1. Тема 4 –Решение ситуационной задачи:

- подготовка проб к анализу;

- идентификация фенилалкиламинов, ЛСД в различных биообъектах;

- написание заключения аналитической диагностики.

2. Цель: Студенты должны уметь:

- представить алгоритмы проведения экспертиз на содержание токсикантов при использовании и комбинации различных аналитических методов (ИХМ, ТСХ, ГХ-МХ, ВЭЖХ-МС, КЭФ-МС, ИСП-МС и др.);

- представить алгоритмы проведения пробоподготовки традиционных (кровь, моча, секционный материал) и нетрадиционных (придатков кожи – волос, ногтей) биообразцов при экспертизе на содержание токсикантов;

- интерпретировать результаты ХТА по совокупности результатов химических, иммунохимических, хроматографических и спектральных методов исследования;

- документировать проведение экспертных и лабораторных исследований; составлять заключение ХТА.

3. Задачи обучения: Студенты должны научиться:

- представить алгоритмы проведения экспертиз на содержание токсикантов при использовании и комбинации различных аналитических методов (ИХМ, ТСХ, ГХ-МХ, ВЭЖХ-МС, КЭФ-МС, ИСП-МС и др.);

- представить алгоритмы проведения пробоподготовки традиционных (кровь, моча, секционный материал) и нетрадиционных (придатков кожи – волос, ногтей) биообразцов при экспертизе на содержание токсикантов;

- интерпретировать результаты ХТА по совокупности результатов химических, иммунохимических, хроматографических и спектральных методов исследования;

- документировать проведение экспертных и лабораторных исследований; составлять заключение ХТА.

4. Основные вопросы темы:

1. На основании чего проводится выбор биообъекта?

2. Способ пробоподготовки и изолирования (выделения) фенилалкиламинов, ЛСД.

3. Выбор методов идентификации и количественного определения фенилалкиламинов, ЛСД, учитывая их чувствительность и специфичность, преимущества и недостатки.

5. Интерпретация полученных результатов.

6. Заключение об обнаружении фенилалкиламинов, ЛСД.

5. Методы обучения и преподавания (малые группы, дискуссия, ситуационные задачи, работа в парах, презентации, кейс-стади и т.д.)

- работа в малых группах,

- опрос по решенным ситуационным задачам.

6. Литература

1. Калетина Н.И. Токсикологическая химия. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008.

2. Плетенева Т.В. Токсикологическая химия. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2006.

3. Калетина Н.И. Токсикологическая химия. Ситуационные задачи и упражнения. – М.:

ГЭОТАР-Медиа, 2007.

7. Контроль (вопросы, тесты, задачи и пр.)

- опрос по решенным ситуационным задачам.

Методические рекомендации для занятий (практические, семинарские, лабораторные) Кредит № 5

Тема 1. Пестициды. Методы хта пестицидов.

Практическая часть: Овладение техникой изолирования и обнаружения ядохимикатов из группы фосфорорганические соединения (ФОС): хлорофос, дихлофос, карбофос, метафос.

Цель: Проверить исходный уровень знаний по теме и усвоение студентами техники изолирования и обнаружения ядохимикатов из группы фосфорорганические соединения (ФОС).

Задачи обучения: научиться методам изолирования и обнаружения ядохимикатов из группы фосфорорганические соединения.

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

Задания по теме:

Задание 1 (групповое обсуждение теоретических вопросов по теме занятия)

1. Пестициды. Общая характеристика группы, классификация, токсичность.

2. Клиника отравлений. Клиническая диагностика.

3. Методы детоксикации организма.

4. Объекты исследования.

5. Методы химико-токсикологического анализа пестицидов.

6. Пробоподготовка

7. Методы изолирования пестицидов из водной среды.

8. Способы очистки экстрактов, содержащих пестициды

9. Фосфорорганические соединения (ФОС): хлорофос, дихлофос, карбофос, метафос, характеристика.

10. Определение ФОП в моче.

Задание 2 (для 2 студентов). Составить схему и провести изолирование и обнаружение ядохимикатов из группы фосфорорганические соединения (ФОС): хлорофос, дихлофос, карбофос, метафос. При этом демонстрируя практические навыки производства ХТА.

На химико-токсикологическое исследование доставлены: внутренние органы трупа (желудок с содержи­мым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое). Объекты не подвер­жены гнилостному разложению.

Обстоятельства дела

После обработки парковых насаждений от тли в подсобном помеще­нии остались 3 склянки с бесцветной жидкостью и характерным непри­ятным запахом. Двое рабочих самовольно взяли одну из них. Утром сле­дующего дня они были мертвы. На судебно-химическое исследование поступили внутренние органы трупов. При вскрытии патологоанатом от­метил участки спастически сокращённых кишок, повышенное содержа­ние слизи вдыхательных путях, дистрофические изменения внутренних органов. Биохимическое исследование крови выявило угнетение актив­ности холинэстеразы.

