Химико-токсикологический анализ органов трупа

Размещено на http://www.allbest.ru/

КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА № 4

По дисциплине «Химико-токсикологический анализ органов трупа»

На тему «Судебная экспертиза»

1. Ситуационная задача № 1

Вариант 1

На СХЭ доставлены внутренние органы трупа (желудок с содержимым, печень, почки, мозг, жировая ткань, легкое), кровь, моча, две склянки с остатками вязкой жидкости винно-красного цвета. Биообъекты не подвержены гнилостному разложению.

Обстоятельства дела

К., будучи в состоянии среднего алкогольного опьянения, вошел в лабораторию, где выполнял свое первое научное исследование его знакомый - аспирант - патологоанатом. Был вечер. Знакомый К., заканчивая работу, сказал, что подозрения на отравление ликером не подтверждаются и указал на стоящие рядом две склянки. К. (по специальности художник) решил, что остатки «ликеров» теперь можно забрать и использовать по прямому назначению. Аспирант очень торопился на другую работу в бюро СМЭ, и не заметил исчезновения двух склянок.

Приятели, поговорив немного, разошлись по своим делам. Вечером следующего дня аспирант не смог найти обе склянки с «ликерами», содержимое которых далее должен был анализировать другой аспирант - судебный химик. Через три дня аспирант опять дежурил в бюро СМЭ, куда привезли для СМЭ труп его знакомого К.

Цель исследования: провести СХЭ внутренних органов трупа на наличие «Летучих ядов».

Приведите схему химико-токсикологического анализа представленных объектов экспертиза труп яд токсический

Информация:

При проведении СМЭ эксперт установил, что смерть произошла около 20 часов тому назад, обнаружил в сосудах мозга и оболочек кристаллы, напоминающие кристаллы оксалата кальция.

Результаты ХТА позволили установить сочетанное отравление несколькими веществами

При проведении химического анализа одного из «ликеров»: реакция с гидроксидом меди (II) дает синее окрашивание и при действии окислителя образуется щавелевая кислота (Токсикант1).

При проведении химического анализа другого «ликера» было установлено, что в этой жидкости помимо Токсиканта 1 имеется и Токсикант 2. Токсикант 2 - это газообразное вещество, способное к полимеризации при низкой температуре и к реакции дисмутации в водных растворах.

Лаборатория оснащена по стандарту GLP современными приборами для проведения химико-токсикологического анализа. Выбор оптимальных методов анализа за Вами.

Какой способ выбранного Вами метода количественного анализа токсикантов Вы можете предложить?

Напишите схемы химических реакций, лежащих в основе химического метода анализа на обнаруженные токсиканты.

Решение

Для проведения СХЭ при исследовании внутренних органов, тканей и биологических жидкостей трупов требуется письменное постановление следователя (или судебно-следственных органов) или направление судмедэксперта. На экспертизу вместе с вещественными доказательствами направляют постановление органов дознания или следствия о назначении экспертизы; выписку из акта судебно-медицинского исследования трупа; копию карты стационарного больного. При повторных экспертизах направляют заверенную копию первичного «Акта судебно-химического исследования» (или заключения эксперта). Эксперт судебно-химического отделения знакомится со всеми сопроводительными документами и характеристиками поступающих объектов. Все данные о вещественных доказательствах регистрируются в регистрационном и рабочем журналах. Экспертиза от начала и до конца должна производиться одним лицом. При необходимости экспертиза или исследование могут производиться несколькими специалистами, что отражается в акте.

Нормативные документы, регламентирующие проведение экспертизы.

Федеральный закон от 31 мая 2001 г. № 73 - ФЗ « О государственной судебно-экспертной деятельности в Российской Федерации» (с изменениями от 30 декабря 2001 г.)

Приказ Минздравсоцразвития РФ от 12.05.2010 N 346н "Об утверждении Порядка организации и производства судебно-медицинских экспертиз в государственных судебно-экспертных учреждениях Российской Федерации"

Перед СХЭ составляется план, в котором указывается метод исследования, методики определения яда и регламентируется расход материала. Экспертиза ведётся в установленные «Правилами…» сроки, т.е. в течение 30 суток. По результатам экспертизы составляют документы (в двух экземплярах): «Акт судебно-химического исследования» (если направление на экспертизу проводил судмедэксперт) или «Заключение эксперта» (если экспертиза проводилась на основании постановления органов дознания). «Акт СХЭ» состоит из вводной части, описания объектов исследования, исследовательской части и выводов. Содержание «Заключения эксперта» регламентируется приказом № 346 МЗСР РФ, а также статьёй 191 Уголовно-процессуального кодекса (УПК) РФ. В Ст. 190 УПК указано, что следователь вправе присутствовать при производстве экспертизы. При составлении «Заключения эксперта» судебно-медицинский эксперт-химик подписывается в том, что в соответствии со статьей 307 УК РФ и 81 УЦПК РФ он несет административную и уголовную ответственность за отклонение или отказ от проведения экспертизы или заведомо ложные результаты экспертного исследования.

При подозрении на отравление ядовитым веществом в судебно-медицинскую лабораторию направляют комплекс внутренних органов: желудок с содержимым, один метр тонкой кишки из наиболее измененных отделов, одну треть печени, одну почку, а также всю мочу и не менее 200 мл крови. Каждый орган, кровь, мочу помещают в отдельные чистые и сухие стеклянные банки. Судебно-химическая экспертиза должна быть начата в день поступления объектов в лабораторию.

Исследуемый объект, после того как произведен наружный осмотр его, отмечены внешний вид и запах, а также проверена реакция среды по универсальному индикатору, смешивают с дистиллированной водой до густоты кашицы и помещают в круглодонную колбу, заполняя последнюю не более чем на 1/3 ее объема. Колбу с объектом закрепляют в штативе, предварительно обернув полоской бумаги ее горло, глубоко погружают в холодную водяную баню и закрывают пробкой так, чтобы конец стеклянной трубки, вводящей пар, доходил почти до дна колбы. Когда прибор подготовлен (все части его, за исключением парообразователя, соединены), парообразователь нагревают, доводя воду почти до кипения. Затем объект подкисляют виннокаменной или щавелевой кислотой по лакмусу до рН=2,0-2,5 и быстро закрывают пробкой. После этого парообразователь присоединяют к колбе с объектом и продолжают нагревать сначала парообразователь, а затем и водяную баню, в которой находится колба с объектом исследования. Дистилляция производится по возможности медленно, так, чтобы можно было считать капли в приемнике. Это до-стигается регулированием пламени горелок.



