применение газожидкостной хроматографии в судебно-химической экспертизе отравлений

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-70°С, испарителя-150°С, 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