Презентация на тему "Токсическое действие неорганических веществ"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  ЛЕКЦИЯ №3 Токсическое действие неорганических веществ   Группа веществ, изолируемых минерализацией («Металлические яды») Группа веществ, изолируемых экстракцией водой в сочетании с диализом

• 
  Слайд 2
  

  Биопроба (кровь, моча, волосы, ногти, ткани органов) Предварительная обработка Удаление фоновых веществ, концентрирование определяемых веществ, обезвоживание, измельчение, удаление белков и липидов Пробоподготовка Без «изолирования» - минерализации химическими способами (ААС) и (АЭС-ИСП), мультиэлем. методы «Изолирование» - процесс выделения неорганических компонентов из биологического материала, его очистки от эндогенных веществ, концентрирование в аналитической пробе. 2. Разложение биологической пробы 2.1. разложение легко- растворимых соединений в воде 2.2. разложение трудно- растворимых соединений в замкнутых сосудах при высоком давлении 2.3. разложение мало- растворимых соединений при обычном давлении Группа веществ, изолируемых минерализацией

• 
  Слайд 3
  

  «СУХАЯ», в т.ч. озоление на воздухе и в атмосфере О2 или иных реакционных газов, термическое разложение или пиролиз (не выше 400-500 0С) «МОКРАЯ», HNO3, HClO4, H2SO4и др. кислотами в присутствии других окислителей(например H2O2) или Kt Минерализация кислотами МИНЕРАЛИЗАЦИЯ Основныепроцессы: БЕЛОК + ЖИРЫ (ЛИПИДЫ) + УГЛЕВОДЫ + …. Биообъект CO2↑ + CO ↑ + H2O ↑ + NH3 ↑ + N2 ↑ + NO2 ↑ + NO ↑

• 
  Слайд 4
  

  2. Реагент:H2SO4 + O2Биопроба– Раст. Возможные потери Pb, Se 3. Реагент: HNO3Быстрое озоление в спец. контейнерах (бомбах, автоклавах), тефл. сосуды при 3500С в микроволновой печи. Возможные потери Co, Zn, Mn 1.Реагент:H2SO4 + HNO3Биоматериал: Растит. Потери: As, Se,Hg и др. Э а) H2SO4 – не только окислитель, но и водоотнимающий агент б) снижение влажности усиливает окислительные свойства H2SO4 и HNO3 H2SO4 H2O2 + SO2 «О» + Н2О HO – NO2 HO – NO2 Kt HNO2 2 NO2↑ + Н2О2 Н2О «О» Kt HNO2 появляется при част. разложении

• 
  Слайд 5
  

  6. Реагент: H2SO4 + HClO4 7. Реагент: HNO3 + HClO4Биопроба - белки, не содержащие липидов Возможна потеряPb 8. Реагент: H2SO4 + HNO3 + HClO4ПотериAs, Sb, Hg, Au, Fe Реагент: H2O2 + Fe2+ Проба – мин. образцы, за исключением жиров, пластмассы универсальный реагент HClO4→ Cl2O5 ↑ + H2O2 Н2О Kt – (NH4)2MoO4 5. Реагент: HClO4 «О» 4. Реагент: HNO3 + H2O2Биопроба – Раст. + Ж. Быстрое озоление при низких t0

• 
  Слайд 6
  

  NO + NO2 + 2H2SO4→ + H2O HOH Kc HNO2 + H2SO4 KC = [HSNO5] ·[H2O] [H2SO4]·[HNO3] В соответствии с принципом Ле Шателье-Брауна, если удалить HNO2, реакция денитрации пойдет в одном направлении – слева направо Методы удаления окислителейиз минерализата - ДЕНИТРАЦИЯ

• 
  Слайд 7
  

  а) минерализат + 10 – 15 мл Н2О б) t0 110-1300С в) СН2О, 40% р-р. τ =1-2 мин ХИМИЗМ 4 HNO2 + 2CH2O ↔ 2NO + N2 + 2CO2 + 4 H2O 4 HNO3 + 5 CH2O ↔ 5 CO2 + 2 N2 + 7 H2O 2NO + 2O2 ↔ 2NO2 Проба на отсутствие нитратов Пример денитрации

• 
  Слайд 8
  

  5 типов веществв зависимости от их поведения в живых системах: Необходимые. Стимуляторы. Инертные. Терапевтические. Токсичные.