1-парообразователь, 2-колба с объектом исследования, 3-баня водяная, 4-холодильник шариковый, 5-приемник дистиллята.

Первую порцию дистиллята собирают в количестве 3 мл в 2 мл 5% раствора едкой щелочи, для чего конец форштосса вводят в приемник таким образом, чтобы он был погружен в щелочь, находящуюся в нем. Второй и третий дистилляты собирают в приемники без едкой щелочи в количестве 25 мл каждый. По окончании перегонки весь первый дистиллят исследуют па наличие синильной кислоты, остальные дистилляты на другие токсикологически важные вещества. В процессе исследования дистилляты хранят в закрытых пробками колбах.

При необходимости проведения количественного определения того или иного вещества отгонку дистиллята ведут до полного его изолирования из биологического материала, что узнается по получению отрицательного результата качественных реакций на это вещество (при исследовании последней порции дистиллята). В ряде случаев при специальном исследовании объекта на то или иное вещество с количественным его определением возможна дополнительная отгонка вещества и новой навески биологического материала.

По результатам ХТА установлено сочетанное отравление несколькими веществами. При проведении химического анализа одного из «ликеров»: реакция с гидроксидом меди (II) дает синее окрашивание и при действии окислителя образуется щавелевая кислота (Токсикант 1) отсюда следует, что это этиленгликоль. При проведении химического анализа другого «ликера» было установлено, что в этой жидкости помимо Токсиканта 1 имеется и Токсикант 2. Токсикант 2 - это газообразное вещество, способное к полимеризации при низкой температуре и к реакции дисмутации в водных растворах следует предположить, что это формальдегид.

Формальдегид - газообразное вещество. Формалин - 40% раствор фор-мальдегида в воде, бесцветная прозрачная жидкость с резким удушливым запахом. Смешивается с водой и спиртом во всех отношениях. Формальдегид способен к полимеризации, особенно при храпении в помещениях с низкой температурой. При этом образуется полимер формальдегида - пара формальдегид или параформ. Из биологического материала при химико-токсикологических исследованиях формальдегид изолируют дистилляцией с водяным паром. При значительных количествах формальдегида дистиллят обладает характерным удушливым запахом. При наличии значительных количеств формальдегида, что может иметь место при недопустимом консервировании им объектов исследования, необходимо тщательно пересмотреть все материалы дела, даже запросить о способе консервирования, а по окончании анализа отметить возможные последствия неправильного консервирования. Границей отгонки является 60-65 мг формальдегида при исследовании 100 г трупного материала. Прием формальдегида внутрь (в большинстве случаев ошибочный) вызывает слюнотечение, жжение и боли в подложечной области, тошноту, рвоту, понос. В результате всасывания формальдегида наблюдаются потеря сознания, судороги, угнетение нервных центров, раздражение почек.

В случаях летального исхода при вскрытии находят гиперемию слизистой оболочки желудка, острый гастрит, энтерит, при приеме больших количеств формальдегида - ожог, струпья и язвы на слизистой оболочке желудка.

Введенный внутрь формальдегид выделяется частично в неизмененном состоянии, большая часть его окисляется до муравьиной кислоты, затем до углекислоты и воды.

Качественное обнаружение

1)Реакция с хромотроповой кислотой (реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение). При взаимодействии формальдегида с хромотроповой кислотой (1,8-диоксинафталином-3,6-дисульфокислотой) концентрированная серная кислота одновременно является водоотнимающим средством и окислителем. Вначале серная кислота вызывает конденсацию формальдегида с хромотроповой кислотой, а затем окисляет образовавшийся продукт конденсации.

Методика. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора, 0,2 мл 1%-го раствора хромотроповой кислоты в концентрированной серной кислоте, 5 мл концентрированной серной кислоты и взбалтывают. Появление фиолетовой или красно-фиолетовой окраски указывает на наличие формальдегида в исследуемом растворе.

Предел обнаружения: 1 мкг формальдегида в пробе.

Не дают этой реакции альдегиды уксусной, пропионовой, масляной кислот, хлоралгидрат и другие. Эту реакцию дают вещества, которые при гидролизе, дегидратации или окислении образуют формальдегид.

2)Реакция с резорцином (реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение). Формальдегид реагирует с резорцином в таутомерной форме (кетоформе) с образованием окрашенного соединения:

Методика. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора и 1мл 1%-го раствора резорцина в 10%-м растворе едкого натра. Смесь нагревают в течение 5-ти минут на водяной бане. Появление розовой или малиновой окраски указывает на наличие формальдегида.

Эту реакцию дают уксусный альдегид, акролеин, фурфурол и другие.

3)Реакция с кодеином в концентрированной серной кислоте.

При нагревании формальдегида с кодеином в присутствии концентрированной серной кислоты появляется синяя окраска. Эта реакция основана на том, что под влиянием концентрированной серной кислоты от кодеина отщепляется метоксильная группа, в результате чего образуется морфин, содержащий фенольную группу. При взаимодействии морфина с формальдегидом появляется синяя окраска.

Методика. В фарфоровую чашку вносят 1 мл исследуемого раствора и прибавляют 5 мл концентрированной серной кислоты. После охлаждения жидкости прибавляют 0,02-- 0,03 г кодеина. При наличии формальдегида сразу или через 5--10 мин появляется сине-фиолетовая или красно-фиолетовая окраска.

Предел обнаружения: 0,02 мкг формальдегида.

4) Реакция с фуксинсернистой кислотой (реакция имеет отрицательное судебно-химическое значение). Фуксинсернистая кислота (реактив Шиффа) с формальдегидом дает синюю или сине-фиолетовую окраску. Эта кислота с альдегидами образует хиноидный краситель розового цвета.

