Методические рекомендации для занятий

(практические, семинарские, лабораторные)

Тема 24. Овладение техникой и методиками обнаружения соединений бария, свинца, висмута, марганца, меди, серебра, сурьмы, таллия, хрома, цинка, мышьяка. Дробный метод обнаружения и определения ртути.

Цель: усвоение студентами методик обнаружения соединений бария, свинца, висмута, марганца, меди, серебра, сурьмы, таллия, хрома, цинка, мышьяка.

Задачи обучения: научиться систематическому и дробному методам химико-токсикологического анализа ионов металлов в минерализатах.

Форма проведения: групповое обсуждение теоретического материала и выполнение заданий парами студентов.

Задания по теме:

Задание 1 групповое обсуждение теоретических вопросов по теме занятия.

1. Чем отличается дробный метод от систематического хода анализа «металлических ядов»?

2. В чем заключается маскировка катионов металлов, мешающих обнаружению исследуемых ионов?

3. Какие основные реактивы применяются для маскировки отдельных катионов в химико-токсикологическом анализе?

4. Для каких целей применяются дитизон и диэтилдитиокарбаматы в химико-токсикологическом анализе?

5. Дробный метод анализа, сущность метода, особенности.

6. Частный метод обнаружения и определения иона ртути.

Задание 2. Дробный метод обнаружения и определения ртути. Составить схему изолирования, обнаружения и определения иона ртути.

Токсикологическая химия. Ситуационные задачи и упражнения. Под ред.Н.И. Калетиной.-М.-2007.-С.283. Задача № 1

На ХТА доставлены: биопробы, взятые у пострадавших жителей поселка.

Обстоятельства дела.

Жители небольшого промышленного поселка около 3 месяцев подвергались хроническому воздействию токсикантами из-за неисправности очистных сооружений соседнего предприятия. В почву и воду попали соли кадмия, свинца, бария, талия, марганца и органическое производное ртути («метилртуть»). Клинические признаки отравления (от легкой до тяжелой степени) указанными выше токсикантами, отмечены у 80% взрослых и детей.

Информация

Лаборатория (ХТЛ) располагает возможностями определения метал­лов методами фотоэлектроколориметрии, спектрофотометрии, атомно-абсорбционной спектроскопии, атомно-эмиссионной спектроскопии, атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой, атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой и масс-спектрометрическим детектированием.

В ХТЛ имеются все необходимые реактивы для проведения экспертизы химическими методами.

Цель исследования

Провести химико-токсикологическое исследование на наличие солей кадмия, свинца, бария, талия, марганца и «метилртути».

Приведите схему химико-токсикологического анализа представленных биообъектов, опираясь на методологию системного химико-токсикологического анализа (СХТА).

Лаборатория работает согласно принципам GLP и оснащена аналитическим оборудованием в соответствии с современными рекомендациями TIAFT.

ПРИМЕЧАНИЕ

При решении задачи следует:

• представить информацию о выборе биообъекта, используя знание физико-химических свойств токсикантов, их токсикокинетики и метаболизма;

• представить информацию о способе пробоподготовки и изолирования (выделения) токсикантов, используя знание физико-химических свойств токсикантов и учитывая Ваш выбор последующих методов анализа;

• выбрать методы идентификации и количественного определения токсикантов, учитывая их чувствительность и специфичность, преимущества и недостатки;

• обосновать выбор способа количественного определения, поэтапно изложить схему и процедуру его проведения, привести математические формулы; если необходимо, то произвести вычисления;

• представить интерпретацию полученных количественных результатов;

• дать заключение об обнаружении токсикантов.

Литература

1. Токсикологическая химия: метаболизм и анализ токсикантов: учебное пособие + СD/ под ред. Н.И. Калетиной. – М., 2008. – 1016 с. Переплет.

2. Токсикологическая химия: учебник / под ред. Т.В. Плетеневой. – 2-ое изд. – М., 2008. – 512 с. Переплет.

3. Крамаренко В. Ф. Токсикологическая химия / В. Ф. Крамаренко. - Киев, «Высшая школа», 1989.- 272с.

4. Швайкова М.Д. Токсикологическая химия/ М.Д. Швайкова. - М., «Медицина», 1975.-376 с.

Контрольные вопросы:

1. Химико-токсикологическая характеристика группы веществ, изолируемых из биологических объектов минерализацией.

2. Характеристика современных общих и частных методов минерализации.

3. Систематический ход анализа металлических ядов.

4. Дробный метод анализа, сущность метода, особенности.

5. Органические реагенты в дробном методе анализа. Дробный анализ на отдельные ионы.

6. Частный метод обнаружения и определения иона ртути.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Для обнаружения и количественного определения «металлических ядов» используются минерализаты, полученные после раз­рушения биологического материала, содержащего эти яды. Обна­ружению ионов исследуемых металлов могут мешать ионы других элементов, в том числе и элементов, содержащихся в биологическом материале как естественная составная часть тканей и жидкостей организма. В химико-токсикологическом анализе для обнаружения ионов металлов в минерализатах применяется систематический ход анализа и дробный метод. Систематический ход анализа основан на последовательном выделении из растворов отдельных групп ионов, на подразделении этих групп на подгруппы и на выделении отдельных ионов из подгрупп. Выделенные из растворов ионы определяют при помощи соответствующих реакций. Учитывая недостатки систематического хода анализа, для обнаружения ионов в смесях применяют дробный метод. Дробный метод основан на применении реакций, с помощью которых в любой последовательности можно обнаружить искомые ионы в отдельных небольших порциях исследуемого раствора. Пользуясь дробным методом, отпадает необходимость выделения исследуемых ионов из растворов. Для обнаружения соответствующих ионов дробным методом необходимо применять специфические реактивы, позволяющие обнаружить искомый ион в присутствии посторонних ионов. Однако не всегда можно подобрать специфические реакции для обнаружения искомых ионов. В этих случаях в дробном анализе пользуются специальным приемом (маскировкой), с помощью которого устраняется влияние мешающих ионов. Обнаружение искомых ионов дробным методом производится в два этапа. Вначале устраняют влияние мешающих ионов с помощью соответствующих реактивов или их смесей, а затем прибавляют реактив, дающий окраску или осадок с искомым ионом.

Соединения ртути. Ртуть является высокотоксичным металлом. Ртуть используется в промышленном производстве хлора и NaOH, в электроаппаратуре, люминесцентных лампах, фунгицидах и т.д. В современной медицине используется противовоспалительное, антисептическое и дезинфи­цирующее действие ртути. Ртуть используют в термометрах, манометрах, ртутно-кварцевых лампах и других приборах медицинского назначения. Токсичность ртути зависит от химической формы, в которой она попадает в организм. Желтый оксид ртути (II) входит в состав глазной мази и мазей для лечения кожных заболеваний. Красный оксид ртути (II) применяется для получения красок. Хлорид ртути (I), который называется каломель, используется в пиротехнике, а также в качестве фунгицида. Токсическое действие каломели проявляется особенно тогда, когда после приема ее внутрь не наступает слабительное действие и организм долгое время не освобождается от этого препарата. Хлорид ртути (II), который называется сулема, является очень токсичным. В организме ртуть откладывается главным образом в печени и почках. Ртуть медленно выводится из организма. Раннее выявление признаков воздействия на организм человека связано с использованием валидных методов оценки уровня токсикантов в корректных диагностических биосубстратах, разработка критериев для диагностики связана с природой токсиканта и особенностями его токсического действия. Токсическая доза ртути для человека 0,4 мг, летальная доза 150—300 мг.

А. А. Василь­ева предложила метод деструкции биологического материала, содержащего ртуть. Этот метод усовершенствовала А. Н. Крылова. Деструкция — нарушение структуры биологического материала под влиянием азотной, серной и других кислот, обладающих окислительными свойствами, без полного разрушения органических веществ, переходящих в деструктаты. При деструкции твердых частиц биологического материала он разлагается и перехо­дит в жидкую фазу (деструктат). При деструкции в качестве продуктов разложения твердых частиц биологического материала, переходящих в деструктат, являются молекулы белковых веществ и продукты их частичного кислотного гидролиза (пептиды и аминокислоты), липиды и некоторые другие вещества, входящие в состав тканей организма. Для обнаружения ртути в деструктате применяют реакции с взвесью иодида меди (I) и с дитизоном. Реакцию с дитизоном также применяют для фотоколориметрического определения ртути, а реакцию со взвесью иодида меди (I) используют и для визуального колориметрического определения ионов этого металла в деструктате.