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

6. Предварительное исследование пестицидов проводят хроматографическими методами (ТСХ и ГХ) или ИХМ. ТСХ применяют для скрининга и идентификации пестицидов в коммерчес­ких препаратах, добавленных к напиткам или пищевым продуктам, биологических жидкостях (содержимое желудка, моча) и тканях. Исследования образцов крови, объектов окружающей среды на наличие остаточных коли­честв пестицидов требуют применения более чувствительной техники ГХ. Наличие в молекулах пестицидов атомов фосфора, галогенов, сурьмы или мышьяка позволяет использовать возмож­ности селективных газохроматографических детекторов (АФД, ЭЗД, пламенно-фотометричес­кий — ПФД). а также газохроматографических систем, способных одновременно получать сигналы от нескольких из указанных детекторов или оборудованных современными устройс­твами для переключения потоков между хроматографическими колонками разной полярности (многомерная хроматография). Арбитражным методом при определении пестицидов считают ГХ-МС. Однако с развитием аналитической техники все большее значение приобретает ВЭЖХ с масс-селективным детектированием (ВЭЖХ-МС), особенно при определении термолабильных водорастворимых вешеств (см. электронное приложение). В последние годы разрабатывается скрининговый анализ пестицидов с использованием ИХМ. Лидирующее положение среди ИХМ определения пестицидов занимает гетерогенный твердофазный иммуноферментный анализ (ИФА), технология ЕП5А. Метод поляризацион­ного флюоресцентного иммуноанализа (ПФИА) также успешно применяется для определения пестицидов.

Литература

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

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

7. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. -М.,"Медицина", 1994. –189с.

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

Контрольные вопросы

7. Требования к химико-токсикологическому анализу.

8. Подготовка проб. Выбор методов. Особенность энзиматического метода анализа пестицидов.

9. Методология химического анализа пестицидов.

10. Хроматографические методы анализа пестицидов.

11. Направленность анализа в зависимости от клинических данных.

12. Принцип рационального сочетания методов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Тема 3. Особенности ХТА ядохимикатов из группы хлорорганические соединения, фенолов, карбаминовой кислоты.

Цель: Ознакомление студентов с особенностями химико-токсикологического анализа пестицидов из группы хлорорганических соединений, фенолов и карбаминовой кислоты.

Задачи обучения: формирование знаний у студентов по химико-токсикологическому анализу пестицидов из группы хлорорганических соединений, фенолов и карбаминовой кислоты.

---

Форма проведения: групповое обсуждение с презентацией.

Задания по теме:

3. Составить схему химико-токсикологического анализа хлорорганических пестицидов.

4. Перечислите особенности химико-токсикологического анализа фенолов и соединений карбаминовой кислоты.

Раздаточный материал

3. Хлорорганические пестициды (ХОП). Хлорпроизводные алифатических,

алициклических, ароматических углеводородов составляют большую группу пестицидов, применяемых в сельском хозяйстве. Малая летучесть, химическая стабильность, высокая липофильность и медленное выведение, постоянство содержания в окружающей среде, способность к биоконцентрированию в пищевой цепи способ­ствуют сохранению в организме человека определенного уровня этих пестицидов.

ХОП условно делят на 4 группы:

• ДДТ и его аналоги;

• Гексахлорциклогексан (ГХЦГ);

• Циклодиены и их производные;

• Токсафен и его производные.

Для определения применяют ГЖХ, ХГ-МС, ТСХ, УФ-спектрофотометрию.

4. Эфиры карбаминовой кислоты (карбаматы). В качестве пестицидов нашли

применение сложные эфиры карбаминовой кислоты – H₂N-COOH. Они легко проникают через неповрежэденную кожу, слизистые оболочки, дыхательные пути и пищеварительный тракт Воздействие происходит ингшаляционным путем и через кожу., перорально – при суицидальных попытках и случайном приеме внутрь. один из них — карбарил (севин), α-нафтил-N-метилкарбамат:

Производные подвергаются окислению либо гидролизуются и выводятся в свободном и конъюгированном виде., быстро выводятся с мочой. Карбарил биотрансформируется путем окисления, гидролиза и конъюгации., снижает активность ХЭ.