Информация

При исследовании остатков содержимого склянки, взятой рабочими, был обнаружен пестицид, хлороформнный раствор которого дает:

• в реакции диазотирования с сульфаниловой кислотой — вишневое окрашивание;

• с раствором CuS0₄ после щелочного гидролиза — комплекс лимонно-желтого цвета;

• с реактивом Марки — оранжевое окрашивание. Микрокристаллоскопические реакции:

• с раствором HgCl₂ — звездочки;

• BiJ₃в КJ — игольчатые кристаллы темно-красного цвета;

• IC1 — игольчатые кристаллы бурого цвета.

В представленных биобъектах при ХТА был обнаружен данный пестицид.

Цель исследования: провести СХЭ на наличие пестицидов.

Приведите схему химико-токсикологического анализа представленных биообъектов, опираясь на компетеные знания методологию системного химико-токсикологического анализа (СХТА).

Лаборатория работает согласно принципам GLP и оснащена аналитическим оборудованием в соответствии с современными рекомендациями TIAFT.

ПРИМЕЧАНИЕ

При решении задачи следует:

• представить информацию о выборе биообъекта, используя знание фи­зико-химических свойств токсикантов, их токсикокинетики и мета­болизма;

• представить информацию о способе пробоподготовки и изолирова­ния (выделения) токсикантов, используя знание физико-химических свойств токсикантов и учитывая Ваш выбор последующих методов анализа;

• выбрать методы идентификации и количественного определения токсикантов, учитывая их чувствительность и специфичность, преимущества и недостатки;

• обосновать выбор способа количественного определения, поэтапно изложить схему и процедуру его проведения, привести математические формулы; если необходимо, то произвести вычисления;

• представить интерпретацию полученных количественных результатов;

• дать заключение об обнаружении токсикантов.

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.

5. Байзолданов Т.

Контрольные вопросы:

1. Пестициды, общая характеристика, классификация, токсичность.

2. Клиника отравлений, клиническая диагностика.

3. Методы детоксикации организма.

4. Объекты исследования. Пробоподготовка

5. Методы изолирования пестицидов из водной среды.

6. Методы химико-токсикологического анализа пестицидов

ПРИЛОЖЕНИЕ

1. Фосфорорганические пестициды

Открытие биологических свойств сложных эфиров фосфорной кислоты произошло случай­но в 1932 г. после выявления сильных холинергических эффектов людей при вдыхании паров фторангидрида диэтилфосфата. В середине ХХ века были синтезированы и апробированы в качестве инсектицидов более 10 000 веществ класса ФОС. Потенциальное количество соединений, которые можно создать на основе структуры, предложенной Г. Шредером, оценивается в 250 000 наименований. ФОП представляют собой твердые кристалли­ческие вещества, бесцветные или желтовато-коричневые, часто маслянистые жидкости. Многие из них имеют неприятный специфический запах, низкое давление пара, малорастворимы в воде, хорошо — в липидах. Большинство ФОП, за исключением дихлорфоса, имеет сравнительно низкую летучесть, в воде подвергается гидролизу, образуя неядовитые соединения, опасность отравления которыми значительно меньше по сравнению с хлорорганическими пестицидами, которые более продолжительно воздействуют на организм.

2. Методы определения пестицидов

Широкий ассортимент различающихся по своим свойствам веществ делает задачу их определения чрезвычайно сложной. С этой целью применяют иммунохимические (см. гл. 6.2) и хроматографические методы. Объектами исследования являются различные коммерческие препараты, продукты домашнего приготовления, косметика, вода, напитки, пища, объекты окружающей среды, образцы биологических жидкостей и тканей. Разнообразие химических классов пестицидов и их свойств, характера объектов исследования, особенности методов определения влияют на выбор способа пробоподготовки. Гидролиз конъюгатов пестицидов и их метаболитов с глюкуроновой, серной или другими кислотами (иными субстратами) часто является одной из стадий пробоподготовки биообразцов. Экстракция из биологических жидкостей осложнена тем, что некоторые пестициды легко разрушаются кислотами или щелочами. Продукты разложения ряда пестицидов. Пестициды изолируют из водной среды, применяя жидкость-жидкостную (ЖЖЭ) пли твердофазную (ТФЭ) экстракции. ЖЖЭ расценивается как более универсальный способ для скрининга, в то время как ТФЭ предпочтительна, при проведении количественного определения ряда пестицидов в образцах крови или при извлечении пестицидов определенного химического класса, таких как кумариновые антикоагулянты или четвертичные аммониевые основания. Для очистки экстрактов, содержащих пестициды, от балластных веществ, применяют различные способы. Одним из простых способов очистки экстрактов от липидов на первом этапе очистки является вымораживание. На последующих этапах применяют экстракционную очистку, хроматографические методы: препаративную тонкослойную хроматографию, колоночную хроматографию, гельпроникаюшую или флеш-хроматографию. Для выделения пестицидов и удаления мешающих примесей также применяют ультразвуковую, микроволновую, сверхкри­тическую жидкостную (СЖЭ), сверхкритическую флюидную экстракцию и др. Некоторые пестициды (например, ГХЦГ) из тканей органов можно изолировать перегонкой с водяным паром.

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. 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. 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.