МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Майкопский государственный технологический университет» Факультет Кафедра Фармацевтический Фармации УТВЕРЖДАЮ Декан факультета ____________В.А. Карташов «_____»__________ 200____г. РАБОЧАЯ ПРОГРАММА по дисциплине С.3.10. Токсикологическая химия по направлению подготовки специалистов 060301.65 Фармация Квалификация (степень) выпускника Специалист Форма обучения Заочная Майкоп Рабочая программа составлена на основе ФГОС ВПО и учебного плана МГТУ по направлению (специальности) 060301.65 Фармация Составитель рабочей программы: Доктор фармацевтических наук, профессор (должность, ученое звание, степень) (подпись) Карташов В.А. (Ф.И.О.) Рабочая программа утверждена на заседании кафедры Фармации (наименование кафедры) Заведующий кафедрой «___»________200__г. (подпись) Одобрено учебно-методической комиссией факультета (где осуществляется обучение) Председатель учебно-методического совета направления (специальности) (где осуществляется обучение) Карташов В.А. (Ф.И.О.) «___»_________20__г. (подпись) Карташов В.А. (Ф.И.О.) (подпись) Карташов В.А. (Ф.И.О.) (подпись) Гук Г.А. (Ф.И.О.) (подпись) Карташов В.А. (Ф.И.О.) Декан факультета (где осуществляется обучение) «___»_________20__г. СОГЛАСОВАНО: Начальник УМУ «___»_________20__г. Зав. выпускающей кафедрой по направлению (специальности) 2 1. Цели и задачи освоения дисциплины Целью освоения дисциплины является обучение студентов основам методологии проведения системного химико-токсикологического анализа с учетом особенностей судебной экспертизы, аналитической диагностики наркоманий и острых отравлений химической этиологии. Для реализации поставленной цели необходимо решить следующие задачи: - обеспечить закрепление теоретического материала, сформировать умения и навыки для решения проблемных и ситуационных (профессиональных задач) по токсикологической химии; - стимулировать студентов к систематической самостоятельной работе; - освоить способы и методики, используемые в токсикологической химии; - обеспечить приобретение теоретических знаний по токсикологической химии в области изучения идентификации и количественного определения токсических; - изучить аналитические реакции (применяемые в токсикологическом анализе) и другие формы взаимодействия между веществами в зависимости от их химического состава и условий протекания процесса; - сформировать умения использовать современные: технические средства для решения практических задач; оптимальные методики качественного и количественного анализа веществ; источники научной, справочной литературы, ресурсы Интернета; методики статистической обработки данных, компьютерные возможности интерпретации графических данных для нахождения искомых величин; перспективы развития новых технологий, используемых в медицине, фармации; - обучить студентов правилам техники безопасности при работе с лабораторной посудой и приборами, привить навыки выполнения анализов; стимулировать учебноисследовательскую работу; - выработать у студентов способность применять полученные знания при изучении последующих курсов и дисциплин, а также в своей профессиональной деятельности. 2. Место дисциплины в структуре ООП специалитета Дисциплина «Токсикологическая химия» изучается в восьмом и девятом семестрах, относится к базовой части С.3. - профессиональный цикл дисциплин образовательного стандарта высшего профессионального образования по специальности «Фармация». Основные знания, необходимые для изучения дисциплины: в цикле математических, естественнонаучных, профессиональных дисциплин (математика, физика, неорганическая химия, органическая химия, аналитическая химия, фармакология): химия: строение молекул, типы химических связей, классификация и номенклатура органических соединений, закономерности протекания химических реакций, основы химической термодинамики, кинетики химических реакций, основы катализа, гидролиза, гетерогенных равновесий,комплексообразования, равновесий в растворах, качественный и количественный анализ, физико-химические методы анализа; физика: физические основы методов анализа; фармакология: фармакологические и токсические эффекты, фармакокинетика и фармакодинамика, метаболизм токсических веществ. 3. Компетенции дисциплины обучающегося, формируемые в результате освоения Процесс изучения дисциплины направлен на формирование у выпускника следующих компетенций: 3 Общекультурные компетенции (ОК): способность и готовность анализировать социально значимые проблемы и процессы, использовать на практике методы гуманитарных естественно-научных, медикобиологических и клинических наук в различных видах профессиональной и социальной деятельности (ОК-1); способность и готовность осуществлять свою деятельность с учетом принятых в обществе моральных и правовых норм, соблюдать законы и нормативные правовые акты по работе с конфиденциальной информацией (ОК-8). Профессиональные компетенции (ПК): способность и готовность к принятию мер по своевременному выявлению лекарственных средств, пришедших в негодность, лекарственных средств с истекшим сроком годности, фальсифицированных и недоброкачественных лекарственных средств и изъятию их из обращения в целях дальнейшего уничтожения в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации (ПК-22); способность и готовность к участию в проведении химико-токсикологического исследования с целью диагностики острых отравлений, наркотических и алкогольных опьянений (ПК-39); способность и готовность оказать консультативную помощь работникам фармацевтических предприятий и организаций по хранению и учету наркотических средств, психотропных веществ и их прекурсоров (ПК-42). В результате изучения дисциплины студент должен: Знать: – общие правила проведения судебно-химической экспертизы и химикотоксикологического анализа с диагностической целью. – общие принципы распознавания отравлений при судебно-медицинской диагностике острых отравлений. – права и обязанности судебно-медицинских экспертов судебно-химических отделений, врачей-лаборантов химико-токсикологических лабораторий. – особенности токсикокинетики химических соединений, вопросы всасывания, распределения по органам и тканям, связывания биологическими субстратами, биотрансформации химических веществ в организме и вопросы, касающиеся процессов экскреции. – физико-химические характеристики токсичных веществ. – основные этапы проведения химико-токсикологического анализа, включая изолирование токсических веществ из объектов биологического происхождения, качественный анализ и количественное определение. – методы и способы выполнения качественного анализа; методы, приемы и способы выполнения химического и физико-химического анализа для установления качественного состава и количественных определений; – методы обнаружения неорганических катионов и анионов; – методы разделения веществ (химические, хроматографические, экстракционные); – основы математической статистики применительно к оценке правильности и воспроизводимости результатов количественного анализа; – правила техники безопасности при работе в химической лаборатории; роль и значение методов токсикологической химии в фармации, в практической деятельности провизора; – основные литературные источники, справочную литературу по токсикологической химии. Уметь: 4 – проводить судебно-химические исследования вещественных доказательств на лекарственные вещества; – осуществлять аналитическую диагностику острых отравлений; – осуществлять аналитическую диагностику наркомании и токсикомании в различных биологических средах и прочих объектах исследования; – проводить химико-токсикологический анализ токсикологически важных веществ, интерпретировать результаты исследования, составлять заключение; – проводить химико-токсикологический анализ вредных паров и газов, анализ карбоксигемоглобина в крови при отравлении оксидом углерода; – документировать проведение лабораторных и экспертных исследований. Составлять заключение. Владеть: – навыками работы с биологическими объектами, «вещественными доказательствами» для подготовки их к исследованию; – навыками изолирования различных токсических веществ из объектов биологического и небиологического происхождения; – навыками проведения скрининг-анализа; – навыками использования химических, биологических, инструментальных методов анализа для идентификации и определения токсических, наркотических веществ и их метаболитов; – навыками использования экспрессных методов анализа для поведения аналитической диагностики наркомании, токсикомании, острых отравлений. 4. Объем дисциплины и виды учебной работы Общая трудоемкость дисциплины составляет 6 зачетных единиц (216 часов). Вид учебной работы Аудиторные занятия (всего) В том числе: Лекции (Л) Практические занятия (ПЗ) Семинары (С) Лабораторные работы (ЛР) Самостоятельная работа студентов (СРС) (всего) В том числе: Курсовой проект (работа) Расчетно-графические работы Контрольные работы Другие виды СРС (если предусматриваются, приводится перечень видов СРС) 1. Составление плана-конспекта 2. Проведение мониторинга, подбор и анализ статистических данных Форма промежуточной аттестации: зачет, экзамен Общая трудоемкость Семестры Всего часов/з.