1 Жебентяев Александр Ильич
 Скачать 5.46 Mb.
|
|
1 Жебентяев Александр Ильич, доктор фармацевтических наук, кандидат химических наук, профессор, заведующий кафедрой токсикологической и аналитической химии УО «Витебский государственный ордена Дружбы народов медицинский университет», автор более 400 научных и учебно-методических работ, член Нью-Йоркской академии наук (США). Область научных интересов – хроматографические и спектрометрические методы анализа, вопросы истории и методологии преподавания токсикологической химии. МИНИСТЕРСТВО ЗДРАВООХРАНЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ УО «Витебский государственный медицинский университет» А.И. ЖЕБЕНТЯЕВ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ Часть 1 Допущено Министерством образования Республики Беларусь в качестве учебного пособия для студентов учреждений высшего образования по специальности «Фармация» Витебск 2014 УДК 340.67 ББК 52.84я7 Ж 44 Р е ц е н з е н т ы: Кафедра биоорганической химии Белорусского государ- ственного медицинского университета (зав.кафедрой – доцент О.Н.Ринейская); доктор химических наук, профессор кафедры аналитиче- ской химии Белорусского государственного университета С.М.Лещев Жебентяев, А.И. Ж 44 Токсикологическая химия (в 2 частях). Ч.1: учебное пособие / А.И. Жебентяев. – Витебск:ВГМУ,2014 – 402 с. ISBN 978-985-466-700-3 В учебном пособии рассмотрены общие вопросы токси- кологической химии, сведения о токсичности, современные методы изолирования, обнаружения и количественного опре- деления неорганических (соединения тяжелых металлов, мышьяка, сурьмы, фтора; кислоты, соли, щелочи) и летучих токсикантов (ацетон, спирты, галогенпроизводные углеводо- родов, фенолы и др.). Учебное пособие предназначено для студентов фарма- цевтического факультета и соответствует действующей типо- вой учебной программе. УДК 340.67 ББК 52.84я7 ISBN 978-985-466-700-3 © Жебентяев А.И., 2014 © УО «Витебский государст- венный медицинский универ- ситет», 2014 Леса без птиц и земли без воды… Все меньше – окружающей природы, все больше – окружающей среды. Р. Рождественский ПРЕДИСЛОВИЕ Токсикологическая химия относится к фармацевтическим дисциплинам, изучает методы изолирования и определения токсикантов в различных объектах. Количество токсических веществ постоянно возрастает в связи с синтезом новых соединений и поиском биологически активных веществ растительного происхождения. По токсикологической химии студенты фармацевтических высших учебных заведений получают общую подготовку. Специальную подготовку по основному разделу токсикологической химии – судебной химии выпускники фармацевтических вузов получают в интернатуре на факультетах (курсах) повышения квалификации. Изучение токсикологической химии не ограничивается только целью подготовки медицинского судебного эксперта-химика. Будущий специалист - провизор должен получить необходимые представления о потенциальной опасности лекарственных веществ в случае их неправильного применения, передозировки и злоупотреблений. При изучении общих вопросов токсикологической химии рассматриваются основания производства судебно-химических экспертиз, права и обязанности судебно-медицинских экспертов, методология судебно-химического и химико-токсикологического анализа, классификация ядов и отравлений, основные методы детоксикации при острых отравлениях. Основными вопросами при изучении токсикологической химии являются токсикологическое значение, методы изолирования и очистки, способы обнаружения и количественного определения токсических веществ и их метаболитов в биологическом материале и объектах окружающей среды. Последовательность изучения тем определяется классификацией токсикантов по методам изолирования. В первом томе настоящего пособия изложены основные методы изолирования, обнаружения и количественного определения неорганических токсикантов и веществ, относящихся к летучим ядам. Отравления летучими токсикантами, к которым относится и этанол, 3 наблюдаются как в быту, так и на производстве. Экспрессное выполнение химико-токсикологического анализа на летучие токсиканты и своевременное определение характера отравления способствует успешному проведению лечебных мероприятий. Актуальность изучения токсикантов неорганической природы (кислоты, соли, щелочи, соединения тяжелых металлов, мышьяка, сурьмы и др.) определяется широким использованием этих соединений в различных отраслях промышленности и в медицине. Встречаются как случайные, так и умышленные (суицидные и криминальные) отравления соединениями металлов и других неорганических веществ. Основы токсикологической химии изложены с учетом как классических методов токсикологической химии, так и современных достижений в области химико-токсикологического анализа. Установление наличия токсических веществ в биологических объектах невозможно без применения химических и инструментальных методов, так как при отравлениях клиническая симптоматика сложна, а патолого-анатомическая картина зачастую нехарактерна. В настоящем пособии рассматриваются основы и возможности современных инструментальных методов (газовая хроматография, методы атомной спектрометрии), позволяющих с высокой чувствительностью определять токсические вещества в биологических объектах. Уровень изложения материала по газовой хроматографии и методам атомной спектрометрии рассчитан на студентов старших курсов, имеющих определенные базовые знания по инструментальным методам анализа. Сведения о современных инструментальных методах анализа значительно углубляют знания студентов об основах и возможностях применения этих методов в химико-токсикологическом анализе. Автор выражает глубокую благодарность рецензентам – профессору С.