• 
  Слайд 9
  
• 
  Слайд 10
  

  Содержание металлов в организме человека (в весовых %) Биогенные металлы

• 
  Слайд 11
  

  Основные пути поступления металлов в организм: Кожа, дыхательные пути, ЖКТ. Метаболизм, распределение: Кровь, печень, почки, др. органы. Основные пути выведения: Пот, волосы, моча, экскременты. Механизм токсичности металлов

• 
  Слайд 12
  

  Механизм токсичности металлов 1.Проникновение элемента в липидорастворимой форме 2.Проникновение элементов в комплексе с белком а)Ag+ + RS-H → RS-Ag↓ + H+ б) 2 МТ(SH)x + x Cd2+ (Cu, Zn, Hg, Ag)→ металлотионин →МТ(S-Cd-S)xМТ + 2х Н+ в) Транспорт ионов в виде комплексов с эндогенными лигандами по транспортным (структуроподобным системам) г) Перенос ионов в свободной форме Рис. Использование кальциевых каналов для транспорта ионов Pb2+ (гипотетическая модель) 3. Комплексообразование с биолигандами, белками, в том числе ферментами и конкурентное замещение ионов металлов – кофакторов ферментов

• 
  Слайд 13

  Обмен меди в организме человека

  Поступление меди с пищей (2-4 мг/сутки) Выведение с калом (до 90%) пул меди всасывание (40%) выделение с желчью сывороточный альбумин (плазма) медьсодержащие белки Cu-металлотионеин (депо в печени) церулоплазмин выведение с мочой (до 90%) выделение с потом, выдыхаемым воздухом

• 
  Слайд 14
  

  Обмен марганца в организме человека Поступление с пищей Выведение с калом (~100%) абсорбция (1-4%) кости плазма, глобулин, трансманганин Мn-супероксиддисмутаза пируваткарбоксилаза Выведение с мочой (~0%) желчь

• 
  Слайд 15
  

  Поступление с пищей Выведение с калом (98- 99%) всасывание (1-2%) Обмен хрома в организме человека печень, сыворотка крови ФГТ, мышцы Выведение с мочой (~1 мкг/сутки)

• 
  Слайд 16
  

  Выведение с калом (70-80%) Обмен кальция в организме человека Поступление с пищей и водой (500-1500 мг/сутки) всасывание (20-30%) костная ткань (99%) паратгормон сывороточный Са (свободный) 60% связанный с белком Са 40 % почки 1,25 ди-ОН-витамин Д реабсорбция паратгормон выведение с мочой (~200мг/сутки)

• 
  Слайд 17
  

  Поступление с пищей Выведение с калом (70- 80%) всасывание (20-30%) Обмен цинка в организме человека фитаты пищевые волокна Fe2+,Ca2+, Cu2+ Pb2+, Cd2+ - + белок пул цинка Zn-содержащие ферменты Zn-металлотионеин (депо в печени) выделение с поджелудочной железой тионеин цинк плазмы выделение с мочой и перспирацией выделение со спермой у мужчин (до 1-3 мг) 20 – 30 %

• 
  Слайд 18
  

  Содержание некоторых элементов в печени человека (на 100 г сырого органа)

• 
  Слайд 19
  

  Содержание некоторых элементов в органах человека (на 100 г органа) Знак минус означает, что данный элемент дробным методом не обнаруживается

• 
  Слайд 20
  

  Мишени токсического воздействия металлов Влияние формы химического элемента на мишень   Биомишени Ферменты ДНК Ткани почек Нервная система Репродуктивная система Дыхательные пути Гематоэнцефалические барьеры Цитоскелет Cd2+, Hg2+, Pb2+, AsO+, As3O4-, H3AsO4, HasO2, Cu2+, Cu+, Cu0, Zn2+, Mn2+, Cr3+, HCr2O7-, HcrO4- As, Cr3+, Ni2+, Be2+, Cd2+, Pt2+,     Zn2+, Mn2+ Растворимые соединения Hg2+, Cd2+, As3O43-, H3As, Li+, Zn2+ Pb2+, Pb(OH)2, HgCl2, Hg2Cl2, CH3HgCl(CH3)2Hg,   Al(OH)3, Al3+, Li+, Mn2+ Pb2+, Cd2+,         Zn2+ Al3+, As, Cr, Ni,       Zn0,   Cr3+, HCr2O7-, HcrO4-,, Ag+ Pb2+, Li+ Al3+, Al(OH)3

• 
  Слайд 21
  

  Мишени токсического воздействия металлов Элемент/ ср. уровень Мишень Формы поступления Биоматериал Аккумулирование в органах Pb/120 мг Ферменты, плацентарный и гематоэнцефалические барьеры, нервная система Pb2+, Pb(OH)2 Волосы, кровь 1-печень, почки 2-костная ткань Hg Ферменты, ткани почек, нервная система Hg0,соли Hg (I,II), Hg-орг. Моча, кровь, волосы 1-органы дыхания 2-нервная система, почки Cd/50 мг Ферменты, ДНК-клеток, репродуктивная система, ткани почек Cd2+ Моча, волосы 1-повреждение лизосом клеток 2-костная ткань As/18 мг ДНК, дыхательные пути, гемоглобин, ферменты Орг. арсенаты, оксиды (III,IV), NaAsO2, AsCl3, H3AsO4, HgHAsO4 Моча, волосы Почки, костная ткань Al/ 100 мг связывание с фосфатами, цитоскелет, ЦНР, гематоэнцефалические барьеры Al3+, Al(OH)3 Кровь Легкие, ЦНС, костная ткань

• 
  Слайд 22
  

  Мишени токсического воздействия металлов Элемент/ ср. уровень Мишень Формы поступления Биоматериал Аккумулирование в органах Li гематоэнцефалические барьеры, ЦНС LiH, Li2CO3 Кровь Мозг, печень, щитовидная железа, кости Cu/100 мг ферменты, ткани печени, почек, ЖКТ, ЦНС Cu2+, Cu+, Cu0, Cu2O, коорд.соед. Кровь Печень, почки, кожа Zn/ 1,5-3,0 г ферменты, ЦНС, белки, металломы, ДНК, иммунная система Zn2+, комплексы Кровь, волосы Легкие, кожа, волосы Cr/6 мг ЦНС, ДНК Cr3+, комплексы, HCr2O7-, HcrO4-,, Cr(OH)3 Кровь, моча, волосы Легкие, кожа, слизистая Mo ферменты   Кровь, моча   Co ферменты, ДНК, ЦНС CoCl3, Co2(CO3)3, Co Кровь, моча Легкие

• 
  Слайд 23
  

  Мишени токсического воздействия металлов Элемент/ ср. уровень Мишень Формы поступления Биоматериал Аккумулирование в органах Pt дыхательные пути, ДНК, ЦНС, ткани почек, РНК, белки Pt2+, комплексы кровь почки Ag белки, металломы Ag+, Ag Волосы, ногти, кровь Легкие, дых. пути, кожа Ni/10 мг ферменты, дыхательные пути Ni2+, Ni(OH)2, комплексы   Легкие, дых. пути Mn/12 мг ЦНС, ферменты Mn2+, Mn3+, MnO(OH), Mn(OH)2, MnO4- Кровь, моча Костная ткань, ЦНС Tl ЦНС Tl4+ Волосы, кровь кожа, волосы, печень, почки

• 
  Слайд 24
  

  ХТА проводят: 1. Когда материалы дела указывают на возможность отравления этими веществами. 2. В случае положительных результатов предварительных проб на кислоты, щелочи и другие соединения в исследуемых объектах Изолирование осуществляют методом водной экстракции (настаивания с водой). Для очистки водных вытяжек из исследуемых объектов применяют методы фильтрования, центрифугирования, диализа МЕТОДИКА измельчение биологического материала вытяжка в воде (τ = 1-2 часа) 3а. фильтрация или центрифугирование 3б. диализ 4. выпаривание диализата 5. анализ диализата Химико-токсикологическая характеристика неорганических веществ (кислоты, щелочи, их соли)

• 
  Слайд 25

  Минеральные кислоты

  Анализ диализата Ind отгон 2) An- 1) рН Универсальный индикатор

• 
  Слайд 26
  

  Реакции с ВаCl2 с Pb(CH3COO)2 с родизонатом натрия + BaCl2 бесцветный красный бесцветный Серная кислота Особенности ХТА: 1. Выделение серной кислоты из биологического материала: добавление С2Н5ОН (кислота – растворяется, соли – нет) 2. Отгонка серной кислоты 2 H2SO4 + Cu → H2SO3 + CuSO4 + H2O H2SO3 → SO2 + H2O SO2(вода) + J2+ 2Н2О → 2H2SO4 + 2HJ

• 
  Слайд 27
  

  Азотная кислота Особенности ХТА: 1. Выделение азотной кислоты из биологического материала Отгонка азотной кислоты из диализата -необходима отгонка – досуха - ускоряют отгонку добавлением Cu Реакции 1. с дифениламином 2. с бруцином 3. окрашивание шерсти 4. удаление нитритов из исследуемых растворов Удаление азотистой кислоты основано на разложении этой кислоты мочевиной O=C(NH2)2, сульфаминовой кислотой HOSO2NH2, солями аммония, азидом натрия NaN3и др Соляная кислота Особенности ХТА: 1. Выделение соляной кислоты из биологического материала Отгонка соляной кислоты из диализата -необходима отгонка – досуха - предварительный анализ диализата на серную кислоту Реакции 1. с нитратом серебра 2. с хлоратом калия

• 
  Слайд 28
  

  Едкие щелочи (гидроксид калия, гидроксид натрия) и аммиак Гидроксид калия Реакции 1. с гидротартратом натрия 2. с гексанитрокобальтатом натрия Гидроксид натрия Реакции 1. с гидроксостибиат калия 2. с цинк-уранилацетатом Аммиак Особенность ХТА: предварительное обнаружение сероводорода

• 
  Слайд 29
  

  Нитриты 1. с сульфаниловой кислотой и β- нафтолом 2. с реактивом Грисса

• 
  Слайд 30
  

  Нитриты Нитрозамины В кислой среде нитриты дают азотистую кислоту, а она, взаимодействуя со вторичными и третичными аминами, образует канцерогенные нитрозамины: Наиболее часто в пищевых продуктах обнаруживаются нитрозодиметиламин и нитрозодиэтиламин. Больше всего нитрозаминов встречается в копченых мясных изделиях, колбасах, приготовленных с добавлением нитритов, – до 80 мкг/кг, в соленой и копченой рыбе – до 110 мкг/кг. (В свежем мясе и рыбе нитрозамины не обнаруживаются или находятся в следовых количествах – менее 1 мкг/кг.) Из молочных продуктов нитрозамины обнаружены главным образом в сырах, прошедших фазу ферментации (до 10 мкг/кг). Из растительных продуктов в основном в солено-маринованных изделиях, Из напитков – в пиве, где суммарное содержание их может достигать 12 мкг/л.