+ 2НСОН =

Методика. В пробирку вносят 1 мл исследуемого раствора и 2-3 капли концентрированной серной кислоты. Содержимое пробирки взбалтывают и охлаждают проточной водой, затем прибавляют 1 мл раствора фуксинсернистой кислоты. Появление сине-фиолетовой или красно-фиолетовой окраски указывает на наличие формальдегида.

Раствор может окрашиваться не сразу, а через 10-15 минут. Окраска может появляться не только под влиянием формальдегида, но и под влиянием окислителей (хлор, оксиды азота, кислород воздуха и другие). Поэтому появление окраски через 30 мин после прибавления реактивов не должно рассматриваться как положительный результат на формальдегид.

Эта реакция не специфична для обнаружения формальдегида. Ее дают ацетальдегид, нитробензальдегид и др. Не дает указанной окраски хлоралгидрат. В сильно кислой среде (рН 0,7) с фуксинсернистой кислотой реагирует только формальдегид.

5)Реакция восстановления ионов серебра. Из аммиачного раствора солей серебра формальдегид выделяет металлическое серебро:

Методика. В хорошо очищенную от жира пробирку вносят 5 капель 1%-го раствора нитрата серебра и по каплям прибавляют 10%-й раствор аммиака до растворения образовавшегося осадка гидроксида серебра. К полученному раствору прибавляют 1 мл исследуемого раствора, а затем смесь осторожно нагревают на пламени горелки. При наличии формальдегида происходит реакция образования “серебряного зеркала”. Эта реакция успешно протекает при рН 8-9. Нагревание пробирки должно быть умеренным. При высокой температуре “серебряное зеркало” не образуется, а выпадает бурый осадок серебра.

Данную реакцию дают и некоторые другие восстанавливающие вещества

Этиленгликоль.

Этиленгликоль - двухатомный спирт, бесцветная, сиропообразная, сладковатая жидкость, без запаха. Температура кипения - 195°С. Хорошо растворяется в спирте, воде, ацетоне, плохо в эфире и жирах Этиленгликоль и его производные (целлозольфы, карбитолы) используются в качестве антифризов, тормозных и технических жидкостей. Вследствие доступности в быту возможны тяжелые отравления этиленгликолем, антифризами, тормозными жидкостями, растворителями. Обычно эти жидкости принимают во внутрь вместо алкогольных напитков. Примерно половина пострадавших в момент приема знали, что пьют техническую жидкость, так как существует ошибочное мнение, что они изготовлены на основе спирта. Смертельная доза этиленгликоля от 25- 30 до 100-150 мл. По характеру действия его относят к нервно-сосудистым и протоплазматическим ядам. В организме этиленгликоль окисляется в гликолевый альдегид, гликолевую кислоту, а затем в щавелевую кислоту, которая в виде оксалата кальция поражает в первую очередь печень и почки. Умирают от острой почечно - печеночной недостаточности, токсической дистрофии печени. На судебно-химическое исследование поступают печень, почка, мозг, желудок с содержимым, моча, остатки жидкости. При длительном лечении (более 5-6 суток) и смерти этиленгликоль может быть обнаружен только в виде оксалата кальция.

Этиленгликоль может поступать в организм через пищевой канал и кожу. В связи с малой летучестью этиленгликоля только незначительные количества его могут поступать в организм с вдыхаемым воздухом. После поступления этиленгликоля в организм он действует как сосудистый и протоплазматический яд, подавляющий окислительные процессы и вызывающий дегенеративные изменения сосудов.

Метаболизм этиленгликоля является сложным. Основной путь метаболизма этого препарата состоит в том, что он окисляется до альдегида гликолевой кислоты НО-СН2-СНО, который дальше окисляется до гликолевой кислоты НО-СН2- СООН, разлагающейся на оксид углерода (IV) и муравьиную кислоту. Часть этиленгликоля в организме превращается в щавелевую кислоту, которая может быть причиной повреждения почек в результате отложения оксалатов в почечных канальцах. Оксид углерода (IV), как метаболит этиленгликоля, выделяется из организма с выдыхаемым воздухом. Остальные метаболиты и часть неизмененного этиленгликоля выделяется из организма с мочой. Этиленгликоль перегоняется с водяным паром.

Выделение этиленгликоля из биологического материала. Метод выделения этиленгликоля из объектов химико-токсикологического анализа предложен Н. Б. Лапкиной и В. А. Назаренко. Этот метод основан на использовании бензола как селективного переносчика этиленгликоля из объектов в дистиллят. Бензол совместно с парами этиленгликоля и небольшим количеством водяного пара переносится в дистиллят. Вода, которая перегоняется при этом, практически содержит весь этиленгликоль.

На исследование берут печень трупа, в которой после отравления содержится больше этиленгликоля, чем в других органах. При острых отравлениях этиленгликолем исследованию подвергают и желудок с содержимым. Для изолирования этиленгликоля пользуются аппаратом, представленным на рисунке.

1-круглодонная колба, 2-приспособление для улавливания воды, 3-колодильник

К 10 г печени или содержимого желудка прибавляют 5 г кристаллической щавелевой кислоты, смесь растирают до получения тонкой кашицы, переносят в круглодонную колбу вместимостью 100 мл и прибавляют 50 мл бензола. Колбу закрывают вертикально поставленным холодильником 3, снабженным приспособлением 2 для улавливания воды. Затем колбу устанавливают на водяную баню и нагревают. Пары бензола и увлекаемые им вода и этиленгликоль конденсируются в холодильнике и попадают в специальное приспособление. Поскольку в этом приспособлении (насадке) бензол (плотностью 0,879) находится сверху воды, он стекает в колбу. Вода и находящийся в ней этиленгликоль остаются в насадке. После окончания отгонки разбирают прибор и пипеткой из насадки отбирают необходимое для анализа количество жидкости.

Обнаружение этиленгликоля. Для обнаружения этиленгликоля применяют цветные и микрокристаллоскопические реакции.

)Реакция окисления этиленгликоля периодатом и обнаружение образовавшегося формальдегида. В результате указанной реакции образуется формальдегид, который затем можно обнаружить при помощи соответствующих реакций.

