Токсикологическая химия как наука

При длительном применении лекарств может произойти изменение реакции на них.

1. Может снизиться эффективность лекарств -- произойти привыкание к нему, например, при длительном применении нитроглицерина.

2. Происходит повышение толерантности (переносимости) к лекарственному веществу. Это может быть, например, следствием индуцирования в печени ферментов, инактивирующих данное лекарство и этим снижающих его активность. Такое явление наблюдается при приеме барбитуратов, дифенина; для получения эффекта больному приходится принимать большие дозы препарата, чем в начале лечения.

3. Наблюдается развитие психической и физической зависимости от лекарства -- наркомании.

Вопрос 29. Ядовитые и сильнодействующие вещества, изолируемые перегонкой с водяным паром (дистилляцией). Правила подготовки проб к анализу. Современные методы изолирования дистилляцией, их сравнительная характеристика. Простая и азеотропная перегонка. Микродистилляция

Дистилляцией с водяным паром изолируются многие органи-ческие вещества, из которых в настоящее время представляют токсикологический интерес следующие:

1) синильная кислота;

2) ядовитые галогенопроизводные: хлороформ, хлоралгидрат, хлористый этилен, трихлорэтилен, четыреххлористый углерод, гексахлорэтан;

3) альдегиды и кетоны алифатического ряда: формальдегид, ацетон;

4) спирты алифатического ряда: метиловый, эти-ловый, изопропиловый, бутиловый и изоамиловый (входят в состав сивушных масел), этиленгликоль;

9) ароматические углеводороды: бензол, толуол, ксилолы;

10) нитропроизводиые и амины ароматического ряда: нитробензол, анилин;

11) фенолы и фенолокислоты: фенол, крезолы, салициловая кислота;

Осмотр присланного на анализ объекта

Наружный осмотр объекта. Объекты подвергают подробному осмотру и сравнивают с описанием в сопроводительном документе. Обращают особое внимание на особенности упаковки объекта, надписи на банках, склянках, пакетах, ящиках, коробках, на их содержание, оттиск, целостность печати. Убедившись в полном соответствии, приступают к вскрытию упаковки, что делается осторожно, чтобы предотвратить попадание в сам объект частей печати или упаковки.

Осмотр объекта после вскрытия упаковки. Данные осмотра объекта позволяют предположить, чем произошло отравление, и включить в план анализа в первую очередь исследование на предполагаемые вещества.

Определение природы, характера и запаха объекта. После вскрытия упаковки важно установить, какие органы или их части доставлены на исследование и в каком они состоянии -- имеются ли признаки гнилостного разложения. Характерный запах объекту могут придать многие «летучие» яды. Например, запах горького миндаля указывает на возможное отравление цианидами.

Определение наличия инородных включений. Объект осматривают вначале визуально, а затем с помощью лупы. Инородные включения могут быть обнаружены в содержимом желудка. Это -- части растений, семена, кристаллы солей алкалоидов, металлов, нераспавшиеся таблетки, порошки и др. Все подозрительные инородные включения отбирают при помощи чистого пинцета и анализируют отдельно.

Определение окраски объекта. Окраска объекта (главным образом содержимого желудка) желтая окраска указывает на возможное отравление хроматами, азотной кислотой. Зеленое, синее или фиолетовое окрашивание встречается при отравлении солями меди. Черное окрашивание (с обугливанием) слизистой желудка или одежды может дать указание на наличие концентрированной серной кислоты и т.д. Например, при попадании в организм фенола моча обычно окрашена в оливковый или темно-зеленый цвет за счет продуктов окисления фенола.

Оценка метода. Метод дистилляции отличается простотой и экономичностью. При дистилляции получаются чистые извлечения-дистилляты. Метод микроперегонки используется только для обнаружения веществ. Метод микродиффузии является предварительным, ему можно придать судебно-химическое значение при отрицательном результате.

Дистилляция. По способу разделения паровой и жидкой фаз дистилляцию можно подразделить на: однократную, многократную и постепенную.

При однократной дистилляции все количество образовавшихся при частичном испарении исходной жидкой смеси жидкого остатка и равновесного с ним пара отделяются друг от друга однократно. В случае многократной дистилляции процесс однократной дистилляции применяется многократно по отношению к жидкому остатку. То есть вначале происходит процесс отделения равновесного пара от жидкого остатка, а затем этот остаток вновь частично испаряется с последующим отделением от него образовавшегося пара и т.д. Многократная дистилляция позволяет в итоге получить кубовый остаток с большой долей труднолетучего компонента, но количество этого остатка бывает незначительным. При постепенной дистилляции пары отделяются от жидкого остатка по мере их образования. Таким образом, постепенную дистилляцию можно рассматривать как предельный случай многократной.

Вопрос 30. Метод микродиффузии. Сущность метода. Преимущества. Выбор токсикологических веществ, изолируемых микродиффузией

Внедрение метода микродиффузии в практику судебно-химических лабораторий может облегчить выполнение ряда экспертиз, связанных с отравлениями некоторыми ядами.

Для обнаружения исследуемых веществ методом микродиффузии применяют чашки Конвея или подобные им сосуды, в которых летучие вещества из исследуемых объектов сначала переходят в пространство прибора, а затем в соответствующий растворитель или в раствор реактивов, реагирующих с определяемыми веществами.

Метод микродиффузии имеет ряд достоинств. Он позволяет обнаружить летучие вещества, содержащиеся в небольших количествах исследуемых объектов. При использовании этого метода не образуется пена (что возможно при перегонке летучих ядовитых веществ с водяным паром), определяемые вещества не подвергаются сильному разбавлению и г. д.

