Файл: УМКД-Токс.химия-2012-2013-рус.docx

Соединения ртути. Ртуть является высокотоксичным металлом. Ртуть используется в промышленном производстве хлора и NaOH, в электроаппаратуре, люминесцентных лампах, фунгицидах и т.д. В современной медицине используется противовоспалительное, антисептическое и дезинфи­цирующее действие ртути. Ртуть используют в термометрах, манометрах, ртутно-кварцевых лампах и других приборах медицинского назначения. Токсичность ртути зависит от химической формы, в которой она попадает в организм. Желтый оксид ртути (II) входит в состав глазной мази и мазей для лечения кожных заболеваний. Красный оксид ртути (II) применяется для получения красок. Хлорид ртути (I), который называется каломель, используется в пиротехнике, а также в качестве фунгицида. Токсическое дейст­вие каломели проявляется особенно тогда, когда после приема ее внутрь не наступает слабительное действие и организм долгое время не освобождается от этого препарата. Хлорид ртути (II), который называется сулема, является очень токсичным. В организме ртуть откладывается главным образом в печени и почках. Ртуть медленно выводится из организма. Раннее выявление признаков воздействия на организм человека связано с использованием валидных методов оценки уровня токсикантов в корректных диагностических биосубстратах, разработка критериев для диагностики связана с природой токсиканта и особенностями его токсического действия. Токсическая доза ртути для человека 0,4 мг, летальная доза 150—300 мг.

А. А. Василь­ева предложила метод деструкции биологического материала, содержащего ртуть. Этот метод усовершенствовала А. Н. Кры­лова. Деструкция — нарушение структуры биологического материа­ла под влиянием азотной, серной и других кислот, обладающих окислительными свойствами, без полного разрушения органиче­ских веществ, переходящих в деструктаты. При деструкции твер­дых частиц биологического материала он разлагается и перехо­дит в жидкую фазу (деструктат). При деструкции в качестве про­дуктов разложения твердых частиц биологического материала, переходящих в деструктат, являются молекулы белковых ве­ществ и продукты их частичного кислотного гидролиза (пеп­тиды и аминокислоты), липиды и некоторые другие вещества, входящие в состав тканей организма. Для обнаружения ртути в деструктате применяют реакции с взвесью иодида меди (I) и с дитизоном. Реакцию с дитизоном также применяют для фотоколориметрического определения рту­ти, а реакцию со взвесью иодида меди (I) используют и для визу­ального колориметрического определения ионов этого металла в деструктате.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ЗАНЯТИЙ

(практические, семинарские, лабораторные)

Тема 3. Овладение техникой и методиками количественного определения «металлических ядов».

Цель: освоение студентами техникой и методиками количественного определения «металлических ядов».

---

Задачи обучения: научиться методам количественного определения «металлических ядов».

Форма проведения: групповое обсуждение теоретического материала и выполнение заданий парами студентов.

Задания по теме:

Задание 1 групповое обсуждение теоретических вопросов по теме занятия.

1. Современные методы разделения и определения ионов металлов.

2. Характеристика современных методов количественного определения «металлических ядов».

3. Определение ртути в деструктате.

4. Определение мышьяка в биоматериале.

5. Особенности экстракционно-фотоколориметрическое определения меди

Литература

1. Токсикологическая химия: метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие + СD/ под ред. Н.И. Калетиной. – М., 2008. – 1016 с. Переплет.

2. Токсикологическая химия: учебник / под ред. Т.В. Плетеневой. – 2-ое изд. – М., 2008. – 512 с. Переплет.

3. Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия / В. Ф. Крамаренко. - Киев, «Высшая школа», 1989.- 272с.

4. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия/ М.Д. Швайкова. - М., «Медицина», 1975.-376 с.

Контрольные вопросы:

1. Современные методы разделения и определения ионов металлов.

2. Определение ртути в деструктате.

3. Определение мышьяка в биоматериале.

