Контрольная работа по дисциплине "Токсикологическая химия"

9. Алкалоиды. Общая характеристика. Пути метаболизма. Биологические методы доказательства наличия алкалоидов.

В настоящее время наиболее многочисленную группу ядовитых и сильнодействующих веществ составляют алкалоиды, их синтетические аналоги и некоторые другие вещества, для изолирования которых из биологического материала применяют этиловый спирт или воду, подкисленные соответствующими кислотами.

Под алкалоидами понимаю большую группу азотосодержащих органических оснований сложного состава, встречающихся в растительном сырье, реже животных организмах и обладающих, как правило, сильным фармакологическим действием.

Как лекарственные препараты алкалоиды проявляют физиологический эффект часто уже в чрезвычайно малых количествах, в связи с чем многие из них при определенных условиях являются ядовитыми или сильнодействующими веществами, а следовательно представляют большой токсикологический интерес.

На первом этапе развития судебной (токсикологической) химии основными объектами исследования были органы трупов лиц, отравленных «металлическими ядами» и препаратами, полученными из ядовитых растений (настойками, отварами, экстрактами и др.). Химический состав этих препаратов долгое время был не изучен.

Классификация алкалоидов.

Пути метаболизма.

Алкалоиды красавки

 

 

Кокаин

Пути метаболизма хинина

Каннабиоды

Фармакологические (физиологические) пробы. Некоторые ядовитые вещества при действии на организм животных вызывают характерные физиологические реакции. Так, например, атропин, введенный в глаз кошки, вызывает расширение зрачка. После нанесения раствора никотина на спинку лягушки она принимает характерную позу. То же касается и стрихнина. При нанесении его на спинку лягушки появляются тетанические судо роги, а затем лягушка принимает позу, характерную для действия стрихнина.

Фармакологические испытания ядовитых веществ, выделенных из биологического материала и хорошо очищенных с помощью соответствующих методов, должны выполнять специалисты— фармакологи, имеющие специальные познания в этой области и владеющие техникой эксперимента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

20. Значение предварительных  проб при отравлении лекарственными  веществами. Предварительные пробы  на производные барбитуровой  кислоты, пиразолона, фенотиазина.

Для составления плана химико-токсикологического анализа большое значение имеют результаты предварительных проб на наличие токсических веществ в исследуемых объектах. На основании результатов предварительных проб можно исключить ряд веществ из плана химико-токсикологического анализа и предположить, какие вещества могут быть в биологическом материале.

Положительный результат предварительных проб указывает на то, что в исследуемом объекте может быть предполагаемое вещество или группа веществ, которые дают такие же реакции.

На основании только предварительных проб нельзя сделать окончательный вывод о наличии предполагаемого вещества в исследуемом объекте. Для этой цели в ходе химико-токсикологического анализа необходимо провести дополнительные исследования на это вещество с помощью соответствующих реакций и методов. Поэтому при положительных результатах предварительных проб на определенные вещества исследование этих веществ включается в план химико-токсикологического анализа.

При отрицательном результате предварительных проб на соответствующие вещества дальнейшее исследование их не проводят и не включают в план химико-токсикологического анализа. Таким образом, предварительные пробы в химико-токсикологическом анализе имеют определенное значение только при их отрицательном результате.

В химико-токсикологическом анализе предварительные пробы выполнялись еще во второй половине прошлого столетия. В то время предварительные пробы производились только при исследовании порошков, настоек и ряда других веществ, которые могли быть причиной отравлений. Применяемые в то время предварительные пробы позволяли установить принадлежность ядовитых веществ к органическим или неорганическим соединениям, определять «металлические яды» по окраске пламени или по окраске «перлов буры». Кислоты и щелочи определяли по изменению окраски индикаторов и т. д.

Несколько десятилетий тому химики-токсикологи начали разрабатывать способы выполнения предварительных проб на наличие ядовитых веществ з моче, крови и плазме.

В разных литературных источниках предварительные пробы, применяемые в химико-токсикологическом анализе, встречаются под различными названиями. В немецкой литературе их называют Vorproben (предварительные пробы), в английской — Screening tests (скрининг тесты). К сожалению, в последнее время в нашей стране некоторые химики-токсикологи отказываются от всем понятного русского выражения «предварительные пробы», а предпочитают пользоваться термином «скрининг».