Скорость диффузии зависит от упругости пара исследуемого вещества, объема пробы, температуры, состава поглощающих жидкостей и т. д. На скорость перехода отдельных летучих веществиз исследуемых объектов в пространство прибора для микродиффузии влияют некоторые электролиты. Так, например, прибавление насыщенного раствора карбоната калия к крови, моче и гомогенатам тканей, содержащих этиловый спирт, ускоряет переход этого спирта в пространство прибора.

Метод заключается в том, что объект --

1 мл (кровь, моча, промывные воды желудка, конденсат) помещают во внешнюю камеру, туда же пипеткой наливают творами, растворами электролитов или органи-ческими растворителями (2--10 мл).

2) Кондиционирование -- промывка жидкостью, в которой растворено анализируемое вещество.

3) Пропускание исследуемого раствора через патрон.

4) Продувка патрона азотом

5) Элюирование образца. Объем элюента (рас-творителя, используемого для разделения смеси в колоночной хроматографии) 1--5 мл вводят пор-циями по 0,5 мл через 1--2 минуты. Выбор элюента зависит от свойств изолируемого вещества. В работе следует пользоваться растворами с низкой вязкостью. Белки из биопроб предварительно удаляют после их осаждения и фильтрования.

Через 1--2 часа внутреннюю камеру вынимают, содержимое ее перемешивают и с ним проводят реакции идентификации.

Или наблюдают изменения во внутренней камере:

1) при наличии в пробе окиси углерода на поверхности раствора хлористого палладия появляется серебристый налет:

2) при наличии в пробе бензола, керосина, реактив Марки окрашивается в красно/оранжевый цвет.

Обнаружение ацетона. Заполнение наружной и внутренней камеры производят так, как при исследовании формальдегида. Время микродиффузии 4 ч.

Обнаружение метилового спирта. Этот метод основан на окислении метилового спирта до формальдегида. При взаимодействии формальдегида с хромотроповой кислотой появляется фиолетовая окраска.

Появление красной или фиолетовой окраски жидкости указывает на наличие метилового спирта в исследуемой пробе. Эту пробу выполняют тогда, когда в исследуемом объекте отсутствует формальдегид.

Определение этилового спирта. Во внешнюю камеру прибора для микродиффузии вносят 0,8 мл крови или мочи либо 4 мл гомогената ткани и 1 мл насыщенного раствора карбоната калия. Во внутреннюю камеру вносят 2 мл раствора дихромата калия в серной кислоте. Сосуд плотно закрывают крышкой и оставляют на 3 ч при комнатной температуре.

Вопрос 31. Методы экспресс-диагностики алкогольных отравлений. Газо-хроматографический метод определения алкоголя. Определение этилового спирта в выдыхаемом воздухе

Метод может быть использован для диагностики хронической алкогольной интоксикации. Сущность способа заключается в определении разности величин оптической плотности при взаимодействии сыворотки крови с альбумином, конъюгированным с ацетальдегидом, и неконъюгированным альбумином и определении титра антител класса А к альбумину, химически связанному с ацетальдегидом, при разности не менее 0,1 и титре не менее 64 диагностируют хроническую алкогольную интоксикацию.

Газовая хроматография

Среди известных хроматографических методик для определения алкоголя в биологических жидкостях рекомендованы к использованию две модификации нитритного метода

Сущность нитритного метода заключается в превращении спиртов в алкилнитриты, более летучие, чем спирты, и в дальнейшем хроматографировании алкилнитритов. Разделенные на хроматографической колонке компоненты смеси последовательно поступают в детектор по теплопроводности - катарометр, сигналы которого регистрируются в виде ряда хроматографических пиков на хроматограмме. Идентификация веществ производится по времени их удержания, которое исчисляется от момента введения анализируемого вещества в колонку до появления максимума пика.

Химические способы определения алкоголя в выдыхаемом воздухе Проба Рапопорта a.M.

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 секунд.

Проходя через воду, алкоголь, содержащийся в выдыхаемом воздухе, растворяется в ней, и затем наличие его определяют с помощью следующей химической реакции.

В обе пробирки приливают осторожно по 20 капель химически чистой концентрированной серной кислоты и после этого по 1 капле 0,5% свежеприготовленного раствора марганцовокислого калия. Необходимо тщательное выполнение технологии проведения пробы: соблюдение последо-вательности операций, использование свежеприготовленных дистиллированной воды и 0,5% раствора перманганата калия, чисто вымытых и высушенных пробирок и пипеток, шлангов, проведение реакции в контрольной пробирке.

При полном или частичном обесцвечивании раствора пробу через 15-20 минут проводят повторно. Полное обесцвечивание раствора за 1-2 минуты при повторной пробе свидетельствует о наличии экзогенного алкоголя в выдыхаемом воздухе, что при точном соблюдении методики исследования может подтверждать факт потребления испытуемым спиртных напитков.

Вопрос 32. Методы экстракции. Жидко-жидкостная экстракция, твердо-жидкостная экстракция. Принципиальные схемы извлечения токсических веществ из трупного материала, из биологических жидкостей, из твердых веществ. Факторы, изменяющие скорость процесса

Экстракция - перевод одного или нескольких компонентов из жидкости или твердого тела в другую жидкую или газообразную форму.

Жидкость - жидкостная экстракция основана на распределении растворенного вещества между двумя несмешивающимися жидкими фазами (обычно между водой и органическим растворителем).

Важными достоинствами жидкость - жидкостной экстракции являются универсальность по отношению к природе выделяемых веществ и их концентраций, а в ряде случаев и высокая селективность, обусловленные возможностью выбора большого числа экстрагентов и использованием для регулирования селективности экстракции таких параметров, как рН, состав водной фазы и температуры.

Методы отличаются экспрессностью, простотой и доступностью оборудования, они совместимы с разными методами определения.

