MEDDAILY.INFO
медицинская энциклопедия
ГлавнаяКарта сайта Контакты
 

Общие вопросы химико - токсикологического анализа

фото Общие вопросы химико - токсикологического анализа
Химико-токсикологический анализ — специфический анализ объектов биологического и небиологического происхождения на присутствие токсичных веществ (токсикантов). Задача химико-токсикологического анализа — установить природу и концентрацию разнообразных токсичных веществ (органических и неорганических, природных и промышленных или изготовленных кустарным способом, твердых, газообразных и жидких) с устойчивыми свойствами или активно метаболизирующихся в организме и дать заключение об их токсичности. Объектами химико-токсикологического анализа могут быть кровь и моча, слюна и потожировые выделения, спинномозговая жидкость, содержимое желудочно-кишечного тракта, печень, мозг, селезенка, почки, кожа, волосы, а также ткани мышц и зубов, запахи и др.

Обнаружение веществ разнородного по структуре, неясно очерченного круга соединений в различных сложных и непостоянных биологических объектах и высокая точность их идентификации при обычной аналитической работе в режиме дефицита времени возможны путем стратегической концепции, состоящей в первую очередь в систематизации аналитического процесса.

Систематизация предполагает необходимые компромиссы при выборе оптимальных условий аналитического процесса (подготовку пробы к анализу, выбор методов, собственно анализ, грамотную интерпретацию результатов).


Относительная вероятность обнаружения какого-либо вещества в исследуемом материале не зависит от токсичности соединения и статистической частоты его употребления, ее рассматривают только как причину отравления.

Помимо систематизации, необходимы адекватные данные для упорядочения аналитических сигналов, т. е. стандартные вещества сравнения, способные привести к настоящим соединениям и их безупречной идентификации.

Именно поэтому система методов в химико-токсикологическом анализе является широкопрофильной, содержащей большое количество аналитических методов. Используемые методы должны обладать весьма низкими пределами обнаружения, обеспечивать получение достоверных аналитических сигналов от минимального количества вещества.

В зависимости от поставленных задач выделяют три варианта химико-токсикологического исследования.
• Анализ объектов с известными токсичными веществами, в том числе и известной дозой принятого токсиканта, — анализ на известное, или так называемый направленный анализ, т.


е. при установленных обстоятельствах попадания токсиканта в организм (внутривенный, оральный, ингаляционный и другие пути поступления).
• Если об обстоятельствах отравления имеются только косвенные сведения, указывающие на возможную его причину, природу токсичного вещества можно прогнозировать на основе клинической картины отравления или выявить в результате патологоанатомического вскрытия трупа (в случае смерти пациента).
• Наиболее сложен третий вариант, когда вообще отсутствуют какие-либо сведения о природе и концентрации токсичного вещества. В химико-токсикологическом анализе такой тип называют ненаправленным, т. е. анализом на неизвестное. При этом использование одного, даже самого информативного метода не дает оснований для вывода о полном определении компонентов смеси, так как в принципе неизвестно, соответствует ли полученный сигнал одному или нескольким индивидуальным соединениям.

Стратегию анализа строят в зависимости от его особенностей (направленный или ненаправленный). Если в первом случае для выбора оптимальных условий анализа можно воспользоваться справочной информацией или другими литературными данными, то в третьем, самом сложном варианте используют методический прием, называемый скринингом, т. е. поэтапное обнаружение групповой принадлежности, а затем индивидуальное обнаружение и идентификацию токсичных веществ. Во всех случаях химико-токсикологического анализа получают ложноположительные и ложноотрицательные результаты. Первые из них связаны с недостаточной селективностью методов обнаружения, а вторые — с недостаточной чувствительностью выбранных методов анализа.

Ложноотрицательный ответ — отрицательный результат на исследуемое вещество, полученный при анализе объекта, содержащего это вещество. Ложноотрицательный ответ обратно пропорционален чувствительности аналитического метода: чем выше чувствительность, тем меньше ложноотрицательных ответов и больше положительных.

Ложноположительный ответ — положительный результат на исследуемое вещество, полученный при анализе объекта, не содержащего этого вещества. Ложноположительный ответ — самая тяжелая ошибка химика-аналитика, он связан со специфичностью используемого метода. Например, для иммунных методов можно снизить уровень разделительной концентрации (cut-off) до порога чувствительности метода, который обычно в несколько раз ниже cut-off. В этом случае снизится количество ложноотрицательных результатов и возрастет количество ложноположительных. При прочих равных условиях один из наиболее важных параметров надежности - гувствительностъ применяемых методов исследования (определяют как минимальную концентрацию вещества в объекте, открываемую с высокой вероятностью).