Литература

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

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

7. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. -М.,"Медицина", 1994. –189с.

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

Контрольные вопросы

5. Хлорорганические пестициды, классификация, характеристика.

6. Особенностями химико-токсикологического анализа хлорорганических пестицидов.

7. Пестицидов из группы карбаминовой кислоты, характеристика, токсичность

8. Особенностями химико-токсикологического анализа пестицидов из группы карбаминовой кислоты.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Тема 4. Химико-токсикологическая характеристика кислот, щелочей солей щелочных металлов. Применение диализа и перспективы использования мембранной фильтрации для изолирования (выделения) веществ данной группы.

Цель: Ознакомление студентов с химико-токсикологическими характеристиками кислот, щелочей и солей щелочных металлов.

---

Задачи обучения: научить студентов методам изолирования кислот, щелочей солей щелочных металлов.

Форма проведения: групповое обсуждение с презентацией.

Задания по теме:

3. Составить схему изолирования и химико-токсикологического анализа кислот.

4. Составить схему изолирования и химико-токсикологического анализа щелочей.

Раздаточный материал

3. Методы изолирования кислот, щелочей солей щелочных металлов. Объектами

исследования на наличие этой группы веществ являются содержимое желудка, рвотные массы, остатки пищи, части одежды и др. При исследовании на соли к перечислен­ным объектам следует отнести также печень. Исследуемый объект смешивают с небольшим количеством дистиллированной воды до об­разования густой кашицы, способной фильтроваться, и смесь через 1—2 ч фильтруют. Для отделения белковых веществ смесь (даже до фильтрования) или фильтрат подвергают диализу. Диализ проводят 2—3 раза по 4—6 ч. Слитые вместе диализаты выпаривают на водяной бане до объема 5—10 мл и исследуют на наличие кислот, щелочей и солей. Перспективен для этих целей электродиализ.

4. Минеральные кислоты. Ориентировочные указания о возможности присутствия минеральных кислот могут быть получены при исследовании объекта или водной вытяжки из него с помощью индикаторов (лакмус, конго, универсальный). В кислой среде наблюдается посинение конго. Изменение окраски индикаторов при контакте с объектом приводит к необходимости проведения иссле­дований на отдельные кислоты. Обнаружение свободных кислот может быть осуществлено лишь в результате их перегонки. Некоторые кислоты перегоняются при очень высокой температуре, поэтому часто применяют их восстановление в более летучие соединения. Так, серную кислоту переводят в сернистую, летучую в виде ангидрида SO₂, азотную кислоту — в оксиды азота. При наличии свободной серной кислоты при простой перегонке вследствие постоянного присутствия хлоридов из объекта исследования перегоняется и хлористый водород:

NaCl + H₂SO₄→НС1 + NaHSO₄.

Поэтому исследование на наличие кислот необходимо начинать с серной кислоты.

3.Основания - щелочи - NaOH, КОН и Са(ОН)₂; слабое основание -NH₄OH. Наиболее часто отравления

вызываются нашатырным спиртом, в редких случаях — каус­тической содой. Щелочи попадают в организм в основном перорально при авариях на производстве, в трубопроводах; возможно ингаляционное воздействие аммиака. Нашатырный спирт (NH₄OH) — 10% водный раствор аммиака (NH,); технический раствор аммиака содержит 28—29% NH₃, смешивается с водой, обладает резким запахом, рН 1% вод­ного раствора 11,7. Каустическая сода (гидроксид натрия, NaOH) — твердое белое вещество, температура плав­ления 320 "С, Т. кип. 1390 °С. Растворимость в воде 42% при 0 °С, рН 1% водного раствора 13,0. Отравления гидроксидом калия отмечаются редко. Негашеная и гашеная известь, несмотря на ее доступность, редко встречается в качестве токсикантов. Для обнаружения щелочей (при щелочной реакции на лакмус) к вытяжке прибавляют не­сколько капель спиртового раствора фенолфталеина, а затем избыток хлорида бария, сохране­ние розовой окраски наблюдается в присутствии NaOH, КОН, NH₄OH и Са(ОН). Необходимо предварительно убедиться, что лабораторная посуда щелочно-устойчива.