Методика. К 3-5 мл дистиллята прибавляют 5 капель 12%-го раствора серной кислоты, 5 капель 5%-го раствора периодата калия в 5%-м растворе серной кислоты и взбалтывают. Далее определяют выделившийся в результате реакции формальдегид.

2)Окисление этиленгликоля азотной кислотой и обнаружение щавелевой кислоты. При многократном выпаривании этиленгликоля с азотной кислотой образуется щавелевая кислота, которая с солями кальция образует кристаллы оксалата кальция, имеющие характерную форму. Эти кристаллы в ряде случаев могут появляться через 2-3 суток.

3)Реакция с сульфатом меди. От прибавления сульфата меди и щелочи к этиленгликолю образуется соединение, имеющее синюю окраску:

Методика. К 2-3 мл исследуемого раствора прибавляют 1-2 мл 10%-го раствора гидроксида натрия и несколько капель 10%-го раствора сульфата меди. Появление голубой окраски указывает на наличие этиленгликоля в растворе

Количественное определение формальдегида и этиленгликоля. Газо-жидкостная хроматография.

Газохроматографический анализ для этиленгликоля проводится в особых условиях, так как он имеет высокую температуру испарения и для его определения необходим программированный режим температуры. Формальдегид не требует особых условий расчёт проводится по площади пика на хроматограмме в качестве внутреннего стандарта используют н- пропиловый спирт. В процессе хроматографического исследования компоненты разделяемой смеси перемещаются по колонке с током инертного носителя. Разделяемая смесь распределяется между газом носителем и нелетучим растворителем (неподвижной жидкой фазой), нанесенной на инертный носитель. В соответствии с коэффициентом распределения компоненты анализируемой смеси селективно и по-разному удерживаются неподвижной жидкой фазой до тех пор, пока не образуют отдельные полоски или хроматографические зоны. Эти полоски соответствуют отдельным компонентам разделяемой смеси, которые и регистрируются детектором. Современная система газохроматографисеского анализа основывается на детектировании исследуемых веществ с помощью масс-спектрометра, объединенного с газовым хроматографом с целью определения молекулярной массы, а в последнем случае - молекул структуры выходящих из колонки компонентов.

Подготовка проб для проведения газохроматографического анализа.

1. Дистилляция (простая перегонка)

2. Дериватизация

В настоящее время разработаны и используются методы прямого газохроматографического анализа « летучих » ядов, которые предполагают исследование равновесной парогазовой фазы или непосредственно ввод объекта в хроматограф. Метод прямого газохроматографического анализа более экономичен, чем этилнитритный, не требует расходования больших количеств реагентов. По затратам времени не отличается от этинилнитритного. При его использовании исключается загрязнение воздуха рабочих помещений вредными газами. С помощью обоих методов получаются весьма близкие результаты, отличающиеся не более чем на 10%. Не отмечается также отрицательного влияния продуктов гнилостного превращения биологического материала.

2. Контрольные вопросы

ВАРИАНТ№1

1. Характеристика токсикологической группы веществ "летучие яды". Особенности различных видов отравлений.

Летучие органически соединения находят широкое применение в качестве растворителей, антифризов, горючих материалов, сырья для получения самых разнообразных продуктов, которые широко используются в производстве, лабораториях и быту. Многие из них высокотоксичны и при определенных условиях способны вызвать как острые, так и хронические отравления. Наиболее часто встречаются и тяжело протекают острые отравления этиленгликолем и его производными, хлорированными углеводородами, метиловым спиртом, средними и высшими спиртами.

К группе веществ, изолируемых перегонкой с водяным паром, относятся химические соединения различных классов. В первый раздел «Перечня токсикологических веществ, подлежащих судебно-химическому исследованию в лабораториях бюро судебно-медицинской экспертизы» (приложение к приказу № 1021 от 25.12.73 г.), включены: синильная кислота и ее соединения, метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый и амиловый

спирты, формальдегид, хлороформ, хлоралгидрат, четыреххлористый углерод, дихлорэтан, фенол, крезолы - на эти соединения проводят исследования при общем судебно - химическом анализе. Во второй раздел «Перечня...» включены вещества, на которые расширяется анализ в зависимости от клинической и секционной картины, результатов гистологического, гистохимического исследования, особенностей течения химических реакций и т.д. - это тетраэтилсвинец, этиленгликоль, ацетон, нитро- и динитробензолы, анилин, бензол, толуол, ксилол, бензин, керосин.

Токсикологическая характеристика летучих ядов.

Наряду с краткой токсикологической характеристикой для судебных экспертов-химиков необходимо знать возможные пути поступления ядов в организм и оптимальный выбор объектов, подлежащих судебно-химическому исследованию. Летучими ядами могут отравиться те, кто вдыхают, или, что реже, вводят инъекционно растворители или содержащие растворители изделия, а также жертвы клинических, бытовых и несчастных производственных случаев. Кроме того, хлороформ, диэтиловый эфир и другие летучие яды все еще иногда используются в ходе преступлений типа насилия и убийства.

Синильная кислота и ее соединения.

Цианистые соединения относятся к общеклеточным ядам. Циан-ион парализует клеточное дыхание - стабилизирует цитохромоксидазу в трехвалентном состоянии. Отравления соединениями синильной кислоты, обычно происходят в результате несчастного случая, реже - самоубийства или убийства. Наибольшее судебно-химическое значение имеет цианистый калий - вещество белого цвета, хорошо растворимое в воде, спирте. Поступление в организм НСN и ее производных возможно через легкие, при вдыхании паров и пыли, через желудочно-кишечный тракт (при приеме внутрь), через неповрежденную кожу и слизистые оболочки. Для судебно - химического исследования направляются желудок с содержимым, кровь, моча, мозг, печень, почка.

Хлорорганические углеводороды (дихлорэтан, четыреххлористый углерод).

Хлороформ - бесцветная прозрачная жидкость с резким характерным запахом, сладковатым, жгучим вкусом. Используется в химической промышленности для производства пластмасс и исскуственного шелка, в фармацевтической промышленности при получении антибиотиков, гормонов, витаминов. При воздействии паров хлороформа у пострадавших проявляются симптомы наркотического опьянения. При приеме внутрь летальная доза колеблется от 10 до 200 мл. При смертельных отравлениях уровень концентрации в крови варьирует от 30 до 95 мг/мл.