М.Лещеву и доценту С.Н.Борисевич за ценные замечания и рекомендации при рецензировании рукописи, а также заведующему кафедрой фармацевтической химии ВГМУ доценту А.К.Жерносеку и Государственному медицинскому судебному эксперту-химику доценту И.Е.Талуть за замечания и предложения, способствующие улучшению рукописи. 4 Список основных сокращений и условных обозначений ААС – атомно-абсорбционная спектрометрия АДГ – алкогольдегидрогеназа АФД – азотно-фосфорный детектор АЭС – атомно-эмиссионная спектроскопия ВОЗ – Всемирная организация здравоохранения ВЭЖХ – высокоэффективная жидкостная хроматография ВЭТТ – высота, эквивалентная теоретической тарелке ГКСЭ – государственный комитет судебных экспертиз ГХ – газовая хроматография ГХЦГ – гексахлорциклогексан ДТИ – детектор термоионный ДТП – детектор теплопроводности ДЭДТК – диэтилдитиокарбаминат ДЭЗ – детектор электронного захвата ДЭХ – дихлорэтан ЖКТ – желудочно-кишечный тракт ИСП – индуктивно-связанная плазма ИФА – иммуноферментный анализ КТ – клиническая токсикология ЛВ – лекарственное вещество ЛДД – линейный динамический диапазон детектора ЛПК – лампа с полым катодом ЛПУ – лечебно-профилактическое учреждение ЛТР – лампа тлеющего разряда МП – микроволновая плазма МПГ – метод постоянного графика НАДН – никотинамидадениндинуклеотид НЖФ – неподвижные жидкие фазы ОЭС – оптико-эмиссионная спектроскопия ПГФ – парогазовая фаза ПДК – предельно допустимая концентрация ПИД – пламенно-ионизационный детектор ПО – предел обнаружения ППТ – плазма постоянного тока ПФД – пламенно-фотометрический детектор РРА – радиорецепторный анализ РФС – рентгенофлуоресцентная спектрометрия СО – стандартные образцы СФ – спектрофотометрия 5 ТСХ – тонкослойная хроматография ТЭС – тетраэтилсвинец ФИД – фотоионизационный детектор ФНТ – производное фенотиазина ФОС – фосфорорганические соединения ФЭУ – фотоэлектронный умножитель ЧС – чужеродные соединения ЧТТ – число теоретических тарелок ЭД – детектор по электропроводности ЭДТА – этилендиаминтетрауксусная кислота ЭКГ – электрокардиография ЭМХ – этилмеркурхлорид ЭЭГ – электроэнцефалография FNP – реактив (смесь растворов хлорида железа (III), хлорной кислоты, азотной кислоты) CL – клиренс С m – концентрация вещества в подвижной фазе С S – концентрация вещества в неподвижной фазе D (Dc) – коэффициент распределения H – высота, эквивалентная теоретической тарелке I – индекс удерживания Ковача k' – коэффициент емкости L – длина колонки N – число теоретических тарелок R S – критерий разделения T½ - период полувыведения t m – время пребывания в подвижной фазе t 0 – время удерживания несорбируемого компонента t R – время удерживания t S – время пребывания в неподвижной фазе U – скорость подвижной фазы V d – объем распределения 6 ГЛАВА 1 ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ 1.1. Предмет, задачи и разделы токсикологической химии Токсикологическая химия – фармацевтическая наука, которая занимается изучением свойств ядов, их поведением в организме и трупе, разработкой методов изолирования, очистки, обнаружения и количественного определения токсических веществ и их метаболитов в биологических материалах и объектах окружающей среды. Токсикологическая химия является одним из разделов токсикологии. Токсикология – наука о ядах и отравлениях, изучает законы взаимодействия живого организма и яда, разрабатывает методы диагностики, лечения и профилактики отравлений. Ядовитым веществом или ядом называют вещество, которое, будучи введено в организм в малых количествах и действуя при определённых условиях на организм, способно вызвать болезнь или смерть организма. Отравлением или интоксикацией называют нарушение функций организма под влиянием токсиканта, что может закончиться расстройством здоровья или смертью. Основные задачи общей токсикологии: 1. Обнаружение и характеристика токсических свойств химических веществ. При изучении взаимодействия яда с организмом рассматривают токсикодинамику (как влияет вещество на организм) и токсикокинетику (изменение токсического вещества в организме). 2. Определение зоны токсического действия химического вещества (токсикометрия). 3. Изучение клинических и патоморфологических признаков отравления при разных путях поступления яда в организм. 4. Разработка основ экстраполяции на человека полученных данных в эксперименте. Основные направления и разделы токсикологии: 1. Теоретическая токсикология (токсикокинетика, токсикодинамика). 