Экзамен по токсикологической химии. Токсик экзамен. Токсические вещества органической природы Группа токсикологически важных веществ, изолируемых дистилляцией летучие яды
 Скачать 148.51 Kb.
|
|
8. Предварительные испытания биологического образца. Проведение предварительных испытаний позволяет более рационально расходовать исследуемый биологический материал или биожидкости, сократить время анализа. На основании результатов предварительных проб судебный химик может исключить ряд веществ из плана химико–токсикологического анализа и предположить, какие вещества могут быть в биологическом материале или биожидкостях. Перед проведением предварительных испытаний ХТА необходимо изолировать исследуемое вещество из биологического материала. Изолирование, независимо от природы яда, производится экстракцией органическими растворителями при различных рН, реэкстракцией, дистилляцией или сорбцией. Общий алгоритм изолирования: 1. Предварительная обработка биопробы - удаление фоновых веществ (обезжиривание, измельчение) - концентрирование определяемых веществ 2. Измерение рН. 3. Экстракция органическим растворителем. 4. Концентрирующая реэкстракция. 5. Идентификация. 6. Обработка результатов анализа. Вторым этапом после изолирования является качественное определение токсиканта химическими реакциями или физико-химическими методами. При ХТА предварительным испытаниям могут быть подвергнуты жидкости и порошки неизвестного состава, таблетки неизвестных лекарственных средств, объекты растительного происхождения, ткани и жидкости человека. Предварительные испытания жидкости неизвестного состава. Жидкость, доставленную на исследование, сначала подвергают органо-лептическому анализу. Затем определяют рН, смешиваемость с водой, отмечая полярность и плотность. С водой смешиваются одноатомные низкомолекулярные спирты (метанол, этанол, пропанол), гликоли, эфиры этиленгликоля, ацетон. С водой не смешиваются высшие спирты (С≥4); эфиры алифатических спиртов и ароматические углеводороды (ρ<ρН2О); хлорированные углеводороды (ρ>ρН2О). После фракционной перегонки определяют показатель преломления жидкости, делая предварительное заключение о ее природе. Предварительные испытания порошка неизвестного состава. На первом этапе проводят органо-лептический контроль и физико-химические испытания. Отмечают внешний вид образца, степень его дисперсности, цвет, запах. Проверяют растворимость образца в воде. Хорошо растворимы: соли, углеводы; определяют рН водного раствора порошка. Малорастворимые гидроксиды растворимы в растворах кислот, твердые кислоты – в растворах щелочей. Предварительные испытания неизвестных лекарственных средств. Если до проведения анализа удается по маркировке таблеток установить их класс, то по реакциям на определенные функциональные группы подтверждают природу ксенобиотика и проводят его количественное определение. Если присутствует оболочка, смывают водой. Нерастворимые в спирте наполнители отделяют от раствора, фильтруют. Фильтрат используют для проведения предварительных испытаний. Предварительные испытания объектов растительного происхождения. Сначала проводят органо-лептическое исследование. Далее проводят экстракцию токсичных компонентов смесью этанола и хлороформа (1:2), нагревают, затем фильтруют. Фильтрат используют для проведения анализа. Предварительные испытания тканей и жидкостей человека. При проведении предварительных испытаний тканей и жидкостей человека прежде всего необходимо визуально установить, какие органы и ткани доставлены на анализ. Их визуальная оценка поможет определить природу токсиканта. Окраска объекта исследования, главным образом содержимого желудка, также может свидетельствовать о наличие каких-либо отравляющих веществ. Окраска содержимого желудка при отравлении различными ядами.