Экстракционные методы пригодны для извлечения, как микрокомпонентов, так и макрокомпонентов, а также для индивидуального и группового выделения и концентрирования микрокомпонентов при анализе разнообразных промышленных и природных объектов. Многие аналитически важные экстракционные системы стали миниатюрными прообразами некоторых важных технологических экстракционных процессов. К недостаткам можно отнести необходимость работы с горючими и токсичными растворителями, а в ряде случаев и необходимость использования растворителей высокой степени чистоты. Кроме того, нужно регенерировать или утилизировать довольно большие количества растворителей.

Для экстракции веществ в системе твердое тело -- жидкость в качестве экстрагентов применяют органические растворители. Извлечение соответствующих веществ из твердых тел водой называется выщелачиванием.

В химико-токсикологическом анализе метод экстракции в системе твердое тело -- жидкость и метод выщелачивания применяются для изолирования исследуемых веществ (целевых компонентов) из органов трупов, растений, почвы и других объектов.

Процесс экстракции (выщелачивания) целевых компонентов из биологического материала является многостадийным. Основными стадиями этого процесса являются: проникновение экстрагента в клетки и ткани трупного материала и в другие объекты, в которых находится исследуемое вещество, растворение целевого компонента в экстрагенте или взаимодействие целевого компонента с экстрагентом в клетках и тканях биологического материала, перенос растворенного целевого компонента через оболочки клеток в межклеточное пространство и смешивание извлеченных из клеток веществ с основной массой экстрагента. Вода и спирт как наиболее часто применяемые растворители отвечают многим тре-бованиям, предъявляемым к экстрагентам. В них хорошо растворяются многие соли оснований и кислот. Время настаивания зависит от скорости проникновения экстрагента внутрь ткани. Продолжительность настаивания определяется моментом наступления равновесия между концентрацией токсического вещества в ткани и окружающей жидкости. Вода имеет большее сродство к тканям. Она содержится в большом количестве в орга-нах человека: в мышцах -- до 75-78%, в печени -- до 70-75%. Поэтому вода легко проникает в ткани. Время настаивания объекта с водой и наступление равновесия составляет 1-2 ч. Спирт денатурирует белковые молекулы на поверхности кусочков биологического материала, его проникновение в ткани затрудняется, и равновесие возникает не менее чем через 6 часов. Степень изолирования исследуемых веществ из биологического материала зависит от растворимости извлекаемых веществ в экстрагенте, структуры (пористости) биологического материала, проникающей способности экстрагентов в клетки и ткани биологического материала, степени его измельчения, интенсивности перемешивания смеси измельченного биологического материала и экстрагента, кратности настаивания биологического материала с экстрагеитом, температуры, рН среды и ряда других факторов. Жидкостная экстракция -- процесс распределения растворенного вещества между двумя несмешивающимися жидкими фазами, одной из которых в большинстве случаев является вода, а второй -- несмешивающийся с водой органический растворитель. Извлечение вещества из фазы органического растворителя в водную фазу называется реэкстсакцией. Экстрагируемость химических соединений зависит от растворимости их в воде и в несмешивающихся с водой органических растворителях, применяемых для экстракции.

Вопрос 33. Частные и общие методы минерализации. Достоинства и недостатки. Стадии минерализации. Выбор метода и условий изолирования. Техника проведения минерализации концентрированными кислотами. Пробоподготовка

Минерализация - это окисление (сжигание) органического вещества (объекта) для освобождения металлов из комплексов с белками и др. соединениями. Наиболее широко распространенные методы минерализации можно разделить на 2 большие группы:

1. Частные методы (методы “сухого озоления”) - минерализация путем простого сжигания или сплавления со смесью нитратов и карбонатов щелочных металлов. К числу частных методов относится и метод частичной минерализации (деструкция), служащий для изолирования ртути из биологических объектов.

Метод простого сжигания основан на нагревании органического вещества (объекта) при высокой температуре при доступе воздуха. Сухое озоление проводят в фарфоровых, платиновых или кварцевых тиглях. На исследование берут небольшие навески (1-3 г), температура нагревания достигает 300-400 ^о С. Метод применяется при специальных заданиях по обнаружению катионов марганца, меди, цинка, висмута, особенно в тех случаях, когда объект либо очень эластичен, трудноразрушаем, либо его количество ограничено. Метод имеет определенные недостатки:

При нагревании возможно улетучивание металлов в виде солей или в индивидуальном виде, т.к. при нагревании в условиях проведения сухого озоления не всегда удается контролировать температуру. Даже при относительно невысокой температуре улетучиваются соединения ртути и таллия.

Общие методы (методы “мокрой минерализации”) применяются при общем (ненаправленном) исследовании на группу металлических ядов, пригодны для изолирования всех катионов металлов, кроме ртути. Для минерализации используют смеси кислот - окислителей (серной и азотной, серной, азотной и хлорной), а также хлорат калия и пергидроль. Под действием окислителей происходит разрушение биологического материала с образованием более простых химических соединений. При этом связи между металлами и биологическими субстратами организма (белками, аминокислотами и др.) разрушаются, образуются соли этих металлов, которые можно обнаружить в минерализате при помощи соответствующих реакций и методов.

Анализ содержаний следовых количеств тяжелых металлов традиционными физико-химическими методами (атомная абсорбция, полярография, фотометрия и др.) требует предварительной пробоподготовки, т.к. металлы в большинстве объектов находятся в связанном состоянии. Они образуют достаточно прочные органические комплексы, мешающие точному и воспроизводимому определению их содержания. Поэтому перед любым анализом необходимо предварительно разрушить органическую составляющую пробы.

Под минерализацией в химическом анализе понимается разложение органических веществ и материалов на их основе с целью выделения определяемых элементов в виде устойчивых неорганических соединений, удобных для последующего анализа.