4. Особенности экстракционно-фотоколориметрическое определения меди

ПРИЛОЖЕНИЕ

Для количественного определения «металли­ческих ядов» используются минерализаты. Для количественного определения «металлических ядов» в химико-токсикологическом анализе применяются гравиметри­ческие, титриметрические и фотоколориметрические методы. Для количественного определения некоторых «металлических ядов» разработано по несколько методик. Гравиметрический метод предложен для количественного определения бария (в виде осадка BaSO₄). Титриметрические методы, предложенные для количественно­го определения «металлических ядов», отличаются друг от дру­га применяемыми для этой цели титрованными растворами. Для количественного определения соединений висмута, свинца, меди, бария, кадмия и цинка рекомендован комплексонометрический метод. Определение свинца производят с помощью иодометрического метода. Для количественного определения серебра предло­жен роданидометрический метод. Аргентометрический метод предложен для количественного определения мышьяка. Большинство ионов металлов, находящихся в минерализате (или в деструктате), определяют фотоколориметрическим мето­дом. С этой целью в качестве реактивов применяют дитизон (для определения ртути, свинца, серебра и таллия), малахитовый или бриллиантовый зеленый (для определения сурьмы и таллия), дифенилкарбазид (для определения хрома), диэтилдитиокарбаматы (для определения меди и мышьяка), тиомочевину (для определения висмута). Фотоколориметрический метод определе­ния ионов марганца основан на переведении этих ионов в перманганат. Визуальные колориметрические методы (методы стандартных серий) рекомендованы для количественного определения ртути и мышьяка. Ртуть определяют по интенсивности окраски суспен­зии Cu₂[HgI₄], а мышьяк — по окраске индикаторных бумажек, пропитанных бромидом или хлоридом ртути.

---

С позиций химико-токсикологического анализа общие подходы к преданалитической пробоподготовке определяются:

• типом анализа (направленный или ненаправленный). Клинико-токсикологический анализ (КТА) или допинг-контроль и т.д.):

• типом биологической матрицы образца (биологические жидкости, ткани органов и др.);

• физико-химическими свойствами анализируемых веществ для выбора способа их изолиро­вания (экстракция, сорбция, перегонка с водяным паром, дистилляция, возгонка и др.):

• частными задачами ХТА (изолирование летучих и металлических ядов, пестицидов и др.):

• техникой проведения процедуры (лиофилизация, диализ и др.).

В практической деятельности химик-токсиколог при выборе наиболее рациональной техни­ки изолирования (схемы изолирования), как правило, должен учитывать все 5 позиций. Основные методы определения элементов в биологических объектах:

Атомно-адсорбционная спектрофотометрия;

Атомно-адсорбционная спектрофотометрия с электротермической атомизацией;

Оптическая эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой;

Масс спектрометрия индуктивно связанной плазмой;

Пламенная фотометрия;

Рентгенофлюресцентная спектрометрия;

Нейроактивационный анализ;

Гамма-резонансная спектрометрия;

Спектрофотометрический метод;

Электрохимические методы (ионометрия, полярография и др.);

Хроматографические методы (ВЭЖХ, система ВЭЖХ-МС и др.)

Иммунохимические и другие методы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ЗАНЯТИЙ

(практические, семинарские, лабораторные)

Тема 4. Решение практической задачи по проведению ненаправленного химико-токсикологического анализа на «металлические яды». Написание экспертного заключения (заключение химико-токсикологической экспертизы)

Цель: освоение студентами методики ненаправленного химико-токсикологического анализа на «металлические яды».

Задачи обучения: научиться методу ненаправленного химико-токсикологического анализа на «металлические яды» и написанию экспертного заключения.

Форма проведения: групповое обсуждение теоретического материала и выполнение заданий парами студентов.

Задания по теме:

Задание 1 групповое обсуждение теоретических вопросов по теме занятия.

1. Основные направления химико-токсикологического анализа.

2. Стратегия проведения анализа в зависимости от особенностей направленно­го или ненаправленного исследования.

3. В чем заключается общий скрининговый подход к изолированию веществ органической природы?

4. Схема проведения ненаправленного химико-токсикологического анализа на «металлические яды».

5. Документация. Составление заключения.

Задание 2. Написание экспертного заключения (заключение химико-токсикологической экспертизы), при написании заключения использовать задачу темы № 2 (Токсикологическая химия. Ситуационные задачи и упражнения. Под ред.Н.И. Калетиной.-М.-2007.-С.283. Задача № 1).

---

Литература

1. Токсикологическая химия: метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие + СD/ под ред. Н.И. Калетиной. – М., 2008. – 1016 с. Переплет.

2. Токсикологическая химия: учебник / под ред. Т.В. Плетеневой. – 2-ое изд. – М., 2008. – 512 с. Переплет.

3. Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия / В. Ф. Крамаренко. - Киев, «Высшая школа», 1989.- 272с.

4. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия/ М.Д. Швайкова. - М., «Медицина», 1975.-376 с.

Контрольные вопросы:

1. Основные направления химико-токсикологического анализа.

2. Стратегия проведения анализа в зависимости от особенностей направленно­го или ненаправленного исследования.

3. В чем заключается общий скрининговый подход к изолированию веществ органической природы?

4. Схема проведения ненаправленного химико-токсикологического анализа на «металлические яды».

5. Документация. Составление заключения.