Выполнение предварительных проб на многие вещества описано в руководстве по химико-токсикологическому анализу Е. Г. Кларка. Ниже в соответствующих разделах книги мы приводим эти пробы на наличие ряда токсических веществ в моче, крови или в плазме. К числу этих веществ относятся: метиловый и этиловый спирты, хлороформ, производные алифатических углеводородов, барбитураты, салициловая кислота, кодеин, аминазин, диазепам, ноксирон и др.

Описанные в соответствующих разделах книги предварительные пробы могут быть использованы и в качестве экспресс-методов анализа крови, мочи, промывных вод желудка лиц, поступивших в лечебные учреждения по поводу острых отравлений неизвестным ядом.

предварительные пробы барбитураты

Реакция с аммиачным раствором нитрата или ацетата кобальта.

 При значительных количествах исследуемого вещества к остатку после удаления хлороформа в фарфоровой чашке добавляют каплю свежеприготовленного аммиачного раствора нитрата кобальта (раствор готовится перед употреблением из равных объемов 1% раствора нитрата кобальта и 25%

раствора аммиака) или каплю 1 % раствора нитрата кобальта и каплю 25% раствора аммиака.

При наличии барбитуратов появляется красно- фиолетовое окрашивание.

Мурексидная проба.

 Раствор исследуемого вещества в этиловом спирте помещают в фарфоровую чашку, спирт осторожно испаряют, к остатку добавляют 0,1 мл раствора хлорида аммония, содержащего следы соли Мора, и 0, 1 мл 30% раствора перекиси водорода. Реакционную смесь перемешивают и чашку нагревают

на спиртовке. Через 5 минут по краям сухого остатка появляется розовое или красное окрашивание. Окрашивание становится интенсивнее при нанесении на остаток капли 25% раствора аммиака.

Чувствительность реакции различна для каждого из барбитуратов. В среднем она составляет 3-5 мг вещества в пробе.

Реакция выделения кислотной формы барбитуратов.

На предметное стекло наслаивают несколько капель хлороформного раствора исследуемого вещества, удаляя хлороформ при комнатной температуре. Следующую каплю наносят после испарения предыдущей. Сухой остаток растворяют в капле концентрированной серной

кислоты. Через 3-5 минут рядом с этой каплей помещаютодну каплю дистиллированной воды, после чего их осторожно соединяют при помощи капилляра. Через 10- 20 минут наблюдают появление кристаллического осадка, характерного для каждого отдельного барбитурата . Эту реакцию можно провести в других модификациях: к сухому остатку на предметном стекле добавляют одну каплю 10% раствора аммиака, а после растворения

остатка одну каплю 10% раствора серной кислоты; через 10-15 минут наблюдают характерные сростки кристаллов. Вместо 10% раствора аммиака можно добавить кристаллы соли NaH2PO4 или NaHSO4. Через несколько минут наблюдают выделение кислотной формы барбитурата.

Реакция с дифенилкарбазоном и сульфатом ртути.

 К хлороформному извлечению (при больших количествах барбитуратов) или к остатку после удаления хлороформа (при малых количествах) в пробирке добавляют 2 мл 3% раствора дифенилкарбазона в хлороформе и 2-3 мл 5%

раствора HgSO4. При наличии барбитуратов появляется сине- или красно-фиолетовое окрашивание.

Предварительные пробы производных пиразолона

Реакция с железа (III) хлоридом

К сухому остатку в фарфоровой чашке прибавляют 1 каплю 5% железа (III) хлорида. При наличии антипирина появляется кроваво–красная или оранжево–красная окраска. 
Реакция неспецифична.

Реакция с кислотой азотистой

На предметное стекло наносят несколько капель раствора исследуемого вещества и выпаривают досуха. К остатку прибавляют 1 каплю воды, 1 каплю 10% раствора серной кислоты и несколько капель насыщенного раствора натрия нитрита. При наличии амидопирина появляется фиолетовая окраска, исчезающая от избытка реактива. 
Если присутствует и антипирин, то вначале появляется фиолетовая окраска (амидопирин), а под влиянием избытка реактива фиолетовая окраска исчезает, а появляется зелёная (антипирин).

Реакция образования нитрозоантипирина

Сухой остаток растворяют в 3 –5 каплях воды очищенной, прибавляют 2 – 4 капли 10% раствора серной кислоты и 2 – 3 капли насыщенного раствора натрия нитрита. При наличии антипирина появляется зелёная окраска; при больших количествах может выпасть зелёный осадок.