7 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ 2. Профилактическая токсикология (коммунальная, промышленная, бытовая, пищевая и др.) 3. Клиническая токсикология (химические, лекарственные болезни, токсикомания). Выделяют и специальные виды токсикологии, которые изучают отравления людей и животных в определенных условиях при воздействии токсических веществ (военная, космическая, ветеринарная, судебная и другие виды токсикологии). Токсикологическая химия находится в тесной связи с развитием аналитической и физической химии, так как для определения токсических веществ в биологических объектах используются химические, физические и физико-химические методы. Взаимосвязь токсикологической химии с фармацевтической химией обусловлена тем, что объектами химико-токсикологического анализа могут быть не только трупные органы, биологические жидкости, но и лекарственные средства, идентификация и количественный анализ которых проводится по методикам, описанным в Государственной Фармакопеи. Вопросы, касающиеся метаболизма и стабильности лекарственных веществ являются одинаково важными как для токсикологической, так и для фармацевтической химии. Токсикологическая химия является одним из разделов судебной медицины, так как при судебно-медицинской экспертизе биологических объектов используются методы токсикологической химии. Основные разделы токсикологической химии: аналитическая токсикология и биохимическая токсикология. Биохимическая токсикология – область науки о механизмах взаимодействия токсических веществ и живого организма, т.е. токсикокинетика и токсикодинамика ксенобиотиков и их метаболитов. Аналитическая токсикология (химико-токсикологический анализ) – раздел токсикологической химии, в котором рассматриваются способы и методы аналитической химии в применении к биологическим объектам. Основным этапом в химико- токсикологическом исследовании является подготовка объекта к анализу. Для извлечения токсического вещества из биоматериала используют дистилляцию (перегонку), минерализацию, экстракцию, сорбцию и другие методы. Основные направления использования химико- токсикологического анализа: 1. Судебно-химическая экспертиза (в судебно-химических лабораториях); 2. Аналитическая диагностика острых отравлений (в химико- токсикологических лабораториях); 8 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ 3. Химико-токсикологическая диагностика наркомании (в судебно-химических лабораториях). 4. Экотоксикологическое направление связано с исследованием влияния токсических веществ на организм человека в производственных условиях, а также с влиянием токсикантов, содержащихся в объектах окружающей среды (проводится в токсикологических лабораториях Центров санитарии и гигиены). 5. Химико-криминалистическая экспертиза проводится в управлении криминалистических экспертиз. В 1965 г. предмет «судебная химия», изучаемый в фармацевтических институтах, переименован в предмет «токсикологическая химия»; изучается только в фармацевтических ВУЗах. Судебная химия – это наука о химическом исследовании вещественных доказательств. Задачи токсикологической химии. 1. Разработка и совершенствование методов изолирования и определения ядовитых и сильнодействующих веществ в органах и тканях трупа, а также в биологических жидкостях у живых лиц. 2. Разработка методов анализа токсикантов без их предварительного выделения из биологического материала (ИФА, РРА). 3. Оказание помощи судебно-следственным органам в решении тех вопросов, которые требуют специальных познаний в области судебной химии. 4. Оказание всемерной помощи органам здравоохранения в области предупреждения развития наркоманий и отравлений различными химическими веществами. Токсикологическая химия является одной из специальных фармацевтических дисциплин. Медицинских судебных экспертов- химиков готовят только фармацевтические высшие учебные заведения, т.к. по профилю изучаемых дисциплин провизоры (магистры фармации) наиболее подходят для этой цели. И действительно, судебно-медицинский эксперт должен быть знаком с медициной и, в частности, с токсикологией, а чтобы правильно и грамотно провести анализ он должен изучить неорганическую, органическую, общую, аналитическую, физическую, коллоидную и фармацевтическую химии. Кроме того он должен знать ядовитые растения, иметь представление о действии лекарственных и ядовитых веществ на организм, т.е. знать фармакогнозию. И с другой стороны, преподавание токсикологической химии в фармацевтических вузах не ограничивается задачей подготовить провизора к работе в качестве эксперта. Токсикологическая химия воспитывает в провизоре чувство 9 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ ответственности при обращении с медикаментами и углубляет знания в области анализа ядовитых веществ. Студенты фармацевтического факультета получают общую подготовку по токсикологической химии. Провизоры, избравшие токсикологическую химию в качестве основной специальности, специальную подготовку по токсикологической химии получают в специальных лабораториях, хорошо оснащенных специальным оборудованием, аппаратурой и укомплектованных высококвалифицированными специалистами. 1.2. Исторический очерк развития токсикологической химии В связи с отравлениями живых лиц или исследованиями трупов часто возникала необходимость в проведении химических исследований ядовитых веществ, лекарств, частей растений. Производство таких исследований часто поручалось аптекарям, а исследования проводились в аптеках. Полная история токсикологической химии еще не описана. Теофраст (372–287 г до н.