Среди обычных методов разрушения органических компонент следует выделить сухое озоление - сжигание пробы в муфельных печах и мокрое озоление - нагревание с кислотами-окислителями на плитке. Подготовка к определению тяжелых металлов в образцах сложного состава этими методами иногда достигает 8-10 часов и составляет примерно 80 - 90% полного времени анализа, т.е. является самой трудоемкой и длительной частью химического анализа, требующей повышенной аккуратности и неослабного внимания оператора. В большинстве случаев именно эта стадия вносит наибольший вклад в погрешность результатов эксперимента и иногда сводит на нет усилия персонала химической лаборатории.

Обычные методы мокрого разложения органических веществ в пробах сложного состава, основанные на сжигании пробы концентрированными кислотами (HNO3, H2SO4, HClO4), требуют больших затрат времени, постоянного слежения за ходом процесса, значительного расхода кислот (и загрязнения пробы), и во многих случаях не приводят к полному разложению органических веществ, мешающих получению достоверного результата анализа.

Основным методом пробоподготовки является мокрое озоление проб различными кислотами при помощи СВЧ-поля под давлением (СВЧ-минерализации под давлением).

Вопрос 34. Хлорированные углеводороды (хлороформ, хлоралгидрат, дихлорэтан, четырёххлористый углерод). Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Хлороформ, четыреххлористый углерод, хлоралгидрат, дихлорэтан

Токсикологическое значение: широко применяются в быту, в промышленности.

Действуют на ЦНС, наблюдается почечная и печеночная недостаточность, рвота, бледность кожи, расстройство желудка.

Первая помощь: срочная госпитализация, промывание желудка, гемодиализ, перитональный диализ (с фистулой), искусственные почки.

Хлор-органика не смешивается с водой, а кумулируется в жировой ткани. На исследование берут органы, богатые жиром. В крови и моче очень сложно обнаружить.

Изолирование: макро и микродистилляция. ГЖХ на колонках различной полярности (детектор ДИП или детектор электронного захвата) или хромато-масспектрометрия по изотопам галогенов.

Идентификация:

1. Реакция Фудживара (образование глутаконового альдегида - розовое окрашивание) - щелочь + пиридин.

ХЛОРОФОРМ(трихлорметан) СНСl3

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

ХЛОРАЛГИДРАТ (2,2,2-трихлорэтандиол-1,1) СС1₃СН(ОН)₂

Бесцветные, прозрачные кристаллы или мелкокристаллический порошок с характерным острым запахом, слегка горьковатого вкуса. Т.пл. 51,4 °С, т. кип. 97,5 °С. Растворим в этаноле, диэтиловом эфире, слабо растворим в бензоле, сероуглероде.

Применяют как успокаивающее внутрь и ректально, как снотворное и противосудорожное средство.

Признаки острого отравления при передозировке: глубокий сон, затем наркотическое состояние, ослабление дыхания и падение сердечной деятельности.

Качественное обнаружение

Хлоралгидрат дает все реакции, которые используют для обнаружения хлороформа (см. реакции 1-4), т.к. они проводятся в присутствии щелочи, под влиянием которой хлоралгидрат разлагается с выделением хлороформа:

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

-ДИХЛОРЭТАН (хлористый этилен) CICH2CH2CI

Бесцветная жидкость со сладковатым запахом; т. кип. 83,47 °С, образует азеотропную смесь с водой (т. кип. 71,6 °С, 91,8 % дихлорэтана). Используют дихлорэтан главным образом для производства винилхлорида, а также этилендиамина, этиленгликоля, полисульфидных каучуков; как растворитель, фумигант. Дихлорэтан может вызывать психические расстройства, поражения печени и почек, головокружение и рвоту при попадании внутрь или при воздействии паров в концентрациях, превышающих ПДК, равную 10 мг/м3.

Качественное обнаружение.

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

Вопрос 35. Производные фенотиазина. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Нейролептики группы фенотиазина подразделяются на 3 класса в зависимости от вида заместителя в положении 10: аминопропильного, пиперидинового или пиперазинового, но для всех них характерно наличие в молекуле фрагмента -C-C-C-N структуры, определяющей нейролептическое действие. Основными представителями этой группы являются аминазин, пропазин, левомепромазин, алимемазин, метеразин, этаперазин, френолон, трифтазин, фторфеназин, тиопроперазин, перициазин, тиоридазин.

Соединения, имеющие в молекуле только 2 атома углерода в заместителе, не являются нейролептиками, но обладают антигистаминным (прометазин) или антимускариновым (этопропазин) эффектами. Одна из основных фармакологических особенностей нейролептиков -- своеобразное успокаивающее действие, сопровождающееся уменьшением реакции на внешние стимуляторы, ослаблением психомоторного возбуждения и аффективной напряженности, подавлением чувства страха, ослаблением агрессивности. Они в основном используются для лечения различного рода психических заболеваний, главным образом, шизофрении или паранойи, а также: мании, делирия, ажитированной депрессии, тревожных состояний. Кроме того, они эффективны при сильных беспокойствах, а некоторые из них обладают антидепрессивным действием. В качестве противорвотных средств их используют для контроля тошноты и рвоты, возникающих, например, при химиотерапии рака, и могут назначаться в комбинации с наркотическими аналгетиками, действие которых они потенцируют.

Отравления наблюдаются при приеме 5-10г (субстанции) и характеризуется резкой слабостью, потерей сознания, комой. Зрачки сужены, артериальное давление снижено, понижается температура тела, кожные аллергические реакции. Первая помощь. При пероральном приеме препарата производят промывание желудка, используют активированный уголь, дают солевые слабительные для форсирования диуреза, крепкий чай (кофеин). На госпитальном этапе детоксикационная гемосорбция.

Большинство нейролептиков характеризуется хорошим всасыванием в кровь из мест поступления при разных путях введения (перорально, внутримышечно). Они проникают через гематоэнцефалический барьер, однако накапливаются в мозге в значительно меньшем количестве, чем во внутренних органах (печень, легкие). При пероральном приеме биодоступность хлорпромазина составляет приблизительно 30%. Нейролептики подвергаются биотрансформации в печени и выделяются в значительных количествах с мочой и частично с калом.

