- •Оренбург 2014
- •Авторы:
- •- кандидат биологических наук, доцент Немерешина Ольга Николаевна;
- •Токсикологически важные вещества, изолируемые методом дистилляции. Учебное пособие к семинарским и лабораторно-практическим занятиям по токсикологической химии для студентов специальности 060108.65 – фармация. Модуль 2. Оренбург, 2014. – 82 с.
- •ХАРАКТЕРСТИКА ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ВЕЩЕСТВ, ИЗОЛИРУЕМЫХ ПЕРЕГОНКОЙ С ВОДЯНЫМ ПАРОМ
- •Дистилляция как метод очистки
- •ЭТАПЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
- •2 NaCN + FeSO4 → Fe(CN)2 + Na2SO4
- •Fe(CN)2 + 4 NaCN → Na4[Fe(CN)6]
- •ХЛОРАЛГИДРАТ
- •CCl4 + 4 NaOH → 4 NaCl + 2 H2O + CO2↑
- •AgNO3 + NH4OH → AgOH + NH4NO3
- •ЭТИЛОВЫЙ СПИРТ
- •2 CH3COONa + H2SO4 → 2 CH3COOH + Na2SO4
- •C2H5OH + HOSO3H ─→ C2H5OSO3H + H2O
- •I2 + 2 NaOH → NaOI + NaI + H2O
- •C2H5OH + NaOI → CH3CHO + 3 NaOH
- •ИЗОАМИЛОВЫЙ СПИРТ
- •2 CH3COONa + H2SO4 → 2 CH3COOH + NaSO4
- •I2 + NaOH → HOI + NaI
- •NaOH + HOI → NaOI + H2O
- •CH3COCH3 + 3 NaOI → CI3COCH3 + 3 NaOH
- •CI3COCH3 + NaOH → CHI3↓ + NaOCOCH3
- •ФЕНОЛ
- •МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНЫМ И СЕМИНАРСКИМ ЗАНЯТИЯМ
- •План оформления работы
- •Занятие № 1
- •Вопросы для самоконтроля
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Ответы на вопросы для самоконтроля
- •Ответы на вопросы теоретические задания
- •Занятие № 2
- •Вопросы для самоконтроля
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Занятие № 3
- •ЛИТЕРАТУРА
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Методическое обеспечение самостоятельной работы студентов:
- •C2H5OH + HOSO3H ─→ C2H5OSO3H + H2O
- •I2 + 2 NaOH → NaOI + NaI + H2O
- •C2H5OH + NaOI → CH3CHO + 3 NaOH
- •ЛИТЕРАТУРА
- •Химико-токсикологического исследования № _1__
ХАРАКТЕРСТИКА ТОКСИКОЛОГИЧЕСКИ ВАЖНЫХ ВЕЩЕСТВ, ИЗОЛИРУЕМЫХ ПЕРЕГОНКОЙ С ВОДЯНЫМ ПАРОМ
В химико-токсикологическом анализе деление токсикологически важных веществ на группы основано на способах их изолирования из исследуемого объекта. Одной из групп токсикологически важных веществ, подлежащих обязательному исследованию, являются «летучие яды». Все они изолируются из биологического объекта одним из наиболее старых и широко используемых методов дистилляции– перегонкой с водяным паром. Метод дистилляции позволяет изолировать из биологического объекта большую группу ядовитых и сильнодействующих веществ, представляющих различные классы химических соединений, но обладающих одним общим свойством– летучестью.
Для практического изучения предлагаются «летучие» яды, представляющие в настоящее время наибольший токсикологический интерес:
1.Синильная кислота и ее производные.
2.Алкилгалогены (хлороформ, хлоралгидрат, четыреххлористый углерод, дихлорэтан).
3.Альдегиды и кетоны (формальдегид, ацетон).
4.Алифатические спирты:
-алканолы (метиловый, этиловый, изоамиловый);
-диолы (этиленгликоль).
5.Карбоновые кислоты (уксусная кислота).
6.Одноатомные фенолы и их производные(фенол).