э.) – ученик Аристотеля, описал ядовитые растения. Диоскорид (военный врач при дворе римского императора Нерона (37–68 г)) классифицировал яды на животные, растительные и минеральные. Парацельсу (1493–1541 г) принадлежит фраза: «Всё есть яд, одна лишь доза делает вещество или ядом, или лекарством». Белоруссия на протяжении всей своей истории входила в состав различных государств (Киевская Русь, Великое княжество Литовское, Речь Посполитая, Российская империя и СССР). Статуты Великого княжества Литовского 1529, 1566 и 1588 гг., оригинальные белорусскоязычные юридические кодексы охватывали государственное, уголовное, процессуальное, наследственное право и по многим аспектам не имели себе равных в Европе. В России в 1714 году Пётр I указал на необходимость судебно- медицинских вскрытий трупов лиц, погибших насильственной смертью. Этот год считают годом узаконения судебной медицины в России. Следует отметить, что узаконение судебно-медицинских вскрытий трупов в России произошло раньше, чем в других европейских странах и Америке. В 1737 году было дано указание о содержании в «знатных» городах лекарей, обязанных производить судебно-медицинские исследования. В 1797 году были учреждены врачебные управы и введена должность врачебного инспектора и штатного фармацевта, в обязанности которого входило производство химических исследований и открытие ядов. Специальных лабораторий при управе не было, 10 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ анализы проводились бесконтрольно в частных лабораториях и аптеках. В 1808 году при медицинских факультетах университетов были созданы фармацевтические отделения для подготовки фармацевтов. В задачи фармации в то время входило и открытие ядов, т.е. судебная химия. Необходимо отметить видных деятелей в области судебно- химической экспертизы: профессора А.А. Иовский, А.В. Степанов, А.П. Нелюбин, Ю.К. Трапп, А.П. Дианин, Г. Драгендорф и др. А.П. Нелюбин (1785–1858) впервые высказал мысль о невозможности определения металлических ядов в пищевых продуктах и в трупном материале без разрушения органических веществ. Он разработал способ разрушения органических веществ, описал метод минерализации при определении металлических ядов и мышьяка. Нельзя не упомянуть роли крупного судебно-химического эксперта проф. А.П. Дианина, который наряду с педагогической деятельностью работал судебно-химическим экспертом в департаменте внутренних дел и за 32 года своей деятельности произвёл около 5000 анализов. А.П. Дианин – воспитанник Медико-хирургической академии, ученик и преемник по кафедре А.П. Бородина (1834–1887) – известного русского химика и композитора. Известную роль в развитии судебной химии сыграл проф. Г Драгендорф (1836–1908). Он впервые выделил судебную химию из фармации и читал её как отдельный предмет. Его книга «Судебно- химическое открытие ядов» выдержала 4 издания. В 1920 году на химико-фармацевтическом факультете 2-го Московского госуниверситета и в Петроградском химико- фармацевтическом институте были созданы первые кафедры судебной химии. Судебная химия вошла в план подготовки специалистов с высшим образованием. В 1932 г в Москве создан Государственный научно- исследовательский институт судебной медицины Министерства Здравоохранения СССР, который осуществлял и координировал всю научную работу по судебной медицине и судебной химии. Большая роль в организации и развитии этого института принадлежит профессорам судебной медицины Н.В. Попову и В.И. Прозоровскому, который много лет возглавлял этот институт. Необходимо отметить учёных, способствовавших совершенствованию судебно-химической экспертизы: профессора А.В. Степанов (Москва), Л.Ф. Ильин (Ленинград), В.Ф. Крамаренко (Львов), М.Д. Швайкова (Москва), А.Н.Крылова (Москва) и др. Значительный вклад в развитие токсикологической химии внесли известные ученые – авторы учебников «Судебная химия» (А.В. 11 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ Степанов), «Токсикологическая химия» (М.Д. Швайкова), «Токсикологическая химия» (В.Ф. Крамаренко). Современные учебники по токсикологической химии подготовили авторские коллективы под руководством проф. Т.В. Плетеневой (Токсикологическая химия, 2008 год) и проф. Н.И. Калетиной (Токсикологическая химия, 2008 год). Издан учебник Т.Х. Вергейчик под редакцией проф. Е.Н. Вергейчика (Токсикологическая химия, 2009 год). Научными центрами в области токсикологической химии являются кафедры (курсы) токсикологической химии фармацевтических университетов (академий) или фармацевтических факультетов медицинских университетов. Первая диссертация по судебной химии была защищена в 1935 г (г. Москва). Диссертации экспертов-химиков посвящены различным вопросам: изолирование, обнаружение и количественное определение токсических веществ в объектах биологического происхождения. При этом используются современные методы аналитической химии: хроматографические, спектрометрические, иммунологические и другие. Научно-исследовательские работы по токсикологической химии публикуются в журналах: «Судебно-медицинская экспертиза», «Фармация», «Фармакология и токсикология», «Судебно-медицинская и экспертная практика», «Аналитическая химия», «Вестник фармации», «Здравоохранение». Издаются журналы «Toxicology and Applied Pharmacology», «Bulletin of the International Association of Forensic Toxicologists». 