PHƯƠNG PHÁP PHÂN lập PHÂN TÍCH CHẤT độc (độc CHẤT học) (slide hiển thị biến dạng, tải về xem bình thường)

Trắc nghiệm, bài giảng pptx các môn chuyên ngành Y dược hay nhất có tại “tài liệu ngành Y dược hay nhất”; https:123doc.netusershomeuser_home.php?use_id=7046916. Slide độc chất học ppt dành cho sinh viên ngành Y dược. Trong bộ sưu tập có trắc nghiệm kèm đáp án chi tiết các môn, giúp sinh viên tự ôn tập và học tập tốt môn độc chất học bậc cao đẳng đại học ngành Y dược và các ngành khác

PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH CHẤT ĐỘC

MỤC TIÊU

1 Trình bày được 3 giai đoạn của quy trình phân tích

chất độc

2 Trình bày được các phương pháp phân lập chung của

chất độc vô cơ và hữu cơ, chất độc khí

3 Trình bày được các phương pháp xác định của chất độc

vô cơ, hữu cơ, và chất độc khí

4 Áp dụng được phương pháp phân tích thích hợp cho

từng loại chất độc thường gặp

1 LẤY MẪU, BẢO QUẢN MẪU CHO QUÁ

1.2 Mẫu cho phân tích trong pháp y: mẫu sinh học

Nước tiểu

Thể tích mẫu lớn, khoảng 50ml

 [Chất độc] trong nước tiểu > [trong máu]

 Phân tích chất chuyển hóa của chất độc

 Lấy sớm nhất có thể

 Không cho chất bảo quản vào mẫu

Phân tích : salicylat, paracetamol, phenothiazin, hợp chất triclo, rượu

 Không cho chất bảo quản vào mẫu

Phân tích : salicylat, paracetamol, phenothiazin, hợp chất triclo, rượu, aldehyd, ceton, phenol, cyanid, ethclovynol, nicotin, kim loại nặng

 Máu

Máu toàn phần, huyết tương, huyết thanh

Thể tích mẫu thường lấy 10ml, cho chất chống đông máu

 [Huyết tương] khác hoặc không khác huyết thanh

Nghi ngờ ngộ độc CO  không để khoảng không khí trong ống phía trên mẫu

 Phân tích: rượu, CO

Mô

 Xương, tóc, da, móng  kim loại nặng

2 PHƯƠNG PHÁP CHUNG TRONG KIỂM NGHIỆM

ĐỘC CHẤT

1 Phân lập chất độc ra khỏi mẫu thử

2 Tinh khiết chất độc

3 Xác định chất độc

2.1 Phân lập chất độc ra khỏi mẫu thử

2.2 Tinh khiết hóa

2.3 Xác định chất độc

Phản ứng hóa học đặc hiệu

Quang phổ tử ngoại khả kiến (UV-Vis), hồng

ngoại (IR), khối phổ (MS), phổ nguyên tử (AAS), cộng hưởng tử hạt nhân (NMR)

Các phương pháp sắc ký: sắc ký lớp mỏng, sắc

ký giấy, sắc ký lỏng hiệu năng cao, sắc ký khí

Điện di mao quản

Định lượng vi sinh

3 PP PHÂN LẬP CHUNG CỦA CHẤT ĐỘC VÔ CƠ

Các chất độc được phân lập bằng phương pháp vô cơ hóa: kim loại nặng : nhôm, arsen, chì, thủy ngân,

Các chất độc được phân lập bằng phương pháp thẩm tích: các anion độc: borat, bromid, clorat, hyphoclorid, nitrit, nitrat, oxalic,

Các chất độc được phân lập bằng phương pháp đặc biệt

3 PP PHÂN LẬP CHUNG CỦA CHẤT ĐỘC VÔ CƠ3.1 Phương pháp vô cơ hóa

Quá trình đốt cháy các chất hữu cơ để giải phóng kim lọai dưới dạng ion

Đốt cháy hoàn toàn tạo CO2 và H2O

Tạo các hợp chất đơn giản và kém bền vững hơn có khả năng dễ dàng bị phá hủy tiếp tục

3.1.1 Phương pháp vô cơ hóa khô



 Phương pháp đốt đơn giản : xác định sự có mặt

của các muối Bi, Zn, Cu, Mn, nhưng ít dùng.



 Phương pháp đốt với hỗn hợp muối có tính oxy hóa ở

dạng bột như (KNO3,NH4NO3), (Na2CO3, NaNO3)

 Ít dùng : lượng mẫu nhỏ, nhiệt độ cao làm mất 1

số lượng kim loại (Hg).