Дистилляция как метод очистки
При проведении химико-токсикологического анализа часто требуется по возможности исключить наличие в исследуемой смеси примесей. Для очистки применяется метод дистилляции (перегонки) воды в специальных устройствах (дистилляторах). Метод перегонки с водяным паром (дистилляция) нашел широкое применение в химико-токсикологическом анализе. Принцип устройства и
7
работы дистиллятора приведен на прилагаемом далее рисунке – водяной пар из первого сосуда,проходя через холодильник, конденсируется во второй колбе.
После перегонки с водяным паром концентрация ядовитых веществ в дистиллятах может быть незначительной. В ряде случаев в дистиллятах содержатся ядовитые вещества, концентрация которых находится ниже предела их обнаружения. Кроме этого, с водяным паром могут перегоняться летучие примеси, являющиеся продуктами гнилостного разложения биологического материала. Эти примеси могут давать некоторые реакции, применяемые для обнаружения ядов, летучих с водяным паром.
Поэтому, в отдельных случаях дистилляты подвергают фракционной (дробной) перегонке для разделения смеси веществ на отдельные компоненты или на небольшие группы компонентов, имеющих близкие t°кип. После фракционной перегонки получаются более концентрированные растворы соответствующих веществ, чем в дистилляте, подвергающемся этой перегонке. Фракционную перегонку производят в колбах, снабженных дефлегматорами, Для более полного разделения жидкостей по температурам кипения вместо дефлегматоров применяют фракционные колонки.
|
Токсическое действие летучих ядов |
|
|
|
|
Вещество |
Токсическое действие |
|
|
|
|
Синильная кис- |
Затрудненное, замедленное дыхание, слабый и редкий пульс, царапа- |
|
лота |
ние в глотке, чувство стеснения в груди. Головокружение, судороги, |
|
потеря сознания, расширение зрачков. Слизистые оболочки и кожа |
||
|
||
|
ярко-красные. Запах горького миндаля изо рта. При сильном отравле- |
|
|
нии – внезапная смерть от остановки дыхания и сердца. |
|
|
Ингибируется терминальный фермент тканевого дыхания (ЦХО) и |
|
|
другие железосодержащие ферменты. LD = 0,05 – 0,1 г. для HCN и |
|
|
0,15- 0,25 г. для KCN. |
|
|
ПМП: Обильное промывание желудка раствором марганцовокислого |
|
|
калия (1 : 2000) или 2% раствором перекиси водорода. Кровопуска- |
|
|
ние. Внутривенно 3-5% Sol. Natrii hyposullurosi. Вдыхание кислорода, |
|
|
искусственное дыхание. Внутривенные вливания физиологического |
|
|
раствора или глюкозы. Инъекции кофеина, стрихнина, камфары |
|
Хлороформ |
Хлороформ – средство для ингаляционного наркоза:быстро действу- |
|
|
ет, относительно нетоксичен. |
8
(CHCl3) |
Действует на ЦНС, накапливается в тканях богатых липидами. При |
|
|
хронических отравлениях возможны дистрофические изменения в пе- |
|
|
чени и других внутренних органах. При острых отравлениях возмож- |
|
|
на смерть от остановки дыхания. LD = 50 – 70 г. |
|
|
|
|
Хлоралгидрат |
По токсическому действию близок к хлороформу. LD = 10 г. |
|
|
|
|
Дихлорэтан |
Поражение ЦНС, печени, почек, сердечной мышцы. Оказывает кан- |
|
|
церогенное и мутагенной действие.LD = 10 – 50 мл. |
|
Тетрахлоруглерод |
Проявляет наркотическое действие, влияет на ЦНС, вызывает дис- |
|
|
трофические изменения в почках и печени.LD = 30 – 50 мл. |
|
Этилхлорид |
Газ, легко сжижающийся в бесцветную жидкость; |
|
(CH3CH2Cl) |
применяется как местоанастезирующее средство (быстро испаряется, |
|
вызывает сильное охлаждение) |
||
|
||
Трихлороэтилен |
Сильнодействующее наркотическое средство, особенно при необхо- |
|
(ClCH=CCl2) |
димости кратковременного наркоза. |
|
|
|
|
Тетрафторэтилен |