1.3. Организация судебно-медицинской, судебно-химической и наркологической экспертизы Судебно-медицинская и судебно-химическая экспертиза имеет стройную организацию и в состоянии обеспечить выполнение всех требований, предъявляемых прокуратурой и судом к медицине и химии. Организация судебно-медицинской экспертизы определяется УК и УПК Республики Беларусь, а также рядом постановлений правительства. До 1998 года Государственная служба медицинских судебных экспертиз входила в состав Министерства здравоохранения Республики Беларусь. В 1998 года в соответствии с Указом Президента Республики Беларусь №532 от 06.11.1998 г организована Белорусская Государственная служба судебно-медицинских экспертиз, которая в 2001 г (Указ Президента РБ № 808 от 29.12.2001 г) преобразована в 12 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ Государственную службу судебно-медицинских экспертиз (ГС МСЭ). Затем название этой службы несколько изменено (Государственная служба медицинских судебных экспертиз – ГС МСЭ). В 2013 году в Республике Беларусь организован Государственный комитет судебных экспертиз (ГКСЭ), который состоит из региональных управлений. В состав регионального управления ГКСЭ входят управления судебно- медицинских экспертиз, судебно-психиатрических экспертиз, лабораторных исследований вещественных доказательств биологического характера, криминалистических экспертиз, специальных и технических экспертиз и др. (схема 1.1). СТРУКТУРА регионального управления Государственного комитета судебных экспертиз Республики Беларусь Начальник управления Управление криминалистических экспертиз Управление специальных и технических экспертиз Управление судебно-психиатрических экспертиз Управление судебно-медицинских экспертиз Управление лабораторных исследований вещественных доказательств биологического характера Схема 1.1 Отдел судебно-химических экспертиз входит в состав Управления лабораторных исследований вещественных доказательств биологического характера (схема 2). 13 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ СТРУКТУРА управления лабораторных исследований вещественных доказательств биологического характера Начальник управления отдел судебно-биологических экспертиз отдел судебно-химических экспертиз отдел судебно-генетических экспертиз отдел судебно-гистологических экспертиз Схема 1.2 Деятельность управлений Государственного комитета судебных экспертиз направлена, в основном, на оказание помощи органам дознания, следствия и прокуратуры в осуществлении ими определенных задач. Анализ биологических объектов на наличие токсических, в том числе и наркотических веществ проводится в отделе судебно- химических экспертиз. Определение токсикантов в различных биологических объектах и объектах окружающей среды проводится также в химико- токсикологических лабораториях (диагностика острых отравлений), токсикологических лабораториях Центров гигиены и санитарии, аналитических лабораториях экологического направления. 1.4 . Права и обязанности медицинского судебного эксперта На должность государственного медицинского судебного эксперта назначаются лица, имеющие соответствующее высшее образование, специальную подготовку и прошедшие аттестацию в экспертно-квалификационной комиссии при Главном государственном судебно-медицинском эксперте Республики Беларусь. Назначение на должность государственного медицинского судебного эксперта и освобождение от занимаемой должности производит начальник управления по согласованию с Главным 14 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ государственным судебно-медицинским экспертом Республики Беларусь. Медицинский судебный эксперт подчинен заведующему отделом и проводит работу под его руководством. Государственный медицинский судебный эксперт осуществляет свою деятельность в соответствии с законодательством Республики Беларусь, нормативными актами, инструкциями, правилами Государственного комитета судебных экспертиз, а также указаниями начальника управления, его заместителя по экспертной работе и заведующего отделом (лабораторией, отделением). Государственный медицинский судебный эксперт на время производства экспертизы и оформления «Заключения эксперта», а также участия в следственном действии является должностным лицом, несущим в соответствии с законодательством дисциплинарную, административную и уголовную ответственность. Права, обязанности и ответственность государственного медицинского судебного эксперта в процессе производства судебно- медицинской экспертизы определяются и регулируются соответствующими статьями уголовно- процессуального (гражданско- процессуального) и уголовного кодексов Республики Беларусь. Государственный медицинский судебный эксперт обязан: - производить порученные ему экспертизы и другие виды экспертной работы на высоком профессиональном уровне и в установленные сроки; объяснять причину превышения установленных сроков производства экспертиз лицу, назначившему экспертизу; - овладевать рекомендованными новыми методами исследования и применять их на практике; - систематически работать над повышением своего теоретического уровня и профессиональной квалификации как самостоятельно, так и