Дихлорэтан - бесцветная, маслянистая жидкость, Т_кип 83,5°C, нерастворимая в воде, хорошо растворимая в спирте, органических растворителях. В настоящее время из-за высокой токсичности дихлорэтан запрещен. Тем не менее, в год в г. Москве ежегодно отмечается от 2 до 9 случаев отравлений этим соединением. Отравления могут наступать при любом попадании в организм человека - перорально, игаляционно, через кожу. Смертельная доза перорально - 30-40 мл. Вдыхание паров дихлорэтана с концентрацией в воздухе 1.25-2.75 мг/л - уже опасна для жизни. По своему токсическому действию дихлорэтан относят к наркотикам - вызывает резкие дистрофические изменения в печени, почках - до токсического гепатита. Смерть наступает обычно от сердечно-сосудистой недостаточности. Для судебно-химического исследования направляются: желудок с содержимым, сальник, печень, почка, головной мозг, кровь. В связи с высокой липофильностью дихлорэтан депонируется в сальнике. При лабораторной диагностике дихлорэтан определяют в биологических средах: крови, моче, перитонеальной жидкости.

Четыреххлористый углерод - бесцветная, тяжелая жидкость, напоминающая по запаху хлороформ. Применяется как растворитель лаков, смол, для экстракции жиров, чистки спецодежды, заправки огнетушителей и т.д. Тяжелые отравления наступают при пероральном пути поступления в организм - от 2-4 мл до 15-20 мл СС1₄ . Отмечались смертельные ингаляционные отравления при концентрации четыреххлористого углерода в воздухе - 50 мг/л. По действию на организм СС1₄ является наркотиком, но слабее, чем хлороформ и ДХЭ. Поражает печень, почки. Для судебно-химического исследования направляется тот же набор объектов, как на дихлорэтан.

Ароматические углеводороды (бензол).

Бензол - бесцветная жидкость с характерным запахом. Применяется как растворитель, в производстве пластмасс, синтетического каучука, взрывчатых веществ. Смертельная доза перорально - 50-70 мл бензола. Опасны ингаляционные хронические отравления. Так, при концентрации в воздухе 5 мг/л через 5 часов наступает потеря сознания и смерть. По общему характеру действия на организм при острых отравлениях бензол относится к наркотически-судорожным ядам - поражает в первую очередь головной и костный мозг. При хроническом ингаляционном отравлении бензол типичный кровяной яд. Для судебно-химического исследования направляются - головной мозг, печень, жировая ткань сальника, желудок с содержимым, почка, кровь.

Ацетон.

Ацетон - бесцветная жидкость с резким запахом, горючая. Судебно-медицинское значение имеет пероральный путь поступления ацетона в организм. Смертельная доза - 60 - 75 мл ацетона. По общему характеру токсического действия ацетон является наркотиком, поражающим многие отделы центральной нервной системы. Ацетон очень медленно выводится из организма, вследствие этого токсический эффект усиливается. Для судебно-химического исследования направляются кровь, моча, желудок с содержимым, мозг, легкие, печень, селезенка.

Этиленгликоль.

Этиленгликоль - двухатомный спирт, бесцветная, сиропообразная, сладковатая жидкость, без запаха. Т_кип - 197,4 °C. Хорошо растворяется в спирте, воде, ацетоне, плохо - в эфире и жирах. Этиленгликоль и его производные (целлозольфы, карбитолы) используются в качестве антифризов, тормозных и технических жидкостей. Вследствие доступности в быту возможны тяжелые отравления этиленгликолем, антифризами, тормозными жидкостями, растворителями. Обычно эти жидкости принимают в внутрь вместо алкогольных напитков. Примерно половина пострадавших в момент приема знали, что пьют техническую жидкость, так как существует ошибочное мнение, что они изготовлены на основе спирта. Смертельная доза этиленгликоля от 25- 30 до 100-150 мл. По характеру действия его относят к нервно-сосудистым и протоплазматическим ядам. В организме этиленгликоль окисляется в гликолевый альдегид, гликолевую кислоту, а затем в щавелевую кислоту, которая в виде оксалата кальция поражает в первую очередь печень и почки. Умирают от острой почечно- печеночной недостаточности, токсической дистрофии печени. На судебно-химическое исследование поступают печень, почка, мозг, желудок с содержимым, моча, остатки жидкости. При длительном лечении (более 5-6 суток) и смерти этиленгликоль может быть обнаружен только в виде оксалата кальция.

Этиловый спирт.

Этиловый спирт - бесцветная, летучая жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом, смешивается с водой и органическими растворителями, Относится к группе ядовитых наркотических веществ. Острые отравления этиловым спиртом стоят на первом месте среди смертельных отравлений - около 60%, особую опасность представляют крепкие напитки кустарного изготовления - из-за большого содержания сивушных масел - более 1.5%, присутствия других вредных примесей. Смертельной дозой считается 6-8 мл чистого этанола на 1 кг массы тела человека. Для судебно-химического исследования направляются кровь, моча от трупа, при необходимости решения вопроса о времени последнего приема - желудок с содержимым. При отсутствии крови ( от трупов с обширными травмами или гнилостно- измененных) на исследование поступает мышца, а вместо мочи - почка. При наркологической экспертизе на степень опьянения живых лиц - исследуется моча.

Метанол. Метиловый спирт - карбинол, древесный спирт - бесцветная, прозрачная жидкость, по запаху и вкусу и внешнему виду не отличается от этилового спирта. Тяжелые отравления обычно случаются при приеме внутрь, возможны отравления при вдыхании паров. Токсическая доза - 7-8 мл, смертельная - 30-100 мл. Метанол окисляется в организме значительно медленнее этанола (в 5-10 раз), поэтому своевременное введение этанола позволяет снизить интоксикацию метанолом. Это необходимо учитывать при судебно-химической экспертизе отравления метанолом. Продукт окисления метанола - формальдегид и муравьиная кислота - эти сильно ядовитые вещества усиливают токсический эффект метанола. Характерным признаком при отравлении метанолом является поражение сетчатки и зрительного нерва глаз. Вследствие накопления муравьиной кислоты и других кислот - наступает тяжелейший ацидоз. На судебно-химическое исследование направляются такие же объекты, что и в случае этанола.

