применение газожидкостной хроматографии
в судебно-химической экспертизе отравлений
Судебно-медицинская экспертиза отравления -
комплексное всестороннее исследование. В
диагностике отравлений, особое место занимает
судебно-химический (химико-токсикологический)
анализ. Химико-токсикологический анализ (ХТА)
соединений, представляющих токсикологический
интерес, достаточно трудный процесс, особенно
применительно к биологическим объектам, что
связано с многочисленностью и
разнохарактерностью как анализируемых
биологических матриц, так и токсических веществ.
Кроме того, последние, вследствие их метаболизма,
весьма лабильны в живых организмах.
Данное сообщение подготовлено на основе
экспертного исследования биологического
материала (крови, мочи, частей внутренних органов
и тканей трупов), проводимых в химическом
отделении Нижегородского бюро
судебно-медицинской экспертизы.
Методика химико-токсикологического анализа
включает в себя несколько стадий:
- - изолирование ядовитых и сильнодействующих
веществ из биологического материала;
- - очистку выделенных веществ;
- - качественное и, по возможности,
количественное определение выделенных
соединений.
В зависимости от природы и свойств химических
веществ в токсикологической химии применяют
различные методы изолирования веществ
нейтрального, кислотного или щелочного
характера.
Очистку выделенных из биологического
материала химических соединений проводят
методами возгонки и перекристаллизации,
экстракции и тонкослойной хроматографии.
Методы качественного определения включают в
себя капельный анализ, микрокристаллический
анализ и наиболее распространенные
хроматографические методы - тонкослойную и
газовую хроматографию.
При оценке результатов ХТА следует иметь ввиду,
что отдельные вещества (например, алкалоиды
группы опия) определяются лишь при значительной
концентрации их в биологических жидкостях,
быстро разлагаются и выводятся из организма
(например, большая часть морфина разлагается и
выводится из организма за 8 часов). Другие же
соединения могут содержаться в биологических
объектах более длительное время. Например,
барбитураты определяются в течение нескольких
дней после приема. Результат ХТА зависит, прежде
всего, от времени забора биологических сред (в
первую очередь это относится к диагностике
алкогольного и наркотического опьянения), а
также от метода их забора. Например, при
диагностике наркотического опьянения на
исследование должна в первую очередь
доставляться моча, как наиболее информативный
материал. Кроме того, важно количество
имеющегося биологического материала.
Широкое распространение в ХТА получили
хроматографические методы и их сочетания между
собой и другими методами анализа, в частности
сочетание методов тонкослойной хроматографии
(ТСХ) и газожидкостной хроматографии (ГЖХ).
Метод ТСХ (являющийся предварительным)
предполагает разделение веществ в общих
системах растворителей на хроматографические
зоны. Каждая зона, в которой были обнаружены те
или иные соединения, затем исследуется в частных
системах растворителей или анализируется с
последующим элюированием веществ методом ГЖХ
(являющимся подтверждающим).
ГЖХ - один из наиболее распространенных
методов, применяемых в судебной химии для
анализа отравляющих веществ, обладающий высокой
чувствительностью и надежностью определения
искомых веществ в биологическом материале.
Сегодняшняя практика такова, что наибольшее
количество экспертиз приходится на определение
этилового алкоголя газохроматографическим
методом в крови и моче. Исследования проводятся
по утвержденной Минздравом СССР методике
этилнитритным методом, основанном на
переведении этилового спирта в эфир - этилнитрит.
Для определения "летучих ядов" (спиртов -
метилового, этилового, пропилового, бутилового,
амилового спиртов и их изомеров;
хлорорганических соединений, ароматических
углеводородов, альдегидов и кетонов,
углеводородов, входящих в состав бензина и
керосина) в биологических объектах применяются
аналитические колонки с неподвижными жидкими
фазами различной полярности (трикрезилфосфат,
реоплекс-400, сквалан, ПЭГ-600), нанесенные на
инертные носители в количестве 10-15%.
Исследования проводятся на газовом
хроматографе "Цвет-165" с детектором по
ионизации в пламени. Колонки - металлические,
размером 300х0,3 см. Температура колонок-70њС,
испарителя-150њС, скорость газа-носителя - 30-40
мл/мин. Выбранные сорбенты позволяют в одном
термическом режиме определять сразу все
вышеназванные вещества (за исключением
метилового и изо-пропилового спиртов, которые
определяются при более низкой температуре
колонки).
Методика газохроматографического анализа
состоит в следующем: биологические объекты
помещаются во флаконы объемом 10 мл, добавляется
10% -ная фосфорно-вольфрамовая кислота (для
осаждения белков) и безводный сульфат натрия или
меди (для уменьшения парциального давления паров
воды) герметично закрываются и нагреваются на
кипящей водяной бане I5 минут. Парогазовая фаза
объемом 2 мл отбирается шприцем из флаконов и
вводится в испаритель хроматографа.
Идентификация веществ проводится по
относительным временам удерживания и не менее,
чем на двух колонках.
Наиболее часто встречаются отравления
этиловым спиртом и его суррогатами. По
серьезности последствий интоксикации этиловый
спирт занимает одно из первых мест, нередко
являясь косвенной причиной смерти. В нашей
практике встречались случаи обнаружения в
биологических объектах (в основном во внутренних
органах трупов) пропилового, изо-бутилового,
изо-амилового спиртов - сивушных масел, входящих
в состав самогона.
Метиловый спирт поражает нервную и сосудистую
системы. Типично при отравлении метиловым
спиртом поражение зрительного нерва и сетчатки.
Смертельная доза - 30-100 г. Метиловый спирт из
организма выводится медленнее, чем этиловый, в
крови его можно обнаружить на 3-4 день после
приема. Однако случаи отравления метиловым
спиртом нечасты.
Хлорорганические соединения являются хорошими
растворителями жиров, лаков, смол и широко
используются в промышленности и в быту. По силе
действия 1,2-дихлорэтан занимает первое место
среди галогенпроизводных. В основном он
действует на центральную нервную систему и
кроветворный аппарат, смерть может наступить от
отека легких. Смертельная доза при приеме внутрь
- 15-50 мл. Отравления хлорорганическими
соединениями (особенно дихлорэтаном) нередки, в
наибольшей концентрации они обнаруживаются
в жировой ткани, головном мозге и моче.
Довольно часто в нашей практике встречаются
случаи отравления растворителями, широко
используемыми в быту, в состав которых входят
ароматические углеводороды, ацетон, обладающие
наркотическим действием. Наиболее часто при
отравлениях обнаруживаются ксилол, толуол,
ацетон, бутилацетат, бутиловый спирт, бензол - в
различных соотношениях друг с другом и в разном
количественном содержании. Так, например, при
вдыхании клея "Момент" в крови
обнаруживаются ацетон и толуол.
При отравлении фосфорорганическими
соединениями хроматографическим методом
проводится исследование на наличие керосина, в
котором они растворяются. В подобных случаях
идентификация проводится не по каждому
компоненту, а по совпадению времен удерживания
пиков, входящих в состав керосина. Таким же
образом проводится идентификация веществ,
составляющих основу бензина.
В нашем отделении при отравлениях бытовым
газом газохроматографический метод применяется
для определения в крови пострадавших метана и
пропана. В крови лиц погибших в очаге пожара,
наряду с карбоксигемоглобином определяются
нитрил акриловой кислоты и ацетонитрил,
относящиеся к классу чрезвычайно опасных
веществ.
ГЖХ - один из наиболее распространенных
методов, применяемых для анализа лекарственных и
наркотических соединений. Он позволяет
определять самые разнообразные вещества при
соответствующей оптимизации условий анализа.
Исследования проводятся на газовом
хроматографе "Цвет-560" с детектором по
ионизации в пламени на набивных колонках длиной 2
м, с использованием таких неподвижных фаз, как
SE-30, ОУ-225, ОУ-17, ПЭГ-20М, SР-2100, нанесенных на
силанизированные инертные носители в количестве
3-5%.
Предел обнаружения лекарственных соединений
методом ГЖХ с использованием детектора по
ионизации в пламени составляет 0,5-1,0 мкг/мл, что
достаточно для определения токсических и
летальных концентраций.
Подобраны оптимальные условия
газохроматографического анализа в
биологическом материале таких лекарственных
веществ, как димедрол, анальгин, изониазид,
верапамил, анаприлин, но-шпа, новокаин и др.
Особенно значимы результаты
газохроматографического анализа в тех случаях,
когда обнаружение этих веществ другими
аналитическими методами и ТСХ затруднено из-за
отсутствия специфических реакций (например,
обнаружение калипсола, циклодола, галоперидола,
тразикора).
Достоверные и воспроизводимые результаты
получены при анализе производных
1,4-бензодиазепина и производных барбитуровой
кислоты.
Предложены условия газохроматографической
идентификации индивидуальных веществ при
отравлении лекарственными препаратами, сложными
и неоднородными по своему составу (например, при
отравлении теофедрином идентифицированы шесть
веществ, входящих в его состав, в то время как
методом ТСХ все составляющие теофедрина
разделить не удалось ввиду их различного
количественного содержания), а также при
комбинированном отравлениях тизерцином и
амитриптилином, верапамилом и анаприлином,
встречающихся в нашей практике.
Большое количество экспертиз проводится на
наличие наркотических веществ в биологическом
материале (в основном - в моче, как наиболее
информативном материале) без их предварительной
дериватизации. Подобраны условия
газохроматографического анализа наркотических
веществ как растительного происхождения, так и
синтетических и полусинтетических наркотиков.
Наиболее часто проводятся исследования на
наличие алкалоидов группы опия, и чаще всего в
моче определяется морфин, реже - с кодеином и
тебаином. Все составлящие группу опия
определяются достаточно редко. Кстати, морфин
является метаболитом героина, кодеина и при
обнаружении морфина в моче, достоверно сказать,
что было конкретно введено в организм, не всегда
возможно. Наряду с обнаружением морфина почти
всегда определяется димедрол, элениум или
седуксен.
В практике нашего отделения исследования на
наличие синтетических наркотиков крайне редки,
встречались отдельные случаи обнаружения
метадона. Среди психотропных и
сильнодействующих соединений в моче
определялись такие вещества, как калипсол,
трамал, циклодол, галоперидол.
В нашем отделении разработан метод
одновременного определения гликолей и
гликолевых эфиров, входящих в состав антифризов,
тормозных и технических жидкостей. Мы
разработали метод одноступенчатого и
двухступенчатого программирования температуры
колонки, который предполагает одновременное
разделение 10 компонентов (4 гликоля, 2 карбитола и
4 целлозольва). Дополнительная идентификация
веществ проводится и в изотермическом режиме.
Предложенный метод успешно используется для
анализа тормозных жидкостей "Нева", "Томь",
"Роса" и антифризов "Тосол" различных
марок с идентификацией соответсвующих гликолей
и гликолевых эфиров, входящих в их состав.
Отравления подобными жидкостями встречаются
довольно часто и обнаруживаются во внутренних
органах пострадавшего.
Таким образом, газохроматографический метод
нашел широкое применение в практике нашего
отделения при проведении
химико-токсикологического анализа.
Л.А.Иванова, Л.Л.Цверова, Н.С.Эделев
Нижегородское областное бюро
судебно-медицинской экспертизы