путем активного участия (доклады, выступления) в судебно-медицинских совещаниях, конференциях, заседаниях обществ судебных медиков и врачей других специальностей, а также в иных мероприятиях; - своевременно доводить до сведения соответствующих следственных и судебных органов данные, выявленные при производстве экспертизы и не отраженные в деле, а также в порядке личной инициативы обращать внимание лиц, назначивших экспертизу, на обстоятельства и факты, имеющие значение для расследования и судебного разбирательства; - своевременно составлять планы работы и отчеты; - проводить анализ качественных показателей своей работы; - принимать участие в педагогическом процессе с молодыми специалистами на базе структурных подразделений; 15 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ - проводить работу по повышению квалификации средних и младших медицинских работников, требуя от них точного и своевременного выполнения своих обязанностей, соблюдения служебной (профессиональной) тайны, аккуратного обращения с аппаратурой, инструментарием, лабораторной посудой, бельем и другим имуществом; - соблюдать санитарно-гигиенический и противопожарный режим, правила техники безопасности и внутреннего трудового распорядка, требуя этого также от среднего и младшего медицинского персонала; - оказывать консультативную помощь работникам органов внутренних дел, прокуратуры и суда; - передавать заведующему отделом (лабораторией, отделением) при уходе в отпуск или отъезде в длительную командировку все числящиеся за ним документы, в том числе и по неоконченным экспертизам, а также объекты, подлежащие исследованию; - выполнять служебные задания заведующего отделом (лабораторией, отделением), начальника управления и его заместителя по экспертной работе. Государственный медицинский судебный эксперт имеет право: - знакомиться с материалами, относящимися к предмету экспертизы; - заявлять ходатайства о предоставлении ему дополнительных материалов, необходимых для дачи заключения; - с разрешения органа, ведущего уголовный процесс, участвовать в производстве следственных и других процессуальных действий, задавать допрашиваемым и другим лицам, участвующим в этих действиях, вопросы, относящиеся к предмету экспертизы; - давать заключения как по поставленным вопросам, так и по входящим в его компетенцию обстоятельствам, выявившимся при производстве экспертизы; - знакомиться с протоколом следственного или другого процессуального действия, в котором он участвовал, а также заседания и делать подлежащие внесению в протокол замечания относительно полноты и правильности записи его действий и заключения. - ходатайствовать перед начальником управления, заведующим отделом (лабораторией, отделением) о поощрении подчиненных ему лиц среднего и младшего медицинского персонала, равно как о наложении на них взысканий за нарушение трудовой и производственной дисциплины и невыполнение своих обязанностей; - проходить специализацию и периодически повышение квалификации. 16 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ Государственный медицинский судебный эксперт несет ответственность за: - квалифицированное и своевременное выполнение судебно- химических экспертиз и других видов экспертной работы в соответствии с своевременными достижениями науки и техники; - качественное и своевременное ведение документации в соответствии с установленными правилами; - сохранность и своевременно возвращение по принадлежности уголовных и гражданских дел, медицинской документации, вещественных доказательств и других материалов, присланных ему для производства экспертизы; - своевременную информацию заведующего отделом или начальника управления либо заместителя по экспертной работе о чрезвычайных происшествиях, грубых нарушениях правил внутреннего распорядка, должностных инструкций, трудовой дисциплины со стороны подчиненных ему лиц медицинского персонала; - сохранность закрепленного за ним жесткого и мягкого оборудования, аппаратуры и приборов, технически правильное и рациональное его использование, за чистоту и противопожарную безопасность на рабочем месте; - сохранение врачебной и государственной тайны. Эксперт не имеет право: - разглашать данные предварительного следствия, вести переговоры с участниками уголовного процесса по вопросам, связанным с проведением экспертизы; самостоятельно собирать материалы для исследования; проводить исследования, могущие повлечь полное или частичное уничтожение объектов экспертизы. За разглашение данных предварительного расследования или закрытого судебного заседания без разрешения органа, ведущего уголовный процесс, эксперт несет ответственность в соответствии со статьей уголовного кодекса РБ. За дачу заведомо ложного заключения, а также за отказ либо уклонение без уважительных причин от исполнения возложенных на него обязанностей эксперт несет ответственность в соответствии со статьей уголовного кодекса РБ. 1.5. Методы токсикологической химии В химико-токсикологическом анализе используются различные методы изолирования, очистки и определения токсических веществ. Методы изолирования: 17 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ 1. Перегонка с водяным паром. 2. Метод минерализации. 3. Извлечение полярными растворителями. 