3.2.2 Phương pháp vô cơ hóa ướt

Phương pháp vô cơ hóa bằng clo mới sinh (HCl+KClO3)

KClO3 + 6HCl → KCI + 3Cl2 + 3H2O

Cl2 + H2O → 2HCl + O

O + mẫu  Kim loại ở dạng muối clorur + CO2 + H2O

Nhược điểm

 Thời gian đốt tương đối lâu

 Vô cơ hóa không được hoàn tòan

 Gây mất mát một số kim lọai đặc biệt Hg

Thực tế ít được sử dụng

Phương pháp vô cơ hóa bằng hỗn hợp H2SO4 và HNO3

 Thời gian phá hủy hòan

tòan chất hữu cơ nhanh

 Đạt độ nhạy cao

 Thể tích dịch vô cơ hóa

thu được tương đối nhỏ

Nhược điểm

Làm mất một lượng đáng

kể thủy ngân

Phương pháp vô cơ hóa bằng hỗn hợp H2SO4,HNO3 và HClO4

H2SO4 → SO2 + H2O22HNO3 → 2NO2 + H2O

2HClO4 → Cl2O6 + H2O2

Ưu điểm

 Oxy hóa được gần như hòan tòan chất hữu cơ (99%)

 Tốn ít tác nhân oxy hóa

 Rút ngắn được 2,5 - 3 lần thời gian so với phương pháp sulfonitric

 Thể tích dịch vô cơ hóa nhỏ

Nhược điểm

Làm mất một lượng lớn thủy ngân

Vô cơ

Clo mới sinh HCl+KClO3

H2SO4 HNO3

H2SO4, HNO3 HClO4

NH4NO3

Na2CO3 NaNO3

O tạo thành oxy hóa mẫu

 muối clorua kim loại

O tạo thành oxy hóa mẫu

O tạo thành oxy hóa mẫu

O, O2tạo thành oxy hóa mẫu

O tạo thành oxy hóa mẫu

Ưu

điểm

Thời gian nhanh Dịch thu nhỏ

Nhạy cao

[O] ht (99%)

Tốn ít tác nhân [O]

Rút 2,5 - 3 lần

pp sulfonitric

V dịch vô cơ hóa nhỏ

Ít tỏa khí độc

ít gây nguy hiểm cho người làm việc

Nhược

điểm

Mẫu ít Mất 1 số kim loại (Hg)

Thời gian dài, k ht, mất Hg

Mất Hg Mất Hg Mất Hg Mất Hg

3.2.2 Phương pháp phân lập 1 số mẫu đặc biệt

Mẫu nước biển:

-Lọc qua màng lọc milipore 0,45µm Phân tích trực tiếp hoặc pha loãng thích hợp rồi phân tích

-Chiết xuất dưới dạng phức với amoni pyrollidine dithiocarbamat (APDC)

-Chiết xuất với aceton

Mẫu không khí:

-Thu thập chất ô nhiễm không khí trên màng lọc sợi thủy tinh 20 x 25cm, cho không khí qua lọc 24h Cắt lọc

thành những mảnh nhỏ, ngâm trong HCl 30 phút Loại

dung môi và chiết chất rắn với nước, hòa tan lại với HCl và HNO3 với tỉ lệ thích hợp,pha loãng với nước cất và phân tích

Mẫu sinh học

Mẫu huyết tương, huyết thanh:

-Pha loãng mẫu với lantan (nếu xác định Calci và magnesi để hạn chế sự nhiễu hóa học) hoặc với nước

khử ion (nếu xác định các ion khác)

Mẫu nước tiểu, dịch não tủy:

-Pha loãng mẫu với dung dịch lantan hoặc nước khử ion với những tỉ lệ phù hợp, phân tích trực tiếp

3.2 Phương pháp lọc và thẩm tích phân lập các anion

Các acid vô cơ: acid nitric, acid sulfuric, acid clohydric

Các chất kiềm: natri hydroxyd, kali hydroxyd, amoni hydroxyd

Các anion độc: nitric, nitrat, axalat, borat .

 Phương pháp lọc đơn giản

• Khuấy đều mẫu thử + nước cất 2h  lọc

• Dùng acid tricloacetic loại protein  lọc lại

• Dịch lọc dùng làm các phản ứng tìm anion độc

Phương pháp dùng màng bán thấm

Màng này chỉ cho các anion đi qua

3.3 Các phương pháp xác định chất độc kim loại

 chiết đo quang

Các phương pháp phổ: AAS (atomic absorbtion

spectrocopy): phổ hấp thụ nguyên tử

+ ICP – AES (inductively coupled plasma – atomic emission spectrometry): phổ phát xạ nguyên tử chất nền đôi cảm

ứng

+ ICP – MS (inductively coupled plasma –

mass spectrometry): khối phổ chất nền đôi cảm ứng

+ MS (mass spectrometry): Kkhối phổ

+ XRF (X-ray fluorescence): huỳnh quang tia X

+ NAA (neutron activation analysis): phân

tích hoạt hóa neutron

IC (ion chromatography): sắc ký ion

–Bước 1: dung dịch mẫu được tiêm vào loop bằng cổng tiêm

–Bước 2: bơm đẩy dung môi qua loop nhận mẫu và mang

3.4 Các phương pháp xác định chất độc anion

IEC (ion exchange chromatography): sắc ký trao đổi ion

−Phương pháp sắc ký trao đổi ion dựa trên tương tác ion

Bề mặt pha tĩnh có các nhóm chức ion tương tác với các ion chất cần phân tích có điện tích trái dấu Loại sắc ký này được chia thành 2 nhóm: sắc ký trao đổi anion và sắc

ký trao đổi cation

– Phương pháp này dùng để xác định các anion với

lượng rất nhỏ, đặc biệt ở nồng độ µg/l và ng/l

CE: (capillary electrophoresis): Điện di mao quản

–Các chất được phân tích trong một mao quản silica nung chảy được chứa đầy dung dịch điện giải Đường kính trong của mao quản từ 20 - 100µm, chiều dài 20 – 30cm 2 đầu ống mao quản được nhúng vào 2 cốc đựng dung dịch điện giải Ở gần một đầu của mao quản được gắn với detector

2 đầu mao quản được nối với 2 cực của nguồn điện 1 chiều

có điện thế khoảng 5 – 30kV

–Dòng điện thẩm sinh ra trong dung dịch đệm trong lòng

mao quản silica nung chảy sẽ dịch chuyển tất cả các ion về cực âm Các ion dương dịch chuyển nhanh hơn, các ion

âm dịch chuyển chậm hơn và các chất trung hòa dịch

chuyển bằng với tốc độ của dòng điện thẩm Các chất khác nhau sẽ tách khỏi nhau và dịch chuyển qua detector để

được phát hiện và ghi thành điện di đồ

Quy trình đang được FBI sử dụng trong giám định

pháp y:

Mao quản silica 70cm x 75µm, pha động: dichromat

1,8mM, acid boric 40mM và borat 2mM Điều chỉnh pH đến 7,65 bằng diethylenetriami Mẫu dịch chiết nước được bơm vào mao quản bằng bơm thủy động trong 2s Sự phân tách điện di tiến hành ở điện thế -20kV khoảng 16 phút Bước sóng phát hiện là 205nm và 280nm

4 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP CHUNG VÀ XÁC

ĐỊNH CHẤT ĐỘC HỮU CƠ

1 Các phương pháp dùng phân lập chất độc hữu cơ

Phương pháp cất kéo hơi nước (dùng cho các chất độc

dễ bay hơi)

Phương pháp chiết xuất với dung môi hữu cơ

Các phương pháp đặc biệt khác

 Phân loại theo phương pháp phân lập

•Bằng phương pháp cất: ethanol, cyanua, aldehyd, ceton,

cloralhydrat, phenol, hydrocarbon

• Chiết với dung môi hữu cơ/môi trường acid: barbituric,acid oxalic, acid salicylic, glycozid,

• Chiết với dung môi hữu cơ/môi trường kiềm: alkaloid,

dẫn xuất phenothiazin, amphetamin và một số chất gây

ảo giác

• Bằng kỹ thuật sắc ký : thuốc trừ sâu,

Acid hóa mẫu với acid tartric hay acid oxạlic 10%

Không acid hóa bằng acid vô cơ phá hủy một số chất độc

HCN + H2SO4 → NH3 + HCOOH + H2O

 Lấy dịch cất xác định cyanua, ethanol, cloralhydrat, phenol,

.

4.1.2 Phương pháp chiết xuất với dung môi hữu cơ

Dung môi hữu cơ có hệ số phân bố K (K=Cnước/Cdung môi)

nhỏ  tốt

Các dung môi hữu cơ thường dùng

Ether, ether dầu hỏa

Cloroform: dung môi tốt của nhiều chất hữu cơ nhưng

dễ gây nhũ tương

Các dung môi khác: acetat ethyl, benzen, cồn

amylic, ít dùng

Chiết với dung môi hữu cơ ở pH acid

 Nhóm salicylat gồm: acid ethyl salicylic (aspirin), methyl salicylat, acid salicylic

 Nhóm barbiturat: phenol barbital, barbiturate,

amobarbital,

 Benzodiazepin

 Các chất có tính acid khác : acid oxalic, phenol, mefenamic acid, các glycozid,

Chiết với dung môi hữu cơ ở pH kiềm

• Thuốc nhóm opioid (codein, dextropropoxyphen,

methadone, morphin, pethidin, nhóm

phenothiazin(clopromazin, promethazin, thioridazin, )

•Nhóm chống trầm cảm 3 vòng (imipramin, trimipramin, amitryptylin,protriptylin, )

4.1.3 Một số phương pháp chiết xuất chất độc bằng dung

môi hữu cơ

Phương pháp Stass - Otto - Ogier (S.O.O)

 Phương pháp Stass nguyên thủy

Mẫu  loại protein với cồn  dịch chiết acid hóa với acid tartric dịch chiết cồn alkaloid tartrat  chưng

cất áp suất thấp loại cồn dịch cất  kiềm hóa với

NaHCO3  chiết với ete  bay hơi loại ete  cắn  định tính bằng phản ứng hóa học

Cocain

 Những hạn chế của phương pháp Stass và sự cải

tiến

Mẫu  loại protein với cồn  Ogier: chưng cất ở nhiệt

độ thấp  loại bớt cồn nước  hỗn hợp sệt thêm cồn kết tủa protein hòan toàn Dịch chiết cồn 

dịch chiết được acid hóa với acid tartric dịch chiết cồn alkaloid tartrat  Chemary: aceton hòa tan

lecithin  chưng cất loại aceton dịch cất alkaloid

tatrat

 Dịch cất alkaloid tatrat

Otto: chiết bằng ete loại chất màu, nhựa, mỡ loại ete dịch cất alkaloid tatrat kiềm hóa với NaHCO3  chiết với ete

 bay hơi loại ete  cắn  định tính bằng phản ứng hóa học

Kohn Abrest: chiết bằng ete-dầu hỏa loại mỡ loại ete-dầu hỏa  dịch cất alkaloid tatrat kiềm hóa với NaHCO3  chiết với ete  bay hơi loại ete  cắn  định tính bằng phản ứng hóa học

Phương pháp tách bằng cồn - acid của Svaicova

Xử lý sơ bộ mẫu thử: cồn 95o ở pH acid

(acid oxalic , tartric 10%) ngâm 24h dịch cồn  loại cồn

hỗn hợp sirô  kết tủa protein với cồn 950 

 loại mỡ bằng cách lắc với ete - dầu hỏa 

chiết lại với ete, cloroform  loại dung môi 

định tính bằng phản ứng hóa học

Phương pháp tách bằng cồn - acid của Kohn Abrest

Xử lý sơ bộ mẫu: tương tự phương pháp tách của Svaicova

 chiết bằng ete ở môi trường acid

chiết lại bằng ete sau khi kiềm hóa với NaHCO3 

chiết cloroform lấy hết alkaloid

Phương pháp chiết liên tục

Nguyên tắc: dùng một lượng cồn nhất định

qua hệ thống hồi lưu  lấy hết các chất cần chiết

4.1.4.Shoxhlet

4.1.5.Siêu âm

- Quá trình chiết có sự hỗ trợ của siêu âm giúp tăng hiệu quả chiết, thường sử dụng sóng siêu âm có tần số trên 20kHz Sóng siêu âm có tác dụng làm tăng sự hòa tan của chất tan vào dung môi và tăng quá trình khuếch tán chất tan Sóng siêu âm cường độ cao có thể phá vỡ cấu trúc tế bào, thúc đẩy quá trình chiết

- Chiết với sự hỗ trợ siêu âm thường dụng trong

chuẩn bị mẫu phân tích thay cho phương pháp ngâm lạnh hay chiết Soxhlet Nhúng bình chiết vào bể siêu

âm chứa nước, sóng siêu âm phát ra sẽ truyền qua môi trường nước và đi vào hỗn hợp chiết

4.1.6 Chiết xuất lỏng siêu tới hạn (SFE): supercritical fluid extraction

-Chất lỏng quá tới hạn mang đặc điểm của cả chất khí và chất lỏng nên nó có khả năng hòa tan các chất đồng thời

có độ nhớt thấp và khả năng khuếch tán cao có thể dùng

để hòa tan các chất và ứng dụng vào chiết xuất

-Các đặc tính của chất lỏng quá tới hạn phụ thuộc vào áp suất và nhiệt độ Thay đổi các điều kiện này sẽ làm thay

đổi đặc tính của chất lỏng quá tới hạn Trong thực tế,

người ta thực hiện chiết xuất trong điều kiện cao hơn điểm tới hạn một chút

-Chất lỏng quá tới hạn được sử dụng nhiều nhất hiện nay

là CO2 CO2 có điểm tới hạn thấp, rẻ tiền, không độc hại,

thân thiện với môi trường Có ưu điểm so với dung môi hữu

cơ là ít độc hại, hiệu suất cao, không để lại dư lượng dung môi trong dịch chiết

4.1.7.Chiết xuất bằng dung môi có gia tốc (ASE):

accelerated solvent extraction

-Phương pháp ASE là một phương pháp chiết xuất mới đơn giản hóa đáng kể sự chuẩn bị mẫu Dung môi được bơm vào bình chiết chứa mẫu, được đưa đến nhiệt độ

và áp suất hóa hơi Vài phút sau, dịch chiết được chuyển

từ bình chiết vào một vial thu mẫu chuẩn để tinh chế

hoặc phân tích Toàn bộ quy trình chiết hoàn toàn tự

động, chỉ tiến hành trong vài phút và chỉ tiêu thụ rất ít

4.1.8 Chiết xuất có hỗ trợ vi sóng (MAE): microwave- assisted extraction

Chiếu bức xạ điện từ ở tần số 2450 MHz vào môi trường các chất phân cực, nhiệt sinh ra trong lòng khối vật chất làm cho làm cho việc gia nhiệt nhanh và hiệu quả hơn rất nhiều so với phương pháp dẫn nhiệt truyền thống

Ngoài ra vi sóng cũng phá hủy cấu trúc tế bào làm chất tan giải phóng trực tiếp vào dung môi chiết giúp cho việc chiết xuất nhanh hơn

4.2 Các phương pháp xác định chất độc hữu cơ:

 Phương pháp dùng phản ứng hóa học đặc hiệu

+LC-FD (liquid chromatography – fluorescence)+GC-FID

+GC-MS

+HPLC-DAD

5 PHƯƠNG PHÁP PHÂN LẬP, PHÂN TÍCH CHẤT ĐỘC KHÍ

Khí được thải trong quá trình sản xuất ở các nhà máy,

xí nghiệp như Cl2, CO, CO2, SO2, H2S, NO, NO2

5.1 Phương pháp phân lập

Mẫu môi trường

Nước

Lọc và giữ lại trên Tenax GC, giải hấp bằng nhiệt Tenax

GC: là 1 loại polymer resin xốp có cấu trúc khung chính là 2,6- diphenylen oxid, được thiết kế đặc biệt để giữ lại chất bay hơi trong không khí hoặc được lọc từ chất nền lỏng hay rắn

-Lọc và giữ lại trên cột hấp phụ, giải hấp bằng nhiệt

-Chiết xuất bằng dung môi hữu cơ (dichloromethan)

Không khí

-Thu mẫu trên Tenax GC, giải hấp bằng nhiệt trên các cột ngưng tụ

-Hấp phụ bằng silica gel, giải hấp bằng ethanol

-Thu thập trên đĩa than hoạt tính, cố định lưu lượng, giải hấp bằng nhiệt

-Hấp phụ mẫu trên than hoạt tính, giải hấp với

methylchlorid–ethyl acetat

Phương pháp PURGE AND TRAP (lọc và bắt giữ)

Thiết bị được dùng để chiết xuất và làm giàu chất hữu cơ dễ bay hơi trong hầu hết các mẫu (môi trường, thực phẩm ) ,

đặc biệt là các chất không tan hoặc kém tan trong nước và

nhiệt độ sôi <200oC Quy trình gồm 2 giai đoạn:

-Hấp phụ: khí heli được sục qua mẫu nước trong vài phút,

chiết các hợp chất dễ bay hơi từ nước vào pha khí Khí mang mẫu dạng hơi đến bộ phận bắt giữ chứa chất hấp phụ, gắn với các hợp chất dễ bay hơi Bộ phận bắt giữ sẽ được làm

sạch khô với khí lọc trong một thời gian nhất định để loại

phần nước đã cùng với các hợp chất bay hơi vào bộ phận bắt giữ

-Phản hấp phụ: bộ phận bắt giữ được đốt nóng nhanh để

phản hấp phụ chất cần phân tích và giải phóng chúng trở lại vào dòng khí mang (đi vào máy sắc ký khí)