта, дистиллят собирают в раствор кислоты хлористоводородной.
После окончания дистилляции сначала отсоединяют от парообразователя колбу с биоматериалом и только потом прекращают нагревать парообразователь и водяную баню
Пропускание пара через колбу с биоматериалом вместо его в самой колбе важно, потому, что при пропускании пара через колбу с объектом, ее можно нагревать (чтобы не конденсировались пары) на водяной бане. Образование пара в колбе потребовало бы нагревания при температуре выше 1000С на пламени или масляно бане и могло бы привести к разложению веществ на стенках колбы выше уровня воды и даже к образованию следов синильной кислоты за счет подгорания белковых веществ. Дистилляция должна проводиться по возможности медленно, что достигается регулированием пламени горелок.
Достоинства метода перегонки с водяным паром:
происходит изолирование и одновременная очистка анализируемых веществ;
данным методом изолируются вещества, которые разлагаются при температуре кипения, имеют высокую температуру кипения и вещества нерастворимые в воде;
данным способом извлекаются вещества разных классов химических соединений.
Недостатки метода:
длительность;
трудоемкость;
требуется специальная литература.
Влияние рН среды на перегонку токсических веществ с водяным паром.
Для достижения максимальной степени изолирования токсических веществ из биологического материала необходимо разрушить комплекс этого вещества с белковыми структурами биотканей. Это возможно при значениях рН близких к изоэлектрической точкой белка, рН = 2-3. подкислять биологический материал следует только органическими кислотами, т.к. использование минеральных кислот приводит к гидролизу синильной кислоты до формиата аммония, который является нелетучим соединением, не перегоняющимися с водяным паром, а так же является продуктом метаболизма белков. Может происходить потеря синильной кислоты.

Сернокислый эфир фенолов образуется в кишечнике под влиянием процессов гниения. При воздействии сильных минеральных кислот такой эндогенный эфир разлагается с выделением фенола. Следовательно, фенол можно переоткрыть.
914400101600

