Аналитическая токсикология. Токсикологически важные вещества, подвергающиеся обязательному судебнохимическому исследованию Группа веществ, изолируемых минерализацией Металлические яды
 Скачать 2.64 Mb.
|
|
Выделение (элиминация). 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, 1% - с потом. t1/2 у этанола – 1 – 2 ч., у метанола - 12 – 16 ч. 1. Реакция этерификации Образование метилсалицилата (СН3ОН), этилацетата и этилбензоата (С2Н5ОН), амилацетата (C5H11OH). 2. Реакция окисления Реакции отличия: 1) для СН3ОН - окисление до Н2СО с последующим его обнаружением цветными реакциями. 2) для С2Н5ОН - реакция образования кристаллического осадка йодоформа. 3) для С5Н11ОН - реакция отличия высших спиртов (С3-C5) от низших (СН3ОН и С2Н5ОН) - взаимодействие с ароматическими альдегидами - салициловым, п-диметиламинобензальдегидом и другими (реакция Комаровского). «Летучие яды» Одноатомные спирты. Качественный анализ «Летучие яды» Двухатомные спирты. Этиленгликоль. Этиленгликоль (гликоль; 1,2-диоксиэтан; этандиол-1,2) – двухатомный спирт жирного ряда. Представляет собой бесцветную или слегка желтоватую жидкость без запаха, сладковатого вкуса. Удельный вес – 1,11 г/см3. Смертельная доза - 100 – 150 мл Исследование на этиленгликоль проводиться по специальным запросам судебно-следственных органов и судебно-медицинских экспертов. Методы изолирования: 1. Лапкиной Н.Б. и Назаренко В.А. (с использованием бутанола). Применим для внутренних органов. 2. Гуляевой Т.Н. Применим для биологических жидкостей и внутренних органов. Реакции идентификации: Окисления этиленгликоля до формальдегида; Окисление ЭГ до щавелевой кислоты; Образование гликолята меди (применим для технических жидкостей); С перманганатом калия (для технических жидкостей). Количественный анализ. Газовожидкостная хроматография; Спектрофотометрия (окисление до формальдегида и его взаимодействие с фуксинсернистой кислотой). Группа веществ, изолируемых из биологического материала экстракцией и сорбцией. «Лекарственные средства» «Лекарственные вещества» 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. Классификация «Лекарственные вещества» 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) и неустановленного строения (аконитин). 2. Синтетические вещества основного характера: антипирин, амидопирин - производные пиразола, промедол - производное пиперидина, новокаин и дикаин - производные аминокислот ароматического ряда, изониазид, производные фенотиазина - аминазин и др., производные бензодиазепина и т.д. Классификация Обязательному исследованию в лабораториях БСМЭ подлежат, согласно Приказа МЗ СССР № 1021 от 25.12.73, следующие вещества: производные барбитуровой кислоты; алкалоиды: производные пиридина и пиперидина (никотин, пахикарпин), тропана, изохинолина (опийные алкалоиды), индола (стрихнин), производные фенотиазина, промедол. Уравнения степени ионизации (уравнение Хендерсона-Хассельбаха) 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. «Лекарственные вещества» Теоретические основы метода экстракции НА ↔ Н+ + А- ВН+↔ В + Н+ ! , где Краспр - коэффициент распределения молекулярной формы; С - концентрации вещества в водной и органической фазах. Чем больше Краспр, тем эффективнее идет экстракция. «Лекарственные вещества» I стадия экстракции 1) Растворимость яда в используемом экстрагенте рН = рКα + 2(3) для кислот рН = рКα - 2(3) для оснований 2) Экстрагент -Способность легко проникать в клетки тканей. -Высокая растворяющая способность (по отношению к яду). -Селективность (по отношению к анализируемым соединениям). Степень измельченности объекта Время настаивания Стадии экстракции и факторы, влияющие на эффективность изолирования «нелетучих» ядов из биоматериала Очистка изолируемых веществ от сопутствующих компонентов биоматериала Соэкстрактивные вещества мешают проведению анализа: Маскируют окраску при проведении реакций окрашивания (обугливание соэкстрактивных веществ под действием концентрированной серной