4. Извлечение органическими растворителями. 5. Настаивание с водой. 6. Особые методы изолирования. Методы очистки: 1. Дистилляция. 2. Перекристаллизация. 3. Экстракция. 4. Реэкстракция. 5. Сорбция. 6. Диализ. 7. Электродиализ. 8. Хроматографические методы. Методы обнаружения и количественного определения 1. Химические (основаны на взаимодействии анализируемого вещества с химическим реагентом). 2. Спектрометрические (основаны на взаимодействии анализируемого вещества с электромагнитным излучением определенного диапазона). 3. Электрохимические (основаны на взаимодействии анализируемого вещества с электрическим током). 4. Хроматографические (гибридные методы, основанные на разделении веществ в динамических условиях с последующей детекцией разделенных веществ).. 5. Иммунохимические методы (основаны на взаимодействии антигена (гаптена) с антителом). 1.6 . Классификации ядов В связи с тем, что количество токсических веществ велико, а характер их биологического действия разнообразен, приходится применять несколько классификаций ядов. Различают общие и специальные классификации ядов. Общие классификации ядов: По химической классификации яды делят на: 1. Неорганические яды («металлические» яды, кислоты, щелочи, соли, соединения фтора); 2. Яды органической природы: а) вещества, изолируемые экстракцией и сорбцией (лекарственные, наркотические вещества, пестициды); 18 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ б) «летучие яды» (органические кислоты, спирты алифатического ряда, галогенпроизводные углеводородов и др.); 3. Элементорганические яды (тетраэтилсвинец, этилмеркурхлорид и др.). В основе гигиенической классификации лежит количественная оценка токсичности веществ в соответствии со значениями токсикологических параметров (DL 50 , ПДК и др.). В соответствии с этой классификацией различают яды особо токсичные, высокотоксичные, умеренно токсичные, малотоксичные. Например, к особо токсичным ядам относятся зарин, кураре, тетродотоксин, пестициды дихлофос, метафос и др. Данная классификация носит условный характер. Токсикологическая классификация: яды нервнопаралитического действия – ФОС; кожно-резорбтивного действия – дихлорэтан, иприт, уксусная кислота; общетоксического действия – синильная кислота, этанол; удушающего действия – фосген, оксиды азота; слезоточивого и раздражающего действия – пары кислот, щелочей, хлорпикрин. Классификация ядов по избирательной токсичности основана на взаимодействии ядов с рецепторами токсичности, расположенными в органах/системах-мишенях. Кардиотоксическое действие оказывают сердечные гликозиды, трициклические антидепрессанты; нейротоксическое - транквилизаторы, снотворные средства, ФОСы, наркотические анальгетики, спирты и др.; гепатотоксическое – органические растворители, спирты; нефротоксическое – соли тяжелых металлов; гастроэнтеротоксическое - концентрированные кислоты и щелочи. Специальные классификации отражают связь между отдельными свойствами (признаками) веществ и проявлениями их токсичности. Например, патоморфологическая – по типу развивающейся гипоксии, патохимическая – по механизму взаимодействия с ферментными системами, биологическая – по характеру биологического последствия отравлений. Большое значение для профилактики отравлений имеет практическая классификация токсических веществ по цели применения. Различают: 1. Промышленные яды (органические растворители – дихлорэтан, хлороформ, метанол; химические реактивы – соединения хрома, ртути, мышьяка и др.). 2. Ядохимикаты, применяемые для борьбы с вредителями сельского хозяйства. 3. Лекарственные средства. 4. Бытовые химикалии (т.е. средства санитарии, косметики). 5. Боевые отравляющие вещества (иприт, зарин и др.). 19 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ 6. Биологические растительные и животные яды, которые содержатся в растениях, грибах, животных и насекомых. Все ядовитые вещества токсикологическая химия классифицирует на группы по методам, которыми они изолируются: 1. Вещества, изолируемые перегонкой с водяным паром («летучие» яды). 2. Вещества, изолируемые полярными растворителями (подкисленным спиртом или подкисленной водой): нейтральные органические соединения, органические кислоты и основания, амфолиты. 3. Вещества, определяемые после минерализации: «металлические» или «минеральные» яды (As, Sb, Pb, Ba, Mn, Cr, Ag, Cu, Cd, Bi, Zn, Tl, Hg). 4. Вещества, изолируемые настаиванием исследуемых объектов с водой (минеральные кислоты, щёлочи, соли некоторых кислот). 5. Вещества, изолируемые из биологического материала различными органическими растворителями (ядохимикаты). 6. Вещества, требующие особых методов изолирования (соли фторо- и кремнефтороводородной кислот). 7. Вещества, определяемые в биоматериале без выделения (СО). В связи с развитием различных отраслей промышленности, расширением синтеза органических веществ, увеличением номенклатуры лекарственных средств, круг веществ, на наличие которых производится судебно-химическое исследование, непрерывно расширяется. 