При полимеризации получают тефлон – изделия медицинской техни- |
|
(F2C=CF2) |
ки, изготовление имплантатов для сердечнососудистой и общей хи- |
|
рургии, стоматологии, офтальмологии, для производства искусствен- |
||
|
||
|
ных кровеносных сосудов и сердечных стимуляторов и др. |
|
Иодоформ |
Антисептическое средство. Используется наружно в виде присыпок и |
|
(CHJ3) |
мазей. |
|
|
|
|
Фторотан |
Эфективное средство для общего наркоза, часто используемое в ком- |
|
(CF3-CHBr(Cl)) |
бинации с закисью азота. Воздействие этого соединения в концентра- |
|
ции 1000 млн-1 в течение 30 минут вызывает отклонения в координа- |
||
|
ции движений, чего не происходит при концентрации200 млн-1. Со- |
|
|
общалось о развитии гепатита при воздействии суб-обезбаливающих |
|
|
концентраций и о тяжеломиногда со смертельным исходом - гепа- |
|
|
тите у пациентов, неоднократно подвергавшихся анестезии. |
|
Формальдегид |
При вдыхании раздражает слизистые верхних дыхательных путей. |
|
|
При вдыхании больших концентраций смерть наступает в результате |
|
|
отека и спазма голосовой щели. При попаданииper os – некроз слизи- |
|
|
стых ЖКТ, слюнотечение, рвота. Поражает ЦНС, вызывает дегенера- |
|
|
тивные изменения тканей печени, почек, сердца и мозга.LD = 60 – 90 |
|
|
мл. |
|
Ацетон |
Проявляет наркотическое действие, способен к кумуляции, оказывает |
|
|
токсическое действие на ЦНС, печень, почки, легкие и сердце. |
|
Метанол |
Отравление характеризуется тошнотой, рвотой, расстройством зрения |
|
|
(обычно на 2—5 сутки), атаксией, болью в ногах, цианозом, учащени- |
|
|
ем пульса, потерей сознания, падением температуры тела, расшире- |
9
|
нием зрачков, возбуждением, судорогами. |
|
|
Избирательно поражает сетчатку глаза и зрительный нерв, оказывает |
|
|
действие на ЦНС. При отравлении метанолом возможно расстройство |
|
|
зрения и даже полная слепота. Смерть наступает от остановки дыха- |
|
|
ния, отека головного мозга и легких. LD = 30 – 100 мл. |
|
|
Антидот – этанол, назначаемый из расчета 1—2 г 96° алкоголя на 1 кг |
|
|
веса/24 часа в течение 3—4 суток и более. |
|
Этанол |
Состояние опьянения, покраснение лица, иногда бледность, запах ал- |
|
|
коголя изо рта, сужение зрачков (в тяжелых случаяхрасширение), |
|
|
рвота. Возбуждение, острый бред, галлюцинации. Потеря сознания и |
|
|
чувствительности, редкий и малый пульс, понижение температуры |
|
|
тела. |
|
|
Возбуждает, а затем угнетает ЦНС, при острых отравлениях возмо- |
|
|
жен паралич дыхательного центра. При хронических интоксикациях |
|
|
отмечаетсяряд тяжелых функциональных нарушений. LD = 6 – 8 |
|
|
мл/кг. |
|
|
ПМП: Промывание желудка, согревание тела грелками и растирани- |
|
|
ем. Лед на голову, под кожу возбуждающие. Осторожное вдыхание |
|
|
нашатырного спирта, внутрь 5-10 капель. Втяжелых случаях крово- |
|
|
пускание, искусственное дыхание, вдыхание кислорода. |
|
|
Подкожные вливания физраствора. Возбуждающие (кофеин, камфа- |
|
|
ра) под кожу |
|
Изоамиловый |
Действует на ЦНС, обладает наркотическими свойствами. При отрав- |
|
спирт |
лении наблюдаются головная боль, тошнота, рвота, возможен некроз |
|
слизистых. LD = 10 – 15 г. |
||
|
||
|
ПМП: См. этанол. |
Уксусная кислота При контакте с кожей и слизистыми вызывает ожоги. При приеме per os поражается верхняя часть ЖКТ, серовато-белая окраска слизистой рта, наблюдается кровавая рвота, развивается гемолитическая анемия, анурия, уремия. Запах уксуса изо рта. При вдыхании паров поражаются слизистые дыхательных путей, развиваются бронхиты и воспаление глотки. LD = 10 – 20 г уксусной эссенции или 200 – 300 мл уксуса.