ПРИЛОЖЕНИЕ

ХТА имеет судебно-правовую направленность, которая заключается в том, что юридические вопросы решаются биоаналитическими методами, а полученный результат на конечной стадии преобразуется в юридический ответ. Существуют три варианта проведения ХТА в зависимости от конкретных обстоятельств дела, клинических, криминалистических и других ситуаций.

1. Анализ объектов, содержащих известные токсичные вещества (в некоторых случаях даже известна доза попавшего в организм токсиканта), называют «направленным», например проведение ХТА в клинических лабораториях для контроля за выведением ксенобиотика, ходом лечения и т.д., т.е. случай, когда известны обстоятельства дела.

2. Наличие косвенных сведений, указывающих на возможную причину отравления, гипотезы о химической природе токсичного вещества, построенная на основе клинической карти­ны отравления пострадавшего и/или результатов патологоанатомического вскрытия трупа, обусловливают некоторые изменения в методических подходах, применяемых в «направлен­ном» ХТА.

3. Отсутствие каких-либо сведений о природе токсичного вещества требует принципиально другой стратегии проведения ХТА. В этом случае используемые аналитические приемы объ­единяют под названием «ненаправленный» ХТА. Это наиболее сложный случай исследова­ния, в котором всегда применяют группы методов анализа, а полученные результаты взаим­но дополняют и уточняют друг друга.

Общим скрининговым подходом к изолированию веществ органической природы в случае ненаправленного анализа является групповое выделение токсикантов, основанное на каких-либо общих свойствах. Ме­тодический прием, называемый скринингом, — это поэтапное обнаружение групповой прина­длежности токсиканта, а затем идентификация и количественное определение индивидуально­го токсичного вещества. В ХТА принято делить большинство изолируемых агентов на вещества кислого, нейтрального, слабоосновного и основного характера. Многоступенчатая схема изо­лирования требует большого (по массе) количества биообъекта, вспомогательных химических веществ (растворители, реагенты) и разнообразной техники.

---

Для определения металлических элементов в биологических об­разцах все большее распространение получают методы ИСП-АЭС и ИСП-МС, кото­рые позволяют одновременно определить в одной пробе 60 и более макро-, микро- и ультра­микроэлементов. Высокая стоимость приборов пока тормозит широкое внедрение ИСП-АЭС и ИСП-МС в практическую деятельность лабораторий в нашей стране. Однако во всем мире методы ИСП-АЭС и ИСП-МС используются для высокопроизводительного многоэлементного анализа различных образцов. Надежность современного оборудования, простота и точность ка­либровки по общедоступным стандартным образцам, относительная свобода от взаимных фи­зических и химических влияний при анализе — несомненные достоинства метода ИСП-МС. Для оценки элементного статуса человека используют определение элементного состава биосубстратов, а также активность ферментов или содержание метаболитов, косвенно отража­ющих уровень химических элементов в органах и тканях.

Основные методы определения элементов в биологических объектах:

Атомно-адсорбционная спектрофотометрия;

Атомно-адсорбционная спектрофотометрия с электротермической атомизацией;

Оптическая эмиссионная спектрометрия с индуктивно связанной плазмой;

Масс спектрометрия индуктивно связанной плазмой;

Пламенная фотометрия;

Рентгенофлюресцентная спектрометрия;

Нейроактивационный анализ;

Гамма-резонансная спектрометрия;

Спектрофотометрический метод;

Электрохимические методы (ионометрия, полярография и др.);

Хроматографические методы (ВЭЖХ, система ВЭЖХ-МС и др.)

Иммунохимические и другие методы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ ЗАНЯТИЙ

(практические, семинарские, лабораторные)

Кредит № 7

1. Тема 1. Контроль исходных знаний по теме (тестирование, устный опрос и др.): «Методы изолирования «летучих ядов» из объектов биологического происхождения».

Практическая часть: Использование химического метода анализа для обнаружения в дистиллятах «летучих ядов». Овладение техникой, методиками изолирования и обнаружения в дистилляте цианидов, галогенопроизводных алифатического ряда: хлороформ, хлоралгидрат, четыреххлористый углерод, дихлорэтан; альдегидов и кетонов: формальдегид, ацетон.

2. Цель: Студент должен уметь проводить изолирование «летучих ядов» из объектов биологического происхождения и обнаружение в дистиллятах хлороформа, хлоралгидрата, четыреххлористого углерода, дихлорэтана, формальдегида и ацетона.

3. Задачи обучения: Студент должен научиться проводить изолирование «летучих ядов» из объектов биологического происхождения и обнаружение в дистиллятах хлороформа, хлоралгидрата, четыреххлористого углерода, дихлорэтана, формальдегида и ацетона.

4. Основные вопросы темы:

1. Основные моменты, на которые необходимо обратить внимание при проведении перегонки с

---