кислоты). Снижают чувствительность микрокристаллических реакции и приводят к образованию кристаллов неправильной формы, либо к их полиморфизму (многообразие форм). Искажают спектры веществ при исследовании в УФ - и ИК-областях. Дают завышенные результаты количественного определения веществ. Многие продукты гнилостного разложения биоматериала дают такие же реакции, как и некоторые ядовитые вещества. «Лекарственные вещества» Очистка биологических вытяжек на I этапе экстракции. «Лекарственные вещества» Водная вытяжка Спиртовая вытяжка Белки Низкомолекулярные пептиды Аминокислоты Примеси липопротеидов Липиды Птомаины Аминокислоты Методы очистки 1. Осаждение примесей
Нагревание 2. Фильтрование и центрифугирование 3. Гель хроматография 4. Экстракция «Лекарственные вещества» II стадия экстракции 1. Растворимость яда, которая определяется степенью ионизации α и регулируется рН среды. рН = рКα - 2(3) для кислот рН = рКα + 2(3) для оснований 2. Природа экстрагента, его объем, время и кратность экстракции. Не смешиваются с водой и по удельному весу (d) значительно отличаются от нее. Имеют низкую температуру кипения. Хорошо растворяют изолируемое вещество и обеспечивают высокий коэффициент распределения его между водной и органической фазами Стадии экстракции и факторы, влияющие на эффективность изолирования «нелетучих» ядов из биоматериала Очистка биологических вытяжек на II этапе экстракции. «Лекарственные вещества» Органическая вытяжка Жиры, белки и продукты их распада Птомаины – продукты распада аминокислот Красящие, дубильные и др. вещества Методы очистки Возгонка (барбитураты, салициловая и бензойная кислоты, некоторые алкалоиды) 2. Реэкстракция (барбитураты и алкалоиды) 3. Электрофорез 4. Хроматография в тонком слое «Лекарственные вещества» Изолирование подкисленным спиртом (Метод Стаса-Отто) Выход 20 – 30 % ОБЩИЕ МЕТОДЫ Достоинства метода: Метод универсален, т.к. этанол является хорошим растворителем для многих веществ этой группы (как ионизированных, так и молекулярных форм). Метод предусматривает очистку извлечения от балластных веществ. Недостатки метода: Длительность(8-10 рабочих дней) и многостадийность. Потери искомых веществ. Сравнительная дороговизна метода. «Лекарственные вещества» Изолирование подкисленным спиртом (Метод Стаса-Отто) ОБЩИЕ МЕТОДЫ Изолирование водой, подкисленной щавелевой кислотой (Метод А.А. Васильевой) Достоинства метода: Быстрота (анализ можно провести в течение одного рабочего дня). Меньшее количество операций, меньшие потери искомых веществ. Экономичность и дешевизна. Недостаток метода: Образование стойких эмульсий при экстрагировании веществ из водной фазы хлороформом. «Лекарственные вещества» Выход 30 – 40 % ОБЩИЕ МЕТОДЫ Достоинство метода: Метод дает достаточно чистые извлечения, т.к. включает стадию очистки (осаждение белков вольфраматом натрия), что повышает качество последующего анализа. Недостаток метода: Соосаждение барбитуратов с белками при обработке вольфраматом натрия. «Лекарственные вещества» ЧАСТНЫЕ МЕТОДЫ Метод А.В. Степанова – М.Д. Швайковой Метод извлечения токсичных веществ водой подкисленной щавелевой кислотой из растительного материала. Метод П.Валова Изолирование барбитуратов подщелоченной водой Выход 50 – 90 % Достоинства метода: Быстрота Хорошая очистка извлечений от соэкстрактивных веществ Применим для изолирования азотсодержащих веществ основного характера (синтетические ЛС) Недостаток метода: Дороговизна метода из-за использования эфира «Лекарственные вещества» ЧАСТНЫЕ МЕТОДЫ Метод В.Ф. Крамаренко Метод изолирования алкалоидов водой, подкисленной серной кислотой Выход 50 – 70 % Достоинства метода: Хорошая очистка извлечений от соэкстрактивных веществ Применим для обеектов подвергнутых гнилостному изменению. Недостаток метода: Применим для ограниченного числа веществ «Лекарственные вещества» ЧАСТНЫЕ МЕТОДЫ Метод В.И.Поповой Метод изолирования алкалоидов водой, подкисленной серной кислотой и последующей очисткой центрифугированием и гель-хроматографией (барбитураты) Метод В.