 

Предварительные пробы производных фентиазина

1.        С растворами йодида висмута в йодиде калия и фосфорно-молибденовой кислоты производные фенотиазина дают аморфные осадки

2.        С концентрированной серной кислотой возникает устойчивое пурпурно-красное окрашивание

3.        С формалином и серной кислотой производные фенотиазина дают пурпурно-красное окрашивание, усиливающееся при стоянии

 

 

21. Способы выделения  лекарственных соединений из  биологических жидкостей. Схема  исследования мочи на производные  барбитуровой кислоты.

В случаях терапевтических и токсических доз лекарственных средств проводят химико-токсикологическое исследование биологических жидкостей живых людей.

На разных этапах этих исследований используют разные методы. Основными критериями выбора метода анализа являются его чувствительность  и функциональность.

Таблица

Оценка чувствительности разных методов анализа 

 

М ЕТОД АНАЛИЗА	ПРЕДЕЛ ОБНАРУЖЕНИЯ* , г в пробе
1.Химический -         титриметрический: -         -    нейтрализация -         -    перманганатометрия -    -    йодометрия -         реакции осаждения -    микрокристаллоскопические реакции	10 -4      -       10 –3  и выше 10 –3  и выше 10 –3  и выше 10 –4  и выше 10 –6  и выше 10 -9      -       10 –7
2.Гравиметрия	10 –4  и выше
3.Полярография	10 –5  и выше
4.ТСХ	10 -7      -       10 –6
5.Фотометрия	10 -8      -       10 –6
6.ГЖХ	10 -9      -       10 –7
7.ВЭЖХ	10 -10      -       10 –8
8.Иммунохимический	10 –12      -       10 –10

 

  

*Количество вещества  в пробе в г, обеспечивающее  сигнал, вдвое превышающий уровень  шума.

Параметр, используемый для теоретической  и экспериментальной оценок чувствительности методов анализа.

Схема ненаправленного судебно-химического   исследования биоматериала  

 

Стадия	Метод и процедура
1.Изолирование лекарственных  ядов	1.Используют один из  общих методов изолирования* из  биоматериала (органы, ткани, биологические  жидкости трупа). Получают хлороформную вытяжку смеси лекарственных ядов, присутствующих в биоматериале.
2.Идентификация  (предварительные испытания): разделение смеси лекарственных ядов на группы	2.Проводят ТСХ хлороформной  вытяжки, используя общий элюент  и общий стандарт. Разделяют смесь ядов на группы по величине параметра удерживания Rs (cоотношение параметров Rf вещества и стандарта).
3.Идентификация (предварительные испытания): разделение групп лекарственных ядов на более узкие группы или на индивидуальные вещества	3.1. Проводят ТСХ хлороформной  вытяжки, используя общий элюент  и общий стандарт. Разделяют смесь ядов на группы по величине параметра удерживания Rs. 3.2.Экстрагируют отдельные  группы ядов с сорбента  подходящими для этих групп растворителями. 3.3. Проводят ТСХ экстрактов, используя частные элюенты. Разделяют смеси лекарственных ядов на более узкие группы или на индивидуальные вещества по величине параметра удерживания Rf .
4.Идентификация (подтверждающие испытания  в случае положительных результатов  по п.3)	4.1.Упаривают растворитель  из хлороформных вытяжек и  проводят реакции с общеалкалоидными  осадительными, специальными реактивами  и другие цветные и осаждающие  реакции**, микрокристаллоскопические  реакции***. 4.2.Проводят ТСХ разделение  хлороформных вытяжек, очистку полученных  экстрактов и затем исследуют  их методами: -         УФ- спектрофотометрии -         ИК-спектроскопии -         Хроматографии. (ТСХ, ГЖХ, ВЭЖХ, электрофорез). 4.3. Проводят ТСХ разделение  хлороформных вытяжек, очистку полученных  экстрактов и затем исследуют  их методом фармакологических (физиологических) проб.
5.Количественное определение  индивидуальных ядов, выделенных  из биоматериала, с целью оценки  их доз, поступивших в организм	5.Проводят ТСХ разделение  хлороформных вытяжек, очистку полученных  экстрактов и затем испытывают  их методами: -   фотоколориметрии -         Спектрофотометрии -   ГЖХ..