е. 10 11 26/0,72 12/0,33 14/0,39 12/0,33 14/0,39 190/5,28 6/0,16 6/0,17 54/1,5 6/0,17 8/0,22 136/3,78 82/2,28 - 82/2,28 108/3 54/1,5 54/1,5 зачет эзамен 216/6 66/1,83 150/4,17 5. Структура и содержание дисциплины 5 5.1. Структура дисциплины № п/п Раздел дисциплины 1. 10 семестр Раздел 1. Введение в дисциплину. Основные направления и особенности химико-токсикологического анализа. Организация проведения судебно-медицин-ской экспертизы в РФ Токсикология и токсикологическая химия. Предмет и задачи. Особенности. 2. Раздел 2. Биохимичская токсикология. Токсико-кинетика. Биотрансформация токсических веществ. 3. Раздел 3. Изолирование лекарственных соединений из биологических объектов. 4. Раздел 4.Химико-токси-кологический анализ отдельных групп лекарственных веществ. Форма промежуточной аттестации: зачет 5. 11 семестр Раздел5. Химико-токси-кологический анализ на группу веществ, изолируемых минерализацией. 6. Раздел 6.Химико-токси-кологический анализ на группу веществ, изолируемых дистилляцией 7. Раздел7.Химико-токси-кологический анализ на группу веществ, изолируемых диализом Виды учебной работы, Недевключая самостоятельную ля сеи трудоемкость (в часах) местра Л С/ПЗ ЛР СРС 1 2 2 12 2 3-6 12 2 7-18 2 2 1-4 2 2 5-8 2 2 9-10 2 2 12 12 12 12 12 8. Раздел 8.Химико-токси-кологический ана11-15 лиз пестицидов. 9. Раздел 9.Химико-токси-кологический ана16-17 лиз синтетических пиретроидов Контрольная работа Форма промежуточной аттестации: экзамен ИТОГО: 2 2 12 12 82 12 14 190 6 5.2. Содержание разделов дисциплины «Токсикологическая химия», образовательные технологии Лекционный курс № п/п 1. 2. Наименование Трудоемтемы дисципли- кость (часы Содержание ны / зач. ед.) Введение в дисци2/0,055 Токсикология и токсикологическая плину химия. Предмет и задачи. Особенности. Основные направления использования химикотоксикологического анализа. Этапы становления и развития токсикологической химии. Объекты исследования (вещественные доказательства) - внутренние органы трупов людей и животных, пищевые продукты, выделения людей, одежда, вода, воздух и другие объекты внешней среды. Организационная структура судебно-медицинской экспертизы в РФ. Правовые и методологические основы судебнохимической экспертизы. Основные документы, регламентирующие работу в области судебно-химической экспертизы. Документация судебнохимических экспертиз. Оценка заключений. Изолирование ле2/0,055 Физико-химические характеристики карственных солекарственных веществ. Использоединений из биование при решении вопросов биологических объекхимической и аналитической токситов. кологии. Объекты исследования. Выбор. Правила отбора и направле- ФормируеОбразовательРезультаты освоения мые комные техноло(знать, уметь, владеть) петенции гии ОК-1, ОК-5, Знать: основные понятия Слайд-лекции ПК-31, ПК- токсикологической химии. 32, ПК-34 Основные направления использования химико-токсикологического анализа. Уметь: оформлять основные документы, регламентирующие работу в области судебно-химической экспертизы. Владеть: навыками правового сопровождения судебнохими-ческой экспертизы. ОК-1, ОК-5, Знать: современные методы ПК-136,ПК- изолирования (выделения) 37,ПК-48,49 лекарственных и токсических веществ из тканей, органов (общие и частные методы). Уметь: интерпретировать Лекциявизуализация 7 ния объектов на анализ. Условия транспортировки и хранения. Современные методы изолирования (выделения) лекарственных и наркотических веществ из тканей, органов (общие и частные методы). Их характеристика и сравнительная оценка. Факторы, определяющие эффективность выделения токсических веществ из биологических объектов. Выбор оптимальных условий экстракции. Способы и методы очистки водных извлечений и экстрактов. Основы скрининг-анализа лекарственных веществ при проведении судебно-химической экспертизы. Принципы комбинированного использования химических и физикохимических методов обнаружения. Подтверждающий анализ. Интерпретация результатов ТСХскрининга. Общая характеристика современных методов анализа лекарственных и наркотических веществ, используемых при проведении судебно-химической экспертизы. Пределы обнаружения, специфичность. Значение в программе комплексного использования методов. Хроматографические методы исследования. Спектральные методы. Спектрофотометрия в УФ и видимой областях спектра. Флуоресценция и фосфоресценция. Масс- результаты ТСХ-скрининга. Владеть: методиками анализа лекарственных и наркотических веществ. 8 3. Химико-токсикологический анализ пестицидов. 2/0,055 4. Химико-токсикологический анализ 2/0,055 спектрометрия. Иммунологические методы анализа. Гомогенный и гетерогенный иммуноанализ. Перспективы использования ГХ, ВЭЖХ методов при проведении химикотоксикологического анализа на лекарственные соединения. Общее представление о пестицидах, их значение, токсичность, строение и свойства. Классификация пестицидов. Особенности изолирования, очистки, методов обнаружения и количественного определения отдельных групп пестицидов (ФОС, хлорорганические производные, производные карбаминовой кислоты и др.). Предварительные методы. Энзиматический метод, его значение. Реакции окрашивания и их сочетание с тонкослойной хроматографией. Перспективы использования газожидкостной хроматографии с селективными детекторами для определения пестицидов в биологических объектах. Сохраняемость пестицидов в организме, трупном материале и окружающей среде. Судебно-химическая экспертиза отравлений фунгицидными препаратами, содержащими алкилртутные соли (на примере этилмеркурхлорида). Синтетические пиретроиды. Общая характеристика группы веществ. Токсичность. Вопросы ток- ОК-1, ОК-5 ПК-21,ПК32-33,ПК48-49 Знать: особенности изолиро- Слайд-лекции вания, очистки, методов обнаружения и количественного определения отдельных групп пестицидов. Уметь: проводить реакции окрашивания в сочетании с тонкослойной хроматографией. Владеть: методиками газожидкостной хроматографии с селективными детекторами для определения пестицидов в биологических объектах. ПК-36,ПК37,ОК- Знать: современные общие и частные методы минерализа- Проблемная лекция 9 па группу веществ, изолируемых минерализацией. 5. Химико-токсикологический анализ на группу веществ, изолируемых дистилляцией 2/0,055 сикокинетики. Характеристика современных общих и частных методов минерализации. Дробный метод анализа. Сущность метода. Особенности. Методология проведения анализа. Органические реагенты в дробном методе анализа. Дробный анализ на отдельные ионы. Частный метод обнаружения и определения иона ртути. Современные методы разделения и определения ионов металлов. Количественный анализ «металлических» ядов. Составление заключения. Общая характеристика группы веществ. Токсичность, распространенность отравлений. Характеристика и сравнительная оценка современных методов изолирования (дистилляция с водяным паром, простая и азеотропная перегонка, другие виды дистилляции). Получение дистиллятов для исследования. Химический метод анализа на «летучие» яды. Газохроматографический метод исследования как современный высокоэффективный метод разделения, идентификации и количественного определения «летучих» ядов. Количественный анализ методом внутренней нормализации. Ненаправленный анализ на «летучие» яды с использованием химического и газохроматографического анализа 5,ПК48,ПК-49 ции. Уметь: составлять заключение по результатам химикотоксикологической экспертизы. Владеть: современными методами разделения и определения ионов металлов. ОК-1,ПК21, ПК36,ПК-32, ПК-48, ПК-49 Знать: методы разделения и концентрирования веществ. Уметь: применять процессы экстракции в фармацевтическом анализе. Владеть: методиками расчета коэффициента распределения. Слайд-лекция 10 6. Химикотоксикологический анализ на группу веществ, изолируемых диализом 2/0,055 Итого 12/0,33 (многокомпонентного и капиллярного). Экспертиза алкогольного опьянения с применением современных физико-химических методов анализа. Документация анализа. Составление заключения. Общая характеристика группы. Ток- ОК-5, сичность. Обоснование выбора объ- ПК-35, ПКекта исследования. Способы опре- 36,ПК-48 деления рН среды объекта исследования. Мембранная фильтрация и диализ. Особенности изолирования, анализа и токсикологическое значение отдельных веществ, входящих в данную группу. Сохраняемость указанных соединений в трупном материале. Документация анализа. Составление заключения. Знать: особенности изолиро- Слайд-лекция вания, анализа и токсикологическое значение отдельных веществ, изолируемых диализом. Уметь: проводить оценку результатов количественного определения химико-токсикологического анализа. Владеть: навыками применение физических и физикохимических методов для идентификации веществ в качественном анализе. 11 5.3. Практические и семинарские занятия, их наименование, содержание и объем в часах № п/п № раздела дисциплины 1 2 2. 9 3. 4. 5. 6. 