Всасываются фенотиазины как вещества основного характера преимущественно из кишечника.

В результате изучения биотрансформации хлорпромазина было установлено, что при объединении всех известных путей метаболизма образуется более 150 возможных метаболитов препарата. В плазме крови образуется хлорпромазина сульфоксид.

Пробоподготока и методы определения Для выделения нейролептиков из биологических материалов используют ЖЖЭ, ТФЭ и ферментативный гидролиз. Жидко-жидкостная экстракция. Многие психотропные препараты легко экстрагируются из плазмы в относительно неполярные растворители щелочной среде. Наиболее часто для этого используются н-гептан, н-гексан и н-пентан, обычно с добавлением небольшого количества изоамилового или изопропилового спирта для уменьшения адсорбционных потерь.

Твердофазная экстракция. ТФЭ нейролептиков дает хорошие результаты при последующем определении методами ВЭЖХ.

Для определения хлорпромазина и его метаболитов, а также тиоридазина в тканях, взятых после вскрытия трупа, используют протеолитические ферменты это дает хорошие результаты. Цветные реакции (предварительные испытания). Многие нейролептики при окислении образуют характерные окрашенные соединения в присутствии серной кислоты. Для экспресс диагностики фенотиазинов в моче используют групповую реакцию с FNP-реактивом (смесь хлорида железа (III), хлорной и азотной кислот).

Тонкослойная хроматография Обычно ТСХ используется для качественного или промежуточного полуколичественного скрининга, но иногда ее применяют для количественного определения хлорпромазина.

Газовая хроматография Использование ПИД (пламенно-ионизационный детектор). Нейролептики являются липофильными соединениями. При низких дозах поступления (стандартная терапия) концентрации препаратов в плазме крови невысоки. Поэтому ПИД используют для определения ограниченного числа препаратов в плазме, метаболитов в моче или при значительной передозировке. ПИД применяют для определения хлорпромазина и некоторых его метаболитов в моче.

Вопрос 36. Ядовитые и сильнодействующие вещества, изолируемые полярными растворителями. Характеристика веществ. Общие и частные методы изолирования (примеры)

Классификация ядовитых веществ, изолируемых полярными растворителями

К этой группе относятся многие органические вещества различной химической природы:

Органические кислоты и их производные (салициловая, ацетилсалициловая кислоты, барбитураты).

Снотворные небарбитурового характера.

Производные анилина (фенацетин).

Алкалоиды.

Синтетические лекарственные вещества основного характера (новокаин, промедол, антипирин, амидопирин и др.).

Сердечные гликозиды.

Состояние алкалоидов в растворах

кислые растворы (рН<7)

щелочные растворы (рН>7)

алкалоиды в виде солей (Р в воде и спирте НР в орг. растворителях)

алкалоиды в виде оснований (НР в воде и спирте Р в орг. растворителях)

рН органов и тканей = 7-8 соли растворимы в воде и этаноле подкисление

алкалоиды в виде солей изолирование можно проводить подкисленной водой и подкисленным спиртом

Метод Стаса-Отто

измельчение биологического материала настаивание с этанолом, подкисленным щавелевой кислотой Фильтрование фильтрат + диэтиловый эфир

эфирный слой (примеси)

водный слой

(алкалоиды)

+Na2CO3 (NH4ОН)

взбалтывают с эфиром

алкалоиды переходят в эфир

упаривание эфирных вытяжек

Современный модифицированный метод Стаса-Отто:

1. Заменили щавелевую кислоту на винную или уксусную. В качестве экстрагента из щелочной среды применяется хлороформ, из кислой -диэтиловый эфир. Очистка вытяжек от белковых веществ производится прибавлением спирта к фильтрату, упаренному до густоты сиропа.

Метод Драгендорфа

1. Алкалоиды и другие вещества извлекают 23 раза при t 40-500С водой, содержащей серную кислоту.

2. Фильтруют. Из кислого фильтрата последовательно извлекают токсические вещества петролейным эфиром, бензолом, хлороформом: петролейным эфиром: салициловая и бензойная кислоты.

бензолом: кофеин, фенол, антипирин.

хлороформом: папаверин, теобромин.

Фильтрат подщелачивают р-ром аммиака, экстрагируют алкалоиды

Метод Васильевой А.А.

100 г трупного материала измельчают заливают 200 мл дист. воды подкисление 10% р-ром щавелевой кислоты до рН <7 на лакмус 2 часа настаивают при частом взбалтывании процеживают через марлю остаток на марле несколько раз промывают водой промывные воды объединяют и 3-4 раза извлекают токсические вещества эфиром вначале из кислого, а затем из щелочного хлороформом анализируют вытяжки из кислого, а затем из щелочного р-ра.

Методы очистки извлечений

Фильтрование и центрифугирование. Экстракция органическими растворителями.

Вопрос 37. Опий. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Диагностика острого отравления опиатами

Основывается на характерной клинической картине (выявление кардинальных симптомов), реакции на специфическую (антидотную терапию), при возможности на данных анамнеза. При внутривенном введении опиатов могут быть обнаружены свежие следы по ходу подкожных вен. При пероральном приеме возможен коричневый налет у корня языка, при ингаляционном употреблении вероятно обнаружение следов порошка на губах или в носовых ходах.

Токсико-химическая диагностика. Определение алкалоидов опия в биологических жидкостях методами иммуноферментного анализа, в том числе экспресс-тестами (даже при терапевтических дозах), газовой хроматографии, совмещенной смасс-спектрометрией, жидкостной хроматографии высокого разрешения, тонкослойной хроматографии. Изолированное определение 6-моно-ацетилморфина - промежуточного метаболита героина, позволяет обнаружить прием этого вещества. Концентрации в крови различные. В моче морфин обнаруживается в течение48 часов.