1.7 . Метрологические характеристики методик определения токсикантов К основным метрологическим характеристикам относятся: специфичность, правильность, точность (прецизионность), предел обнаружения, предел количественного определения, линейность, диапазон применения (диапазон определяемых содержаний), робастность. Специфичность (specificity) – способность методики определять анализируемое вещество в присутствии других компонентов. При недостаточной специфичности методики требуется дополнительно применение других методик. Правильность (accuracy) – степень близости полученного результата к значению, принятому за действительное (истинное) значение. Основное различие между правильностью и воспроизводимостью состоит в том, что для оценки правильности сравнивают полученный результат с действительным или принятым за 20 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ действительный, а для оценки воспроизводимости полученный результат сравнивают с другими результатами, полученными тем же путем. Правильность определяют в пределах применения аналитической методики. Проверку правильности осуществляют разными способами: 1) способ «введено-найдено»; 2) анализ образца различными методами (метод сравнения должен иметь другой принцип и давать правильные результаты); 3) анализ стандартных образцов. Линейность (linearity) – линейная зависимость сигнала как функции концентрации определяемого компонента. Точность или воспроизводимость (прецизионность)(precision) аналитической методики выражает степень близости полученных результатов для серии измерений. Точность рассматривается на трех уровнях: сходимость (повторяемость), внутрилабораторная точность и воспроизводимость в межлабораторном эксперименте. Точность методики характеризуется отклонением, стандартным отклонением и относительным стандартным отклонением. Диапазоном применения (range) аналитической методики является интервал между минимальной и максимальной концентрациями анализируемого вещества. Минимальной (нижней) и верхней (максимальной) границами определяемых содержаний считаются минимальные (максимальные) значения определяемого содержания, которые возможно определить с погрешностью S r ≤ 0,33. Диапазон применения устанавливается при изучении линейности. Применяемая методика должна обеспечивать требуемую линейность, правильность и точность. Сходимость (повторяемость) (repeatability) характеризует степень близости полученных результатов по методике, выполненной в одних и тех же условиях (один и тот же аналитик или группа аналитиков, один и тот же прибор, лаборатория, небольшой промежуток времени между измерениями). Повторяемость (reproducibility) – степень близости результатов, полученных по одной и той же методике, но в различных условиях (разные исполнители, приборы, лаборатории, через разные промежутки времени). Внутрилабораторная точность (intermediate precision) характеризует влияние внутрилабораторных вариаций (различные аналитики, дни, оборудование и т.п.). Воспроизводимость удобно представлять с помощью относительного стандартного отклонения: чем меньше величина S r , тем лучше воспроизводимость. Предел обнаружения (detection limit, m min ,p или c min ,p) – это минимальное содержание аналита, которое может быть определено по данной методике с доверительной вероятностью 0,95 или 0,99. Предел 21 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ обнаружения выражается в виде массы (абсолютный предел обнаружения) или концентрации (относительный предел обнаружения). Предел обнаружения определяется по величине минимального аналитического сигнала, который превышает среднее значение контрольного (фонового) сигнала на три стандартных отклонения. Значение предела обнаружения (ПО) оценивается по формуле: S 3 δ ПО = (1.1) где δ – стандартное отклонение шума, S – коэффициент чувствительности. Предел обнаружения является качественной характеристикой. Предел количественного определения (limit of determination) – минимальное содержание вещества, которое надежно определяется данной методикой. Для определения предела количественного определения используют визуальную оценку, соотношение сигнал/шум, градуировочную прямую и стандартное отклонение сигнала. Пределу количественного определения соответствует минимальная концентрация, для величины которой отношение сигнал/шум составляет 10:1. Предел количественного определения (ПКО) может быть рассчитан по формуле: S δ 10 ПКО = (1.2) где δ – стандартное отклонение шума; S – тангенс угла наклона градуировочной прямой ( коэффициент чувствительности). Робастность (robustness) – способность методики быть устойчивой к небольшим изменениям параметров методики. К таким параметрам относятся: устойчивость аналитических растворов, время экстракции; для ВЭЖХ – рН, состав и скорость подвижной фазы, колонки (различные серии), температура; для ГХ – температура, скорость газа-носителя, колонки (различные серии и/или производители). Размерность результата определения выражается как в виде количества вещества в единицах массы (г, мг, мкг, нг и др.), моль 22 Глава 1. Общие вопросы токсикологической химии __________________________________________________ (моль, мкмоль) или через массовые концентрации (г/л, мг/л, мкг/л, мкг/мл, мг/кг, мкг/г, масс% и т.д.). В литературе встречаются и внесистемные единицы: ppm (часть на миллион), ppb (часть на миллиард), ppt (часть на триллион). Например, 1 нг/л (пг/г, пг/мл) соответствует 1 ppt (10 -3 ppb, 10 -6 ppm). 23 |