Другой, еще более существенный параметр — специфигность применяемых методов, определяемая способностью метода различать то или иное соединение среди множества других.

Надежность положительного или отрицательного ответа зависит от многочисленных факторов:
• давности и частоты потребления токсичного вещества (контакта с ним);
• пути попадания его в организм человека;
• возрастных, весовых, диетических, динамических, этнических, индивидуальных вариаций в поглощении, метаболизме и выведении ксенобиотиков; 
• состояния печеночной и почечной функций;
• pH и объема мочи;
• чувствительности и специфичности применяемого метода анализа;
• правильной организации получения, приема и хранения объектов исследования (биоматериала, объектов небиологического происхождения);
• продуманного и четкого документирования всего процесса работы;
• постоянного надзора за исправностью оборудования и чистотой всех реагентов;
• высокой профессиональной подготовкой персонала.

Каждую стадию химико-токсикологического анализа необходимо контролировать посредством:
• применения стандартного вещества сравнения;
• проверки правильности (калибровки проведенных операций);
• проверки воспроизводимости (статистической обработки);
• контроля условий анализа;
• моделирования.

Систематическая проверка необходима на самых уязвимых стадиях.
• Пробоотбор. Устраняют возможность уничтожения вещественных доказательств или фальсификации объекта, а также в связи с малой массой пробы, ее загрязнением или изменением химического состава под воздействием окружающей среды.
• Пробоподготовка (стадия оправданного риска частичной или даже полной потери определяемых веществ). Операция должна состоять из строгих и логически оправданных действий, направленных на сохранение определяемого вещества. Рекомендуют проведение экспрессных тест-анализов. На этой стадии только ограниченное количество методов позволяет провести анализ без предварительной подготовки, т. е. непосредственно в биоматериале и других объектах (иммунологические, химические и др.).

Для большинства методов стадии пробоподготовки и концентрирования обязательны. В настоящее время нет метода, с помощью которого в одной простой процедуре быстро обнаруживали бы и точно идентифицировали все встречаемые токсичные вещества при их низкой концентрации. Именно поэтому процесс обнаружения и идентификации проходит в два методических этапа: скрининговый (указательный) и подтверждающий (идентифицирующий).

Скрининговые тесты
Методы первого этапа должны обладать высокими производительностью и уровнем чувствительности, достаточно широким охватом классов токсичных соединений, но необязательно высокой специфичностью. На этом этапе важно получить минимум отрицательных ответов и максимум положительных, однако при таком методологическом подходе бывает значительное (10-15%) количество ложноположительных результатов. Второй этап — удаление (в идеале) ложноположительных результатов. Его методы часто менее производительны, но более высокоспецифичны. В практике химико-токсикологического анализа стандартными методами первого этапа явля-ются тонкослойная хроматография и иммунологические методы исследования.

Тонкослойная хроматография - доступна, дешева, охватывает широкий диапазон разнообразных классов токсичных веществ, достаточно высокопроиз-водительна. К недостаткам тонкослойной хроматографии относят трудоемкость, работу с вредными веществами (растворителями), трудности в интерпретации результатов. Значительно большей чувствительностью обладает высокоэффективная тонкослойная хроматография.

Подтверждающие тесты
В аналитической токсикологии принято, что первичное обнаружение токсичного вещества должно быть подтверждено, если возможно, с помощью исследований, основанных на других физико-химических принципах. При некоторых обстоятельствах может быть приемлемо в качестве подтверждающего теста использование той же аналитической системы, что и при первичном исследовании, как, например, в газожидкостной хроматографии, если применяют химическую дериватизацию (силидирование или ацетилирование), ведущую к изменению времени удерживания. В то же время подтверждающий анализ с повторным использованием газожидкостной хроматографии системы с подобной, но не идентичной колонкой обычно непригоден, так как данные об относительном времени удерживания многих веществ не будут существенно различаться.

Повторное использование радиоиммунного анализа для подтверждения положительных результатов, полученных другим иммунным методом (в частности, поляризационным флюороиммунологическим анализом), не может быть принято как приемлемое. Исследуемые вещества в первом методе будут иметь те же самые перекрестные реакции, что и во втором, поскольку специфичные антитела могут реагировать на те же самые токсичные вещества или вещества, сходные с ними.

Иммунные методы обладают высокой чувствительностью, превосходящей чувствительность тонкослойной хроматографии (кроме высокоэффективной тонкослойной хроматографии), и более высокой спец-ифичностью в отношении класса веществ, для которого они изготовлены. Они поддаются простой автоматизации. Иммунные методы явно превосходят ТСХ- скрининг в обнаружении токсичных веществ, потребляемых в миллиграммовых и субмиллиграммовых количествах (например, галлюциногенов). В случаях острых отравлений, летальных исходов, когда дозы токсичного вещества повышены из-за передозировки, ТСХ-скрининг — вполне удовлетворительный метод.