Внешний вид опийного наркомана. Вял, апатичен, необщителен, безразличен к окружающим, он сидит с отсутствующим взором. Носят очки с темными стеклами и постоянно мерзнут (даже в жаркую погоду). Выглядит старше своих лет.

При наружном исследовании трупа часто наблюдаются следы уколов и рубцы после абсцессов в местах инъекций, поскольку наркоманы часто вводят наркотик без соблюдения правил асептики.

На вскрытии: признаки быстрой смерти (переполнение кровью органов), переполнение мочевого пузыря. При отравлениях опием иногда обнаруживаются остатки опия в желудке и ощущается специфический запах. Для кустарно приготовленных наркотиков характерны гранулемы в легких и печени, ОПН, много миоглобиновых цилиндров в канальцах почек (рабдомиолиз), длительная кома и смерть в поздние сроки.

Содержание опиатов в организме, в биообъектах.

Содержание в организме зависит от введенной дозы, пути введения и индивид, особенностей организма. Следует помнить о переносимости морфинистами больших доз морфина, поэтому собирают сведения о привычной для них дозе наркотика.

Общепризнанным показателем употребления наиболее распространенного опиата - героина, быстро метаболизирующегося в организме, при исследовании мочи является, кроме выявления морфина и кодеина, идентификация и определение специф. знакового метаболита героина - 6-МАМ. Основанием этого служит то, что 6-МАМ не образуется в организме человека при ацетилировании морфина или любых полусинтетических опиоидных анальгетиков.

Интерпретация результатов ХТА на опиаты.

При определении в моче 6-МАМ, морфина и кодеина однозначно имел место прием героина.

В случае обнаружения в моче только морфина и кодеина следует провести дифференциацию между:

1. приемом героина, морфина, кодеина и др. с целью злоупотребления;

2. мед применением морфина или кодеина, например, при комиссионных экспертизах по анализу мочи на опиаты у водителей автотранспорта;

Вопрос 38. Производные пиридина и пиперидина (никотин, анабазин, пахикарпин). Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Никотин. Алкалоид никотин содержится в листьях табака в виде солей лимонной и яблочной кислот. Его молекула состоит из пириди-нового иN-метилпирролидинового циклов, связанных между собой простойсвязью. При окислении никотина образуется никотиновая кислота:

Никотин очень токсичен, смертельная доза для человека составляет около 40 мг. В небольших количествах оказывает возбуждающее действие на нервную систему и повышает кровяное давление. Являясь очень ядовитым веществом, никотин используется в качестве инсектицида в сельском хозяйстве.

Применение. Действие на организм. Никотин является ядовитым веществом. Он поражает центральную и периферическую нервную систему. Особенно характерным является действие никотина на ганглии вегетативной нервной системы. В связи с этим никотин относится к числу «ганглионарных ядов». После поступления в организм больших доз никотина происходит угнетение и паралич нервной системы, остановка дыхания с последующим прекращением сердечной деятельности.

Метаболизм. В организме никотин разлагается главным образом в печени. Метаболизм никотина происходит путем его окисления и N-деметилирования. В процессе метаболизма происходит разрыв пирролидннового кольца и N-метилирование пиридинового кольца. При окислении никотина образуется котинин, который подвергается дальнейшим превращениям. Указанные выше метаболиты никотина выделяются из организма с мочой. Отмечено наличие в моче только следов неизмененного никотина.

Выделение никотина из биологического материала. Для выделения никотина из биологического материала применяется метод перегонки с водяным паром и метод, основанный на настаивании исследуемого материала с подкисленной водой. Выделение никотина из биологического материала производится так, как и выделение анабазина (Обнаружение никотина).

Для обнаружения никотина, выделенного из биологического материала, применяют ряд реакций и метод УФ-спектроскопии.

Реакция с реактивом Драгендорфа. Обнаружение этого алкалоида при помощи реактива Драгендорфа производится так, как и обнаружение анабазина (см. гл. V, § 38). При наличии никотина в исследуемом растворе после прибавления реактива Драгендорфа в поле зрения микроскопа наблюдаются сростки кристаллов в виде летящих птиц, буквы К или буквы X. Предел обнаружения: 1 мкг никотина в пробе.

Другие реакции на никотин. Никотин можно обнаружить при помощи реакций с реактивом Бушарда, раствором ванилина и пергидролем. Выполнение этих реакций приведено при описании способов обнаружения анабазина.

Обнаружение никотина по УФ-спектрам. Никотин в 0,1 н. растворе серной кислоты имеет максимум поглощения при 260 нм.

Анабазин. Алкалоид анабазин содержится в ежовнике безлистном и в небольшом количестве в листьях табака. Молекула анабазина состоит из пиридинового и пиперидинового циклов связанных простой связью.

Выделение анабазина из биологического материала. Для выделения анабазина применяют метод, основанный на изолировании алкалоидов водой, подкисленной серной кислотой, а также метод перегонки с водяным паром.

Один из методов выделения анабазина основан на том, что биологический материал настаивают с водой, подкисленной серной кислотой. Полученную кислую вытяжку фильтруют или центрифугируют, подщелачивают и взбалтывают с хлороформом или другими органическими растворителями, в которые переходит основание анабазина.

Учитывая летучесть основания анабазина, хлороформную вытяжку насыщают газообразным хлороводородом. В результате этого основание анабазина переходит в нелетучий гидрохлорид этого алкалоида. После этого хлороформную вытяжку выпаривают досуха. В сухом остатке определяют наличие анабазина.