7 8 10 10 Наименование практических занятий Объем в часах / трудоемкость в з.е. Общие закономерности распределения веществ в ор2/0,06 ганизме. Токсикокинетика. Биотрансформация чужеродных соединений в организме. 2/0,06 Особенности изолирования, очистки, методов обнаружения и количественного определения отдельных групп пестицидов (ФОС, хлорорганические производные, производные карбаминовой кислоты и др.). 2/0,06 Характеристика современных общих и частных методов минерализации. Техника минерализации концентрированными серной и азотной кислотами. Подготовка минерализата к исследованию. Дробный анализ на отдельные ионы. Методы количественного определения “металлических ядов”.Частный метод обнаружения и определения иона ртути. Характеристика и сравнительная оценка современных методов изолирования (дистилляция с водяным паром, простая и азеотропная перегонка, другие виды дистилляции). Химический метод анализа на «летучие» яды. Общая характеристика группы веществ, изолируемых диализом. Токсичность. Обоснование выбора объекта исследования. Способы определения рН среды объекта исследования. Мембранная фильтрация и диализ. Особенности изолирования, анализа и токсикологическое значение отдельных веществ, входящих в данную группу. Сохраняемость указанных соединений в трупном материале. Итого 2/0,06 2/0,06 4/0,09 14/0,39 5.4 Лабораторные занятия, их наименование и объем в часах (учебным планом не предусмотрены) 5.5. Примерная тематика курсовых проектов (работ) Курсовой проект (работа) учебным планом не предусмотрены. 5.6. Самостоятельная работа студентов Содержание и объем самостоятельной работы студентов 12 Разделы и темы рабочей про- Перечень домашних заданий и дру№ граммы са- гих вопросов для самостоятельного п/п мостояизучения тельного изучения Методология системного химико1 токсикологического анализа (СХТА). 1. Принципы GLP. Правовое регулирование ХТ экспертизы в РФ. Общие закономерности распределе2 2. ния веществ в организме. Токсикокинетика. Биотрансформация чужеродных со2 3. единений в организме. Физико-химические характеристики 3 лекарственных веществ. Правила от4. бора и направления объектов на анализ. Подготовка биологических образцов к исследованию. Современные методы изолирования 3 5. (выделения) лекарственных и наркотических веществ из тканей, органов Изолирование лекарственных и 3 наркотических веществ из биологи6. ческого материала методами твердофазной и жидкость-жидкостной экстракции. Основы скрининг-анализа лекар3 7. ственных веществ при проведении судебно-химической экспертизы. Хроматографические методы иссле3 8. дования (ТСХ, ВЭЖХ,ГХ, капиллярный электрофорез и др.). Спектральные методы. Спектрофо3 тометрия в УФ и видимой областях 9. спектра. Флуоресценция и фосфоресценция. Масс-спектрометрия. Ядерные методы (ЯМР, ПМР ). Спектральные методы. Спектрофо3 тометрия в УФ и видимой областях 10. спектра. Флуоресценция и фосфоресценция. Масс-спектрометрия. Ядерные методы (ЯМР, ПМР ). Химико-токсикологический анализ 3 на производные 1,4-бензодиазепина 11. (по нативным веществам и метаболитам), фенотиазина, пиперидина и барбитуровой кислоты. Объем в чаСроки выпол- сах / трудонения емкость в з.е. По расписанию 3/0,095 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 13 4 12. 13. 5 5 14. 15. 6 6 16. 6 17. 18. 19. 20. 21. 22. 23. 24. 25. 9 7 7 7 7 7 7 8 Организация оказания специализированной помощи при острых отравлениях химической этиологии. Клиника отравлений. Клиническая диагностика. Методы дезинтоксикационной терапии Аналитическая диагностика острых отравлений. Организация службы аналитической диагностики наркомании, токсикомании. Аналитическая диагностика наркотического опьянения. Составление терминологического словаря. Составление планаконспекта, решение ситуационных задач. Предварительные методы. Энзиматический метод, его значение. Реакции окрашивания и их сочетание с тонкослойной хроматографией. Перспективы использования газожидкостной хроматографии с селективными детекторами для определения пестицидов в биологических объектах. Особенности изолирования, очистки, методов обнаружения и количественного определения отдельных групп пестицидов (ФОС, хлорорганические производные, производные карбаминовой кислоты и др.). Характеристика современных общих и частных методов минерализации. Техника минерализации концентрированными серной и азотной кислотами. Подготовка минерализата к исследованию. Дробный анализ на отдельные ионы. Методы количественного определения “металлических ядов”. Частный метод обнаружения и определения иона ртути. Составление терминологического словаря. Составление планаконспекта, решение ситуационных задач. Характеристика и сравнительная оценка современных методов изолирования (дистилляция с водяным паром, простая и азеотропная перегон- По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 14 26. 8 27. 8 28. 8 29. 8 30. 9 31. 9 32. 10 3334. 35. 10 10 36. 37. Итого ка, другие виды дистилляции). Химический метод анализа на «летучие» яды. Газохроматографический метод исследования. Экспертиза алкогольного опьянения с применением современных физикохимических методов анализа. Документация анализа. Составление заключения Составление терминологического словаря. Составление планаконспекта, решение ситуационных задач. Вредные пары и газы. Оксид углерода (II). Токсичность. Токсикокинетика. Методы детоксикации. Химические и спектрометрические методы обнаружения в крови карбоксигемоглобина. Метод газожидкостной хроматографии в анализе оксида углерода. Общая характеристика группы веществ, изолируемых диализом. Токсичность. Обоснование выбора объекта исследования. Способы определения рН среды объекта исследования. Мембранная фильтрация и диализ. Особенности изолирования, анализа и токсикологическое значение отдельных веществ, входящих в данную группу. Сохраняемость указанных соединений в трупном материале. Составление терминологического словаря. Составление планаконспекта, решение ситуационных задач. Составление терминологического словаря. Составление планаконспекта, решение ситуационных задач. Контрольные работы По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 3/0,083 По расписанию 82/2,28 190/5,28 6. Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения 6.1. Контрольные вопросы и задания для проведения текущего контроля 15 Пример ситуационной задачи. На СХЭ доставлены: внутренние органы, кровь, моча, волосы трупа. Обстоятельства дела. На крупном металлургическом предприятии, где получают сплавы с низкой температурой плавления, хромированную и кадмированную сталь, латунь, стали производить никелированные изделия. На предприятие пришли новые сотрудники. К сожалению, отдел охраны труда работал плохо, и новые сотрудники не получили нужной информации. Через месяц несколько работников стали жаловаться на плохое самочувствие. Определение элементного статуса ни у одного из рабочих не проводили. Вскоре во время смены у рабочего Д. началась сильная рвота, причем рвотные массы были окрашены в сине-зеленый цвет. Пострадавшего доставили в больницу, где он через несколько часов умер. Информация. Лаборатория (ХТЛ) располагает возможностями определения металлов методами фотоэлектроколориметрии, спектрофотометрии, атомно-абсорбционной спектроскопии, атомно-эмиссионной спектроскопии, атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивносвязанной плазмой, атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой и масс-спектрометрическим детектированием. В ХТЛ имеются все необходимые реактивы для проведения экспертизы химическими методами. При вскрытии трупа содержимое желудка было окрашено в ярко-зеленый цвет. При проведении ХТА были обнаружены токсиканты из группы «металлических» ядов. Токсикант № 1 при реакции с 5% раствором K3[Fe(CN)6] и 2% раствором СdС12 дает осадок лилового цвета; при реакции с «пиридинродановым» реактивом в хлороформе дает изумрудную окраску последнего. Содержание этого элемента в печени было 25,1 мг (на 100 г органа), в почках — 12,6мг (на 100г органа), в головном мозге — 14,2мг (на 100г органа). Токсикант № 2 при реакции с дифенилкарбазидом дает красное окрашивание, которое сохраняется в течение 2—3 часов. Содержание этого элемента в печени было 5,8мг (на 100г органа), в почках — 2,9мг (на 100г органа), в головном мозге — 4,4мг (на 100г органа). Цель исследования: Провести анализ на присутствие токсикантов из группы «металлических ядов». 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 Примеры решения задач. Задача 1. Обнаружить и количественно определить содержание этилового спирта гр. С, газожидкостной хроматографией. Рассчитать концентрацию этилового спирта = 0,52. Коэффициент пересчета на кровь 0,95. Какова степень опьянения по Прозоровскому? Высота пиков в двух опытах составляет: этилового спирта - 132 мм, 81 мм и стандарта (и-пропилового спирта) - 45 мм, 36 мм соответственно. Решение: Находится концентрация этилового спирта в первом опыте в промиллипроцентах (‰) 132 0,95 С1 = -= 5,57 ‰ 45 0,5 16 аналогично во втором; третьем и т.