МЕТОДЫ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЙ ХИМИИ (ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА)

 

 

Наиболее сложными объектами химико-токсикологического анализа являются различного рода биологический материал и главным образом материал животного происхождения: внутрен­ние органы и ткани трупа человека, моча, кровь, пищевые про­дукты и т. п. Именно при исследовании этих объектов особенно наглядно проявляется специфика химико-токсикологического анализа. Методы, применяемые в токсикологической химии, поэтому и рассматриваются на примерах анализа этих наиболее сложных объектов.

Методы токсикологической химии включают: 1) изолиро­вание ядовитых и сильнодействующих веществ из биологического материала; 2) очистку вы­деленных из биологического материала ве­ществ; 3) качественное обнаружение и 4) коли­чественное определение выделенных соедине­ний. Способы изолирования имеют очень большое значение в токсикологической химии.

В зависимости от природы и свойств химических веществ, от­носимых токсикологией к числу ядовитых, в токсикологической химии для выделения веществ органической природы применяют:

• - изолирование дистилляцией с водяным паром;
• - изолирование подкисленным 96° или 70° этиловым спиртом (алкалоиды, ряд синтетических веществ, гликозиды);
• - изолирование подкисленной водой (алкалоиды, синтетиче­ские лекарственные вещества и др.);

__  изолирование подщелоченной водой (некоторые органиче­
ские кислоты, вещества феиольного характера);

__  изолирование  различными органическими  растворителями

(остаточные количества пестицидов и др.).

Для изолирования веществ неорганической природы исполь­зуются:

__  минерализация (соединения металлов и мышьяка);

__  диализ (кислоты, щелочи, соли некоторых ядовитых кис­
лот) ;

-   озоление  (фториды, кремнефтористые соединения).
Описание методик, более полная их характеристика и оценка

приводятся в соответствующих разделах специальной части учебника.

Методы очистки. Изолированное из биологических объектов. химическое вещество в подавляющем большинстве случаев пред­ставляет собой неоднородную смесь и непригодно для дальней­шего качественного и количественного анализа, особенно с при­менением таких физико-химических методов, как микрокри­сталлоскопия и оптические методы анализа. В то же время фи­зико-химические методы анализа находят все более широкое применение в токсикологической химии и являются чрезвычайно перспективными, хотя и требуют сравнительно высокой степени чистоты анализируемого вещества.

Для очистки выделенных из биологического материала хими­ческих соединений в токсикологической химии применяются:

• - возгонка и перекристаллизация;
• - экстракция и реэкстракция;

-   различные виды хроматографии и особенно хроматография:
в тонком закрепленном слое сорбента.

Наряду с другими достоинствами преимущество хромато­графии в тонком слое заключается и в том, что она позволяет не только отделить (и разделить) искомые соединения от сопро­вождающих веществ (очистить вещество), но и способствует более полноценному обнаружению искомых веществ. Хромато­графия в тонком слое находит широкое применение в токсико­логическом анализе барбитуратов, алкалоидов, различных ле­карственных веществ, гликозидов, элементоорганических соеди­нений и т. д.

Газожидкостная хроматография нашла применение в анализе так называемых летучих ядов (спирты - этиловый, метиловый и др., ацетальдегид, некоторые галогенопроизводные).

Методы качественного обнаружения. От качественных реак­ций, применяемых в токсикологической химии, требуется доста­точно высокая чувствительность, характеризуемая открываемым минимумом и предельной концентрацией (или границей обнару­жения), специфичность и доказательность.

Для обнаружения ядовитых и сильнодействующих веществ не потеряли  еще значения  классические    реакции     качественного

макроанализа, хотя они далеко не всегда удовлетворяют из-за недостаточной чувствительности (известно, что в классическом макрохимическом анализе работают с количествами вещества от 0,1 до 1 г) и необходимости работать с большими объемами растворов (1 -100 мл).