---

Литература

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

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

7. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. -М.,"Медицина", 1994. –189с.

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

Контрольные вопросы

6. Химико-токсикологическая характеристика кислот.

7. Химико-токсикологическая характеристика щелочей.

8. Химико-токсикологическая характеристика солей щелочных металлов.

9. Применение диализа для изолирования веществ этой группы.

10. Использование мембранной фильтрации для выделения веществ данной группы.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Тема 5. Рубежный контроль: коллоквиум

Цель: выявить знания у студентов по указанным разделам: студент должен знать химико-токсикологический анализ на группу веществ, изолируемых экстракцией неполярными органическими растворителями (пестициды) и на группу веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом

Задачи обучения: научить студентов методам изолирования и ,химико-токсикологического анализа пестицидов и группу веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

Форма проведения: ответы на вопросы по вариантам заданий.

Литература

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

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

7. Лужников Е.А. Клиническая токсикология. -М.,"Медицина", 1994. –189с.

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

Контрольные вопросы

30. Биологическая опасность: экопатогены, опасные биологические агенты,  биорегуляторы. Природные токсины.

31. Пестициды, классификация. Метаболизм и токсикокинетика.

32. Пестициды. Общая характеристика группы.

33. Токсичность пестицидов.

34. Методы химико-токсикологического анализа пестицидов.

35. Клиника отравлений пестицидами. Клиническая диагностика.

36. Методы детоксикации организма при отравлении пестицидами.

37. Особенности изолирования и очистки фосфорорганических пестицидов.

38. Особенности изолирования и очистки хлорорганических производных.

39. Особенности изолирования и очистки производных карбаминовой кислоты.

40. Характеристика, методы обнаружения и количественного определения фосфорорганических пестицидов (хлорофос, дихлофос, карбофос, метафос, характеристика.).

41. Методы обнаружения и количественного определения хлорорганических пестицидов (ДДТ, гексахлороциклогексан).

42. Методы обнаружения и количественного определения производных карбаминовой кислоты (карбарил).

43. Предварительные методы анализа пестицидов.

44. Энзим этический метод анализа пестицидов, его значение.

45. Реакции окрашивания и их сочетание с тонкослойной хроматографией.

46. Перспективы использования газожидкостной хроматографии с селективными детекторами для определения пестицидов в биологических объектах.

47. Определение ФОП в моче.

48. Использование газо-жидкостной хроматографии с селективными детекторами для определения ФОС при судебно-химической экспертизе трупного материала.

49. Химические методы анализа пестицидов.

50. Общая характеристика веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

51. Токсичность веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

52. Обоснование выбора объекта исследования веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

53. Способы определения рН среды объекта исследования при исследовании веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

54. Мембранная фильтрация и диализ веществ, изолируемых экстракцией водой.

55. Особенности изолирования, анализа и токсикологическое значение кислот.

56. Особенности изолирования, анализа и токсикологическое значение щелочей.

57. Химико-токсикологический анализ на группу щелочей солей щелочных металлов.

58. Схема изолирования и обнаружения нитритов и нитратов в растительных объектах.

---

30.Составление экспертного заключения - акта судебно-химического исследования веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ДЛЯ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПОД РУКОВОДСТВОМ ПРЕПОДАВАТЕЛЯ

Кредит № 6

Тема 1 – Группа веществ, изолируемых из биологических объектов минера­лизацией. Экология окружающей среды и распространенность отравлений соединениями тяжелых металлов и мышьяка. Общая характеристика группы. Физико-химические свойства и механизмы токсичности. Вопросы токсикокинетики (всасывание, распределение, выведение).