Обнаружение анабазина

Реакция с реактивом Драгендорфа. На предметное стекло наносят 2-3 капли хлороформного раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют каплю 0,1 н. раствора соляной кислоты и каплю реактива Драгендорфа. Предметное стекло вносят во влажную камеру на 20-30 мин, а затем продукт реакции рассматривают под микроскопом. Появление сростков, состоящих из оранжево-красных кристаллов, имеющих игольчатую форму, указывает на наличие анабазина в исследуемом растворе. Предел обнаружения: 1 мкг анабазина в пробе.

ПАХИКАРПИН

Пахикарпин - алкалоид, содержится в надземных частях софоры толстоплодной. В меньших количествах пахикарпин содержится в листьях термопсиса ланцетовидного и в некоторых других растениях. В указанных растениях кроме пахикарпина содержится спартеин, являющийся стереоизомером пахикарпина. Спартеин является лево-вращающим, а пахикарпин - правовращающим алкалоидом.

Пахикарпин и спартеин представляют собой почти бесцветные густые маслообразные жидкости, быстро темнеющие и осмоляющиеся на воздухе. В медицине применяется гидроиодид пахикарпина. Это белый кристаллический порошок, растворимый в воде, этиловом спирте и хлороформе, слаборастворимый в диэтиловом эфире и ацетоне.

Пахикарпин экстрагируется органическими растворителями из щелочных водных растворов. Пахикарпин применяется в медицине как препарат ганглиоблокирующего действия при спазмах периферических сосудов, при облитерирующем эндартериите. Он повышает тонус и усиливает сокращение мускулатуры матки. Поэтому пахикарпин применяется для усиления родовой деятельности. Описаны случаи тяжелых отравлений пахикарпином, который принимался для прерывания беременности.

Пахикарпин не кумулируется в организме. Уже через 6 ч после приема пахикарпина его можно обнаружить в неизмененном виде в моче. За сутки пахикарпин почти полностью выводится из организма. В результате приема больших доз пахикарпина могут быть отравления, признаки которых появляются через 1-3 ч. Наступает тошнота, рвота, головокружение, затрудненное дыхание, помрачнение сознания. Отмечается расширение зрачков, цианоз, могут появиться судороги и др. Смерть наступает от асфиксии.

Обнаружение пахикарпина

Реакция с реактивом Бушарда. Реакция с роданидом кобальта. Пахикарпин с роданидом кобальта дает кристаллический осадок.

Вопрос 39. Хинин. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

а) Токсикокинетика хинина: - Проникновение через плаценту. Хинин проникает через плаценту. Его применение для стимуляции аборта может привести к отравлению плода с часто встречающейся впоследствии глухотой у новорожденных. К другим потенциальным тератогенным эффектам хинина относятся слепота и физические уродства. Хинин проникает в грудное молоко.

б) Механизм действия хинина. хинин нарушает функцию синцитиальной ДНК. Он вызывает местный анестезирующий эффект. Хинин действует на все группы мышц. На уровне миокарда он проявляет себя подобно хинидину при внутривенном введении и может вызвать тяжелую гипотензию. У беременных он воздействует на маточную мускулатуру, как окситоцин. На уровне скелетных мышц он ослабляет тетаническую реакцию, раздражимость в зоне двигательных концевых пластинок и нарушает распределение кальция. Хинин является местным раздражителем. При пероральном приеме он вызывает боль в желудке, тошноту и рвоту. Его подкожное и внутримышечное введение также весьма болезненно. При внутривенном применении он может индуцировать тромбоз вены.

Клиническая картина отравления хинином: - Поражение глаз. Ухудшается состояние глаз на следующий день или после пробуждения пациента от глубокого сна или выхода из коматозного состояния, спровоцированного пероральным приемом хинина. Пациент жалуется на плохое, нечеткое зрение при ярком освещении. Слепота наступает в среднем через 6 ч. Полная или частичная слепота наступает внезапно. Она иногда проходит через 14--24 ч, но может сохраняться и более 10 нед. Обычно полное выздоровление происходит за 1--3 нед. Центральное зрение, как правило, восстанавливается без лечения. Однако некоторые пациенты остаются слепыми на всю жизнь. Наблюдаются следующие офтальмоскопические изменения: * Бледность диска зрительного нерва. * Отек сетчатки.

Кардиотоксичность хинина. Обычно именно она становится причиной смерти при передозировке хинина. Последний оказывает отрицательное инотропное действие, замедляя деполяризацию и проведение; в конечном итоге он удлиняет потенциал действия и эффективный рефрактерный период миокарда. Возможны синусовая тахикардия, предсердно-желудочковая блокада высокой степени. Хинин оказывает также альфа-адренергическое блокирующее действие. За расширением сосудов, угнетением миокарда или аритмией обычно может последовать гипотензия.

При поступлении больного в медицинское учреждение у него берут кровь на клинический анализ для определения уровня сахара и протромбинового времени. Исследуют функции почек, делают анализ мочи и электролитов. Периодическое обследование глаз должно включать определение полей зрения, вызванных потенциалов зрительного нерва и адаптации к темноте, электроретинографию, электроокулографию и цветовые тесты. По показаниям время от времени снимают электрокардиограммы.

Лечение отравления хинином: - Стабилизация состояния. Пациента госпитализируют в отделение интенсивной терапии, где устанавливают наблюдение за его жизненно важными показателями (кровяное давление, пульс, дыхание) и ведут мониторинг электрокардиограммы и вентиляции. Очистка пищеварительного тракта. При однократном приеме внутрь не менее 1,5 г хинина взрослым или примерно 25 мг/кг ребенком желательно стимулировать рвоту, которую ввиду быстрого всасывания вещества следует вызвать в течение 4 ч после его проглатывания. При подозрении на быстрое ухудшение клинической картины предпочтительнее использовать промывание желудка и/или повторно дозы активированного угля.