Гораздо больше для целей токсикологической химии примени­мы микрохимические методы, например капельный анализ - более чувствительный и более быстрый, микрокристалл о-скопическиий анализ с элементами кристалло­оптики, нашедший широкое применение в анализе органиче­ских, а также неорганических соединений и представляющий собой одну из разновидностей микрохимического анализа (как известно, при этом работают с количествами вещества от 0,001 - 0,01 г и даже меньше и с объемом 0,01-0,1 мл), а также хроматограф и ческ и й метод. Для идентификации некото­рых органических веществ используется, кроме того, их спект­ральная характеристика.

Почти во всех разделах специальной части учебника приво­дятся наглядные примеры использования микрокристаллоско­пии в токсикологической химии.

Метод микрокристаллоскопии был предложен в 1804 г. рус­ским ученым Т. Е. Ловицем.

На перспективы применения этого метода к судебно-химиче-скому анализу указывал еще Г, Драгендорф. Более 100 лет назад он писал: «Вполне понимая, что микроскопические иссле­дования находятся еще в младенчестве, мы... предполагаем... что этой отрасли токсикологии предстоит блестящее будущее». И. В. Шиндельмейзер в 1902 г. указывал: «Немало плодотвор­ных результатов ожидается в будущем от применения в судеб­ной химии микрохимии, микрокристаллоскопии, микрофотогра­фии и электрохимии, т. е. методов, теперь применяющихся не в достаточно широком объеме».

Надежность и доказательность реакций, возможность пред­ставления к заключению микрофотографий или постоянных пре­паратов кристаллов в качестве доказательства достоверности этого заключения - преимущества, позволяющие говорить о большой ценности микрокристаллических реакций для целей химико-токсикологического анализа.

Основанием для идентификации вещества в микрокристалло­скопии обычно являются форма, окраска и размеры кристаллов. Однако воспроизводимость микрокристаллической картины не всегда постоянна и нередко зависит от условий опыта. Поэтому в химико-токсикологическом анализе следует применять только те микрокристаллические реакции, которые проверены на хими­ко-токсикологическом материале и в условиях, близких к усло­виям производства химико-токсикологического анализа. Боль­шую помощь в применении микрокристаллоскопии оказывает оптическая характеристика микрокристаллов.

Успешную работу в этом направлении провела в СССР В. Т. Позднякова (фармацевтический факультет Львовского ме­дицинского института). Она изучила микрокристаллические реакции целого ряда фармацевтических препаратов и ядов и подтвердила, что оптические свойства кристаллов более по­стоянны, чем их форма, и что эти оптические свойства кристал­лов нужно считать важным дополнительным признаком при хи­мико-токсикологических анализах.

Для обнаружения отдельных ядовитых веществ в токсикологи­ческой химии находит применение полярография и люминесцент­ный анализ (хинин, алкалоиды тропаыа, спорыньи, секуринин).

Отдельные ядовитые вещества в условиях химико-токсиколо­гического анализа не удается надежно обнаружить химическими и физико-химическими методами. Для обнаружения этих ве­ществ (стрихнин, атропин и гиосциамин, никотин) в дополне­ние к химическим методам анализа применяются и биологиче­ские методы (исследование на животных). Совпадение резуль­татов химического и биологического исследований позволяет с надежностью делать заключение об обнаружении или необна­ружении того или иного ядовитого вещества.

Методы количественного определения. Количественному опре­делению найденных химико-токсикологическим анализом ве­ществ придается очень большое значение. В отдельных случаях только количественное определение в сочетании с результатами качественного анализа позволяет врачу или (при судебно-хими-ческих исследованиях) судебно-следственным органам делать заключение о том, что найденное химическим анализом веще­ство являлось ядом. Количественное определение найденных при химико-токсикологических исследованиях веществ является поэтому совершенно обязательным.

Наряду с классическими аналитическими методами (весовы­ми, объемными) в настоящее время в токсикологической химии начали применяться методы комплексонометрического титрова­ния.

Особенно перспективными методами определения являются оптические методы анализа: колориметрия, фотоэлектроколори-метрия и спектрофотометрия. Оптические методы определения довольно быстры, чувствительны и объективны, в этом их пре­имущество перед многими химическими методами. К оптиче­ским методам анализа относится и нефелометрия, не получив­шая широкого применения в токсикологической химии.

29.06.2015