2. Токсическое действие и клиническая картина острых отравлений минеральными кислотами.

Минеральные кислоты имеют очень широкое применение в различных областях промышленности и в быту. Встречаются, как случайные, так и умышленные отравления.

Смертельной дозой при приемах внутрь являются:

Для H₂S0₄- 5 мл

Для HN0₃ - 8 мл

Для HCI около 15 мл

Для N0 ^3- 5 - 9 г

Отравления минеральными кислотами относятся к производственным отравлениям и чаще всего связаны с несоблюдением техники безопасности. Однако известны криминальные случаи обливания кислотами, что приводит к судебно-химическому исследованию одежды, белья и пятен на них. Типичная схема судебно-химического исследования при подозрении на отравления кислотами включает множество стадий пробоподготовки, которая занимает более 2 суток. Непосредственно химический анализ с учетом применяемых методик и классических химических методов исследования отличается большой трудоемкостью, низкой селективностью и специфичностью. А в случаях перехода свободных кислот в их соли, обнаружение вообще делается невозможным, т.к. последние являются составными частями организма.

Симптомы при отравлении. При вдыхании паров крепких кислот возникает раздражение и ожог глаз, слизистых оболочек носоглотки, гортани, носовые кровотечения, боль в горле, охриплость голоса из-за спазма голосовой щели. Особенно опасны отеки гортани и легких.

При попадании кислот на кожу возникают химические ожоги, глубина и тяжесть которых определяются концентрацией кислоты и площадью ожога. При поступлении кислоты внутрь поражается пищеварительный тракт: резчайшие боли " полости рта, по ходу пищевода и желудка. Повторная рвота с примесью крови, пищеводно-желудочные кровотечения. Значительная саливация (обильное слюнотечение), приводящая к механической асфиксии (удушью) в связи с болезненностью акта откашливания и отеком гортани. Моча приобретает окраску от розовой до темно-коричневой. Печень увеличена и болезненна при пальпации. Коррозивное действие минеральных кислот выражено сильнее, чем у уксусной кислоты. При глубоких ожогах в 1 - 2% случаев происходит острая перфорация стенки желудка с последующим развитием перитонита. Патоморфологические особенности заключаются в более выраженных деструктивных изменениях стенок ЖКТ и отсутствии гемоглобинурийного нефроза.

3. Токсикокинетика группы алифатических спиртов.

Члены гомологического ряда алифатических спиртов имеют общую формулу С_nН_2n+1ОН.

R-OH, где R -- углеводородный радикал R=С_nН_2n+1

Алифатические спирты имеют более выраженное токсическое действие, чем их изомеры с разветвленной цепью атомов. Подтверждением этому является более высокая токсичность пропилового и бутилового спиртов, чем их изомеров (изопропилового и изобутилового спиртов).

Спирты, включенные в обязательный круг судебно-химического исследования при проведении общего анализа: метанол, этанол, пропанол, бутанол, амиловый. Токсикологическое значение спиртов связано с их широким применением в народном хозяйстве и в быту.

Токсическое действие связано с их влиянием на ЦНС. Все спирты являются ядами ЦНС, так как обладают наркотическим действием и ослабляют процессы возбуждения.

Токсикокинетика.

Всасывание (резорбция). В организм спирты попадают через желудочно-кишечный тракт и легкие. Всасывание начинается быстро, уже во рту и пищеводе, но основная масса спирта всасывается в желудке или кишечнике. Механизм всасывания спирта - простая диффузия, молекулы его транспортируются в кровь в неизмененном виде. Скорость всасывания зависит от концентрации и количества принятого спирта, от степени и характера наполнения желудка и кишечника. При приеме натощак максимальная концентрация этанола в крови наблюдается через 40-80 мин ( в среднем около 1 часа), при полном желудке - через 1,5-2,5 часа.

Транспорт (распределение). Через кровь этанол распространяется по органам и тканям, обильно снабжаемым кровью, и концентрируется в тканях пропорционально содержанию в них воды. Наибольшее количество спирта содержатся в биологических жидкостях (кровь, моча, спинномозговая жидкость) и головном мозге. Несколько меньше его в тканях, мышцах, и минимальное количество - в жировой ткани. Небольшие количества этилового спирта могут присутствовать в биоматериале вследствие естественных процессов при гниении крови и других органов трупа.

Метаболизм (биотрансформация). После всасывания спирты подвергаются в организме процессам биотрансформации в основном через окисление до соответствующих альдегидов и кислот, конечными продуктами превращения которых являются СО₂ и Н₂О.

Объекты исследования и пробоподготовка.Наиболее важными объектами для судебно-химической экспертизы служат кровь и моча, реже ткани мозга, легких, печени, почек, редко - глубокие мышцы бедра. Желудок не может быть взят в качестве объекта исследования, так как возможно образование спирта естественным путем при брожении углеводов или при гнилостных процессах его содержимого.

4. Спекрофотометрия в анализе СО: сущность, особенности, достоинства, недостатки метода.

Спектрофотометрия - метод анализа, основанный на измерении спектров поглощения в оптической области электромагнитного излучения, обусловленного электронными переходами:.Различные электронные переходы в молекулах веществ требуют неодинаковой энергии, а поэтому полосы поглощения располагаются при разных длинах волн Спектрофотометрию широко применяют для исследования органических и неорганических веществ, для качественного и количественного анализа различных объектов (в частности, природных), для контроля технологических процессов. Для измерения спектров используют спектральные приборы - спектрофотометры, основные части которого: источник излучения, диспергирующий элемент, кювета с исследуемым веществом, регистрирующее устройство. В качестве источников излучения применяют дейтериевую (или водородную) лампу (в УФ области) и вольфрамовую лампу накаливания или галогенную лампу (в видимой и ближней ИК областях). Приемниками излучения служат фотоэлектронные умножители (ФЭУ) и фотоэлементы (фоторезисторы на основе PbS). Диспергирующими элементами прибора являются призменный монохроматор или монохроматор с дифракционными решетками. Спектр получают в графической форме, а в приборах со встроенной мини-ЭВМ - в графической и цифровой формах. В основе метода лежит закон Бугера-Ламберта-Бера: I=I₀*e^-kcl, где I₀ - интенсивность резонансного излучения,I - интенсивность излучения, прошедшего сквозь поглощающий слой,k - коэффициент поглощения света,c - концентрация поглощаемого компонента,l - толщина поглощающего слоя.