Цель: Ознакомление студентов с группой веществ, изолируемых из биологических объектов минера­лизацией их свойствами и механизмами токсичности.

Задачи обучения: сформировать у студентов знания о токсичности «металлических ядов».

Форма проведения: углубленное изучение темы и групповое обсуждение с презентацией.

Задания по теме: презентация по теме

3. Характеристика группы веществ, изолируемых из биологических объектов минера­лизацией

4. Токсикокинетика металлических ядов: всасывание, распределение, выведение.

Раздаточный материал

Механизмы токсичности металлов. Токсическое воздействие неорганических веществ проявляется как общими неспецифическими, так и специфическими признаками. Имеется много общего в механизмах токсичности разнообразных ме­таллических токсикантов. Прежде всего это касается механизмов транс­порта металлов. Для проявления токсических свойств ион металла дол­жен пересечь биологическую мембрану и проникнуть внутрь клетки. Если элемент находится в химической форме, растворимой в липидах (например, мышьяк или ртуть в виде алкильных производных), то диффузия через липидные слои клеточной мембраны происходит бес­препятственно. При связывании металла с белком, например кадмия с металлотионеином, металл попадает в клетку путем эндоцитоза, вклю­чающего пиноцитоз и фагоцитоз. Некоторые ионы могут транспортироваться в свободной форме (на­пример, ионы свинца) через кальциевые каналы. Транспорт ионов может осуществляться в виде комплексов с эндо­генными лигандами по специфическим транспортным системам, предназначенным непосредственно для их переноса. Токсичные элементы, как и избыточные количества необходимых элементов, могут вызывать необратимые смещения динамических рав­новесий в биологических системах, приводящие к развитию патологии или к смерти. Повреждающее действие химического агента проявляет­ся на различных структурных уровнях, начиная с молекулярного. Наи­более важными аномальными эффектами неорганических веществ на молекулярном уровне являются ингибирование ферментов, необрати­мые конформационные изменения макромолекул (белков, нуклеино­вых кислот) и как следствие изменение скорости биосинтеза, биотранс­формации, а также возникновение мутаций. Действие неорганических ядов на молекулярном уровне вызывает изменения на клеточном уровне, которые выражаются в дефиците жиз­ненно важных метаболитов, нарушении структуры и проницаемости клеточных мембран. Механизмы токсичности ионов металлов в биосредах во многом оп­ределяются их химической формой, в которой токсичный элемент име­ет характерную степень окисления. Зависимость токсичности соедине­ния от степени окисления элемента при различных значениях рН физиологических сред демонстрируют диаграммы рН — потенциал. Механизмы токсичности ионов металлов определяются также про­цессами комплексообразования. Существует несколько видов взаимо­действия металла с белком. Роль переносчиков играют также аминокислоты и пептиды, образу­ющие комплексные соединения с ионами металлов. Токсичность металлов проявляется при их взаимодействии с клеточ­ными мишенями. Такими мишенями чаще всего являются молекуляр­ные структуры, участвующие в специфических биохимических превра­щениях, и мембраны субклеточных структур. Токсичные металлы могут разрушать структуру и функцию ряда органелл. Многие металлы канцерогенны для людей и животных. Различные химические формы мышьяка, соединения хрома (VI), никеля (II) из­вестны как канцерогены человека; соединения бериллия, кадмия, пла­тины — возможные канцерогены. Канцерогенность может быть связа­на с процессами взаимодействия иона металла с ДНК клеток. Токсичность металлов может проявляться нарушением функций ор­ганов и систем. Нервная система является мишенью практически для всех токсич­ных металлов, особенно для органических производных металлов. Есть данные, свидетельствующие о токсическом действии металлов на репродуктивную систему человека, поскольку мужские и женские репродуктивные органы находятся под сложным нейроэндокринным контролем. При профессиональном воздействии металлической пыли дыха­тельная система становится одной из главных мишеней токсичности.

---