4 курс / Общая токсикология (доп.) / salnikova_e_v_i_dr_toksikologicheskaya_himiya
.pdfМинистерство образования и науки Российской федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Оренбургский государственный университет»
ТОКСИКОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Рекомендовано Ученым советом федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Оренбургский государственный университет» в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению подготовки 020100.62 Химия и специальности 020201.65 Фундаментальная и прикладная химия
Оренбург
2012
УДК 615.9 : 54 (075.8)
ББК 52.841 я 73
Т 51
Рецензент – доцент, кандидат технических наук Т.Ф. Тарасова Авторы: Е.В. Сальникова, Е.А. Кудрявцева, С.В. Лебедев, М.Г. Скальная
Т 51 |
Токсикологическая химия : учебное |
пособие / Е.В. Сальникова, |
|
Е.А. Кудрявцева, С.В. Лебедев, М.Г. Скальная ; Оренбургский гос. ун-т. |
|
–Оренбург : ОГУ, 2012. – 228 с.
Впособии кратко описываются основы токсикологической химии, приведены практические рекомендации к осуществлению химикотоксикологического анализа на яды различного происхождения.
Учебное пособие предназначено для преподавания дисциплин «Токсикологическая химия» и «Токсикологическая химия ксенобиотиков» студентам, обучающихся по программам высшего профессионального образования по направлению подготовки 020100.62 Химия и специальности 020201.65 Фундаментальная и прикладная химия.
УДК 615.9 : 54 (075.8)
ББК 52.841 я 73
© Сальникова Е.В., Кудрявцева Е.А., Лебедев С.В., Скальная М.Г., 2012
© ОГУ, 2012
2
Содержание
Введение......................................................................................................................... |
|
|
|
6 |
|
1 Основные понятия токсикологической химии........................................................ |
|
8 |
|||
1.1 |
Предмет и задачи токсикологической химии ................................................... |
|
8 |
||
1.2 |
Классификация ядовитых веществ .................................................................. |
|
11 |
||
1.3 |
Особенности химико-токсикологического анализа ....................................... |
|
19 |
||
1.4 |
Предварительные испытания в химико-токсикологическом анализе ............. |
25 |
|||
2 Летучие яды .............................................................................................................. |
|
|
|
33 |
|
2.1 |
Общая характеристика летучих ядов .................................................................. |
|
33 |
||
2.2 |
Токсикодинамика и токсикокинетика летучих ядов ......................................... |
|
35 |
||
2.3 |
Изолирование летучих ядов из биоматериала методом дистилляции с |
|
|||
водяным паром ............................................................................................................ |
|
|
|
37 |
|
2.4 |
Изолирование летучих ядов из биоматериала методом микродиффузии....... |
44 |
|||
2.5 |
Качественные реакции на летучие яды.............................................................. |
|
47 |
||
2.6 |
Лабораторная работа. Химико-токсикологический анализ летучих ядов |
|
|||
изолированием перегонкой с водяным паром.......................................................... |
|
71 |
|||
2.7 |
Лабораторная работа. Обнаружение отдельных летучих соединений с |
|
|||
помощью метода микродиффузии |
............................................................................. |
|
72 |
||
2.8 |
Лабораторная работа. Определение содержания токсичных |
|
|||
микропримесей газохроматографическим методом в этиловом спирте из |
|
||||
пищевого сырья ........................................................................................................... |
|
|
|
76 |
|
3 Металлические яды .................................................................................................. |
|
|
|
79 |
|
3.1 |
Общая характеристика металлических .....................................................ядов |
|
79 |
||
3.2 |
Токсикодинамика и токсикокинетика .............................металлических ядов |
|
80 |
||
3.3 |
Методы минерализации........................................................................................ |
|
|
83 |
|
3.4 |
Дробный метод анализа «металлических ................................................ядов» |
|
88 |
||
3.5 |
Лабораторная |
работа. |
Химико - токсикологический |
анализ |
|
биологического объекта на металлические ....................................................яды |
|
116 |
|||
3
3.6 |
Количественное определение содержания ионов тяжелых металлов в |
|
минерализате.............................................................................................................. |
118 |
|
3.7 |
Лабораторная работа. Экстракционно–фотометрическое определение |
|
меди из минерализата диэтилдитиокарбаматом свинца ....................................... |
123 |
|
3.8 |
Лабораторная работа. Экстракционно-фотометрическое определение |
|
ионов кадмия.............................................................................................................. |
125 |
|
4 Вещества изолируемые экстракцией с водой...................................................... |
129 |
|
4.1 |
Общая характеристика........................................................................................ |
129 |
4.2 |
Химико-токсикологический анализ на минеральные кислоты, |
щелочи и |
их соли ........................................................................................................................ |
131 |
|
4.3 |
Лабораторная работа. Химико-токсикологический анализ объектов на |
|
минеральные кислоты, щелочи и их соли ............................................................. |
149 |
|
4.4 |
Лабораторная работа. Определение неорганических катионов методом |
|
капиллярного электрофореза ................................................................................... |
150 |
|
4.5 |
Лабораторная работа. Определение неорганических анионов методом |
|
капиллярного электрофореза ................................................................................... |
151 |
|
5 Группа веществ, изолируемых из биологического материала экстракцией |
||
и сорбцией.................................................................................................................. |
154 |
|
5.1 |
Общая характеристика лекарственных и наркотических ядов ...................... |
154 |
5.2 |
Методы изолирования ........................................................................................ |
155 |
5.3Качественный анализ веществ, экстрагируемых органическими
растворителями из подщелоченных водных вытяжек .......................................... |
164 |
|
5.4 |
Алкалоиды мака снотворного и их синтетические аналоги .......................... |
176 |
5.5 |
Каннабиноиды .................................................................................................... |
187 |
5.6 |
Производные тропана ......................................................................................... |
192 |
5.7 |
Производные индола – галлюциногены ........................................................... |
199 |
5.8 |
Лабораторная работа. Обнаружение и разделение барбитуратов с |
|
помощью тонкослойной хроматографии............................................................... |
201 |
|
5.9 |
Лабораторная работа. Экспертное исследование плодовых тел грибов, |
|
содержащих псилоцин и псилоцибин ..................................................................... |
203 |
|
|
|
4 |
6 Пестициды............................................................................................................... |
|
|
|
206 |
|
6.1 |
Общая характеристика........................................................................................ |
|
|
|
206 |
6.3 |
Лабораторная работа. Обнаружение фосфорорганических пестицидов....... |
209 |
|||
Список использованных источников ...................................................................... |
|
|
212 |
||
Приложение А Примеры неводных азеотропных смесей..................................... |
217 |
||||
Приложение Б Методика приготовления именных реактивов............................. |
218 |
||||
Приложение В Пример |
оформления |
акта |
судебно-химического |
|
|
исследования.............................................................................................................. |
|
|
|
227 |
|
5
Введение
Современному человеку приходится жить в обстановке токсикологической напряженности, вызванной экологическими и техногенными катастрофами,
профессиональными отравлениями, несчастными случаями в быту. Более 6 млн.
наименований химических соединений, содержащихся в окружающей среде,
представляют потенциальную опасность для здоровья населения. В последние годы отмечается резкий рост числа смертельных отравлений алкоголем и его суррогатами, а также лекарственными средствами психотропного и наркотического действия.
В период своего становления и развития токсикологическая химия была связана, главным образом, с судебно-медицинской токсикологией, и называлась судебной химией, в 1965 году переименована в токсикологическую химию. В
других странах этот предмет называют судебно-химическая токсикология,
аналитическая токсикологическая химия, химическая токсикология,
аналитическая токсикология и т.п.
Токсикологическая химия – это наука о химических превращениях токсических веществ и их метаболитов в организме, методах их выделения из объектов биологического происхождения, обнаружения и количественного определения.
Поэтому основными задачами токсикологической химии являются:
1Разработка новых и усовершенствование уже применяемых химических
ифизико-химических методов изолирования токсических веществ из соответствующих объектов.
2Разработка эффективных методов очистки вытяжек, полученных из объектов химико-токсикологического анализа.
3Внедрение в практику химико-токсикологического анализа новых чувствительных и специфических реакций, качественных и количественных
6
методов обнаружения токсических веществ, выделенных из соответствующих объектов.
4 Изучение метаболизма токсических веществ в организме и разработка способа анализа метаболитов.
Чрезвычайное многообразие и разнохарактерность объектов исследования,
необходимость извлечения малых количеств искомых химических веществ из сравнительно большого количества объекта, очищение искомого вещества от сопутствующих примесей, делает трудоемким химико-токсикологический анализ. От методов изолирования нередко зависит дальнейший ход химического анализа и его результаты. В пособии приведены практические рекомендации к осуществлению химико-токсикологического анализа на яды различного происхождения.
7
1 Основные понятия токсикологической химии
1.1Предмет и задачи токсикологической химии
Токсикологическая химия — наука, изучающая методы выделения токсических веществ из различных объектов, а также методы обнаружения и количественного определения этих веществ. Эта наука, которая разрабатывает новые и совершенствует уже существующие методы определения ядовитых веществ в различных объектах, дает теоретическое обоснование этих методов [1].
Токсикологическая химия возникла из потребностей судебно-медицинской токсикологии, изучающей умышленные, случайные и другие отравления.
Судебно-медицинская токсикология является одним из разделов судебной медицины.
Для установления причин отравлений судебно-медицинским экспертам необходимы данные химического исследования внутренних органов трупов и биологических жидкостей (крови, мочи) на наличие ядовитых веществ.
Обнаружение и определение количества ядов в указанных объектах является одним из важных доказательств отравлений.
Отравлением, или интоксикацией, в токсикологии называется нарушение функций организма под влиянием ядовитого вещества, что может привести к расстройству здоровья или к смерти.
Еще несколько столетий тому назад наука, изучающая методы исследования ядов во внутренних органах, в биологических жидкостях и других объектах, получила название судебной химии.
С развитием химии, химической промышленности и фармации увеличилось число фармацевтических препаратов и веществ, применяемых в медицине и в различных отраслях народного хозяйства. Многие из этих веществ
8
оказались токсичными. В определенных условиях эти вещества могут быть причиной отравлений.
Некоторые вещества, вырабатываемые химической промышленностью,
могут загрязнять окружающую среду и вызывать отравления. Источником отравлений могут быть и сточные воды промышленных предприятий,
загрязняющие водоемы, вода которых употребляется населением.
Число токсических веществ значительно увеличивается за счет широкого применения ядохимикатов (пестицидов) для борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур. Некоторые ядохимикаты, которыми обрабатывают растения, накапливаются в овощах, фруктах и других продуктах растительного происхождения, употребляемых населением в пищу. Отдельные ядохимикаты накапливаются в молоке и тканях животных, поедающих растения,
обработанные этими веществами. Употребление людьми молока и мяса таких животных может быть причиной отравлений. Ядохимикаты, смываемые с поверхности растений дождевыми водами, могут поступать в почву, а затем в водоемы и вызывать отравления.
В последнее время в технике широко используются различные жидкости для обеспечения нормальной работы двигателей и для других целей. Некоторые жидкости применяются в быту для борьбы с грызунами и насекомыми.
Жидкости, применяемые в технике и в быту, при неумелом обращении с ними могут быть причиной отравлений.
Таким образом, в связи с химизацией народного хозяйства значительно увеличилось число ядовитых веществ и объектов судебно-химического анализа.
Традиционные объекты судебно-химического анализа (органы трупов,
биологические жидкости, остатки пищи, лекарственные вещества) пополнились новыми объектами, к числу которых относятся предметы домашнего обихода,
ядохимикаты, технические жидкости, пищевые добавки, косметические средства и др.
9
В связи с увеличением числа объектов исследования и номенклатуры исследуемых соединений судебная химия получила название токсикологической химии.
Большое значение имеет токсикологическая химия в диагностике отравлений и в борьбе с преступностью. Заключения химиков-токсикологов о наличии и количестве ядов в исследуемых объектах оказывают большую помощь судебно-медицинским экспертам (для установления причин отравлений)
и судебно-следственным органам в раскрытии преступлений.
Заключения химиков-токсикологов, гигиенистов, фармакологов и специалистов других отраслей науки о высокой токсичности отдельных фармацевтических препаратов и веществ, применяемых в народном хозяйстве,
являются основанием для постановки вопроса об изъятии этих веществ из употребления или об изменении условий хранения и порядка отпуска их населению.
Результаты химико-токсикологических и санитарно-гигиенических исследований воздуха и сточных вод промышленных предприятий, содержащих токсические вещества, используются органами санитарной охраны для возбуждения ходатайства перед соответствующими органами о необходимости строительства или реконструкции очистных сооружений.
Пользуясь методами токсикологической химии, устанавливают и контролируют предельно допустимые концентрации (ПДК) ядовитых веществ в воде и воздухе. Указанные методы используются для нормирования остаточных количеств пестицидов и некоторых других токсических веществ в продуктах питания и т. д.
Данные о токсичности отдельных химических веществ используются для санитарно-просветительной работы среди населения, для разъяснения правил обращения с токсическими веществами и разработки мероприятий,
направленных на предупреждение отравлений этими соединениями.
На современном этапе развития токсикологической химии перед ней
ставятся следующие задачи [1, 2]:
10