Окраска мочи при отравлении различными ядами
Запах объекта исследования может указывать на наличие определенного вещества, вызвавшего отравление. Примерами может служить запах горького миндаля при наличии синильной кислоты, нитробензола или бензойного альдегида; запах этилового спирта, особенно денатурированного (запах пиридиновых оснований); характерный запах сивушных масел, фенола, дихлорэтана и др. Продукты гниения биологического материала, естественно, могут маскировать запах тех или иных веществ. Запах можно определить тогда, когда объекты не подвергались гнилостным изменениям. Поэтому на первом этапе предварительных испытаний следует оценить свежесть биоматериала. 9. Пути попадания токсичных веществ в организм. Ингаляционные отравления. Абсорбция через дыхательные пути – основной путь поступления вредных веществ в организм человека на производстве. Ингаляционные отравления характеризуются наиболее быстрым поступлением яда в кровь. Поведение газов и паров внутри дыхательных путей зависит от их растворимости и химической активности. Водорастворимые газы легко растворяются в воде, содержащейся в слизистой верхних дыхательных путей. Менее растворимые газы и пары достигают альвеол, в которых они абсорбируются и могут реагировать с эпителием, вызывая местные повреждения. Жирорастворимые газы и пары диффундируют через неповрежденные альвеолярно-капиллярные мембраны. Скорость абсорбции зависит от их растворимости в крови, вентиляции, кровотока и интенсивности обмена веществ. Газообразные вещества, имеющие высокую растворимость, легко выделяются из легких с выдыхаемым воздухом. Первая группа: нереагирующие пары и газы – в организме они не изменяются или их превращение происходит медленнее, чем накопление в крови. К ним относятся пары всех углеводородов ароматического и жирного ряда и их производных. Вторая группа: реагирующие пары и газы – быстро растворяются в жидкости организма, легко вступают в химические реакции или претерпевают другие изменения, к ним относятся аммиак, сернистый газ, оксиды азота. Пероральные отравления (через желудочно-кишечный тракт) Классическим примером такого пути может служить поступление свинца. Это – мягкий металл, он легко стирается, загрязняет руки, не отмывается водой и при еде и курении может попасть в полость рта. Таким же путем могут попасть в организм кристаллические нитропроизводные бензола и его гомологов. Кислоты легко всасываются путем пассивной диффузии. Напротив, основания поступают из крови в желудок и отсюда в виде ионизированной формы движутся далее в кишечник. Перкутантные отравления (через неповрежденную кожу). Существуют три пути проникновения токсичных веществ через кожу: - через эпидермис; - волосяные фолликулы; - выводные протоки потовых желез. Большое значение для поступления ядов через кожу имеет консистенция и летучесть вещества. Жидкие органические летучие вещества быстро испаряются с поверхности кожи и в организм не попадают. Летучие яды, входящие в состав мазей, паст, клеев, могут вызвать отравления через кожу. Твердые и кристаллические органические вещества всасываются через кожу медленно и могут вызвать отравление. Наибольшую опасность представляют мало летучие вещества маслянистой консистенции (анилин, нитробензол). Они хорошо проникают через кожу и длительно задерживаются в ней. Следует учитывать, что соли многих металлов, соединяясь с жирными кислотами и кожным салом, могут превращаться в жирорастворимые соединения и проникать через барьерный слой эпидермиса (особенно ртуть и таллий). 10. Распределение токсичных веществ в организме. Основной принцип. Примеры. Поступившие в кровь ядовитые вещества разносятся ею по всему организму. В каждом органе количество циркулирующей крови и содержащегося в ней яда зависит от кровоснабжения этого органа. Через сердце, легкие, мозг и печень протекает значительно больше крови и содержащихся в ней лекарственных средств или ядов, чем через другие органы. Ядовитые вещества из кровеносных капилляров поступают во внеклеточное пространство, а затем, через мембраны, проникают в клетки. Большинство токсических веществ в различных органах и тканях распределяется неравномерно. Распределение веществ в организме зависит от их физических и химических свойств: от растворимости в воде, жирах и других липидах, диссоциации, состава и функциональных особенностей органов и тканей. Хорошо растворимые в липидах токсические вещества (анестетики, снотворные, седативные вещества, хлорсодержащие органические инсектициды и др.), хорошо проникающие через, быстро и селективно распределяются в богатых липидами, хорошо снабжаемых кровью органах и тканях (в основном в головном и костном мозгу). Распределение поступивших в организм веществ, хорошо растворимых в липидах, зависит от количества жиров и других липидов в соответствующих органах и тканях. Неэлектролиты накапливаются преимущественно в тканях, сорбционная емкость которых наибольшая для данных веществ. Так, при хлороформном наркозе в продолговатом и спинном мозгу содержится хлороформа на 50 % больше, чем в головном мозгу. Это объясняется тем, что в головном мозгу находится меньше липидов, чем в продолговатом и спинном мозгу. Растворимые в липидах лекарственные вещества и яды медленно выводятся из организма и медленно превращаются в нем. Барбитураты, особенно тиобарбитураты короткого действия (тиопентал натрия), вначале поступают в головной мозг, а затем переходят в плазму, из которой поступают в органы и ткани, богатые липидами. В результате неравномерного распределения ядовитых веществ в организме они могут локализоваться (отлагаться) в