Промывание желудка при помощи зонда, предварительно смазанного вазелином или маслом.
Жженая магнезия с водой или известковая вода через 5 минут по 1 столовой ложке. Обильное питье воды, воды со льдом, молока (стаканами), сырые яйца, сыройяичный белок, жиры и масла, слизистыеотвары. При затруднении глотания капельные клизмы из физиологического раствора или глюкозы. Против сильных болей подкожные впрыскивания морфина или омнопона. Приослаблении сердца, коллапсе– возбуждающие подкожно (камфара, кофеин, стрихнин).Не даватьугле-
10
|
кислых щелочей (опасностьбольшого образования углекислотыв же- |
|
|
лудке). |
|
Этиленгликоль |
Действует как сосудистый и протоплазматический яд, подавляющий |
|
|
окислительные процессы и вызывающий дегенеративные изменения |
|
|
сосудов. LD = 100 – 200 г |
|
Фенол (кислота |
При поступлении per os вызывает боли в желудке, рвоту (беловатого |
|
карболовая) |
цвета), ожоги губ и слизистой рта. Запах карболовой кислоты изо рта. |
|
Головная боль, боль в области желудка, общая слабость, бледность |
||
|
||
|
лица, ослабление пульса. Поражения почек: белок и кровь в моче, мо- |
|
|
ча черно-оливкового цвета. Судороги, коллапс, потеря сознания. LD = |
|
|
10 -15 г. |
|
|
ПМП: Осторожное промывание желудка теплой водой со жженой |
|
|
магнезией. Внутрь слабительные соли (жиры, в том числе и касто- |
|
|
ровое масло,противопоказаны) |
|
|
|
|
Лизол |
См. фенол(кислота карболовая) |
|
(нафтализол) |
|
|
|
|
|
ТЭС (тетраэтил- |
Расстройство ЦНС, головная боль, возбуждение, бессонница, голов- |
|
свинец) |
ная боль, расстройство зрения, судороги. |
|
|
||
|
|
|
|
При вдыхании паров – головная боль, возбуждение, затем угнетение, |
|
Бензин, керосин |
кома. При употреблении внутрь – рвота, понос. |
|
|
ПМП: Вывести на чистый воздух, вдыхание кислорода, искусственное |
|
|
дыхание, возбуждающие под кожу (кофеин, камфара). При приеме внутрь |
|
|
– промывание желудка, слабительные, горячее молоко |
11
ПРАВИЛА ОТБОРА И НАПРАВЛЕНИЯ ОБЪЕКТОВ НА АНАЛИЗ
Документирование результатов ХТА
Основным документом ХТЛ БСМЭ является «Журнал регистрации анализов». Журнал служит юридическим документом, будучи прошнурованным и опечатанным, заполняется и ведется по установленной форме.
Сопроводительная документация: 1) «Направление на химико-
токсикологическое исследование»; 2) «Справка о доставке проб на химикотоксикологическое исследование» заполняются по установленным формами передаются в ХТЛ вместе с пробами.
Направление остается в ХТЛ и является главным документом, на основании которого ХТЛ проводит химико-токсикологический анализ и выдает результаты о содержании токсических веществ в пробе. Направление на химикотоксикологическое исследование подписывается дежурным врачом и медсестрой, производившими отбор проб, и хранится в ХТЛ в течение двух месяцев.
Справка о доставке проб на химико-токсикологическое исследование выдается лицу, осуществляющему транспортировку образцов и документации в ХТЛ, и служит документом, удостоверяющим полномочия лица на доставку, а также содержит сведения об отправке и получении образца.
Подготовка образцов и документов к транспортировке в ХТЛ
Для отправки биопроб в ХТЛ готовятся две емкости, в которых находится проба биожидкости одного освидетельствуемого. Первый – “образец”- предназначен для анализа, второй – «контрольный образец» – по прибытии в ХТЛ помещается на хранение без нарушения упаковки и используется для повторного анализа пробы в случае необходимости: при повторной экспертизе, по требованию правоохранительных органов, при необходимости использования более совершенных методов анализа и связанной с этим необходимости отправки контрольного образца в другую ХТЛ и т.д.