Недостатки иммунных методов:
• выпускаемые наборы (диагностикумы) в настоящее время еще слишком дороги для скринингового поиска:
• ассортимент диагностикумов достаточно ограничен;
• иммунные методы служат методом определения групповой принадлежности веществ;
• течение иммунной реакции может быть нарушено простой фальсификацией пробы.

Газовая хроматография с масс-спектрометрией— второй подтверждающий метод, в нем соединяются высокоэффективное хроматографическое раз-деление на капиллярных колонках и молекулярно-идентифицирующий высокочувствительный масс-спектрометр.

Газожидкостная хроматография с плазменно-ионизационным детектором и высокоэффективная жидкостная хроматография — следующие по надежности подтверждающие методы. У этих методов более значительная разделительная сила, чем у тонкослойной хроматографии, обусловливающая их большую пригодность для подтверждения результатов, полученных методом тонкослойной хроматографии.

Использовать тонкослойную хроматографию в качестве подтверждающего метода для иммунных тестов или наоборот - единой точки зрения на этот вопрос не существует. С одной стороны, его считают недостаточно надежным подтверждающим методом при решении юридических задач, но достаточно надежным для решения клинических вопросов. Что касается использования иммунного метода для подтверждения данных тонкослойной хроматографией, необходимо помнить, что иммунные методы подтверждают наличие не какого-либо индивидуального вещества, а целого класса веществ, нередко имеющих разное токсикологическое значение. Кроме того, в анализе на каннабиноиды иммунные методы могут давать от 4 до 21% ложноположительных результатов, что вряд ли говорит о надежности подтверждения в данном исследовании. Комбинации «иммунные методы-ТСХ» или «ТСХ-иммунные методы» требуют использования еще одного подтверждающего метода.

Иммуноферментный метод с разлигной перекрестной реактивностью может быть иногда повторно использован для аргументации первичного скрининга. Подтверждение результата в единичном экстракте одного и того же образца не рассматривают как приемлемое, поскольку это не исключает возможность загрязнения экстракта в процессе экстракции. Правильно — подтверждать идентичность обнаруженного вещества в различных экстрактах одной и той же пробы. Определение количественного содержания искомого вещества может быть одновременно и подтверждающим методом идентификации, если определяемое вещество было изначально обнаружено методом, значительно отличающимся от первого.

Для проверки идентификации того или иного токсичного вещества рекомендуют, если возможно, иметь несколько проб образца. Если имеется только одна проба, следует обязательно проводить повторное определение в разных случаях и с использованием адекватных контрольных положительных и отрицательных опытов на подобной матрице в образцах сходного типа. Использование подтверждающих методов идентификации рекомендуют в отно-шении всех видов токсичных веществ, включая этанол и оксид углерода.

Оцените статью: (9 голосов)
4 5 9



Новые статьи

» Стронгилоидоз
Стронгилоидоз
Стронгилоидоз - хронически протекающий геогельминтоз с преимущественным поражением ЖКТ и общими аллергическими проявлениями. Основной источник заражения стронгилоидозом - больной человек. Некоторые... перейти
» Трихинеллез
Трихинеллез
Трихинеллез у человека - это острый зооноз с природной очаговостью, протекающий с лихорадкой, мышечными болями, отеком лица, кожными высыпаниями, высокой эозинофилией, а при тяжелом т... перейти
» Энтеробиоз
Энтеробиоз
Энтеробиоз - кишечный гельминтоз, вызываемый мелкой нематодой Enterobius vermicularis, со стертым и невыраженным течением, наиболее распространенный признак которого - перианальный зуд, возникающий на... перейти
» Аскаридоз
Аскаридоз
Аскаридоз - кишечный гельминтоз, вызываемый нематодой Ascaris lumbricoides, протекающий с поражением ЖКТ, интоксикацией, аллергическими реакциями. Аскаридоз - один из самых распространенных гельмин... перейти
» Альвеококкоз
Альвеококкоз
Альвеококкоз (Alveococcosis) - зоонозный биогельминтоз, вызываемый личиночной стадией цепней Echinococcus multilocularis, с хроническим прогрессирующим течением, развитием в печени и других органах мн... перейти
» Эхинококкоз
Эхинококкоз
Эхинококкоз (Echinococcosis) - зоонозный биогельминтоз, вызываемый личиночной стадией цепня Echinococcus granulosus, характеризуемый хроническим течением и развитием преимущественно в печени, реже в л... перейти