Введение к работе
Актуальность темы. Дельтаметрин (S-альфа-циано-З-фенокси-бензил-(Ж,цис)-3-(2,2-дибромвинил)-2,2-диметилциклопропанкарбоксилат) (синонимы: бутокс, бутофлин, декаметрин, децис, К-Обиоль) широко применяется в сельском хозяйстве, медицинской и ветеринарной практике в основном в качестве инсектицида.
Данное вещество обладает значительной токсичностью по отношению к теплокровным животным и человеку. ДД50 для крыс чистого вещества составляет 128-139 мг/кг (пероралыюе введение с кунжутным маслом), по другим данным 31-52 мг/кг (пероралыюе введение с арахисовым маслом), концентрата эмульсии-535 мг/кг (пероральное введение). Описаны многочисленные случаи отравления дельтаметрином, в том числе с летальным исходом.
Отравления могут происходить при непосредственном контакте с веществом в процессе его производства, хранения и применения, вследствие аварий, в условиях загрязнения объектов окружающей среды отходами химических производств, выбросами в атмосферу и сточными водами предприятий, а также при суицидальных попытках.
Широкое применение дельтаметрина, его высокая токсичность, наличие случаев летального отравления обусловливает необходимость изучения этого соединения в химико-токсикологическом отношении.
До настоящего времени остаются недостаточно разработанными вопросы изолирования этого соединения из объектов биологического происхождения, его обнаружения, идентификации и количествеггного определения. В доступной литературе практически отсутствуют данные по сохраняемости рассматриваемого вещества в биологическом (трупном) материале.
Исходя из вышеизложенного, разработка методики судебно-химического исследования дельтаметрина является актуальной.
Цель и задачи исследования. Целью настоящего исследования является разработка методики судебно-химического исследования дельтаметрина (S-альфа-циано-З -феноксибензил-( 1R., цис)-3-(2,2-дибромвинил)-2,2-диметил-циклопропанкарбоксилата). Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
1. Определить характер хроматографической активности исследуемого
вещества в тонких слоях и колонках сорбентов с гидроксилированной и
привитой поверхностями в случае использования жидких подвижных фаз.
-
Исследовать хроматографнческое поведение дельтаметрина в капиллярных колонках при использовании газообразных подвижных фаз с последующим масс-селективным детектированием.
-
Изучить особенности электронных и колебательных спектров дельтаметрина.
4. Изучить особенности образования окрашенных продуктов в реакциях
рассматриваемого соединения с рядом цветореагентов. Определить возможность
применеши данных цветных реакций в условиях анализа биологического
материала.
-
Изучить особенности изолирования объекта исследования различными группами изолирующих агентов из биологического материала, разработать схему очистки извлечений.
-
Исследовать распределение дельтаметрина в органах и биологических жидкостях теплокровных животных.
7. Определить сроки сохранения рассматриваемого вещества в
разлагающемся трупном материале.
Научная новизна исследования. Изучены отдельные закономерности хроматографического поведения дельтаметрина в сорбентах с гидроксилированной и привитой поверхностями при использовании различных подвижных фаз; определены оптимальные условия и рассчитан ряд параметров хроматографирования исследуемых веществ в тонких слоях и колонках сорбентов.
На основе проведенных исследований разработаны методики идентификации и количественного определения дельтаметрина методами ТСХ, ВЭЖХ и хроматоспектрофотометрии.
Изучены особенности масс-спектра дельтаметрина, получаемого методом электронного удара, и показана возможность идентификации рассматриваемого соединения по совокупности характеристических сигналов осколков молекулы в масс-спектре и времени удерживания в капиллярной колонке при хроматографировании методом ГЖХ.
Исследованы особенности электронных и колебательных спектров поглощения дельтаметрина. Для повышения селективности качественного спектрофотометрического определения рассчитан ряд основных оптических характеристик электронных спектров.
Показана возможность образования окрашенных продуктов при взаимодействии дельтаметрина с рядом цветореагентов. На основе предложенных хромогенных реакций разработаны методики идентификации и количествеооного определения исследуемого вещества.
Впервые для изолирования дельтаметрина из биологического материала обосновано использование в качестве изолирующего агента диоксана. На основе применения в качестве изолирующего агента данного растворителя и очистки методами жидкость-жидкостной экстракции и хроматографии в тонких слоях или колонках нормальнофазовых сорбентов разработаны оригинальные методики определения рассматриваемого соединения в ткани трупных органов и биожидкостях, применимые как для исследования свежего, так и гнилостно измененного трупного материала.
С использованием вновь разработанных методик в опытах на животных (крысы) исследованы особенности распределения дельтаметрина в организме теплокровных.
Определены сроки сохранения рассматриваемого отравляющего вещества в гнилостно разлагающемся трупном материале.