Вопрос 40. Фосфорорганические соединения (хлорофос, метафос, дихлофос, карбофос). Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Фосфорорганические соединения (ФОС) являются эффективными инсектофунгицидами и отличаются высокой биологической активностью. С гигиенической точки зрения вещества этой группы обладают большими преимуществами по сравнению с хлорорганическими соединениями, отличаясь гораздо меньшей стойкостью во внешней среде. Быстрая разрушаемость их уменьшает опасность попадания в организм человека с пищевыми продуктами.

К ФОС, находящим применение в сельском хозяйстве, относятся следующие препараты:

1) эфиры тиофосфорной кислоты (тиофос, метафос, метилмеркаптофос). Соединения этой группы являются сильнодей-ствующими ядовитыми веществами с выраженными кумулятивными свойствами. Выпускаются в виде дустов и жидких Концентратов, обладают широким спектром инсектицидного действия;

2) эфиры дитиофосфорной кислоты (карбофос, фосфамид) -- относительно малотоксичные препараты;

3) эфиры алкилфосфорных кислот -- эффективные инсектициды средней токсичности;

4) амиды пирофосфорной кислоты. Препарат этой группы октаметил является сильнодействующим ядовитым веществом, используется как акарицид, инсектицид и афицид. Фосфорорганические соединения могут поступать в организм через неповрежденную кожу, органы дыхания и желудочно-кишечный тракт. При попадании на кожу они не оказывают местнораздражающего действия, вследствие чего отравление может быть не замечено своевременно.

По характеру действия фосфорорганические соединения относятся к полиэнзиматическим ядам, однако ведущее значение в генезе интоксикации имеет угнетающее действие на холинэстеразу. При поступлении их в организм в тканях накапливается избыточное количество ацетилхолина, что приводит к резким нарушениям проводимости в синапсах и возбуждению дентальной нервной системы. Симптомы отравления можно разделить на три группы:

1) Мускариноподобный эффект (в результате возбуждения М-холинорецепторов), который выражается в повышении секреции желез и резких вегетативных нарушениях различных органов;

2) Никотиноподобный эффект (возбуждение Н-холинорецепторов), который клинически проявляется фибрилляциями различных групп мышц;

3) Симптомы поражения центральной нервной системы. Таким образом, действие фосфорорганических со-единений можно охарактеризовать как мускарино-никотино-курареподобное.

Восстановление холинэстеразы, угнетенной фосфорорганическими соединениями, происходит значительно медленнее, чем при отравлении какими-либо другими ядами. Кроме холинэстеразы фосфорорганические соединения действуют на другие эстеразы - трипсин, липазу, эстеразы печени. Избыточное содержание в организме ацетилхолина обусловливает резкое возбуждение центральной нервной системы, спазм гладкой и поперечнополосатой мускулатуры, судороги.

Картина острого отравления развивается очень бурно. Наблюдаются легкие, средней тяжести и тяжелые формы интоксикации.

При легких формах пострадавший жалуется на слабость, головокружение, сонливость, тошноту, рвоту, слюнотечение, повышенное потоотделение.

Интоксикации средней тяжести. К перечисленным выше симптомам присоединяется озноб с повышением температуры до 40 °С. Имеют место общая депрессия, заторможенность, брадикардия.

Возможно развитие шизофреноподобного психоза с галлюцинациями. В основе психозов лежат обусловленное воздействием фосфорорганических соединений торможение активности и распад холинэстеразы.

Тяжелые, или коматозные формы интоксикации нередко за-канчиваются летально. Клинически отравление проявляется обильным слюно- и потоотделением, усилением секреции слизи из дыхательных путей, неукротимой рвотой, расстройством функции сфинктеров. Со стороны нервной системы наблюдается выраженное возбуждение -- судороги, которые вскоре сменяются резкой заторможенностью, перерастающей в бессознательное состояние (кому). Отмечаются нарушения дыхания.

Хронические отравления наблюдаются значительно реже острых. Они могут иметь место при производстве ядохимикатов. Увеличение печени без признаков нарушения ее функции. Очень важным диагностическим призна-ком хронической интоксикации фосфорорганическими соединениями служит снижение активности холинэстеразы в сыворотке крови.

При отравлении фосфорорганическими веществами сводится к применению холинолитиков и реактиваторов холинэстеразы. В легких случаях внутримышечно вводят 1--2 мл 0,1% раствора сульфата атропина.

Из симптоматических средств при отравлении фосфорорганическими соединениями применяют: при явлениях бронхоспазма -- эфедрин, при расстройстве дыхания -- кислород, искусственное дыхание. При отеке легких показаны общие мероприятия. В связи с тяжелыми нарушениями дыхания морфин противопоказан. При параличе дыхания применяют интубацию.

Пробоподготовка биологического материала Широкий ассортимент различающихся по своим свойствам веществ делает задачу их определения чрезвычайно сложной. Гидролиз коньюгатов пестицидов и их метаболитов с глюкуроновой кислотой, серной и другими кислотами часто является одной из стадий пробоподготовки биообразцов. Предпочтительным способом гидролиза коньюгатов пестицидов и их метаболитов является ферментативный гидролиз.

Вопрос 41. Синильная кислота. Свойства и применение. Токсичность. Распространённость отравлений. Токсикокинетика. Всасывание. Распределение. Биотрансформация. Экскреция. Объекты исследования. Пробоподготовка. Методы качественного и количественного химико-токсикологического анализа

Синильная кислота имеет запах горького миндаля, легко смешивается с водой и с рядом органических растворителей. Синильная кислота является слабой кислотой. Ее вытесняют из солей даже углекислота и слабые органические кислоты.

В свободном состоянии в природе синильная кислота не встречается. Она встречается в виде химических соединений, к числу которых относятся гликозиды (амигдалин, пруназин, дуррин и др.). Амигдалин содержится в семенах горького миндаля, косточках персиков, абрикосов, слив, вишен. Синильная кислота может образовываться при горении целлулоида. Следы этой кислоты содержатся в табачном дыме.

...