При предположении на отравление угарным газом количественное определение карбоксигемоглобина в крови проводят спектрофотометрическим методом.

Если труп находился в атмосфере угарного газа, он мог проникнуть в него через кожу. Поэтому кровь из трупа для исследования на угарный газ необходимо брать из различных областей тела и в условиях, исключающих возможность соприкосновения ее с воздухом. Не обнаружение в крови карбоксигемоглобина не исключает отравление окисью углерода, так как при наступлении смерти через длительное время после отравления окисью углерода может выделиться из организма через легкие. Спектрофотометрическое определение: Кровь в количестве 0,1 мл растворяют в 10 мл аммиака, наливают в кювету и измеряют оптическую плотность (D) при длинах волн 578 и 564 нм. Содержание карбоксигемоглобина в крови рассчитывают по формуле:

%СОНb = (1,70- D578/D564):(1,70 -0,75) 100.

При содержании карбоксигемоглобина до 30% точность метода составляет около 1,5% а при содержании его в крови до 50%, точность до 5%. Проведение анализа требует 3-5 мин.

Спектрофотометрические методы, позволяют решать широкий круг задач:

-проводить количественное определение веществ в широком интервал длин волн (185-1100 нм);

- осуществлять количественный анализ многокомпонентных систем (одновременное определение нескольких веществ);

- определять состав и константы устойчивости светопоглощающих комплексных соединений;

-определять фотометрические характеристики светопоглощающих соединений.

Недостатки:

-трудоемкость пробоподготовки;

-невозможность многоэлементного анализа;

-рутинность и длительность.

5. ГЖХ в анализе "летучих ядов ": возможности, особенности, достоинства метода; способы количественного определения, интерпретация результатов.

Газо-жидкостная хроматография (ГЖХ) - один из двух видов газовой хроматографии. ГЖХ - это метод разделения, в котором подвижной фазой является газ-носитель, а неподвижной фазой, помещенной в колонку, является жидкость, нанесенная на твердый инертный носитель.

Оборудование метода состоит из системы подачи газа-носителя и хроматографа: устройства ввода пробы (дозатор, испаритель), хроматографической колонки, детектора и регистрирующего устройства.

Разделение происходит вследствие частого перехода молекул отдельных компонентов смеси между двумя фазами, из которых одна является неподвижной фазой с развитой поверхностью, а вторая фаза (подвижная) перемещается относительно нее. Благодаря различному распределению разделяемых веществ между неподвижной и подвижной фазами они испытывают разное замедление в своем движении вдоль колонки. Анализ проводят при постоянной температуре или в соответствии с заданной температурной программой. Детектор должен обеспечить определение тех количеств анализируемых веществ, которые элюируются из колонки. Обычно детектирование основано на эффектах ионизации в пламени (пламенно-ионизационный детектор), теплопроводности (катарометр), термоионном эффекте или на эффекте захвата электронов. Идентификацию проводят, используя параметры удерживания: время удерживания или относительное время удерживания (соотношение времен удерживания анализируемого и стандартного веществ). Обычны способы идентификации, которые состоят в сравнении: параметра удерживания анализируемого вещества в испытуемой пробе и пробе сравнения; хроматограммы испытуемой пробы с хроматограммой пробы сравнения.

Количественное определение проводят двумя способами: абсолютной калибровки и методом внутреннего стандарта.

Абсолютная калибровка. Испытуемую пробу и пробу сравнения попеременно хроматографируют, получая не менее 5 хроматограмм. Рассчитывают средние значения площадей или высот пиков анализируемого вещества. По полученным средним значениям рассчитывают концентрацию анализируемого вещества в испытуемой пробе.

Метод внутреннего стандарта. Для каждой хроматограммы сначала рассчитывают отношение площади или высоты пика анализируемого вещества к площади или высоте пика внутреннего стандарта. Полученные отношения усредняют для испытуемой пробы и пробы сравнения и по найденным средним значениям определяют концентрацию анализируемого вещества в испытуемой пробе.

В методике, основанной на методе ГЖХ, рекомендуется указывать следующие условия анализа: размеры хроматографической колонки и материал, из которого она изготовлена; тип неподвижной фазы и ее количество на носителе в % к массе носителя; тип твердого носителя и размер его частиц; температуру хроматографической колонки, испарителя и детектора; газ-носитель и его расход; тип детектора; объем пробы.

Для количественного определения необходимо выполнение следующих условий

- инертность твердого носителя по отношению к определяемому веществу;

- симметричный хроматографический пик определяемого вещества с профилем, отвечающим гауссовской кривой распределения;

- постоянство условий ГЖХ-анализа;

- линейность показаний детектора в зависимости от дозированного количества определяемого вещества.

В стандартных методиках ГЖХ - анализа органических веществ обычно используют следующие условия:

- хроматографическую колонку из нержавеющей стали или меди, алюминия, стекла, кварца, политетрафторэтилена длиной от 1 до 3 м и внутренним диаметром от 3 до 8 мм;

- оптимальную для данной методики неподвижную фазу (5 -15) %;

- твердый носитель с размером частиц 0,15 -0,50 мм;

- газ-носитель: азот или гелий, аргон;

- детектор: ПИД или катарометр;

- объем пробы: 0,005 -0,1 мл (жидкая проба), 0,5-20 мл (газообразная проба).

Неподвижную фазу выбирают, руководствуясь следующими основными требованиями к ней:

1) селективность;

2) химическая стабильность в условиях анализа;

3) доступность.