А. Карташова Метод изолирования ацетоном. Достоинство метода: Высокий выход веществ (до 60-70%). Уменьшение массы объекта Низкий расход реактивов и времени пробоподготовки. Недостатки метода: Извлечение большого количества примесей,. Многостадийность. Исследование биологических жидкостей (кровь, моча, плазма, слюна, сыворотка, промывные воды желудка Жидкость-жидкостная экстракция (ЖЖЭ) Соответствует 2 стадии изолирования Недостаток: При прямой ЖЖЭ совместно с ядами из биожидкостей могут экстрагироваться сопутствующие вещества, что заставляет в дальнейшем прибегать к различным методам очистки Сорбция на синтетических смолах, модифицированных силикагелях и активированном угле Достоинства: 1. Метод позволяет не проводить дополнительную обработку пробы и изолирование. 2. Дает возможность одновременно сконцентрировать вещество и провести очистку. Недостаток: При неизвестном яде - опасность его потери из-за недостаточной сорбции и проскакивания через колонку сорбента. «Лекарственные вещества» Получение барбитуовой кислоты Общая формула барбитуратов где R1,R2,R3 - радикалы, содержащие от 1 до 7 атомов углерода. БАРБИТУРАТЫ В ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ ОТНОШЕНИИ «Лекарственные вещества» Производные барбитуровой кислоты. Идентификация барбитуратов Химические методы: С солями кобальта в щелочной среде (образуется комплекс состава Co(NH3)6OHBarb2 красно-фиолетового цвета) С солями меди в присутствии пиридина (образуется комплекс состава CuPyr2Barb2 красно-фиолетового цвета (тиобарбитураты – зеленого цвета) С солями ртути в присутствии дифенилкарбазона (ДФК) (образуют комплексные соединения, окрашенные в сине-фиолетовый цвет) Мурексидная проба (образуется розовое или красное окрашивание) «Лекарственные вещества» Производные барбитуровой кислоты. С хлорцинкйодом С железойодидным комплексом С меднойодидным комплексом Меднопиридиновым реактивом Выделение кислотной формы барбитурата Микрокристаллоскопический анализ Физико-химические методы анализа ТСХ и ВЭТСХ. Хроматографирование ведут на закрепленном слое 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: дифенилкарбазоном (ДФК) и HgS04. В местах расположения барбитуратов возникают красно- или сине-фиолетовые пятна. Идентификация проводится по величине Rf (отношение длины пробега вещества к длине пробега растворителя по сравнению с метчиками). 2. Спектроскопическое исследование «Лекарственные вещества» Производные барбитуровой кислоты. Количественное определение барбитуратов 5,5-замещенные производных: 1.Имидная форма (рН=2) не абсорбирует в УФ области 2.Имидольная форма (рН=10) обладает характерным поглощением λmax=240 нм 3.Диимидольная форма обладает характерным поглощением λmax=255-260нм. Трехзамещенные производные: 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. Тиобарбитураты: Имеют два максимума в кислом растворе (239 и 290 нм), в щелочном при рН=10 также два максимума (255 и 310 нм) и при рН 13 - один (310нм). 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 -310нм). «Лекарственные вещества» Производные барбитуровой кислоты. АЛКАЛОИДЫ В ХИМИКО-ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОМ ОТНОШЕНИИ Алкалоиды - органические азотистые основания сложного состава, встречающиеся в растениях (реже в животных организмах) и обладающие сильным фармакологическим действием. Классификация алкалоидов: 1. Производные пиридина, пиперидина и хинолизидина (жидкие алкалоиды): а) моноциклические (кониин, ареколин) б) бициклические (анабазин, никотин) в) полициклические (пахикарпин) 2. Производные тропана (пиперидил-пирролидина): атропин, гиосциамин, скополамин, кокаин 3. Производные хинолина (α,β-бензопиридина): хинин 4. Производные изохинолина (β,γ-бензопиридина): (группа опийных алкалоидов): а) производные фенантренизохинолина (морфин, кодеин, дионин, апоморфин, героин) б) производные бензилизохинолина (папаверин, наркотин) |