соответствующих органах и тканях. Так, в жировой ткани депонируются главным образом жирорастворимые яды (органические растворители, хлорпроизводные углеводородов и др.). В костной ткани отлагаются свинец, барий, фтор и др. Антибиотики тетрациклинового ряда обладают сродством к зубной и костной ткани, в которых они накапливаются после поступления в организм. Аминазин (хлорпромазин) локализуется главным образом в головном, а бензол — в костном мозгу. В коже откладываются золото и серебро. Такие элементы, как висмут, ртуть, мышьяк, накапливаются в органах и тканях, богатых белками, содержащими сульфгидрильные или другие реакционно способные функциональные группы. Ртуть накапливается в почках, вызывая в них некротические изменения. Ионы кальция и некоторых других элементов связываются с мукополисахаридами и мукопротеидами, содержащимися в межклеточной жидкости. Место локализации некоторых токсических веществ зависит от характера отравления. При остром отравлении ртуть и мышьяк локализуются в печени и почках, а при хроническом отравлении эти элементы могут откладываться в ногтях, костях и в нервной ткани. При хронических отравлениях мышьяком он может быть обнаружен и в волосах. Поскольку многие яды распределяются в организме неравномерно, знание их распределения и локализации имеет большое значение для правильного выбора объектов химико-токсикологического анализа. На химико-токсикологический анализ необходимо брать те органы и ткани, в которых предположительно содержится наибольшее количество исследуемого яда. 11. Пути выведения токсичных веществ из организма. Примеры. Выделение ядов из организма происходит различными путями — через легкие, кожу, почки, желудочно-кишечный тракт. Через легкие удаляются летучие вещества, не изменяющиеся или медленно изменяющиеся в организме. Таким путем выделяются из организма в неизмененном виде оксид углерода (II), сероводород, этиловый спирт, диэтиловый эфир, ацетон, бензол, бензин, некоторые хлорпроизводные углеводородов, а также летучие метаболиты некоторых ядовитых веществ (бензола, четыреххлористого углерода, метилового спирта, этиленгликоля, ацетона и др.). Одним из таких метаболитов указанных веществ является оксид углерода (IV). Через почки выделяются хорошо растворимые в воде вещества и продукты их превращения. Почки являются одним из основных органов, через которые выделяются из организма многие лекарственные и токсические вещества и продукты их метаболизма. Через почки с мочой выделяются из организма хорошо растворимые в воде соединения. Чем меньше молекулярная масса этих соединений, тем легче они выделяются с мочой. Вещества, способные диссоциировать на ионы, лучше выделяются с мочой, чем неионизи-рованные соединения. На выделение слабых органических кислот и оснований из организма с мочой влияет рН мочи. От рН мочи зависит диссоциация указанных веществ на ионы. Слабые органические основания лучше выделяются с мочой, если она имеет кислую реакцию. К этой группе веществ относятся хинин, амитриптилин, кофеин, теофиллин, ацетанилид, антипирин и др. Органические вещества слабокислого характера (барбитураты, салициловая кислота, некоторые сульфаниламидные препараты, антикоагулянты и др.) лучше переходят в мочу, имеющую более щелочную реакцию, чем плазма крови. Сильные электролиты, хорошо диссоциирующие на ионы, выводятся с мочой независимо от рН среды. Некоторые металлы в виде ионов или комплексов с органическими веществами также выделяются с мочой. Липофильные вещества почти не выделяются из организма почками. Однако большинство метаболитов этих веществ являются растворимыми в воде, и поэтому выделяются из организма с мочой. Скорость выделения отдельных ядовитых веществ с мочой может уменьшаться вследствие связывания их с белками плазмы. Печень. В печени происходит метаболизм большого числа токсических веществ, выделение которых с желчью зависит от размера молекул и молекулярной массы. С увеличением молекулярной массы токсических веществ возрастает скорость выделения их с желчью. Эти вещества выделяются с желчью главным образом в виде конъюгатов. Некоторые конъюгаты подвергаются разложению гидролитическими ферментами желчи. Желчь, содержащая токсические вещества, поступает в кишки, из которых эти вещества снова могут всасываться в кровь. Поэтому с калом из организма выводятся только те вещества, которые выделяются с желчью в кишки и повторно не всасываются в кровь. С калом выделяются и вещества, не всасывающиеся в кровь после перорального введения, а также те, которые выделились слизистой желудка и кишок в полость пищеварительной системы. Этим путем выделяются из организма некоторые тяжелые и щелочноземельные металлы. Токсические вещества и их метаболиты, образовавшиеся в печени и поступившие с желчью в кишки, а затем снова всосавшиеся в кровь, выделяются почками с мочой. Через кожу сальными железами удаляются вещества, растворимые в жирах. Ряд лекарственных и ядовитых веществ выводится из организма через кожу, главным образом через потовые железы. Таким путем выводятся из организма соединения мышьяка и некоторых тяжелых металлов, бромиды, иодиды, хинин, камфора, этиловый спирт, ацетон, фенол, хлорпроизводные углеводородов и др. Выделяемые через кожу количества указанных веществ относительно незначительные. Поэтому при решении вопроса об отравлении они не имеют практического значения. Молоко. Некоторые лекарственные и ядовитые вещества выводятся из организма с молоком кормящих матерей. С молоком матери могут попадать к ее грудному ребенку этиловый спирт, ацетилсалициловая кислота, барбитураты, кофеин, морфин, никотин и др. |