При отборе и транспортировке проб внутренние органы помещаются в сухую банку или пакет. Внутренние органы не следует обмывать водой и подвергать загрязнению химическими веществами и механическими примесями.
12
Банки сразу же после заполнения герметически закрываются притертыми стеклянными пробками, затем обертываются чистой бумагой, обвязываются шпагатом и опечатываются сургучной печатью. На упаковке наклеивается этикетка с указанием: Ф.И.О. пострадавшего, характера объекта, веса, даты изъятия и фамилии лица, направившего объект на анализ.
Моча отбирается в сухой стерильный флакон из-под пенициллина “под пробку” в количестве не менее 10 мл. При исследовании только на алкоголь достаточно 2-5 мл мочи. Флакон тотчас же закрывают пробкой. Отбор пробы мочи должен производиться в условиях, исключающих подмену или замену ее другими жидкостями.
Слюна отбирается в стерильный сухой флакон из-под пенициллина в количестве 5 мл и тут же закрывается пробкой.
Кровь отбирается при соблюдении асептики из поверхностной вены через иглу самотеком в сухой пенициллиновый флакон, содержащий раствор гепарина или цитрата натрия (3-5 капель на каждые 10 мл крови). Флакон тотчас же закрывают стандартной пробкой, фиксируют пробку, содержимое флакона сразу же перемешивают. Для ХТИ необходимо не менее 10 мл крови, для исследования только на наличие алкоголя достаточно 2-3 мл крови.
У всех флаконов с отобранными пробами фиксируют пробки алюминиевыми колпачками с помощью приспособления для обжима колпачков и ставят их в холодильник. В случае герметизации другим способом флаконы должны быть опечатаны. На каждый флакон наклеивается этикетка с указанием номера пробы (по регистрационной книге), даты, времени забора пробы, фамилии освидетельствуемого, фамилии медицинского работника, подготовившего пробу.
Транспортировка образцов и документов. Транспортировку образцов проб с направлениями на химико-токсикологическое исследование осуществляет лицо, на имя которого составлена справка о доставке. ХТЛ незамедлительно уведомляется об отправке проб и документации с использованием телефона, телефакса или телеграфа. Независимо от степени удаленности, образцы рекомендуется транспортировать в контейнере-ящике, который маркируется номе-
13
ром и кодовым обозначением, а после упаковки образцов закрывается крышкой, запирается и заклеивается бумажной лентой. Лента располагается таким образом, чтобы было невозможно вскрыть контейнер без нарушения ее целостности. Перевозка образцов в жаркое время года производится в сумкаххолодильниках.
Передача образцов и документов в ХТЛ
В лабораторию пробы мочи, крови и слюны передаются с направлением, в котором указаны порядковый номер пробы (по регистрационной книге), наименование, количество, дата и время взятия биосред, условия хранения, цель анализа, Ф .И .О. направившего врача, адрес направившего учреждения.
При получении образцов проб в ХТЛ производят наружный осмотр целостности упаковки. Доставленные образцы проб вскрывает заведующий ХТЛ или ответственное лицо. Проверяется наружная упаковка образцов и соответствие записей на ярлыках. Распакованные образцы проб передают персоналу ХТЛ для анализа. Все сведения по приемке образцов регистрируются в журнале регистрации результатов химико-токсикологических исследований ХТЛ.
Контрольные образцы ставят на хранение в запираемые и опечатываемые холодильные шкафы для возможных контрольных исследований в течение 2-х месяцев со дня поступления в ХТЛ. Если в течение этого срока отсутствовала необходимость в повторном химико-токсикологическом исследовании, то по истечении двух месяцев образец уничтожают.
Исследование на наличие алкоголя проводится в течение 1 часа после получения биологических проб. Допускается хранение пробы при условии асептического отборав холодильнике не более суток.
Данные об отборе биологической пробы заносятся в журнал регистрации анализов и их результатов. Указываются: порядковый номер, дата и время взятия мочи, крови или слюны; Ф.И.О. обследуемого, год рождения,пол; фамилия, имя, отчество врача, производившего взятие пробы крови (откуда взята кровь и способ обработки кожи), количество взятых биосред, дата и время передачи биосред на анализ, датапроведения исследования, результаты исследования.