д. 81 0,95 С2 = -= 3,76 ‰ 36 0,5 Затем находится среднее значение концентраций: 5,57 + 3,76 С1 = = 4,66 ‰ 2 Пользуясь ориентировочной схемой определения степени выражения алкогольной интоксикации (по Прозоровскому), устанавливаем степень опьянения гр. С., которая в данном случае соответствует тяжелому опьянению. Задача 2. Пользуясь данными о растворимости в воде и хлороформе, рассчитать коэффициент распределения (Кр) и log Кр (Р) для системы хлороформ/вода кофеина. Решение: Коэффициент распределения Кр: Кр = Со/Св, Где: Со - суммарная аналитическая концентрация вещества в фазе органического растворителя в моль/л Св - суммарная аналитическая концентрация вещества в воде в моль/л А. Находим молекулярную массу вещества, например для кофеина она составляет 194,19 Б. Рассчитываем количество молей в 1 г вещества 194, 19 - 1моль x = 0,0051 1г - x В. Находим табличные данные растворимости кофеина (ГФ X, справочники): растворимость кофеина в воде 1 : 60 растворимость кофеина в хлороформе 1 : 7 Г. Рассчитываем, сколько молей вещества будет растворено в 1 литре воды и в 1 литре хлороформа: 0,0051 - 60 0,0051 - 7 x - 1000 x - 1000 x = 0,085 (в воде) x = 0,728 (в хлороформе) Д. Таким образом Кр = Со/Св = 0728/0,085 = 8,56 Е. Отсюда константа распределения Р = log Кр = log 8,56 = 1,6 Ситуационная задача 3. В токсикологическое отделение по лечению острых отравлений доставлен ребенок в глубокой коме, который скончался, не приходя в сознание. По свидетельству родных он играл с конвалютами Веродона, содержащие амидопирин и фенобарбитал. Привести решение ситуационной задачи, если по результатам предварительного хроматографического анализа экстракта из органов трупа, можно предположить наличие указанных веществ Решение: По результатам предварительного хроматографического анализа в общей системе растворителей в объекте исследования можно предположить наличие: - производных барбитуровой кислоты, которые дают окрашенные продукты реакции с дифенилкарбазидом и солями ртути, располагаются во II хроматографической зоне; - производные пиразолона, которые обнаруживаются на хроматограмме по окрашенным продуктам реакции с FeCl3 (антипирин дает красно-оранжевую окраску, амидопирин комплекс синего цвета); Необходимо подтвердить наличие барбитуратов и производных пиразолона в объекте исследования и провести идентификацию внутри группы указанных соединений по результатам: 17 - хроматографирования элюатов из I и II хроматографических зон в частных системах растворителей (ТСХ - аналитическое разделение, колоночная хроматография - препаративное разделение); - общегрупповых химических реакций; - микрокристаллоскопии (барбитураты); - характерных спектров в УФ-области. Хроматографирование элюатов в частных системах растворителей: - барбитураты: система - хлороформ : бутанол : 25% раствор аммиака (70:40:5), сорбент селикагель КСК (забуференный 0,1 н раствором Н3ВО3); - пиразолоны: система - ацетон : циклогексан (5:1), сорбент - основная окись алюминия. Общегрупповые химические реакции на барбитураты: - с солями кобальта и изопропиламином - фиолетовая окраска; R1 H H3C C CH 3 O R1 OH 2 HN NH H2N R Co(NO 3)2 + NH H2N CH CH 3 O CH 3 O R1 O NH 2 NH R O N Co N R O H3C C CH 3 H - мурексидная реакция - розовая окраска; O HN H2O2 O O O HN N H O O O R R1 O NH O + HN O N H H OH O O HN NH 3 O N N H NH O H4NO N H O Микрокристаллоскопические реакции: - кислотная форма - сростки игольчатых кристаллов, сфероиды; - с солью железа (III) и йодидом калия - коричневые призмы и сростки; Цветные реакции и реакции осаждения на пиразолоны: - с пикриновой кислотой, танином - белые и серые осадки; O H H3C H3C N CH N CH3 3 H3C пикриновая к-та N O C6H5 H3C N CH N CH3 3 N O C6H5 NO2 O2N NO2 хлоридом железа (III) - фиолетовая окраска, исчезающая при избытке реактива; H3C H3C - N CH N CH 3 3 N O C6H5 FeCI 3 O O CH 3 H3C C C N CH 3 N N O H3C C6H5 с нитратом серебра - фиолетовая окраска, переходящая в черную; реакция с азотистой кислотой - фиолетовая окраска; реакции с хромотроповой кислотой - фиолетовая окраска. 18 CH N CH3 3 H3C H3C N N O C6H5 + H2SO4 HCOH HO 3S SO 3H O HC H + 2 HO HO HO HO SO 3H + продукты реакции SO 3H H C HO 3S O SO 3H По характерным спектрам. Барбитураты: - УФ-спектры водного раствора в присутствии 1-2 капель 4 н раствора гидроксида натрия max 240 нм, 252 нм; Пиразолоны: - УФ-спектр в 0,1 н раствора серной кислоты max 256 нм, min 245 нм; Заключение: на основании проведенного судебно-химического исследования обнаружены: фенобарбитал и амидопирин. Ситуационная задача 4. С целью установления факта присутствия в крови гр. Б. алкалоидов опия использован метод ВЭЖХ. Приведите ориентировочную основу действия (ООД). Решение: составление ООД Этап Операция 1. Подготовка Образец мочи подверпробы мочи к гают кислотному гидроанализу. лизу. Из гидролизата экстрагируют смесью (хлороформ: изопропанол) опиаты. 2. Приготовление Из кислотного гидролиособо чистого зат экстрагируют смеэкстракта. сью изобутанола- метиленхлорида. Реэкстрагируют ацетатом натрия. Реэкстракцию повторяют. 3. Выбор условий разделения Результаты Получают сухой остаток. Контроль Получают сухой остаток, который растворяют в подвижной фазе. Хроматограф жидкостной. Хроматографические колонки (64х2 мм), сорбент “Сепарон С18”. Подвижная фаза: водный ацетат аммония и ацетонитрил. Скорость потока элюента 100 мкл/мин, УФ-детектор. 4. Приготовление 1. Точная навеска ацета19 элюента и эталонных растворов сравнения анализируемых веществ. 5. Определение предела обнаружения анализируемых веществ. та аммония растворяется в дистиллированной воде смешивается с ацетонитрилом. 2. Точные навески морфина, кодеина, дионина, папаверина растворяют в элюенте. Элюент и эталоны очищают с помощью мембраны стеклянного фильтра. Элюент перед работой дегазируют гелием. Предел обнаружения определяется по величине достоверно обнаруживаемого минимального аналитического сигнала (высота пика) сигнал превышающий в 5 раз уровень флюктуационных шумов 10 мм) Рассчитывают нелинейность хроматограмм: для расчета используют уравнение h= a0 + b Z 6. Определение градуировочных характеристик хроматографа по анализируемым соединениям 7. Анализ мо- Тестовая смесь опиатов дельной смеси растворяется в мерной колбе анализируется в автоматическом режиме 8. Определение параметров удерживания хроматографической системы Морфин 7,7 г Кодеин 7,1 г Дионин 19,6 г Папаверин 2,9 г Морфин 26,6 мм/ 013107 Кодеин 21,4 мм/ 014107 Дионин 17,5 мм/ 013 107 Папаверин 12,5 мм/013 107 Хроматограмма с разде- Табличные ленными стандарта хроматограми опиатов фические параметры опиатов: абсолютное и относительное время удержива-ния, коэффици-ент емкости и др. Значение коэффициентов Сравнивают емкости и селективности результаты разрушение не должны хроматограотличаться от табличных фического более чем на 30 % разделения с значениями параметров таблицы Смесь опиатную хроматографируют, определяют абсолютное время удерживания. Рассчитывают исправленное время удерживания, коэффициент емкости, селективность разделения, относительное время удерживания. 9. Качественный Хроматографируют экс- При идентичности ве- Метчики опиаанализ биопробы тракт мочи ществ высота пика уве- тов личивается 10. Количествен- Экстракт мочи раство- Рассчитывают концен20 ный анализ ряют в 0,5 мл подвиж- трацию вещества по ной фазы и добавляют формуле: 0,2 мл контрольного раствора сравнения с Cg Vg / Vi + Vg концентрацией 0,11 Сi= …………………………… мл/мг (hg + I / hi) - 1 Примерные вопросы к коллоквиуму по теме “ Группа токсических не летучих веществ кислотного, основного, амфотерного и нейтрального характера. Экстрагирование и экстракция.” 1. Вопрос № 1. Группа токсических не летучих веществ основного и амфотерного характера. Краткая характеристика веществ и общие способы их выделения из биологических объектов. Вопрос № 2. Не летучие токсические вещества кислотного характера (ВКХ). Экстрагирование. Факторы, влияющие на экстрагирование ВКХ. Экстрагирование ВКХ по методам А.А. Васильевой, П. Валова, Грусц -Харди. Вопрос № 3. Выделение токсических веществ основного характера (ВОХ) из биологических я других жидкостей путем экстракции. Факторы, влияющие на экстракцию ВОХ. Вопрос № 4. Группа токсических не летучих веществ кислотного и нейтрального характера. Краткая характеристика веществ и общие способы их выделения из биологических объектов. Вопрос № 5. Не летучие токсические вещества основного характера (ВОХ). Экстрагирование. Факторы, влияющие на экстрагирование ВОХ. Экстрагирование ВОХ по методам Стаса-Отто, В.Ф. Крамаренко, ацетоновым методом. Вопрос № 6. Выделение токсических веществ кислотного характера (ВКХ) из биологических и других жидкостей (экстракция). Факторы, влияющие на экстракцию ВКХ. Задача № 1. Рассчитать, какой объём хлороформа необходимо взять при однократной экстракции для извлечения 95% фенобарбитала из 40 мл водного раствора (рН 2,0), если коэффициент распределения барбитурата в данной системе (Dс) равен 1 0. Задача № 2. Рассчитать число экстракций, необходимых для извлечения 96% атропина хлороформом из 120 мл водного раствора (рН 10), если коэффициент распределения атропина в данной системе (Dс) равен 20. Задача № 1. Рассчитать, какой объём хлороформа необходимо взять при однократной экстракции для извлечения 95% фенобарбитала из 40 мл водного раствора (рН 2,0), если коэффициент распределения барбитурата в данной системе (Dс) равен 1 0. Решение. Степень извлечения при однократной экстракции рассчитывают по формуле: R = 100∙ D / D + Vв/Vо Эта формула позволяет рассчитать объем органической фазы для определенного процента извлечения вещества при однократной экстракции. Исходя из формулы можем выразить Vo: Vо = R ∙ Vв / (100 – R) ∙D 21 R - степень экстракции, % D – коэффициент распределения Vв и Vо - равновесные объемы водной и органической фаз Vо = 95 ∙ 40 / (100-95) ∙ 10 = 76 мл. Нам потребуется 76 мл хлороформа для того, чтобы извлечь 95% фенобарбитала из 40 мл водного раствора. Задача № 2. Рассчитать число экстракций, необходимых для извлечения 96% атропина хлороформом из 120 мл водного раствора (рН 10), если коэффициент распределения атропина в данной системе (Dс) равен 20. Решение. Степень извлечения при однократной экстракции мы рассчитываем по формуле: R = 100∙ D / D + Vв/Vо Эта формула позволяет рассчитать объем органической фазы для определенного процента извлечения вещества при однократной экстракции. Исходя из формулы можем выразить Vo: Vо = R ∙ Vв / (100 – R) ∙D R - степень экстракции, % D – коэффициент распределения Vв и Vо - равновесные объемы водной и органической фаз Vо = 96 ∙ 120 / (100-96) ∙ 20 = 144 мл. Нам потребуется 144 мл хлороформа для того, чтобы извлечь 96% атропина из 120 мл водного раствора при рН = 10. При многократной экстракции удается добиться полной экстракции значительно меньшим объемом органического растворителя. В данном случае расчет степени экстракции проводится по формуле: R = 100 ∙ (1 – (Vв/DVo + Vв)n) n- кратность экстракции Можно найти необходимую кратность экстракции при заданных условиях с целью достижения требуемой степени экстракции. DVo = 144 ∙ 20 = 2880 n = lg [1-(96/100)] / lg 120/(2880 + 144) = lg 0,04/ lg 0,039 = 1 Нам достаточно проведения одной экстракции для того, чтобы извлечь 96% атропина из 120 мл водного раствора при рН = 10. Вопросы к контрольным работам по токсикологической химии 1. Токсикологическая химия. Предмет, содержание, цели и задачи. Краткая история развития судебной (токсикологической) химии. Роль отечественных и зарубежных учёных в развитии и становлении токсикологической химии в нашей стране. 2. Организация судебно-медицинской и судебно-химической экспертизы в РФ. Бюро судебно-медицинской экспертизы, центры лечения острых отравлений, наркологические диспансеры. Права и обязанности химиков-токсикологов. 3. Объекты химико-токсикологических исследований. Организации и специалисты, направляющие объекты на ХТА. Вопросы и задачи, решаемые в результате проведённых исследований. Интерпретация результатов химикотоксикологических экспертиз. 4. Специфические особенности ХТА, отличающие его от других видов анализа, например фармацевтического и других. 5. Яд. Ядовитое (токсическое) вещество. Отравление (интоксикация). Виды отравлений (классификация). 22 6. Принципы классификаций токсических веществ в токсикологической химии. Краткая характеристика методов выделения (изолирования) токсических веществ из биологических объектов. 7. Правила судебно-химических (химико-токсикологических) исследований. 8. Токсикологическая химия. Цели и задачи изучения токсикологической химии в фармацевтических вузах. Связь токсикологической химии с другими дисциплинами, изучаемыми на фармацевтических факультетах (привести конкретные примеры). 9. Документация химико-токсикологических экспертиз. Регистрационный журнал, рабочий журнал химика-токсиколога. Книга актов химико-токсикологических (судебнохимических) экспертиз, правила их оформления. 10. Особенности экспресс-анализа в диагностике острых отравлений токсическими веществами и наркотическими средствами в Центрах по лечению острых отравлений и наркологических лабораториях. 11. Общая характеристика методов, используемых для очистки токсических веществ, выделенных из биологических объектов (экстракционные, хроматографические и др.) Их преимущества и недостатки. 12. Химические методы, применяемые в химико-токсикологическом анализе. Привести примеры реакций окисления, восстановления, гидролиза, осаждения, комлексообразования, микрокристаллических реакций, используемых для идентификации токсических веществ разных групп. 13. Применение спектрофотометрических методов в УФ- , видимой и ПК- областях спектра для качественного и количественного определения токсических веществ разных групп. Привести примеры. Условия применения этих методов, преимущества и недостатки. 14. Общая характеристика хроматографических методов анализа. Метод ТСХ и его применение для очистки, идентификации и количественного определения токсических веществ. 15. Общая характеристика хроматографических методов анализа. Метод ГЖХ и его применение для идентификации токсических веществ. Хроматограммы. Параметры удерживания. 16. Общая характеристика хроматографических методов анализа. Метод ГЖХ и его применение для количественного определения токсических веществ. Параметры и способы расчёта количественного содержания веществ. 17. Токсикодинамика и токсикокинетика токсических веществ. Ь поступления в организм, всасывание, распределение, транспорт связывание с белками, выделение токсических веществ из организма. 18. Метаболизм (биотрансформация) токсических веществ в организме. Фазы биотрансформации. Метаболиты. Анализ токсических веществ по их метаболитам. 19. Метаболизм (биотрансформация) токсических веществ. Привести примеры окисления и восстановления из разных групп токсических веществ (летучих, не летучих лекарственных веществ кислотного и основного характера, наркотиков). 20. Метаболизм (биотрансформация) токсических веществ. Привести примеры гидролиза и конъюгации из разных групп токсических веществ (летучих, не летучих лекарственных веществ кислотного и основного характера, наркотиков). 21. Группа «летучих» ядов. Токсические вещества, входящие в данную группу, их краткая токсикологическая характеристика. Токсикологическое значение. 22. Методы выделения (изолирования) токсических летучих веществ из биологических объектов, их преимущества и недостатки. Способ изолирования этиленгликоля. 23. Дистилляция с водяным паром - как метод изолирования летучих токсических веществ из объектов исследования. Теоретические основы дистилляции. Диаграммы: температура кипения — состав смесей. 23 24. Подготовка объектов для изолирования «летучих» ядов дистилляцией с водяным паром. Прибор для дистилляции. Сбор дистиллята в зависимости от свойств токсических веществ. Привести примеры. 25. Методы, применяемые для идентификации и количественного определения летучих токсических веществ. Химические методы. Требования, предъявляемые к химическим реакциям. Интерпретация результатов анализа. 26. Физико-химические методы анализа летучих токсических веществ. Метод ГЖХ. Хроматографические колонки. Хроматограмма. Параметры идентификации летучих веществ (качественный анализ). 27. Физико-химические методы анализа летучих токсических веществ. Метод ГЖХ. Детекторы. Хроматограмма. Количественный анализ летучих веществ. Способы расчёта. 28. ХТА синильной кислоты и её соединений. Особенности изолирования методом дистилляции. Качественный анализ, количественное определение, метаболизм, токсикологическое значение. 29. ХТА при комбинированном отравлении хлороформом и дихлорэтаном. С помощью химических и физико-химических методов идентифицировать указанные токсические вещества. Провести количественное определение. Метаболизм, токсикологическое значение хлороформа и дихлорэтана. 30. Алифатические спирты (С1 — С5) как объекты ХТА. Исследование тканей внутренних органов, крови и мочи при экспертизе отравлений этиловым спиртом. Обнаружение этанола химическими реакциями. Интерпретация результатов при определении этилового спирта только в крови или только в моче и одновременно в крови и в моче. Токсикологическое значение. 31. ХТА при комбинированном отравлении ацетоном и этанолом. Провести идентификацию и количественное определение указанных токсических веществ химическими и физико-химическими методами. Метаболизм ацетона и этанола. 32. Определение этилового алкоголя в биологических объектах. Исследование крови и мочи живых лиц при интоксикациях этиловым спиртом. Качественный и количественный анализ. Определение этанола в выдыхаемом воздухе обследуемых. 33. ХТА высших спиртов - пропилового, бутилового, изоамилового. Способы изолирования из биологических объектов. Химические методы обнаружения. Анализ смеси спиртов методом ГЖХ. Качественный и количественный анализ. Метаболизм. Токсикологическое значение. 34. Уксусная кислота. Особенности изолирования из биологических объектов. Химические методы ХТА. Применение метода ГЖХ для анализа уксусной кислоты. Токсикологическое значение. 35. Провести ХТА при комбинированном отравлении фенолом и анилином. Разделить их с помощью экстракции, идентифицировать и количественно определить с помощью химических методов анализа. Метаболизм фенола. и анилина. 36. Выполнить химико-токсикологическую экспертизу при комбинированном отравлении формалином и этиловым спиртом. Способы изолирования из биологических объектов. Химические и физико-химические методы идентификации и количественного определения. Метаболизм формальдегида и его токсикологическое значение. 37. Химико-токсикологическое исследование крови и мочи в случаях комбинированных отравлений метиловым и этиловым спиртами. Способы изолирования, методы идентификации и количественного определения. Метаболизм и токсикологическое значение указанных токсических веществ. 38. ХТА бензола и нитробензола. Дистилляция с водяным паром. Химические методы доказательства отравлений данными токсическими веществами. Диффузия в паро-газовую фазу. ГЖХ-анализ. Биотрансформация и токсикологическое значение бензола и нитробензола. 24 39. Исследование биологических объектов при отравлении тетраэтилсвинцом (ТЭС). Особенности и способы изолирования ТЭС. Идентификация с помощью химических методов. Токсикологическое значение. 40. Провести химико-токсикологическую экспертизу при подозрении на отравление четырёххлористьим углеродом. Химические и физико- химические способы, позволяющие отличить четырёххлористый углерод от хлороформа; методы идентификации и количественного определения, токсикологическое значение. 41. Группа токсических не летучих веществ кислотного, основного, амфотерного и нейтрального характера. Краткая характеристика веществ и общие способы их выделения из биологических объектов. Экстрагирование и экстракция. 42. Не летучие токсические вещества кислотного характера (ВКХ). Экстрагирование. Факторы, влияющие на экстрагирование ВКХ. Экстрагирование ВКХ по методам А.А. Васильевой, П. Валова, Грусц -Харди. 43. Не летучие токсические вещества основного характера (ВОХ). Экстрагирование. Факторы, влияющие на экстрагирование ВОХ. Экстрагирование ВОХ по методам А.А. Васильевой, Стаса-Отто, В.Ф. Крамаренко, ацетоновым методом. 44. Выделение токсических веществ кислотного характера (ВКХ) из биологических и других жидкостей (экстракция). Факторы, влияющие на экстрагирование ВКХ. Способы экстракционной очистки ВКХ. 45. Рассчитать, какой объём хлороформа необходимо взять при однократной экстракции для извлечения 95% фенобарбитала из 40 мл водного раствора (рН 2,0), если коэффициент распределения барбитурата в данной системе (Dс) равен 1 0. 46. Выделение токсических веществ основного характера (ВОХ) из биологических я других жидкостей путем экстракции. Факторы, влияющие на экстракцию ВОХ. Способы экстракционной очистки ВОХ. 47. Рассчитать число экстракций, необходимых для извлечения 96% атропина хлороформом из 120 мл водного раствора (рН 10), если коэффициент распределения атропина в данной системе (Dс) равен 20. 48. Хроматографические способы очистки токсических веществ кислотного и основанного характера, выделенных из биологического материала: методы тонкослойной, адсорбционной и гель-хроматографии. 49.Првести химико-токсикологический анализ биологического материала при комбинированном отравлении фенобарбиталом и атропином. 50. Выполнить изолирование, разделение, очистку, идентификацию и количественное определение этаминала и димедрола в печени трупа при комбинированной интоксикации этими токсическими веществами. 51. Особенности изолирования токсических лекарственных веществ не барбитурового характера: ноксирона, пуфемида, дифенина, их идентификация и количественное определение. Метаболизм. 52. Произошло комбинированное отравление барбиталом и хинином. На исследование поступили кровь и моча. Как в данном случае провести ХТА? 53. Провести химико-токсикологическую экспертизу печени трупа при подозрении на комбинированное отравление салициловой кислотой и амидопирином. Какие основные метаболиты образуются в результате биотрансформации указанных токсических веществ? 54. Производные 1,4-бензодиазепина. Классификация по химическому строению и фармакологическому действию. ХТА бензодиазепинов по их метаболитам. Качественный и количественный анализ бензофенонов. Метаболизм производных 1 ,4-бензодиазепина, токсикологическое значение. 55. Химико-токсикологический анализ производных 1 ,4-бензодиазепина по нативным веществам и метаболитам (изолирование, идентификация, количественное определение), метаболизм, токсикологическое значение бензодиазепинов. 25 56. Производные фенотиазина. Классификация по химическому строению и фармакологическому действию. Методы экстракционного выделения из биологических объектов. Способы очистки, методы идентификации, продукты биотрансформации, токсикологическое значение. 57. Химико-токсикологический анализ производных фенотиазина (методы экстракционного выделения, способы очистки, методы количественного определения, расчёты), метаболизм, токсикологическое значение. 58. Бензонал, бензобамил: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильногидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 59. Салициловая кислота и салицилаты: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно-гидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 60. Ноксирон, пуфемид, дифенин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно-гидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 61. Никотин, анабазин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильногидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 62. Пахикарпин, стрихнин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильногидрофобные свойства, группа токсических веществ. методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 6З. Кофеин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно-гидрофобные свойства, группа токсических веществ. Методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 64. Амидопирин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно-гидрофобные свойства, группа токсических веществ. методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 65. Новокаин, дикаин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильногидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 66. Дипразин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно - гидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 67. Димедрол: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно - гидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 68. Хлордиазепоксид: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильногидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 26 69. Хинин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно - гидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 70. Папаверин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно - гидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 71. Сибазон: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно - гидрофобные свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 72.Аминазин: химическое строение, кислотно-основные и гидрофильно - гидрофобньие свойства, группа токсических веществ, методы изолирования (выделения) из биологических объектов, идентификация, количественное определение, биотрансформация, токсикологическое значение. 73. «Металлические яды». Механизм действия. Методы минерализации. Минерализация смесью серной и азотной, серной, азотной и хлорной кислот. Денитрация. Способы денитрации. 74. Методы исследования минерализата (химические, спектральные). Систематические и дробные методы. Преимущества дробного метода. Способы и приёмы, используемые в дробном методе. 75. Спектральные методы исследования минерализата (эмиссионные и атомноабсорбционные методы). Способы минерализации биологических объектов для последующего анализа минерализата спектральными методами. 76. Частный метод изолирования из биологических объектов и анализ при подозрении на отравление соединениями ртути (деструктивный метод). 77. Применение органических реагентов в дробном методе исследования для выделения «металлических ядов» из минерализата, качественного и количественного определения. Преимущества перед другими реагентами. 78. Применение дитизона для качественного и количественного анализа «металлических ядов». Привести реакции образования дитизонатов катионов металлов. 79. Использование диэтилдитиокарбамината натрия (свинца) для выделения из минерализата, идентификации и количественного определения «металлических ядов». Привести примеры. 80. Барий, свинец: группа токсических веществ, токсикологическое значение, связь с компонентами организма при отравлениях, общие и частные методы изолирования, идентификация и количественное определение химическими и физико-химическими методами. 81. Марганец и хром: группа токсических веществ, токсикологическое значение, связь с компонентами организма при отравлениях, общие и частные методы изолирования, идентификация и определение химическими и физико-химическими методами. 82. Серебро и медь: группа токсических веществ, токсикологическое значение, связь с компонентами организма при отравлениях, общие и частные методы изолирования, идентификация и количественное определение химическими и физико-химическими методами. 83. Сурьма и таллий: группа токсических веществ, токсикологическое значение, связь с компонентами организма при отравлениях, общие и частные методы изолирования, идентификация и количественное определение химическими и физико-химическими методами. 84. Цинк и кадмий: группа токсических веществ, токсикологическое значение, связь с компонентами организма при отравлениях, общие и частные методы изолирования, иден- 27 тификация и количественное определение химическими и физико-химическими методами. 85. Висмут: группа токсических веществ, токсикологическое значение, связь с компонентами организма при отравлениях, общие и частные методы изолирования, идентификация и количественное определение химическими и физико-химическими методами. 86. Мышьяк: группа токсических веществ, токсикологическое значение, связь с компонентами организма при отравлениях, общие и частные методы изолирования, идентификация и количественное определение химическими и физико-химическими методами. 87. Пестициды. Классификация по химическому строению, назначению, токсичности. Общие методы изолирования, очистки, идентификации и количественного определения. Токсикологическое значение. 88. Класс галогеносодержащих пестицидов. Общая характеристика. Гексахлоран: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, способы выделения из биологических объектов, очистка, химические и физико-химические методы обнаружения и количественного определения, метаболизм. 89. Класс галогеносодержащих пестицидов. Общая характеристика. Гептахлор: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, биотрансформация. 90. Класс галогеносодержащих пестицидов. Общая характеристика. ДДТ: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, метаболизм. 91. Пестициды — производные карбаминовой кислоты. Севин (карбарил): химическое строение, свойства, токсикологическое значение, методика определения севина и основного продукта его распада в биологических объектах, продукты биотрансформации. 92. Пестициды класса нитрофенолов. Общая характеристика. Динитроортокрезол (ДНОК): химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, продукты метаболизма. 93. Пестициды — производные нитрофенола. Общая характеристика. Диносеб: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, метаболизм. 94. Фосфорсодержащие пестициды (ФСП). Преимущества перед пестицидами других групп, классификация, общие методы изолирования из биологических объектов, очистки, идентификации и количественного определения. 95. Фосфорсодержащие пестициды. Хлорофос: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, продукты биотрансформации. 96. Фосфорсодержащие пестициды. Дихлофос: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, продукты биотрансформации. 97. Фосфорсодержащие пестициды. Фосфамид: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, продукты биотрансформации. 98. Фосфорсодержащие пестициды. Метафос: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, продукты биотрансформации. 99. Фосфорсодержащие пестициды. Тиофос: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, продукты биотрансформации. 100. Фосфорсодержащие пестициды. Фосфид цинка: химическое строение, свойства, токсикологическое значение, ХТА, продукты биотрансформации. 101. Химико-токсикологический анализ алкилртутных солей (на примере этилмеркурхлорида), биотрансформация, токсикологическое значение. 102. Класс пиретроидов. Общая характеристика данной группы инсектицидов: химическое строение, свойства, методы выделения, идентификации и количественного определения пиретроидов. 103. Токсические вещества, изолируемые из биологического материала путем диализа: сильные кислоты, щелочи, ядовитые соли. Общая характеристика исследуемых веществ, их токсикологическое значение. Подготовка объектов, методика проведения диализа, методы исследования диализата. 28 104. Серная кислота. Группа токсических соединений, метод изолирования из биологического материала, исследование диализата с целью обнаружения и количественного определения указанного токсического вещества. 105. Азотная кислота. Группа токсических соединений, метод изолирования из биологического материала, исследование диализата с целью обнаружения и количественного определения указанного токсического вещества. 106. Соляная кислота. Группа токсических соединений, метод изолирования из биологического материала, исследование диализата с целью обнаружения и количественного определения указанного токсического вещества. 107. Гидроксид калия. Группа токсических соединений, метод изолирования из биологического материала, исследование диализата с целью обнаружения и количественного определения указанного токсического вещества. 108. Гидроксид Натрия. Группа токсических соединений, метод изолирования из биологического материала, исследование диализата с целью обнаружения и количественного определения указанного токсического вещества. 109. Гидроксид аммония. Группа токсических соединений, метод изолирования из биологического материала, исследование диализата с целью обнаружения и количественного определения указанного токсического вещества. 110. Ядовитые соли (нитраты, нитриты): группа токсических соединений, из биологического материала, исследование диализата с целью обнаружения и количественного определения указанных токсических веществ. 111. Каннабиноиды. Производящее растение. Формы наркотических средств из конопли. Основные представители каннабиноидов, их структура и свойства. Выделение каннабиноидов из объектов исследования, обнаружение и количественное определение химическими и физико-химическими методами. Продукты биотрансформации. 112. Морфин. Химическая структура, свойства, токсикологическое значение. Способы изолирования из объектов исследования, идентификация, количественное определение, метаболизм. 113. Героин. Химическая структура, свойства, токсикологическое значение. Способы изолирования из объектов исследования, идентификация, количественное определение, метаболизм. 114. Кокаин. Химическая структура, свойства, токсикологическое значение. Способы изолирования из объектов исследования, идентификация, количественное определение, метаболизм. 115. Промедол, фентанил. Химическая структура, свойства, токсикологическое значение. Способы изолирования из объектов исследования, идентификащя, количественное определение, метаболизм. 116. Эфедрин, эфедрон. Химическая структура, свойства, токсикологическое значение. Способы изолирования из объектов исследования, идентификация, количественное определение, метаболизм. 117. Амфетамин, метамфетамин. Химическая структура, свойства, токсикологическое значение. Способы изолирования из объектов исследования, идентификация, количественное определение, метаболизм. 118. Фенциклидин. Химическая структура, свойства, токсикологическое значение Способы изолирования из объектов исследования, идентификация, количественное определение, метаболизм 119. Химико-токсикологический анализ в экспресс-диагностике острых отравлений Особенности проведения ХТА в Центрах по лечению острых отравлений объекты анализа, продолжительность, способы выделения токсических веществ, методы идентификации и количественного определения 29 120. Особенности возникновения и течения острых отравлений. Методы детоксикации организма при отравлениях. Способы естественной и искусственной детоксикации. Антидоты. 121. Оксид углерода (IӀ) — угарный газ. Источники отравлений угарным газом. Механизм действия на организм. Токсические концентрации угарного газа в крови человека. Идентификация оксида углерода (II) в крови химическими и физико-химическими методами. 122. Острые отравления угарным газом (оксидом углерода — СО). Механизм действия на организм. Методы количественного определения карбоксигемаглобина спектрофотометрическим и газохроматографическим методами. 6.2. Контрольные вопросы и задания для проведения промежуточной аттестации Экзаменационные вопросы по токсикологической химии 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. Ядовитые и сильнодействующие вещества. Гигиеническая и патохимическая классификации ядов. Отравления и их классификация. Основание для производства судебно-химической экспертизы. Порядок производства судебно-химической экспертизы и методология судебнохимического анализа. Документация при производстве судебно-химических экспертиз. Обязанности и права судебно-медицинского эксперта химика. Задачи судебнохимической экспертизы. Стадии острых отравлений. Положение о химико-токсикологической лаборатории наркологических центров. Задачи ХТЛ. Положение о правилах отбора проб на обнаружение алкоголя, наркотических средств, психотропных и других токсических веществ. Токсикокинетика. Транспорт ядов через клеточные мембраны. Первый закон Фика для отражения скорости диффузии токсического вещества. Теория рецепторов токсичности. Теория неионной диффузии. Уравнение Гендерсона для органических электролитов в организме. Летальный синтез как метаболический процесс. Наркомания, токсикомания, наркотическое средство. Ответственность за правонарушения, связанные с наркоманией. Особенности химико-токсикологического анализа на содержание наркотических средств. Гниение биологических объектов и основные реакции вторичного метаболизма. Способы консервирования биологического материала. Общие и частные методы изолирования веществ кислотного характера. Их характеристика и сравнительная оценка. Общие и частные методы изолирования веществ основного характера. Их характеристика и сравнительная оценка. Принципиальные схемы извлечения наркотических и сильнодействующих лекарственных препаратов подкисленной водой. Способ изолирования лекарственных и наркотических веществ подкисленным спиртом. Достоинства и недостатки метода. Основные способы очистки веществ кислотного и основного характера. Этапы исследования внутренних органов трупов при общем ходе анализа. 30 23. 24. 25. 26. 27. 28. 29. 30. 31. 32. 33. 34. 35. 36. 37. 38. 39. 40. 41. 42. 43. 44. 45. 46. 47. 48. 49. 50. 51. 52. 53. 54. Химические методы идентификации веществ кислотного характера. Химические методы идентификации веществ основного характера. Физико-химические методы идентификации лекарственных веществ. Методы количественного анализа веществ кислотного характера. Методы количественного анализа веществ основного характера. Методы предварительного и подтверждающего исследования в судебной химии. Понятия направленного и ненаправленного анализа в судебной химии. Экстракция как метод выделения лекарственных веществ из биоматериала. Влияние свойств экстрагента на степень выделения лекарственных веществ из биоматериала. Влияние свойств извлекаемого вещества на степень его выделения из биоматериала. Влияние рН-среды на степень выделения лекарственных веществ из биоматериала. Классификация наркотических и одурманивающих веществ. Анализ производных барбитуровой кислоты. Специальный метод изолирования подщелоченной водой. Прямая и дифференциальная спектрофотометрия, применяемая для их обнаружения и количественного определения. Направленный химико-токсикологический анализ на вещества, подвергающиеся в организме интенсивному метаболизму, на примере производных 1,4-бензодиазепина. Морфин, фармакологическое действие, метаболизм, специальный метод изолирования, методы обнаружения. Интерпретация результатов химико-токсикологического анализа. Героин, фармакологическое действие, метаболизм, специальный метод изолирования, методы обнаружения. Интерпретация результатов химико-токсикологического анализа. Каннабиноиды, физико-химические свойства. Фармакокинетика и метаболизм каннабиноидов, методы изолирования и обнаружения. Метаболизм, изолирование, обнаружение и количественное определение фенилалкиламинов (эфедрин, эфедрон, амфетамин, метамфетамин, МДМА). Метаболизм, изолирование, обнаружение и количественное определение производных фенотиазина (аминазин, дипразин, левомепромазин). Аналитический скрининг на группы лекарственных веществ на основе тонкослойной хроматографии. Ненаправленный химико-токсикологический анализ с целью диагностики острых отравлений. Пестициды. Физико-химические свойства, токсичность, токсикокинетика. Клиника отравлений, клиническая диагностика. Методы детоксикации при отравлении. Пестициды. Методы изолирования. Энзиматический и хроматографические методы анализа. Специфичность методов исследования. Синтетические пиретроиды. Физико-химические свойства. Токсичность. Метаболизм. Химико-токсикологический анализ биологических проб. Исследование на мышьяк. Количественное определение. Интерпретация результатов исследования. Исследование на свинец. Количественное определение. Исследование на марганец. Исследование на хром. Исследование на серебро. Количественное определение. Исследование на цинк. Количественное определение. Интерпретация результатов исследования. Исследование на кадмий. Количественное определение. Интерпретация результатов исследования. Исследование на висмут. Количественное определение. Интерпретация результатов исследования. 31 55. 56. 57. 58. 59. 60. 61. 62. 63. 64. 65. 66. 67. Исследование на сурьму. Клинические симптомы отравления органическими соединениями ртути. Этилмеркурхлорид: изолирование, обнаружение, количественное определение. Клинические симптомы отравления неорганическими соединениями ртути. Их изолирование, обнаружение и количественное определение. Изолирование, методы обнаружения и количественного определения синильной кислоты. Чувствительность методов. Метиловый спирт. Токсичность, токсикокинетика, биотрансформация. Методы качественного и количественного определения. Этиловый спирт. Токсичность, токсикокинетика, биотрансформация. Химические и биохимические методы исследования. Газохроматографический метод исследования этанола. Оформление акта судебнохимического исследования на спирты. Хлорофос. Метаболизм, изолирование, обнаружение и количественное определение. Токсичность и химико-токсикологический анализ соединений фтора. Оксид углерода. Токсичность, химические экспресс-методы обнаружения карбоксигемоглобина. Количественное определение карбоксигемоглобина спектрофотометрическим методом и оксида углерода методом ГЖХ. Оценка результатов количественного определения. Иммуноферментный анализ. Применение в судебно-химической экспертизе и химико-токсикологических исследованиях. Ложноположительные и ложноотрицательные результаты в ИФА. 7. Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины а) основная литература 1. Вергейчик, Т.Х. Токсикологическая химия : учебник для студентов вузов / Т.Х. Вергейчик ; под ред. Е.Н. Вергейчика. - М. : МЕДпресс-информ, 2009. - 400 с. 2. Карташов, В.А. Практикум по токсикологической химии: учеб. пособие/ Карташов В.А., Чернова Л.В. - Майкоп: Аякс, 2004. - 182 с. б) дополнительная литература 1. Карташов, В.А. Последовательность газохроматографического процесса. Метод ГЖХ : учеб.-метод. пособие для студентов фармацевт. фак. / В.А. Карташов. - Майкоп : А.А. Григоренко, 2009. - 30 с. 2. Карташов, В.А. Химико-токсикологический анализ. В 2 ч. Ч. 1. Выделение токсических веществ из биологических объектов: [монография]/ В.А. Карташов, Л.В. Чернова. Майкоп: Качество, 2008. - 188 с. 3. Карташов, В.А. Химико-токсикологический анализ. В 2 ч. Ч. 2. Методы исследования. Тонкослойная хроматография: [монография]/ В.А. Карташов, Л.В. Чернова. - Майкоп: Качество, 2011. - 93 с. 4. Карташов, В.А. Физико-химические методы анализа в фармацевтической и токсикологической химии: учеб. пособие для студентов фармацевт. фак./ В.А. Карташов, Л.В. Чернова. - Майкоп: А.А. Григоренко, 2009. - 58 с. 5. Машковский, М.Д. Лекарственные средства: пособие для врачей/ М.Д. Машковский. - М.: Новая Волна : Издатель Умеренков, 2008. - 1206 с. 6. ЭБС «Консультант студента» Плетенева, Т.В. Токсикологическая химия: учебник/ Т.В. Плетенева. - М.: Эксмо, 2008. - 560 с. - Режим доступа: http://studentlibrary.ru/ 32 7. ЭБС «Консультант студента» Токсикологическая химия. Ситуационные задачи и упражнения : учеб. пособие/ [Е.Я. Борисова и др.]; под ред. Н.И. Калетиной. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - 352 с. - Режим доступа: http://studentlibrary.ru/ 8. ЭБС «Консультант студента» Токсикологическая химия. Метаболизм и анализ токсикантов: учеб. пособие/ [Е.Ю. Афанасьева и др.]; под ред. Н.И. Калетиной. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2008. - 1016 с. - Режим доступа: http://studentlibrary.ru/ в) программное обеспечение и Интернет-ресурсы 1. http://www.rosec.ru/, 2. http://www.pharmvestnik.ru, 3. информационно-справочные и поисковые системы: www.yandex.ru, www.google.ru 8. Материально-техническое обеспечение дисциплины Материально-техническое обеспечение дисциплины включает: 1) библиотечный фонд ГОУ ВПО «МГТУ»; 2) мультимедийное оборудование для чтения лекций-презентаций. На кафедре имеется соответствующее оборудование для проведения занятий по токсикологической химии в оснащенной лаборатории: 1. Лабораторная посуда (пробирки, воронки, ступки с пестиками, колбы, стаканы, цилиндры, бюретки, чашки Петри, флаконы). 2. Спиртовки. 3. Термобани. 4. Термостаты. 5. Холодильник. 6. Вытяжные шкафы. 7. рН-метры. 8. Весы. 9. Фотоэлектроколориметр, спектрофотометр. 10. Дистиллятор. 11. Штативы. 12. Химические реактивы, диагностические тест-наборы, фармацевтические препараты, наборы для тонкослойной хроматографии. 13. Расходные материалы. 14. УФ-облучатели и др. 33 Дополнения и изменения в рабочей программе за ________/________ учебный год В рабочую программу (наименование дисциплины) для направления (специальности) (номер направления (специальности) вносятся следующие дополнения и изменения: Дополнения и изменения внес (должность, Ф.И.О., подпись) Рабочая программа пересмотрена и одобрена на заседании кафедры _ (наименование кафедры) «____»___________________20_г. Заведующий кафедрой __________________ (подпись) _____________ (Ф.И.О.) 34