Методы реакционной ГЖХ - все методы, использующие доколоночные химические реакции исследуемых компонентов с последующим ГЖХ - анализом продуктов превращения. Соответствующие реакции должны протекать быстро (менее 10 мин), количественно (без образования побочных продуктов), а продукты превращений должны легко выделяться из реакционной смеси и быть полностью пригодными для анализа. Например, такой продукт может иметь значительно более высокое давление пара по сравнению с исходным веществом.

Все токсические вещества, которые относят к летучим ядам, включая элементоорганические (например, ТЭС), а также их смеси можно анализировать методом ГЖХ. Выбор метода ГЖХ, а также конкретных условий ГЖХ - анализа определяется двумя факторами: составом анализируемого объекта; поставленной аналитической задачей.

Анализ водных растворов органических веществ и, в частности, водных растворов летучих ядов (биологические жидкости, дистилляты) вызывает серьезные трудности, т.к. вода из-за своего дипольного характера и связанных с этим адсорбционных эффектов по отношению к твердому носителю очень медленно выходит из хроматографической колонки. В результате пики воды характеризуются сильным образованием «хвостов» (рис), которые полностью или частично перекрывают пики растворенных веществ. Кроме того, при использовании катарометра и газа-носителя - азота пик воды и пики других веществ записываются по разные стороны. Проблему анализа водных растворов снимают методы реакционной ГЖХ.

3. Упражнения к контрольной работе

1. В токсикологическое отделение больницы службой «Скорой помощи» доставлен больной в состоянии комы. В больнице проводились реанимационные мероприятия и интенсивное лечение пострадавшего с учётом данных клинико-токсикологического анализа крови.

Однако через сутки больной скончался. При судебно-химическом исследовании обнаружено: в крови 2,5% этанола, в моче 0,3% метанола, 1,0% этанола.

Какое вещество вызвало отравление? Объясните представленные выше результаты судебно-химического исследования крови и мочи.

Предложите схему химико-токсикологического анализа внутренних органов трупа.

Напишите схемы химических реакций, лежащих в основе химического метода анализа на обнаруженный токсикант.

Решение.

По результатам судебно-химического исследования отравление вызвал этанол, т. к. содержание в крови и в моче превышают нормальные значения. При оценке количественного определения этилового спирта в крови необходимо учитывать, что этот спирт может образовываться при гнилостном разложении трупов. Но в отличие крови в моче трупов образование этилового спирта не происходит. Содержание этанола равно 2,5% в крови и 1,0% в моче, следовательно можно сделать вывод, что произошло тяжелое отравление.

Схема ХТА:

При исследовании органов трупов (желудок с содержимым, печень, почки и др.) на наличие этилового спирта его отгоняют с водяным паром. Исследуемый объект, после того как произведен наружный осмотр его, отмечены внешний вид и запах, а также проверена реакция среды по универсальному индикатору, смешивают с дистиллированной водой до густоты кашицы и помещают в круглодонную колбу, заполняя последнюю не более чем на 1/3 ее объема. Колбу с объектом закрепляют в штативе, предварительно обернув полоской бумаги ее горло, глубоко погружают в холодную водяную баню и закрывают пробкой так, чтобы конец стеклянной трубки, вводящей пар, доходил почти до дна колбы. Когда прибор подготовлен (все части его, за исключением парообразователя, соединены), парообразователь нагревают, доводя воду почти до кипения. Затем объект подкисляют виннокаменной или щавелевой кислотой по лакмусу до рН=2,0-2,5 и быстро закрывают пробкой. После этого парообразователь присоединяют к колбе с объектом и продолжают нагревать сначала парообразователь, а затем и водяную баню, в которой находится колба с объектом исследования. Дистилляция производится по возможности медленно, так, чтобы можно было считать капли в приемнике. Это до-стигается регулированием пламени горелок.

1-парообразователь, 2-колба с объектом исследования, 3-баня водяная, 4-холодильник шариковый, 5-приемник дистиллята.

Первую порцию дистиллята собирают в количестве 3 мл в 2 мл 5% раствора едкой щелочи, для чего конец форштосса вводят в приемник таким образом, чтобы он был погружен в щелочь, находящуюся в нем. Второй и третий дистилляты собирают в приемники без едкой щелочи в количестве 25 мл каждый. По окончании перегонки весь первый дистиллят исследуют па наличие синильной кислоты, остальные дистилляты на другие токсикологически важные вещества. В процессе исследования дистилляты хранят в закрытых пробками колбах.

Для обнаружения этилового спирта в крови и моче применяют метод газожидкостной хроматографии. В практике ХТА стандартным и официально признанным методом определения спиртов является метод ГЖХ-анализа, основанный на дериватизации путем перевода их в более летучие соединения - алкилнитриты. Спирты непосредственно в исследуемом объекте (крови, моче) обрабатывают нитритом натрия в среде трихлоруксусной кислоты. Трихлоруксусная кислота осаждает белки крови , создает условия для образования эфиров (алкилнитритов). Условия анализа: газовый хроматограф ЛХМ-8МД; газ-носитель - гелий; твердый носитель - целит С-22; неподвижная фаза - полиэтиленгликоль-1500; детектор - катарометр или пламенно-ионизационный детектор (ПИД).

Схемы химических реакций

1)Реакция образования йодоформа. При нагревании этилового спирта с раствором йода и щелочью образуется йодоформ CHJ_3, имеющий специфический запах:

При относительно больших количествах этилового спирта в пробе образуются кристаллы йодоформа, имеющие форму шестиугольников.

2)Реакции этерификации.

а) Реакция образования уксусно-этилового эфира. Этиловый спирт с ацетатом натрия в присутствии серной кислоты образует уксусно-этиловый эфир, имеющий характерный запах:

 б) Реакция образования этилбензоата. При взаимодействии этилового спирта с бензоилхлоридом (хлористым бензоилом) образуется этилбензоат, имеющий характерный запах:

Распознаванию запаха этилбензоата мешает избыток бензоилхлорида, имеющий неприятный запах. Поэтому для разложения избытка бензоилхлорида прибавляют раствор щелочи:

3)Реакция образования ацетальдегида. Этиловый спирт окисляется дихроматом калия, перманганатом калия и другими окислителями до ацетальдегида: