Химико-токсикологический анализ

Размещено на http://www.allbest.ru/

КУРСОВАЯ РАБОТА

на тему: «Химико-токсикологический анализ»

Содержание

1. Правила отбора, направления и приема объектов на судебно - химическую экспертизу

2. Подготовка биологических объектов к анализу

3. Дифференциальная спектрофотометрия - метод количественного определения барбитуратов в биоизвлечениях. Достоинства метода

4. Синильная кислота: формула, свойства, токсичность, метаболизм. Особенности изолирования из биообъектов. Химические реакции обнаружения синильной кислоты в дистилляте

5. Истинные и ложные суррогаты алкоголя. Токсичность

6. Токсичность ароматических углеводородов (бензол, толуол). Бензол

7. Минеральные кислоты. Токсичность. Способы изолирования серной, соляной, азотной кислот из биоматериала. Реакции обнаружения в диализате, способы количественного определения

8. Серная кислота

9. Частный способ изолирования ртути из биоматериала - деструкция. Этапы деструкции, достоинства и недостатки

10. Токсичность соединений бария. Методы выделения из биологического материала. Реакции обнаружения после минерализации. Способы количественного определения

11. Направляются внутренние органы трупа гр. А., 50 лет

Литература

1. Правила отбора, направления и приема объектов на судебно - химическую экспертизу

Судебно-медицинской экспертизе обычно подлежат объекты биологического характера. Чаще исследуют кровь и ее следы, затем -- следы спермы, волосы, значительно реже -- другие объекты: частички тканей и органов, следы слюны, мочи и других выделений человека.

Судебно-медицинская экспертиза вещественных доказательств производится в судебно-биологических отделениях судебно-медицинских лабораторий экспертами, прошедшими специальную подготовку. Сложные и повторные экспертизы проводятся в Российском центре судебно-медицинской экспертизы (Москва).

Сроки выполнения судебно-биологических экспертиз, их качество и достоверность экспертных выводов зависят не только от квалификации судебно-медицинского эксперта биолога, но и от следователя, назначившего судебную экспертизу. В связи с этим представляется, что будущий юрист обязан современные возможности судебной биологии, которые постоянно расширяются, благодаря открытию и внедрению новых методик и совершенствованию традиционных методов исследования.

Однако возможности судебно-биологической экспертизы вещественных доказательств не всегда могут быть реализованы по целому ряду причин, которые зачастую зависят и от работников следствия. Это относится как к изъятию и упаковке самих вещественных доказательств, рациональном их отборе для исследования, изъятию образцов для сравнительного исследования, а также учету негативных факторов при подготовке и проведении экспертиз.

Следы крови играют важную роль в расследовании преступлений. Их ищут на одежде преступника, его жертвы, на разнообразных предметах в месте совершения преступления или обнаружения трупа, на оружии и предметах, которыми наносились повреждения. Свежие следы крови имеют ярко-красный цвет. Со временем оксигемоглобин крови переходит в метгемоглобин, при этом пятна темнеют и становятся буро-коричневыми. Старые пятна крови нередко приобретают серый цвет, а при гниении -- зеленоватый оттенок вследствие образования сульфмет гемоглобина.

Труднее найти пятна крови на предметах темной окраски, покрытых грязью или ржавчиной, а также в скрытых местах: в щелях пола, мебели, под паркетом и плинтусами, в швах, карманах, складках одежды, краях рукавов, на подкладке. У подозреваемого в преступлении следует внимательно осмотреть руки, изъять содержимое из-под ногтей. При выявлении следов, подозрительных на кровь, рекомендуют пользоваться лупой при естественном или ярком искусственном освещении. Иногда пятна крови лучше заметны при боковом освещении.

Отыскание следов крови облегчается применением предварительных проб на кровь, например, реакции с 3% раствором перекиси водорода. В присутствии крови и других объектов, содержащих ферменты каталазу и пероксидазу, перекись водорода вспенивается за счет быстрого разложения на кислород и воду с выделением пузырьков кислорода.

Кроме реакции с перекисью водорода, было предложено еще много других проб, но наибольшее распространение получила бензидиновая проба. На очень небольшую вырезку или соскоб из подозрительного пятна наносят каплю насыщенного подкисленного раствора бензидина и каплю перекиси водорода. При разложении перекиси водорода выделяющийся кислород окисляет бензидин, который окрашивает объект в синий цвет. Нельзя наносить реактивы непосредственно на подозрительные пятна.

Некоторое распространение получила другая разновидность пробы на пероксидазные свойства крови и других веществ -- реакция хемилюминесценции люминола. Люминол при окислении в щелочной среде дает интенсивное светло-голубое свечение продолжительностью 30--45 секунд. Окислителем в реакции является кислород, выделяющийся при разложении перекиси водорода. Проба с люминолом эффектна и проста, но может быть проведена только в затемненных помещениях.

Все предварительные пробы на кровь неспецифичны, они дают положительную реакцию и с другими веществами, содержащими каталазу и пероксидазу, например, с соками растений, фруктов, дрожжами, хреном. Поэтому положительный результат этих проб позволяет лишь подозревать наличие крови в пятне, но не утверждать этого. Проба с перекисью водорода малочувствительна, она нередко дает отрицательный результат со старыми пятнами крови. Пробы с бензидином и люминолом весьма чувствительны, они могут дать отрицательный результат с кровью только при глубоком ее разрушении. Все же отрицательный результат предварительных проб не дает права отказываться от последующего исследования в лаборатории пятен, подозрительных на кровь.

Для обнаружения таких пятен можно использовать также фильтрованные ультрафиолетовые лучи. Под их воздействием следы крови не флюоресцируют и выглядят темными бархатистыми пятнами на фоне всегда в какой-то степени флюоресцирующей окружающей ткани. На месте происшествия исследование следов в ультрафиолетовых лучах обычно не производят.

Следы крови, выделений и другие биологические объекты становятся вещественными доказательствами по делу после того, как они будут найдены, зафиксированы в соответствующих документах, правильно изъяты, направлены на экспертизу и должным образом исследованы. Перед изъятием вещественные доказательства тщательно осматривают, фотографируют, делают схематические зарисовки. Подробное описание их вносят в протокол осмотра или освидетельствования. Указывают, где обнаружен предмет, его наименование с обозначением материала, формы, размеров, цвета и других особенностей; точную локализацию подозрительных следов, их характер, цвет, форму, размеры, особенности краев, степень пропитывания и уплотнения материала, наличие на поверхности корочек, наслоений и т. д.

Если имеется возможность, то лучше направить предмет с подозрительными следами на исследование целиком (одежда, белье, оружие и т. д.). Осмотр этих объектов в лаборатории может выявить следы, не замеченные ранее. Кроме того, на целом предмете лучше решать вопросы о механизме образования следов. При невозможности доставить в лабораторию громоздкий предмет, направляют его часть со следами, подлежащими исследованию, и обязательно соседние части, свободные от следов, для контрольных исследований. Когда нет возможности изъять даже часть предмета, то прибегают к соскобу или смыву. При этом обязательно делают соскоб или смыв с соседнего с пятном участка для контрольных исследований. Соскоб пятна делают скальпелем или острым ножом, как можно меньше соскабливая материал предмета-носителя пятна.

Смыв делают небольшим кусочком влажной чистой стираной марли или бязи, после чего его высушивают при комнатной температуре, без доступа прямых солнечных лучей. Часть чистой ткани от того же куска направляют в лабораторию для контрольных исследований.

При изъятии следов крови, спермы и других выделений, обнаруженных на земле, следует послать в лабораторию также частицы земли из соседнего с пятном участка. При обнаружении следов крови на снегу, их и примерно равное количество чистого снега из соседнего участка помещают на две тарелки, на дно которых положена чистая марля в 4 слоя. После таяния снега при комнатной температуре марлю высушивают досуха при той же температуре и отправляют на экспертизу.

Все предметы, направляемые в лабораторию, следует пересылать в сухом состоянии!

При необходимости их высушивают при комнатной температуре, так как на влажных вещах кровь и выделения быстро загнивают, что усложняет или даже делает невозможным проведение судебно-медицинской экспертизы.

Вещественные доказательства упаковывают так, чтобы следы не были повреждены при транспортировке. Особенно бережно следует сохранять следы крови в виде корочек на не впитывающих предметах. На мягких предметах такие следы закрывают чистым листом белой бумаги или ткани, который приметывают к предмету нитками. Твердые предметы прикрепляют к жесткой таре так, чтобы следы не соприкасались со стенками тары. Внешняя обертка упаковки должна быть опечатана сургучной печатью следователя так, чтобы содержимое нельзя было вынуть, не повредив печати и упаковки. биологический объект химическая экспертиза алкоголь

Вещественные доказательства доставляют в лабораторию сам следователь, нарочный или почтой.

Одновременно направляют следующие документы:

1) сопроводительное отношение, в котором указывается, кому, что и для какой цели направляется;

2) постановление следователя о назначении судебно-медицинской экспертизы, в котором излагают обстоятельства дела, перечисляют предметы, направляемые на исследование, и ставят вопросы, подлежащие решению;

3) протокол осмотра места происшествия или протокол осмотра вещественных доказательств.

Неоправданно большое количество вещественных доказательств, направляемых на экспертизу, оказывает значительное влияние на удлинение сроков их исполнения, а в целом ряде случаев (чаще из-за дефицита реагентов) не позволяет в полном объеме изучить все следы на этой массе предметов.

Безусловно, не всегда следователь может отказаться от направления на исследование каких-либо предметов. Однако практика работы судебно-биологических отделений бюро судебно-медицинских экспертиз показывает, что зачастую следователями направляются вещественные доказательства, которые никакого влияния на результаты экспертизы не оказывают, ибо эти вещи были сняты с одного человека и следы на них просто дублируют друг друга. Например, нецелесообразно направлять на экспертизу все вещи, снятые с трупа. Если предполагается, что убийству предшествовала драка, то для отыскания несвойственной погибшему крови достаточно направить в отделение только его верхнюю одежду. Если на предметах одежды обвиняемого будет найдена кровь, сходная по групповым свойствам с кровью погибшего или наоборот, то вряд ли есть необходимость далее изучать такой объект, как волосы, обнаруженные в руке убитого. Дело в том, что изучение волос - достаточно длительный и в то же время субъективный процесс, который значительно удлинит сроки производства экспертизы и в большинстве случаев не внесет никаких новых данных для следователя. Как свидетельствует практический опыт, чаще всего в руках погибших обнаруживаются им же принадлежащие волосы.

Наиболее рационально осуществлять осмотр и отбор направляемых на экспертизу предметов вместе с судебно-медицинским экспертом биологом - это будет способствовать сокращению сроков проведения экспертиз и возможности расширения круга исследований.

2. Подготовка биологических объектов к анализу

При исследовании биологического материала на наличие «металлических ядов» анализу подвергают органы трупов (печень, почки, желудок с содержимым и др.), биологические жидкости (кровь, моча), пищевые продукты и другие объекты.

Количество исследуемого материала, необходимое для каждого анализа, зависит от общей массы объекта, поступившего на исследование, и от обстоятельств дела. Если из материалов дела известно, что умерший после отравления «металлическими ядами» еще жил долгое время, в течение которого вещество, вызвавшее отравление, хотя бы частично могло выделиться из организма, а также при наличии данных о том, что умершим была принята небольшая доза яда, то на исследование по возможности берут большее количество биологического материала. При отсутствии таких данных на исследование берут пробы по 100 г биологического материала.

Каждую пробу биологического материала минерализуют раздельно, не допуская смешивания этих проб. Если на химико-токсикологический анализ поступили относительно большие навески органов трупов или пищевых продуктов, то на исследование можно брать несколько порций каждого объекта (массой по 100 г) и каждую порцию разрушать отдельно. Затем соединять минерализаты, полученные из одного и того же объекта.

Если же на анализ поступают малые количества объектов, то для исследования на наличие «металлических ядов» может быть использован биологический материал, из которого ранее были отогнаны летучие яды с водяным паром. Такой биологический материал содержит большое количество воды, мешающей минерализации. При наличии большого количества воды в объекте трудно создать соответствующую концентрацию кислот-окислителей, необходимых для минерализации. Поэтому перед минерализацией из объектов удаляют основную массу воды упариванием на водяной бане. Так же поступают и с другими объектами (моча), богатыми водой. Их упаривают до небольшого объема, а затем проводят минерализацию находящихся в них органических веществ.

На исследование могут поступать органы трупов, консервированные этиловым спиртом. При минерализациибиологического материала, содержащего этиловый спирт, может произойти загорание спирта. Это обстоятельство особенно нужно учитывать при минерализации биологического материала хлорной кислотой и ее смесями с другими кислотами, а также при минерализации биологического материала хлоратом калия КClО₃ и соляной кислотой или пергидролем и серной кислотой. К биологическому материалу, консервированномуэтиловым спиртом, прибавляют раствор карбоната натрия, хорошо перемешивают и на водяной бане, нагретой не выше 50 °С, отгоняют этиловый спирт. После отгонки спирта приступают к минерализации биологического материала.

Меры предосторожности при минерализации. При любом способе минерализации из-за несоблюдения мер предосторожности возможно выбрасывание горячих кислот из колб. В результате этого могут быть поражены глаза, кожа лица и рук или повреждена одежда этими кислотами. Ввиду возможного взрыва при минерализации биологического материала хлорной кислотой, пергидролем, хлоратом калия требуется особая предосторожность. Поэтому приступать к разрушению биологического материала любым методом можно только после ознакомления со свойствами применяемых кислот.

При разрушении биологического материала по соответствующим методикам необходимо пользоваться защитными очками, предохраняющими глаза от попадания горячих кислот и осколков стекла при взрыве содержимого колб. Разрушение биологического материала необходимо производить в вытяжных шкафах с хорошей тягой.

Приступая к минерализации биологического материала, необходимо убедиться в том, что кислоты и другие, применяемые для этой цели жидкости не содержат примесей соединений металлов, имеющих токсикологическое значение.

При использовании любых методов минерализации биологического материала недостаточно чистые кислоты-окислители могут загрязнять минерализаты соединениями металлов, которые отсутствовали в исследуемых объектах и не были причиной отравления. Учитывая то, что для каждого метода разрушения биологического материала применяются большие объемы кислот, общее количество примесей металлов в минерализатах может быть значительным. Эти примеси металлов могут быть обнаружены при исследовании минерализатов с помощью соответствующих реакций и послужить основанием для ошибочного заключения о наличии «металлических ядов» в биологическом материале.

Чтобы исключить указанную ошибку при химико-токсикологическом анализе, для минерализации биологического материала необходимо применять кислоты, свободные от примесей соединений металлов, имеющих токсикологическое значение. Если степень чистоты кислот и пергидроля, применяемых для минерализации, неизвестна, то проводят «холостой» опыт. С этой целью кислоты-окислители и другие жидкости (пергидроль и др.) берут в таких количествах, в которых они применяются для минерализации биологического материала, и поступают так, как указано в соответствующих методиках разрушения органических веществ. Только при отрицательных реакциях полученных жидкостей на наличие соединений металлов, имеющих токсикологическое значение, делают вывод о пригодности соответствующих кислот для минерализации биологического материала.

3. Дифференциальная спектрофотометрия - метод количественного определения барбитуратов в биоизвлечениях. Достоинства метода

Выделение барбитуратов из биологического материала

Для выделения барбитуратов из биологического материала долгое время применялись методы, которые были разработаны для выделения алкалоидов (см. гл. V, § 9--11). В последние десятилетия для выделения барбитуратов из объектов биологического происхождения предложен ряд специальных методов, которые описаны ниже.

Изолирование барбитуратов водой, подкисленной щавелевой кислотой. Оптимальные условия изолирования барбитуратов из биологического материала водой, подкисленной щавелевой кислотой, и способ очистки полученных вытяжек разработала М. Д. Швайкова с сотрудниками. Согласно этому методу, в коническую колбу или стакан вносят 100 г тщательно измельченных органов трупов, прибавляют 200 мл воды, подкисляют насыщенным водным раствором щавелевой кислоты до рН = 2 (по универсальному индикатору) и оставляют на 2 ч при частом перемешивании. Затем содержимое колбы переносят в стакан для центрифугирования вместимостью 500 мл и центрифугируют в течение 30 мин (3000 об/мин). Центрифугат сливают с осадка и процеживают через ватный тампон. Процеженную жидкость собирают в делительную воронку и проверяют рН этой жидкости. В случае необходимости жидкость доводят до рН = 2. Содержимое делительной воронки взбалтывают с тремя порциями хлороформа (по 20, 15 и 15 мл) в течение 5 мин. Если образуется эмульсия, то ее разрушают центрифугированием.

Хлороформные вытяжки соединяют, доводят хлороформом до 50 мл и переносят в делительную воронку, в которую прибавляют 25 мл 0,1 н. раствора гидроксида натрия, и взбалтывают. Водную фазу отделяют от хлороформной вытяжки. Эту вытяжку взбалтывают с двумя порциями воды по 1,5 мл. Первую и вторую порции воды (по 1,5 мл), которыми промывали хлороформные вытяжки, присоединяют к щелочной водной фазе. Потом водную фазу подкисляют соляной кислотой до рН = 2, вносят в делительную воронку и взбалтывают с двумя новыми порциями хлороформа (по 20 мл) в течение 5 мин. Хлороформные вытяжки соединяют и доводят хлороформом до 50 мл. В этих вытяжках определяют наличие и количественное содержание барбитуратов.

Изолирование барбитуратов водой, подкисленной серной кислотой. Метод выделения барбитуратов из биологического материала, основанный на изолировании этих веществ водой, подкисленной серной кислотой, разработала В. И. Попова. Согласно этому методу, биологический материал настаивают с водой, подкисленной серной кислотой (рН = 2...3). Полученные вытяжки освобождают от примесей методом гель-хроматографии. Для этой цели используется гель сефадекса G = 25.

В стакан вносят 100 г измельченного биологического материала, прибавляют 80 мл 0,02 н. раствора серной кислоты, перемешивают и проверяют рН среды. При необходимости смесь доводят до рН = 2...3 (по универсальному индикатору) 30 %-м раствором серной кислоты. Смесь биологического материала и подкисленной воды настаивают в течение 2 ч при частом перемешивании. Затем вытяжку сливают, а биологический материал еще 2 раза настаивают с новыми порциями 0,02 н. раствора серной кислоты (по 80 мл) в течение 1 ч. Кислые водные вытяжки соединяют, процеживают через сложенную в три слоя марлю и центрифугируют в течение 25--30 мин.

Над осадочную жидкость (центрифугат) сливают с осадка и очищают от примесей методом гель-хроматографии. Этот метод обеспечивает хорошую очистку барбитуратов, выделенных из биологического материала.

После очистки вытяжек из биологического материала с помощью метода гель-хроматографии получают большие объемы элюатов, в одном миллилитре которых содержатся малые количества барбитуратов. Поэтому барбитураты, находящиеся в элюатах, подвергают экстракционному концентрированию. С этой целью объединенные кислые элюаты 3 раза взбалтывают с новыми порциями хлороформа (по 50 мл) в течение 7 мин. Хлороформные вытяжки, полученные после каждой экстракции, соединяют и на водяной бане при 70 °С отгоняют из них 120--130 мл хлороформа. Оставшуюся упаренную хлороформную вытяжку при комнатной температуре выпаривают досуха. Сухие остатки используют для идентификации и количественного определения барбитуратов при помощи соответствующих реакций и методов.

Для количественного определения барбитуратов, изолированных из биологического материала животного происхождения (кровь, моча, внутренние органы трупа), наиболее перспективным является спектрофотометрический метод.

Спектрофотометрический метод требует сравнительно высокой чистоты исследуемого вещества. Такую степень чистоты обеспечивает хроматография в тонком слое силикагеля КСК (см. стр. 59).

Спектрофотометрическое определение барбитуратов основано на способности барбитуратов к кето-энольной или амидоимидольной таутометрии: при рН 2,0 барбитурат находится в растворе в виде кетонной (неионизированной) формы, не обладающей в пределах длин волн (л) 200-300 нм специфической абсорбцией. При рН 10,0 образуется моноимидольная форма, в гетероциклическом ядре возникает двойная связь, способная к поглощению в ультрафиолетовой области спектра. Поглощение наблюдается при л = 240 нм. При рН 13,0 и выше в растворе присутствует диимидольная форма с двумя двойными связями в кольце. Максимум абсорбции наблюдается при л=255-260 нм.

Для определения барбитуратов рекомендованы: методы прямого спектрофотометрирования при рН 10,0 и л = 240 нм и два варианта дифференциального метода: при рН 10,0-рН 2,0 и л = =239 нм при исследовании внутренних органов трупа и при рН 13,0-рН 10,0 и л = 260 нм при исследованиях крови и мочи. Дифференциальные варианты спектрофотометрического определения дают более надежные результаты, так как здесь в значительной степени исключается влияние посторонних веществ, экстрагируемых хлороформом из кислого раствора вместе с барбитуратами. Для расчета содержания барбитурата пользуются калибровочным графиком или, что лучше, значениями удельного

показателя поглощения. Удельный показатель поглощения E₁^1%_CM вычисляется по формуле:

где D-оптическая плотность; ?D>=ДрН10-ДрН2 или ДрН1З- ДрН10; С - концентрация вещества в процентах; l - толшина поглощающего слоя в сантиметрах. Отсюда

В сочетании с хроматографией спектрофотометрический метод является достаточно специфичным, быстрым, чувствительным. Определяются микрограммовые количества барбитуратов.

4. Синильная кислота: формула, свойства, токсичность, метаболизм. Особенности изолирования из биообъектов. Химические реакции обнаружения синильной кислоты в дистилляте

Синильная кислота (цианистоводородная кислота) -- газ или бесцветная жидкость (г. кип. 25,6 °С, т. пл.-- 13,3 °С, плотность 0,699), имеет запах горького миндаля, легко смешивается с водой и с рядом органических растворителей. При -- 13,3 °С синильная кислота затвердевает, образуя волокнистую кристаллическую массу. Синильная кислота является слабой кислотой. Ее вытесняют из солей даже углекислота и слабые органические кислоты.

В свободном состоянии в природе синильная кислота не встречается. Она встречается в виде химических соединений, к числу которых относятся гликозиды (амигдалин, пруназин, дур-рин и др.). Амигдалин содержится в семенах горького миндаля, косточках персиков, абрикосов, слив, вишен, в листьях лавровишни и др. Этот гликозид под влиянием фермента эмульсина, а также под влиянием кислот разлагается на глюкозу, бензальдегид и синильную кислоту. Пруназин содержится в пенсильванской вишне, а дуррин -- в просе. Синильная кислота может образовываться при горении целлулоида. Следы этой кислоты содержатся в табачном дыме.

Соли синильной кислоты (цианиды) легко гидролизуются d воде. При хранении водных растворов цианидовпри доступе диоксида углерода они разлагаются:

KCN + H ₂ O + СО ₂ ---> HCN + КНСО ₃ KCN + 2H ₂ O ---> NH ₃ + НСООК

В водных растворах разлагаются не только цианиды, но и сама синильная кислота:

HCN + 2Н ₂ О ---> HCOONH ₄.

Применение. Действие на организм. Синильная кислота и ее соли применяются для синтеза ряда органических соединений, при добыче золота, для дезинфекции и дезинсекции, для борьбы с вредителями растений и т. д. Из соединений синильной кислоты, применяемых в народном хозяйстве, большое значение имеют цианиды натрия и калия.

Синильная кислота и ее соли очень ядовиты. По токсичности синильная кислота превосходит многие известные яды. Поэтому с синильной кислотой и ее солями следует обращаться очень осторожно. Следует помнить, что от прибавления сильных кислот к цианидам сразу же выделяется синильная кислота, которая может быть причиной тяжелых, а иногда и смертельных отравлений. Отравления могут давать и различные соединения синильной кислоты (хлорциан, бромциан и др.). Отмечены случаи отравления людей семенами миндаля. По данным М. Д. Швайковой (1975), смерть у взрослых может наступить при поедании 40--60 штук, а у детей-- 10--12 штук семян миндаля. При вдыхании больших концентраций синильной кислоты смерть может наступить мгновенно от остановки дыхания и сердца. Учитывая высокую токсичность синильной кислоты и ее солей, работать с ними в лаборатории можно только в вытяжном шкафу с хорошей вентиляцией.

Синильная кислота угнетает внутриклеточные железосодержащие дыхательные ферменты. При угнетении цитохромоксидазы синильной кислотой клетки организма не усваивают кислород, поступающий с кровью. В результате этого наступает клеточное кислородное голодание, несмотря на то, что кровь насыщенна кислородом. Цианиды также могут блокировать гемоглобин крови, нарушая его функции.

Синильная кислота может поступать в организм с вдыхаемым воздухом и частично через неповрежденную кожу, а цианиды -- через пищевой канал.

Метаболизм. Метаболитом синильной кислоты является тиоцианат (роданид), который образуется в организме при конъюгации цианидов с серой под влиянием фермента роданазы.

Обнаружение синильной кислоты и цианидов.

Изолирование синильной кислоты и цианидов из биологического материала производят перегонкой с водяным паром. Для этой цели собирают 3--5 мл первого дистиллята в пробирку, содержащую 2 мл 2 %-го раствора гидроксида натрия. Поскольку синильная кислота быстро разлагается в организме, исследование биологического материала на наличие этой кислоты и ее солей желательно проводить сразу же после вскрытия трупов.

При отравлении синильной кислотой и цианидами на химико-токсикологическое исследование берут желудок с содержимым, печень и почки. Ввиду быстрого разложения синильной кислоты и цианидов в тканях организма эти яды можно обнаружить в содержимом желудка и не обнаружить в паренхиматозных органах.

При заключении об отравлении синильной кислотой и цианидами (на основании результатов химико-токсикологического анализа биологического материала) следует учитывать то, что цианиды в небольших количествах (около 6 мкг %) могут быть в моче лиц, не подвергавшихся воздействию этих соединений. В моче курящих количество цианидов может быть почти в 3 раза больше, чем в крови некурящих. В крови цианиды могут образовываться и посмертно.

Для обнаружения синильной кислоты в дистиллятах применяют несколько реакций, из которых наиболее доказательной является реакция образования берлинской лазури. Другие описанные ниже реакции используют как вспомогательные, а также для обнаружения цианидов в порошках, жидкостях и в других объектах.

Реакции на синильную кислоту и ее соли выполняют под тягой.

Реакция образования берлинской лазури. От прибавления сульфата железа (II) к щелочному раствору цианидов, образуется цианид железа (II), который при взаимодействии с избытком цианидов, а затем с сульфатом или хлоридом железа (III) образует берлинскую лазурь:

При образовании берлинской лазури происходят и побочные реакции между солями железа и щелочью(образуются гидроксиды железа).

Для растворения гидроксидов железа и нейтрализации избытка щелочи прибавляют кислоту до кислойреакции. Большой избыток прибавленной кислоты может замедлить процесс образования берлинской лазури.

Выполнение реакции. К нескольким миллилитрам дистиллята, собранного в раствор щелочи, прибавляют 1--4 капли разбавленного раствора сульфата железа (II) и такой же объем разбавленного раствора хлорида железа (III). Смесь хорошо взбалтывают и нагревают на пламени газовой горелки почти до кипения, а затем охлаждают до комнатной температуры и прибавляют 10 %-й раствор соляной кислоты до слабокислой реакции на лакмус. Появление синего осадка или синей окраски указывает на наличие синильной кислоты (цианидов) в дистилляте.

Предел обнаружения: 20 мкг синильной кислоты в 1 мл раствора. Предельная концентрация 1 : 100000. При количествах синильной кислоты, превышающих 30 мкг в 1 мл, образуется синий осадок. При наличии 20--30 мкг синильной кислоты в 1 мл появляется зеленая или голубоватая окраска. При малых количествах синильной кислоты в растворах синяя окраска появляется только через 24--48 ч. При длительном отсутствии синего осадка или синей окраски к смеси прибавляют 5 %-ый раствор хлорида бария. При этом выпадает осадок сульфата бария и происходит с осаждение берлинской лазури.

Осадок берлинской лазури может быть представлен судебно-следственным органам как доказательство наличия синильной кислоты или цианидов в исследуемых объектах.

Реакция образования роданида железа.

Эта реакция основана на том, что при нагревании цианидов с раствором полисульфида аммония образуется роданид, от прибавления к которому раствора хлорида железа(Ш) появляется кроваво-красная окраска:

Выполнение реакции. К 2--3 мл исследуемого раствора прибавляют 3--5 капель 10--20 %-го раствора полисульфида аммония и смесь упаривают на водяной бане до небольшого объема. К упаренной жидкости по каплям прибавляют 8 %-й раствор соляной кислоты до кислой реакции (по лакмусу), а затем прибавляют 1 каплю 10 %-го раствора хлорида железа (III). Появление кроваво-красной окраски указывает на наличие цианидов в растворе. При взбалтывании окрашенного раствора с диэтиловым эфиром окраска переходит в эфирный слой.

Предел обнаружения: 10 мкг синильной кислоты в 1 мл.

Реакция образования бензидиновой сини. Соли меди (II) с цианидами образуют дициан (CN) ₂, при взаимодействии которого с водой выделяется кислород, окисляющий бензидин.

продуктом окислениябензидина является бензидиновая синь:

Выполнение реакции. Для выполнения этой реакции пользуются индикаторной бумагой, смоченной смесью растворов ацетата меди и бензидина.

В колбу вносят 2--3 мл исследуемого раствора, к которому прибавляют 1 мл 10 %-го раствора винной кислоты. Колбу сразу же закрывают пробкой, к которой прикреплена влажная индикаторная бумага. Затемколбу нагревают несколько минут на водяной бане. При наличии синильной кислоты или ее солей в пробе бумага синеет.

Приготовление индикаторной бумаги (см. Приложение 1, реактив 6).

Реакция с пикриновой кислотой. От прибавления пикриновой кислоты и щелочи к цианидам образуется соль изопурпуровой кислоты, имеющая красную окраску:

Выполнение реакции. К 1 мл щелочного дистиллята прибавляют 1 мл 0,5 %-го раствора пикриновой кислоты и слегка нагревают на водяной бане. При наличии цианидов раствор приобретает красную окраску. Подобную окраску с пикриновой кислотой дают и некоторые другие вещества (альдегиды, ацетон, сульфиты и др.).

Поэтому реакция с пикриновой кислотой на цианиды имеет значение только при отсутствии цианидов в дистилляте.

Обнаружение цианидов методом микродиффузии. Синильную кислоту и ее соли можно обнаружить методом микродиффузии, который основан на реакции с пиридином и барбитуровой кислотой. Способ обнаружения цианидов методом микродиффузии описан выше (см. гл. III, § 3).

5. Истинные и ложные суррогаты алкоголя. Токсичность

Суррогатами алкоголя называют различные по химическому составу и назначению жидкости, которые употребляются с целью опьянения: лечебные настойки, лекарства для наружного применения, технические жидкости, препараты бытовой химии, косметические средства, пищевые и технические спирты, самогон, одеколон.

Различают истинные и ложные заменители алкоголя.

Истинные суррогаты состоят из этилового спирта и различных технических добавок, к ним относятся медикаменты (настойка заманихи и чемерицы, растирки и пр.), парфюмерные косметические средства (одеколоны, лосьоны, эликсиры), гидролизный спирт, денатурат, клей БФ и др.

Ложные суррогаты алкоголя - это другие одноатомные и многоатомные спирты (метиловый спирт, этиленгликоль, изопропиловый спирт и др.), в основном это технические жидкости, в состав которых этиловый спирт не входит (они содержат этиленгликоль, ацетон, метиловый спирт, дихлорэтан).

При употреблении суррогатов, содержащих высшие спирты (дезодоранты, антистатики, стеклоочистители), у части больных развивается оглушение и сонливость. Синдром отмены тяжелой и длительный.

Широко распространены случаи отравления суррогатами. К примеру, метиловый спирт в процессе окисления в организме образует очень ядовитые продукты, которые и вызывают отсроченные и очень тяжелые последствия. При больших дозах смерть от отравления может произойти в течение нескольких часов от паралича дыхания и падения сердечнососудистой деятельности. При средней степени отравления сильно ухудшается зрение, вплоть до полной слепоты.

Этиленгликоль входит в состав тормозной жидкости для автомобилей. При отравлении этиленгликолем, в организме человека образуются очень токсичные продукты: гликолевая и щавелевая кислоты. В результате поражается центральная нервная система -- отмечается резкое возбуждение, судороги, а затем и потеря сознания, нарушение дыхания и деятельности сердца, развивается острая почечная недостаточность.

При попадании внутрь ацетона раздражается пищеварительный тракт и возникает длительно текущее воспаление слизистой оболочки желудка -- гастрит.

Дихлорэтан -- очень сильный яд. Только незамедлительное комплексное лечение может спасти пострадавшего. Некоторые лекарства, предназначенные для наружного употребления, содержат в своем составе анестезин, который в токсических дозах может стать причиной поражения крови. Кровь при этом теряет способность переносить кислород к органам и тканям, наступает кислородное голодание организма. Кожа и слизистые оболочки становятся синего цвета, кровь приобретает шоколадный оттенок, как при отравлении анилином или селитрой.

Еще одним суррогатом является самогон. Самогон - высокотоксичный продукт, вызывающий стойкие необратимые изменения во всем организме. Наиболее вредное действие на человеческий организм оказывает сивушное масло, которое является побочным продуктом спиртового брожения. Выделенное из спирта, оно действительно представляет собой маслянистую жидкость различного цвета (от светло-желтого до буро-красного) с резким неприятным запахом. Сивушное масло содержит различные ядовитые примеси: изопропиловый алкоголь, ацетальдегид, уксусно-этиловый эфир, пропиловый алкогольацетил, ацетил, амиловый алкоголь, изобутиловый алкоголь, пиридин, бутиловый алкоголь, масляно-этиловый эфир, фурфурол.

Самогонная водка изготовляется из различных пищевых продуктов: ржаной муки, сахара, кукурузы, ячменя, картофеля и др. При анализе самогона в каждом его виде обнаруживали высокое содержание сивушного масла. Так, в самогоне, изготовленном из ржаной муки, процент сивушного масла зависит от его крепости: при 12°- 0,30%, при 18,7°-0,32%. Самогон любой крепости, изготовленный из сахара, также содержит много сивушного масла (от 0,21 до 0,42%). Весьма высок процент его в самогонной водке, изготовленной из «хлебной» муки (до 0,63%), кукурузы (0,82%), ячменя (0,52%).

6. Токсичность ароматических углеводородов (бензол, толуол). Бензол

Промышленный бензол, который является смесью бензола и его гомологов, не следует путать с бензином; это технический растворитель, состоящий из смеси алифатических углеводородов.

Механизм действия. Бензол обычно попадает в организм через легкие и желудочно-кишечный тракт. По всей видимости, он плохо абсорбируется через кожу, если только не присутствует в чрезвычайно высоких концентрациях. Небольшое количество бензола выдыхается в неизменном виде. Бензол распределяется по всему телу и метаболизируется, в основном, в фенол, который после конъюгации выделяется с мочой. После прекращения воздействия содержание бензола в тканях быстро снижается.

По всей видимости, с биологической точки зрения поражение костного мозга и крови при хроническом отравлении может быть связано с превращением бензола в эпоксид бензола. Высказывалось предположение, что бензол окисляется до эпоксида непосредственно в клетках костного мозга, например, в эритробластах. Что касается механизма, то метаболиты бензола, скорее всего, взаимодействуют с нуклеиновыми кислотами. У людей и животных, подвергшихся воздействию бензола, отмечалось повышенное число аберраций хромосом. Любые условия, препятствующие дальнейшей метаболизации эпоксида бензола и конъюгационным реакциям, особенно заболевания печени, усиливают токсическое действие бензола. Эти факторы имеют большое значение при оценке различий в индивидуальной восприимчивости к этому токсичному соединению. Опасность пожара и взрыва. Бензол - горючая жидкость, пары который в широком диапазоне концентраций образуют с воздухом огнеопасные или взрывчатые смеси; жидкость выделяет опасные концентрации паров даже при такой низкой температуре, как . Следовательно, если не принять меры предосторожности, то при хранении транспортировке и использовании жидкости в воздухе при обычной температуре могут присутствовать огнеопасные концентрации паров. Риск становится еще более сильным в случае пролива или утечки жидкости.

Толуол и его производные

Метаболизм. Толуол попадает в организм главным образом через дыхательные пути и, в меньшей степени, через кожу. Он проникает через альвеолярный барьер при смеси кровь/воздух в соотношении от 11,2 до 15,6 в , а затем распределяется по различным тканям в количествах, зависящих от их перфузии и растворимости.

Соотношение содержания толуола в тканях и крови составляет 1:3, за исключением богатых жиром тканей, где пропорция имеет вид 80:100. Затем в микросомах печени происходит окисление боковых цепочек толуола (микросомная монооксигенация). Наиболее важным продуктом этого преобразования, которому подвергается приблизительно 68% поглощенного толуола, является гиппуровая кислота (ГК), которая выделяется почками в мочу главным образом в проксимальных канальцах. Период полувыделения из организма ГК очень короток и составляет от 1 до 2 часов. Уровень толуола в выдыхаемом воздухе имеет порядок 18 при воздействии концентрации 100 , и он очень быстро падает после прекращения воздействия. Количество оставшегося в организме толуола зависит от количества жира. У тучных людей сохраняется большее количество этого соединения.

В печени одна и та же ферментативная система окисляет толуол, стирол и бензол. Поэтому эти три вещества замедляют метаболизацию друг друга, конкурируя между собой. Так, например, если крысы получают большие дозы толуола и бензола, в их тканях и моче отмечается сокращение концентрации метаболитов бензола, и, соответственно, увеличивается содержание бензола в выдыхаемом воздухе. В случае трихлорэтилена, замедления не происходит, поскольку эти два вещества окисляются разными ферментами. Одновременное воздействия приведет к уменьшению содержания ГК и появлению трихлор - соединений в моче. Абсорбция толуола будет выше при нагрузке, чем в спокойном состоянии. При нагрузке 50 ватт концентрация в артериальной крови и в альвеолярном воздухе оказалась в два раза выше, чем в состоянии покоя.

Острое и хроническое отравление. Непосредственная токсичность толуола несколько выше, чем у бензола. При концентрации около 200 - 240 через 3 - 7 часов появляется головокружение, слабость, нарушение чувства равновесия и головные боли. Более высокие концентрации могут вызвать наркотическую кому.

Признаки хронического отравления обычно связаны с воздействием распространенных растворителей и включают в себя раздражение слизистой оболочки, эйфорию, головные боли, головокружение, тошноту, потерю аппетита и непереносимость алкоголя. Эти симптомы появляются обычно в конце дня, становятся более интенсивными к концу недели и ослабевают или исчезают совсем после выходных или праздников.

Толуол не оказывает никакого воздействия на костный мозг. В описанных в литературе случаях имелось одновременное воздействие толуола и бензола или не чистого соединения. Теория допускает, что толуол может оказывать гепатотоксическое действие, но это не было подтверждено на практике. Некоторые авторы предполагают возможность возникновения аутоиммунной болезни.

Следует упомянуть несколько случаев внезапной смерти, особенно среди детей и подростков, которые нюхали клей (они вдыхали пары, содержавшие, помимо других растворителей, толуол); смерть наступала в результате остановки сердца из-за фибрилляции желудочков и потери катехоламинов. Испытания на животных показали, что толуол тератогенен только в высоких дозах.

7. Минеральные кислоты. Токсичность. Способы изолирования серной, соляной, азотной кислот из биоматериала. Реакции обнаружения в диализате, способы количественного определения

В химико-токсикологическом анализе в последнее время нашел применение метод разрушения биологического материала смесью хлорной (НClО ₄ ), азотной и серной кислот, предложенный Кааном в 1934 г. Этим методом достигается почти полное разрушение биологического материала и в 2--3 раза сокращается время разрушения по сравнению со временем, необходимым для минерализации объектов биологического происхождения азотной и серной кислотами. После разрушения биологического материала с помощью хлорной, азотной и серной кислот получаются относительно небольшие объемы минерализатов, что повышает чувствительность этого метода.

Несмотря на указанные выше достоинства метода разрушения биологического материала смесью хлорной, азотной и серной кислот, при использовании этого метода требуется особая предосторожность ввиду взрывоопасности хлорной кислоты. Лица, приступающие к разрушению биологического материала с помощью хлорной, азотной и серной кислот, должны хорошо ознакомиться со свойствами хлорной кислоты. Сведения об этой кислоте приведены выше.