Таким образом, при неправильном ведении анализа (подкисление объекта минеральной кислотой) возможно уничтожение и потеря одних (синильная кислота) и появление других (фенолы) ядовитых веществ.
При целенаправленном исследовании на уксусную кислоту для подкисления биологического материала используют минеральные (фосфорную или серную) кислоты. Это необходимо для подавления диссоциации кислоты уксусной, которая переходит в недиссоциированное состояние и хорошо перегоняется с водяным паром. Определение свободной кислоты уксусной проходит без подкисления.
При специальном исследовании на вещества основного характера: пиридин, кодеин, никотин, анабазин и другие, - биологический материал подщелачивают 5% раствором натра едкого. Отгон собирают в раствор разведенной кислоты хлористоводородной.
II.Метод микродистилляции используется при изолировании «летучих» ядов из биожидкостей (10-200 мл)и проводится без парообразователя. 7 мл биологической жидкости помещают в круглодонную колбу, добавляют 30 мл воды очищенной, подкисляют насыщенным раствором кислоты щавелевой до рН =2, добавляют 10г натрия хлорида (высаливающий агент) и перегоняют с дефлегматором.
Приложение 2
Блок теоретической информации
Этиловый спирт в химико-токсикологическом отношении.
Этиловый спирт по своему токсикологическому значению занимает особое место в группе спиртов. Он очень широко используется в самых различных отраслях народного хозяйства. Этанол не относится к ядам, но последствия интоксикации им настолько тяжелы для нашего общества и в моральном плане, и в материальном, что алкоголизм превратился в социальную проблему, на решение которой тратятся значительные силы и средства. Большая часть антисоциальных поступков совершается в нетрезвом виде. Среди нарушителей трудовой дисциплины лица в состоянии опьянения составляют 80%, то же самое наблюдается среди нарушителей уличного движения (пешеходы, попавшие под автомобиль). При вскрытии трупов лиц, погибших от несчастных случаев, также очень часто обнаруживается алкоголь.
Отравления самим этиловым спиртом сравнительно редки, чаще он выступает не как яд, а как отягчающее обстоятельство, являясь косвенной причиной большого числа смертельных исходов, нетрудоспособности и травм в быту и на производстве. Часто причиной отравления являются суррогаты (технические спирты, самогон, фальсификаты водки.)
Нередко этиловый спирт сопутствует различным ядовитым и сильнодействующим веществам в случае отравленья с целью самоубийства, либо преступного отравления, так как способствует более быстрому всасыванию этих веществ и наступлению смерти. С некоторыми из лекарственных веществ психотропного действия он выступает как синергист, усиливая их действия (барбитураты, транквилизаторы и другие седативные средства). Судебно-химическое исследование на этиловый алкоголь и его суррогаты составляет до 80% от общего числа экспертиз.
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 100г, наступление слепоты возможно от принятия 7-8г чистого спирта. При отравлении метанолом латентный период составляет 3-4 дня, но иногда смерть наступает очень быстро, в течение 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 10-15г. При СХИ 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 системы (алкогольные психозы – «белая горячка»: бред, галлюцинации с устрашающими видениями), вызвать поражения 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 токсичное действие этанола на биоритмы человека. При нарушении нормального хода этих биологических часов происходит рассогласование суточных ритмов – так называемая десинхронизация, при этом у человека падает умственная и физическая трудоспособность, нарушается сон, аппетит, изменяется обмен веществ. Исследования установили очень важный факт: вызываемые алкоголем нарушения психофизиологического состояния человека сохраняются и после повторного выведения спирта из организма. Только на третьи сутки после приема алкоголя восстанавливаются разрушенные им суточные биоритмы.
Смертельная доза этанола при однократном приеме составляет 4-12г на килограмм массы тела, то есть для взрослого человека она составляет около 300мл чистого 96% спирта (без учета толерантности).
Алкогольная кома развивается при концентрации спирта в крови 3г/л (3%0), абсолютно смертельная концентрация в крови – 5-6 г/л.
Токсикокинетика спиртов.
Всасывание (резорбция). В организм спирты попадают через ЖКТ 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 неизменном 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 снабжаемых кровью, и концентрируются в тканях пропорционально содержанию в них воды. Наибольшее 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 углекислый газ и вода.
Так, метанол окисляется до формальдегида, а затем до муравьиной кислоты.
Этанол на 90% и более окисляется до ацетальдегида и уксусной кислоты.
Катализирует процесс фермент алкогольдегидрогеназа (АДГ), акцептором водорода служит НАД.
Этот процесс протекает в основном в печени, меньше в легких, почках, мышцах с помощью фермента каталазы, поэтому такие люди выносят большие дозы алкоголя.
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 неизменном 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 7-10г алкоголя в час. Если в 100мл водки содержится 40 мл алкоголя, тогда алкоголь может определятся 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, сердцебиение, колебание АД, неустойчивое, а редко, и депрессивное настроение.Объекты исследования и пробоподготовка.
Наиболее важными объектами для СХЭ служат кровь и моча, реже ткани мозга, легких, печени, почек, редко – глубокие мышцы бедра. Желудок не может быть взят в качестве объекта исследования, т.к. возможно образование спирта естественным путем при брожении УВ или при гнилостных процессах его содержимого. Содержание эндогенного алкоголя в крови находится в пределах 0,008 – 0,4%0. при диагностике содержания алкогольного опьянения в наркологической практике объектами служат выдыхаемый воздух, слюна, кровь, моча.
Правила отбора проб для исследования.
О правилах изъятия и направления на СХЭ внутренних органах трупа уже было сказано.
При отборе жидких биологических сред у живых лиц так же необходимо соблюдать определенные требования, а именно:
Моча. 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 сухой стерильный 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% р-ра цитрата натрия 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 р-ром 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 не позднее суток с момента их отбора. Допускается их хранение в холодильнике при температуре -40С в течение 5 суток.
Простые типы опъянения.
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.
Дисфорическое состояние - раздражительность, недовольство. Больные угрюмы, озлоблены, возможно агрессивное поведение.
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 нарушения в системе вегетативной регуляции – покраснение склер глаз, тахикардия, гиперемия кожных покровов, изменения АД и температуры тела.
В зависимости от характера и выраженности клинических проявлений выявляются следующие степени опьянений:
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 сенсибилизированной и простой позе Ромберга, неточность выполнения мелких движение и координаторных проб);
запах алкоголя изо рта;
положительные химические реакции на алкоголь. Содержание алкоголя в крови 0,5 – 1,5%0 (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 действиями и неадекватными высказываниями, эйфория, дисфория. Нарушение последовательности изложения мыслей, фрагментарность высказываний, замедление и обеднение ассоциаций и т.д.);вегето-сосудистые расстройства (гиперемия или побледнение кожных покровов и слизистых, учащение пульса, дыхания, колебания АД, потливость, слюнотечение, расширение зрачков, вялая фотореакция);
двигательные и нервно-мышечные нарушения (неустойчивость при стоянии и ходьбе, отчетливые нарушения координации движений, снижение сухожильных рефлексов и болевой чувствительности);
резкий запах алкоголя изо рта:
положительные химические пробы на этиловый спирт. Содержание алкоголя в крови 1,5 – 2,5%0 (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, 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);
резкий запах алкоголя изо рта;
положительные химические пробы на этиловый спирт. В крови, как правило, 2,5 -3%0 (определение методом ГЖХ).
4. Алкогольная кома диагностируется при следующих симптомах:
отсутствие признаков психической деятельности (бессознательное состояние, отсутствие реакций на окружающее);
тяжелые нарушения вегетативной регуляции и деятельности ССС (непроизвольное мочеиспускание и дефекация, расстройства дыхания);
тяжелые нервно-мышечные нарушения (резкое понижение мышечного тонуса, отсутствие болевых, роговичных, сухожильных рефлексов и т.д.);
резкий запах алкоголя;
концентрация алкоголя в крови 3,0 – 5,0%0 (определение методом ГЖХ).
Методы определения алкоголя в выдыхаемом воздухе.
Проба Рапопорта А.М. – наиболее проста и доступна для применения в любом медицинском учреждении.
В две чистые сухие пробирки наливают по 2 мл дистиллированной 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 сек.
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 конц. серной кислоты и после этого по 1 капле 0,55 свежеприготовленного раствора марганцовокислого калия. Необходимо тщательное выполнение технологии проведения пробы: соблюдение последовательности операций, использования 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 реагенты) и опровергает результаты исследования.
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 конц. серной кислоте. При воздействии на реагент парами этилового спирта происходит реакция, во время которой этиловый спирт восстанавливает 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 так же фенола, дихлорэтана, реагент приобретает темно-коричневую или коричневую окраску. При воздействии паров валидола, ментола, воды, хлороформа, 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 так же изменившие окраску реагента на зеленый цвет употреблению не подлежат.
Определение этанола методом ГЖХ.
Определение этилового спирта в биологических жидкостях (крови и моче) методом ГЖХ при судебно-химических исследованиях было предложено в 1968 году судебным химиком В.М.Пономаревым.
Метод основан на превращении спиртов в сложные эфиры азотистой кислоты – алкилнитриты, высоколетучие соединения, которые подвергаются газохроматографическому анализу. В основе метода лежат реакции:
R-OH → R- ONO
CCl3COOH + NaNO2 → CCl3COONa + HNO2
HNO2 + C2H5OH → C2H5ONO↑ + H2O
избыток 2 HNO2 → H2O +NO + NO2
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.

Приложенные файлы

  • docx 461052
    Размер файла: 611 kB Загрузок: 0

Добавить комментарий