14
Осмотр объектов исследования
Предварительные испытания с объектом исследования включают установление характера объекта, его консистенции; наличие консервирования; запаха и окраски объекта; наличие инородных включений; рН среды объекта. При установлении характера объекта необходимо определить, какие органы или их части доставлены на исследование. Если объект жидкий – какая жидкость, вязкая или подвижная, если порошок – аморфный или кристаллический. Иногда специфический запах объекта, может указать на наличие определенно го вещества, вызвавшего отравление. Например, фенолы, креозот имеют фенольный запах; алифатические спирты и их эфиры – спиртовой, фруктовый. Запах горького миндаля указывает на возможное отравление цианидами, сладкий – хлороформом, чесночный – фосфором, мышьяком. Моча имеет запах фиалок при отравлении скипидаром. Запах ацетона присутствует при отравлении изопропанолом, спиртом, ацетоном, у больных диабетом (Приложение 1).
Окраска объекта также дает ценные данные для составления плана исследования. Желтая окраска объектов характерна при отравлении хроматами, пикриновой кислотой, азотной кислотой, которая дает окраску с белками стенок желудка, некоторыми анилиновыми красителями. Зеленая окраска указывает на возможное отравление солями меди и соединениями мышьяка. Черная окраска слизистой может быть при отравлении концентрированной серной кислотой.
В качестве инородных включений в содержимом желудка могут быть кристаллы препаратов, семена растений. Инородные включения отбираются и отдельно исследуются химически или фармакогностически.
Для определения рН среды небольшое количество исследуемого объекта измельчают, вносят в пробирку, прибавляют дистиллированную воду и взбалтывают. Водную вытяжку отделяют от твердого осадка. В водной вытяжке определяют рН с помощью индикаторных бумажек.
Результаты предварительных испытаний позволяют включить в план исследование прежде всего на те вещества, которые с их помощью обнаружены, что позволяет сократить время анализа.
15
СХЕМА КАЧЕСТВЕННОГО АНАЛИЗА ДИСТИЛЛЯТА
Первый дистиллят. Весь первый дистиллят тотчас после перегонки исследуют на наличие синильной кислоты реакцией образования берлинской лазури; заключение о нахожденииHCN или необнаружении делается в течение 48 часов.
Второй дистиллят. Со вторым дистиллятом проводят исследования на галогенпроизводные (реакция отщепления хлора (1), реакция образования изонитрила(2), а если будет необходимо реакция с резорцином (3), реакция с реактивом Фелинга (4) и другие). При положительном результате реакции отщепления хлора и отрицательном результате реакций (2,3,4) производят специальное исследование на дихлорэтан.
Далее проводят исследование на формальдегид. При отрицательном результате реакций на формальдегид приступают к исследованию на метиловый спирт (реакции окисления до формальдегида с последующим его обнаружением, реакция образования сложного эфира), затем на этиловый спирт (реакция образования йодоформа, а если будет необходимо, то и остальные реакции).
Третий дистиллят. Остаток второго дистиллята смешивают с третьим дистиллятом и при положительном результате реакций на галогенпроизводные с частью смеси дистиллятов проводят реакцию отличия хлороформа и хлоралгидрата друг от друга (с реактивом Несслера).
Часть смеси дистиллята при положительном результате исследуют на наличие формальдегида. С оставшейся частью дистиллятов проводят исследование на фенолы (реакция образования трибромфенола, а при положительном ее результате и другие) и на изоамиловый спирт.
Для ведения исследования на фенолы и изоамиловый спирт оставшийся дистиллят подщелачивают бикарбонатом натрия и извлекают 2-3 порциями эфира (по 5-10 мл). Эфирные извлечения соединяют, фильтруют, осушают и распределяют в 4 фарфоровые чашки. После испарения эфира отмечают характер остатков и с остатками проводят реакции нафенолы и изоамиловый спирт.
При специальных заданиях дистиллят исследуют на ацетон, уксусную кислоту и этиленгликоль.
16