Практическая значимость работы. На основании проведённых исследований разработана методика изолирования из биологического материала, очистки, идентификации и количественного определения дельтаметрина.
Внедрение результатов работы:
методика изолирования дельтаметрина из ткани печени и определения методами ТСХ и УФ-спектрофотометрии (внедрена в учебную (практические занятия) и научную работу кафедры фармацевтической химии и фармакогнозии Белгородского государственного университета с 7 апреля 2010 года, кафедры фармацевтической, токсикологической и аналитической химии Курского государственного медицинского университета с 5 октября 2009 года и кафедры фармацевтической химии и клинической фармации Воронежской государственной медицинской академии с 9 сентября 2009 года);
методика изолирования дельтаметрина из крови и определения методами ТСХ и ВЭЖХ (внедрена в учебную (практические занятия) и научную работу кафедры фармацевтической, токсикологической и аналитической химии Курского государственного медицинского университета с 5 октября 2009 года и кафедры фармацевтической химии и клинической фармации Воронежской государственной медицинской академии с 25 сентября 2009 года);
методика идентификации дельтаметрина методами ТСХ и УФ-спектрофотометрии (внедрена в учебную и научную работу кафедры биоорганической химии Курского государственного медицинского университета с 11 ноября 2009 года);
методика очистки дельтаметрина методами жидкость-жидкостной экстракции и адсорбционной колоночной хроматографии (внедрена в учебную и научную работу кафедры биоорганической химии Курского государственного медицинского университета с 19 ноября 2009 года);
- методика идентификации и количественного определения дельтаметрина
по реакции получения аци-нитропроизводных (внедрена в учебную (практические
занятия) и научную работу кафедры фармацевтической химии и клинической
фармации Воронежской государственной медицинской академии с 25 сентября
2009 года).
Связь исследования с проблемным планом фармацевтических наук. Диссертационная работа выполнена по плану научно-исследовательских работ кафедры фармацевтической, токсикологической и аналитической химии Курского государственного медицинского университета и соответствует проблеме «Фармация» межведомственного научного совета N 36 РАМН. Номер государственной регистрации 012.01051088.
Основные положения, выносимые на защиту:
- результаты исследования хроматографической активности дельтаметрина
в тонких слоях и колонках сорбентов при использовании жидких подвижных фаз;
результаты исследования хроматографической активности рассматриваемого соединения в капиллярных колонках при использовании газообразных подвижных фаз с последующим масс-селективньш детектированием;
особенности поглощения электромагнитного излучения анализируемого вещества в УФ- и ИК- областях спектра;
условия взаимодействия дельтаметрина с рядом цветореагентов;
- методики идентификации и количественного определения объекта
исследования хроматографическими и фотометрическими методами;
- результаты исследования особенностей очистки дельтаметрина методом
жидкость-жидкостной экстракции, а также в тонких слоях и колонках сорбентов;
- методики изолирования объекта исследования из биологического
материала и очистки от соэкстрактивных веществ;
- особенности распределения дельтаметрина в организме теплокровных
животных;
- сохраняемость дельтаметрина в трупном материале.
Апробация работы. Основные положения работы
представлены и доложены на 74 научной конференции КГМУ, сессии Центрально-Чернозёмного научного центра РАМН и отделения РАЕН (Курск, 2009), на Всероссийской научно-практической конференции «Биотехнология, биомедицинская инженерия и технология современных социальных практик» (Курск, 2009), на III Всероссийской научно-практической конференции с международным участием «Биотехнология и биомедицинская инженерия», посвященной 75-летию Курского государственного медицинского университета (Курск-2010), на IV Международной конференции «Экстракция органических соединений» ЭОС-2010 (Воронеж, 2010).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 8 работ.
Объём и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, обзора литературы (1 глава), экспериментальной части (5 глав), общих выводов, списка цитируемой литературы. Материалы диссертации изложены на 169 страницах машинописного текста, содержат 10 рисунков, 18 таблиц. Список цитируемой литературы включает 132 источника, из которых 65 - на иностранных языках.
Первая глава (обзор литературы) включает в себя известные данные о дельтаметрине как объекте химико-токсикологического исследования.
Вторая глава посвящена вопросам идентификации объекта исследования хроматографическими и спектральными методами, а также на основе образования окрашенных продуктов.
В третьей главе приводятся экспериментальные данные по вопросам количественного определения анализируемого вещества.
Четвёртая глава включает в себя результаты изучения особенностей выделения и очистки объекта исследования экстракционными и хроматографическими методами.
В пятой главе рассмотрены вопросы определения дельтаметрина после его изолирования из биологического материала оптимальным изолирующим агентом.
В шестой главе приведены данные, полученные в результате изучения особенностей распределения дельтаметрина в организме теплокровных и сохраняемости в трупном материале.