Выполнение минерализации. В колбу Кьельдаля вместимостью 500 мл вносят тщательно измельченный биологический материал, прибавляют по 25 мл концентрированной азотной и серной кислот и 35 мл 37 %-го или 42 %-го раствора хлорной кислоты. Колбу с содержимым устанавливают на асбестированную сетку и постепенно усиливают нагревание колбы. При нагревании может происходить обугливание, о чем свидетельствует почернение содержимого колбы. В этом случае в колбу по каплям прибавляют концентрированную азотную кислоту. Если и при этом будет продолжаться обугливание и над жидкостью будут появляться пары ангидрида хлорной кислоты Cl ₂ О ₇, то прекращают или ослабляют нагревание колбы. Окисление биологического материала продолжают прибавлением по каплям 35-- 45 %-го раствора азотной кислоты. Когда жидкость в колбе станет прозрачной, тогда прекращают нагревание и проверяют полноту окисления органических веществ в минерализате. С этой целью к капле охлажденного, разбавленного водой минерализата, прибавляют 25 %-й раствор аммиака. Появление слабо-желтой окраски свидетельствует об окончании процесса минерализации. Появление оранжевой окраски указывает на наличие в минерализате некоторых еще не разрушенных аминокислот (фенилаланин, тирозин, триптофан и др.).

Этот метод непригоден для разрушения биологического материала, подлежащего исследованию на наличие ртути, которая улетучивается в процессе минерализации.

Для доказательства присутствия минеральных кислот в диализатах определяют кислотность этих жидкостей и наличие в них анионов соответствующих кислот.

Определение кислотности диализатов проводится с помощью кислотно-основных индикаторов, которые изменяют свою окраску в кислой среде (метиловый фиолетовый, метиловый оранжевый, конго красный и др.).

К небольшому объему диализата прибавляют несколько капель раствора индикатора, изменение окраски которого указывает на наличие кислот в исследуемых жидкостях. От прибавления раствора метилового фиолетового (интервал рН перехода окраски 0,1--1,5 и 1,5--3,2) к исследуемой жидкости с рН= 1,5...3,2 зеленая окраска индикатора переходит в фиолетовую. Красная окраска метилового оранжевого при рН = 3,0...4,4 переходит в желтую. Сине-фиолетовая окраска конго красного при рН = 3,0...5,2 переходит в красную. Для проверки кислотности вытяжек (диализатов) и для ориентировочного определения рН среды может быть использована бумага, пропитанная универсальным индикатором.

После того как установлена ярко выраженная кислая реакция вытяжек из биологического материала или диализатов, проводят исследование этих жидкостей на наличие анионов серной, азотной, соляной и других кислот.

Обнаружение сульфат-ионов, хлорид-ионов и ионов других кислот в вытяжках (диализатах) еще не является доказательством отравлений серной, соляной или другой кислотой. Это объясняется тем, что анионы указанных кислот могут быть в организме как составная часть органов и тканей.

Для доказательства отравлений минеральными кислотами необходимо отогнать их из диализатов. При этом отгоняются только свободные кислоты. Соли этих кислот, поступившие в вытяжки из исследуемых объектов, не перегоняются. Учитывая то, что серная и азотная кислоты перегоняются при относительно высокой температуре, вначале эти кислоты переводят в более летучие соединения, которые в процессе перегонки легко переходят в дистилляты.

8. Серная кислота

На отравление серной кислотой может указывать внешний вид объектов исследования. Так, например, у лиц, принявших концентрированную серную кислоту, могут быть повреждения тканей губ, языка, пищевода, желудка и т. д. Одежда, на которую попала серная кислота, может быть повреждена. Однако доказательством отравления серной кислотой является обнаружение ее в дистиллятах, полученных после перегонки этой кислоты из диализатов.

Выделение серной кислоты из биологического материала. Подлежащие исследованию органы трупов измельчают, заливают водой до получения кашицеобразной массы, которую оставляют на 1--2 ч. Полученную вытяжку отфильтровывают, подвергают диализу, а затем из диализата отгоняют серную кислоту.

При химико-токсикологическом исследовании серной кислоты на одежде или на других объектах эту кислоту можно извлечь этиловым спиртом, в котором растворяется эта кислота и не растворяются ее соли. С этой целью исследуемый материал измельчают и прибавляют к нему этиловый спирт. Через некоторое время жидкость отфильтровывают от твердых частиц исследуемого материала. Фильтрат на водяной бане выпаривают досуха. К сухому остатку прибавляют 10 мл воды, кипятят несколько минут, а затем охлаждают жидкость до комнатной температуры. Из полученной жидкости отгоняют серную кислоту и исследуют ее в дистилляте.

Отгонка серной кислоты. К диализатам прибавляют медные опилки и нагревают. При этом образуется ангидрид сернистой кислоты SO ₂, который отгоняют и собирают в приемник, содержащий раствор иода. При взаимодействии ангидрида сернистой кислоты с водой и иодом образуется серная кислота:

Способ отгонки серной кислоты состоит в следующем: в колбу аппарата для отгонки жидкостей, состоящего из колбы, холодильника с форштосом и приемника, вносят диализат и медные опилки. Конец форштоса опускают в приемник, содержащий раствор иода. Колбу устанавливают на масляную или песочную баню и нагревают. Если во время перегонки происходит быстрое обесцвечивание иода, то его раствор небольшими порциями дополнительно вносят в приемник. После окончания отгонки серной кислоты в приемник прибавляют 2--3 мл разбавленной соляной кислоты и нагревают жидкость до полного исчезновения иода, не вступившего в реакцию с ангидридом сернистой кислоты. Освобожденный от иода дистиллят используют для обнаружения в нем серной кислоты.

Для обнаружения серной кислоты в дистилляте применяют реакции с хлоридом бария, ацетатом свинца и родизонатом натрия.

Реакция с хлоридом бария. К 3--5 каплям дистиллята прибавляют 1--2 капли 5 %-го раствора хлорида бария. Появление белого осадка сульфата бария указывает на наличие серной кислоты в дистилляте. Образовавшийся осадок не растворяется в азотной и соляной кислотах, а также в щелочах.

Реакция с ацетатом свинца. К нескольким каплям дистиллята прибавляют 2--3 капли 3 %-го раствора ацетата свинца. При наличии серной кислоты выпадает белый осадок сульфата свинца, который не растворяется в азотной кислоте, но растворяется в едких щелочах и в растворе ацетата аммония при нагревании: