Методы определения этиленгликоля в биологическом материале Текст научной статьи по специальности «Фундаментальная медицина»

7. Неймарк А.И., Неймарк БА. Эфферентная и квантовая терапия в урологию. — М., 2003. — С. 132.

8. Пушкарев А.Л., Аринчина Н.Г. Методика оценки качества жизни больных и инвалидов: Метод. рекомендации / БНИИЭТИН. — Мн., 2002. — 15 с.

9. Хилп А.Б. Основы медицинской статистики. — М., 1958. — 131 с.

10. For the Measurement Committee of the American Urological Association. The American Urological Association sympton index for benign / M.J. Barry, T.J. Fowler, M.P. O'Leary // J. Urol. (Baltimore). — 1992. — Vol. 148. — P. 1549-1564.

11. Juyatti J.H., Feeny D.H., Patrick D.Z. Measuring Health-related Ouality of Life // Ami. Jnt. Med. — 1993. — Vol. 118, № 8. — Р. 622-629.

12. Prevalence anol preference with regara to various surgical treatments for benign prostatic hypertrophy: a survey for the Japanese endourology and FSWL society member // Nippon Hinyorika Jakkai Zasshi. — 2003. — № 4, — Vol. 94. — Р. 495-502.

13. The WHQOZ Jroup The World Health Organ Quality of life assessme: position paper from the World Jlealth Organization // Soe. Sci. Med. — 1995. — № 41. — Р. 1403-1409.

Поступила 06.03.2006

НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

УДК 616.3-007.06

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ В БИОЛОГИЧЕСКОМ МАТЕРИАЛЕ

Ю.А. Овсиюк, Т.Н. Сацура

Управление по Гомельской области государственной службы медицинских судебных экспертиз

Проанализированы различные методы судебно-химического определения этиленгли-коля и их результативность, что позволяет в практической работе использовать наиболее рациональные и эффективные способы обнаружения этиленгликоля.

Ключевые слова: этиленгликоль, судебно-медицинское исследование.

METHODS OF DEFINITION OF ETHYLENE GLYCOL IN A BIOLOGICAL MATERIAL

J.A. Ovsijuk, T.N. Satsura

Gomel Region Management of the Republic of Medical Judicial Examinations

Various methods and techniques of judicial-chemical definition of ethylene-glycole and their productivity that will allow to use the most rational and effective waus jf detection of ethylene-glycole in practical work are analysed.

Key words: ethylene-glycole, medical judicial research.

Методы определения наличия отравляющих веществ в организме человека в судебно-медицинских целях всегда являлись объектом разработки и совершенствования по мере развития новых технологий их обнаружения. Не является исключением в этом плане и этиленгликоль. Особенности всасывания, распределения в организме и выведения этиленгликоля из организма человека обостряют проблему поиска наиболее точных и эффективных методов его обнаружения.

В настоящее время изолирование эти-ленгликоля проводится в соответствии с Методическими рекомендациями «Об определении этиленгликоля при судебно-

химическом исследовании биологического материала» (1994) [6].

Цель исследования

Проанализировать различные методы судебно-химического определения этиленг-ликоля и их результативность для использования в практической работе наиболее эффективных и рациональных способов обнаружения этиленгликоля.

Существующие методы судебно-химического исследования этиленгликоля

Для проведения химико - токсикологического анализа этиленгликоля в объектах в настоящее время используется ряд методов и методик:

1. Методы химического анализа.

2. Физико-химические методы: определение этиленгликоля методом тонкослойной хроматографии [2, 8, 6].

3. Газохроматографические методы [4, 6].

4. Инфракрасная спектроскопия.

5. Хроматомасспектрометрия.

6. Методы количественного определения (фотоколориметрический и газохрома-тографический метод) [1, 3, 5, 7].

Все перечисленные способы обладают теми или иными преимуществами и недостатками и не отвечают в полной мере задачам, которые ставятся перед судебно-химическим экспертом.

Разработанный и апробированный нами метод количественного определения этиленгликоля

1. Сорбционное выделение. Реактивы и материалы для сорбционного выделения и очистки этиленгликоля.

Для проведения исследования были использованы следующие сорбенты: полисорб-1 последовательно обработанный в аппарате Сокслетта диоксаном и эталоном в течение 9 часов и промытый водой в воронке Бюхнера; си-ликагель КСК (технический 1 сорт) ГОСТ 3956-76; пенополиуретан АРТ ТГЛ-17/10-99.

В работе применяли растворы: 1% водный раствор этиленгликоля с рН = 7 и рН = 3; 0,1% спиртовые растворы этиленгликоля на 50° и 10° спирте; 1% и 0,5% водные растворы трет-бутанола — внутренний стандарт.

Методика сорбционного исследования Исследование проводили на газовом хроматографе «Цвет 800», с пламенно - ионизационным детектором, колонка стеклянная, насадка Рогарак-Q 80-100 мкм.

Первый этап. Было взято три пробы по 20 мл 1% водного раствора этиленгликоля с рН 7. К каждой пробе добавляли сорбент: проба № 1 — 0,2 мл полисорба-1; проба № 2 — 0,2 мл силикагеля; проба № 3 — 0,1 мл пенополиуретана; проба № 4 — контроль.

После добавления сорбентов пробы встряхивали в течение 30 мин и оставляли на 24 часа при комнатной температуре.

По истечении указанного времени пробы 1 и 2 центрифугировали при 3000 об/мин 10 мин, а пробу 3 отфильтровали.

В два флакона вносили по 1 мл каждой пробы и прибавляли 0,2 мл 1% раствора внутреннего стандарта. 1 мкл каждой пробы анализировали на газовом хроматографе при следующих условиях: газ-носитель —

азот со скоростью 25 мл/мин; температура термостата 120°С, температура детектора 200°С, температура инжектора 180°С, температура колонки программирована от 120°С до 17 нуту, длительность программы 34,2 мин 5°С со скоростью 6 градусов в мин.

Количественное определение проводили методом внутреннего стандарта (трет-бутанол 10 мг/мл). Расчет градировочных коэффициентов и построение градуировочного графика проводили с помощью программы «Юнихром» для уравнения вида у = Кхх, где К = 0,963. Получены следующие результаты: Проба № 1 (сорбент полисорб-1) — концентрация этиленгликоля составила 10,3 мг/мл; проба № 2 (сорбент силикагель) — концентрация этиленгликоля составила 11,0 мг/мл; проба № 3 (сорбент пенополиуретан) — концентрация этиленгликоля составила 10,8 мг/мл.

Аналогичные результаты были получены при исследовании водных растворов этиленгликоля с рН среды равной 3.

Второй этап. Было взято три пробы 0,1% спиртового раствора этиленгликоля (на 50% этаноле) К каждой пробе добавляли сорбент аналогично первому этапу.

После добавления сорбентов пробы встряхивали в течение 30 мин и оставляли на 24 часа при комнатной температуре.

По истечении указанного времени пробы 1 и 2 центрифугировали при 3000 об/мин 10 мин, а пробу 3 отфильтровали.

В два флакона вносили по 1 мл каждой пробы и прибавляли 0,2 мл 0,5% раствора внутреннего стандарта. По 1 мкл каждой пробы анализировали на газовом хроматографе при условиях, аналогичных первому этапу.

Количественное определение проводили методом внутреннего стандарта. Расчет градуировочных коэффициентов и построение градуировочного графика проводили с помощью программы «Юнихром» для уравнения вида у = Кхх, где К = 1,109 Получены следующие результаты: Проба № 1 (сорбент полисорб-1) — концентрация этиленгликоля составила 1,1 мг/мл; проба №2 (сорбент силикагель) — концентрация этиленгликоля составила 1,1 мг/мл; проба № 3 (сорбент пенополиуретан) — концентрация этиленгликоля составила 1,1 мг/мл.

Третий этап. Было взято три пробы 0,1% спиртового раствора этиленгликоля (на 10% этаноле). К каждой пробе добавляли сорбент аналогично первому этапу.

После добавления сорбентов пробы встряхивали в течение 30 мин и оставляли на 24 часа при комнатной температуре.

По истечениеи указанного времени пробы 1 и 2 центрифугировали при 3000 об/мин 10 мин, а пробу 3 отфильтровывали.

В два флакона вносили по 1 мл каждой пробы и прибавляли 0,2 мл 0,5% раствора внутреннего стандарта, 1 мкл каждой пробы анализировали на газовом хроматографе при условиях, аналогичных первому этапу.

Количественное определение проводили методом внутреннего стандарта. Расчет градуировочных коэффициентов и построение градуировочного графика проводили с помощью программы «Юнихром» для уравнения вида у = Кхх, где К = 0,8529.

Получены следующие _результаты:

Проба № 1 (сорбент полисорб-1) — концентрация этиленгликоля составила 1,1 мг/мл; проба №2 (сорбент силикагель) — концентрация этиленгликоля составила 1,0 мг/мл; проба № 3 (сорбент пенополиуретан) — концентрация этиленгликоля составила 1,1 мг/мл.

Экстракция. В работе проводились исследования экстракции смешаннолигадных комплексов этиленгликоля с ионами металлов и бромтимоловым синим (БТС).

Реактивы и материалы для экстракционного выделения и очистки этиленгликоля.

В исследовании применяли 1% и 0,1% водные растворы этиленгликоля; 0,001М раствор БТС; 0,001М раствор нитрата свинца; 0,01М раствор нитрата стронция; СН3СООН; растворы 1М Ы2СОэ с рН = 1,1; 2,12; 3,14; 4,0; 6,56; 7,0; буферные растворы 1М СН3СООШ4 с рН = 5,0; 7,0; 8,0; 9,0.

В качестве экстрагента использовали хлороформ и четыреххлористый углерод. Экстракцию проводили в делительных воронках. Оптическую плотность растворов измеряли на спектрофотометре САЯУ 50.

Растворы Ы2СОз с различным значением рН готовили смешением 1 М Ы2СО3 и концентрированной СН3СООН. Значение рН измеряли на иономере И 130 М.

Буферные растворы СН3СООКН4 с различным значением рН готовили смешением 1 М СН3СООШ4 с 40% СН3СООН и 10% раствором гидроксида аммония.

Проведение исследования

I. 20 мл 0,1% раствора этиленгликоля помещали в колбу, последовательно добавляя по 1 мл: буферного раствора 1 М

СНэСООШ4 с рН = 5,0; 7,0; 8,0; 9,0.; 0,001М раствор БТС; 0,001М раствор нитрата свинца.

Содержимое колбы встряхивали в течение 2 мин, переносили в делительную воронку, добавляя 5 мл хлороформа, и проводили экстракцию при различных значениях рН в течение 15-20 мин.

Хлороформный слой отделяли и фильтровали через безводный сульфат натрия. Объем фильтрата хлороформом доводили до 5 мл.

II. Параллельно проводили контрольный опыт: 20 мл воды очищенной помещали в колбу и последовательно добавляли по 1 мл растворов как в п. I.

Содержимое колбы встряхивали в течение 2 мин, переносили в делительную воронку, добавляли 5 мл хлороформа и проводили экстракцию при различных значениях рН в течение 1520 мин. Хлороформный слой отделяли и фильтровали через безводный сульфат натрия. Объем фильтрата хлороформом доводили до 5 мл.

Измерение оптической плотности полученных растворов проводили на спектрофотометре САЯУ 50, в режиме SCAN, при длине волны 250-500 нм.

III. 20 мл 0,1% раствора этиленгликоля помещали в колбу последовательно добавляя по 1 мл: 1 М раствор Ы2СО3 рН = 1,1; 2,12; 3,14; 4,0; 6,56; 7,0.; 0,001 М раствор БТС; 0,01М раствор нитрата стронция.

Содержимое колбы встряхивали в течение 2 мин, переносили в делительную воронку, добавляли 5 мл хлороформа и проводили экстракцию при различных значениях рН в течение 15-20 мин. Хлороформный слой отделяли и фильтровали через безводный сульфат натрия. Объем фильтрата хлороформом доводили до 5 мл.

IV. Параллельно проводили контрольный опыт: 20 мл воды очищенной помещали в колбу и последовательно добавляли по 1 мл растворов как в п. III.

Содержимое колбы встряхивали в течение 2 мин, переносили в делительную воронку, добавляли 5 мл хлороформа и проводили экстракцию при различных значениях рН в течение 1520 мин. Хлороформный слой отделяли и фильтровали через безводный сульфат натрия. Объем фильтрата хлороформом доводили до 5 мл.

Измерение оптической плотности полученных растворов проводили на спектрофотометре САЯУ 50, в режиме SCAN, при длине волны 250-500 нм, при этом были получены следующие результаты (табл. 1):

Таблица 1

Оптическая плотность контрольных и исследуемых растворов типа 8г-ЭГ-БТС (экстрагент - хлороформ)

Значение рН Длина волны Оптическая плотность (Ак) Длина волны Оптическая плотность (А0)

1,1 277,9 0,9570 261,0 1,6235

411,1 0,6002 412,0 0,3826

2,12 412,0 0,5820 411,0 0,666

279,0 0,5751 279,0 0,5861

3,14 279,0 0,5751 277,9 0,4094

412,0 0,5820 412,0 0,2303

4,0 279,0 0,3701 259,1 0,6333

413,1 0,3804 411,1 0,1664

6,56 260,0 1,0552 260,0 0,8350

7,0 260,9 0,9936 260,9 0,5465

246,9 0,8800 251,0 0,5136

243,0 0,9631 241,9 0,5219

V. По 20 мл 0,1% и 1% растворов этиленгликоля помещали в колбы последовательно добавляли по 1 мл: 1 М Ы2СО3 с рН = 7,0; 0,001М раствор БТС; 0.01М раствор нитрата стронция.

Содержимое колбы встряхивали в течение 2 мин, переносили в делительную воронку, добавляли 5 мл четыреххлористо-го углерода и проводили экстракцию при рН 7 в течение 15-20 мин. Органический слой отделяли и фильтровали через безводный сульфат натрия. Объем фильтрата четы-реххлористым углеродом доводили до 5 мл.

VI. Параллельно проводили контрольный опыт: 20 мл воды очищенной помеща-

ли в колбу и последовательно добавляли по 1 мл растворов как в п. V.

Содержимое колбы встряхивали в течение 2 мин, переносили в делительную воронку, добавляли 5 мл четыреххлористого углерода и проводили экстракцию при рН 7 в течение 15-20 мин. Органический слой отделяли и фильтровали через безводный сульфат натрия. Объем фильтрата четырех-хлористым углеродом доводили до 5 мл.

Измерение оптической плотности полученных растворов проводили на спектрофотометре САЯУ 50, в режиме SCAN, при длине волны 250-500 нм, при этом были получены следующие результаты (табл. 2):

Таблица 2

Результаты измерения оптической плотности контрольных и исследуемых растворов типа 8г-ЭГ-БТС (экстрагент - четыреххлористый углерод)

Значения рН Длина Оптическая Оптическая плотность Оптическая плотность

волны плотность (Ак) (А0 0,1%раствора) (А0 1%раствора)

7,0 251 10,0 — 1,185

248 0,768 10,0 —

254 — 0,565 —

242 — 0,114 —

255 — — 0,300

253,0 — — 0,677

Заключение

1. Проведен анализ различных методов и методик судебно-химического определения этиленгликоля. Изучены вопросы сорбционного выделения этиленгликоля из водных растворов при рН 7 и рН 3 и из спиртовых растворов (на 50% и 10% эта-

ноле) следующими сорбентами: полисорб-1; силикагель КСК; пенополиуретан. Проверялись возможности экстракционного выделения смешаннолигандных комплексов этиленгликоля с ионами Ме (РЬ 2+ Sr2+) и бромтимоловым синим при различных значениях рН среды.

2. Установлено, что сорбенты: поли-сорб-1; силикагель; пенополиуретан, из водных растворов при рН среды 7 и 3 и из спиртовых растворов (на 50% и 10% этаноле) не сорбируют этиленгликоль. Очевидно, использование сорбентов на основе силикагеля, дивинилбензола и стирола, а также пенополиуретана является не перспективным для выделения этиленгликоля из водных спиртовых растворов. Эти группы сорбентов могут быть использованы для очистки экстрактов этиленгли-коля из биологического материала.

3. Смешаннолигандный комплекс состава М+ ЭГ А-, где М+-катион металла (Рв2+, Sr2+), А--краситель — бромтимоло-вый синий, не экстрагируется хлороформом и четыреххлористым углеродом.

4. В случае применения соли Sr2+ увеличивается экстракция несвязанного с эти-ленгликолем бромтимолового синего при рН 1,1; 2,12 и 6,56, что приводит к увеличению оптической плотности при длинных волн: 261,0 нм; 411 нм; 260,0 нм; (соответственно значениям рН).

ЛИТЕРАТУРА

1. Бережной Р.В., Смусин Я.С. Руководство по судебно-медицинской экспертизе отравлений. — М.: Медицина, 1980. — С. 414.

2. Котлярова Э.Л. Обнаружение эгилгнгликоля в моче // Судмедэкспертиза. — 1976. — Т. 19, № 4.—С. 27-29.

3. Гуляева Т.Н., Якимов К.В. Определение этиленгликоля в крови и моче // Судмедэкспертиза. — 1991. — № 2. — С. 37-39.

4. Изотов В.И., Крылов Е.Н. Газохроматографи-ческое обнаружение гликолей и их эфиров в биологических объектах при судебно-химическом исследовании // Судмедэкспертиза. — 1994. — № 4. — С. 20-24.

5. Вилкова О.М., Якшин В.В., Макарова Л.Т. Экстракционно-фотометрическое определение ди-этиленгликоля в промышленных водах // Аналитическая химия. — 1999. — Т. 54, № 3. — С. 281-284.

6. Методические рекомендации «Об определении этиленгликоля при судебно-химическом исследовании биологического материала». Утверждены Главным судебно-медицинским экспертом МО РФ. — 1994. — С. 24.

7. Маркова И.В., Афанасьев В.В., Цыбулькин Э.К. Клиническая токсикология детей и подростков. — СПб., 1999. — С. 92-97.

8. Фартушный А.Ф. Определение этиленгли-коля в биологическом материале // Судмедэкспертиза. — 1983. — Т. 26, № 3. — С. 37-39.

Поступила 15.03.2006