毒分第11-12章.ppt

1、第十一章,金属毒物 metaltic poisons,第一节 金 属 毒 物 metaltic poisons,金 属 毒 物 (metaltic poisons),能够引起急性中毒的金属单质及其化合物,常见种类 砷及其化合物 汞及其化合物 其 它 : 钡铅铬铊,金 属 毒 物 的 特 点 体内与蛋白质结合形成难离解的大分子（As，巯基） 在体外检材中多以混合状态存在 对检材要求范围广 金属离子的价态在检测中具有可变性 检材需经有机质破坏后检验,检测特点,检材一般需有机质破坏（氧化、分解） 检测目标物是金属元素 （无毒-有毒，假阳性） 金属元素较稳定 进行对照试验以排除干扰 区别金属正常含量与

2、中毒,金属毒物的分离方法,有机质破坏法(destruction of organic substance method) 湿消化法敞开体系压力罐 干灰化法直接碱式灰化,湿法有机质破坏,湿法有机质破坏是在液体状态下破坏并消除生物检材中的有机物质的方法。 是用氧化剂和辅助氧化剂氧化除去检材中的各种有机质从而分离出金属离子待测,常 用 的 消 化 体 系,HNO3H2SO4 HNO3H2O2 HNO3HClO4 HNO3H2SO4KMnO4 HNO3H2SO4常用,HNO3H2SO4 法操作（脏器）,容器：凯氏烧瓶 过 程：检材加浓硝酸固体熔化-加十几毫升浓硫酸-检液颜色变深时继续加浓硝酸-直至检液

3、颜色变淡-加大火力，直至产生三氧化硫的浓重白烟或白烟即将被赶尽 加十几毫升饱和草酸铵 -继续加热20分钟冷却（阳离子硫酸盐） 产物：最高氧化态的金属离子 强酸性水溶液，淡黄色 如AsO43 讨论：浓硫酸在湿氧化中起什么作用？饱和草酸铵起什么作用？ （脱水，去亚硝酰硫酸）,湿法有机质破坏特点,优点是消化法快速、易操作、易观察 适用大多数金属离子,尤为易挥发金属， 方法较成熟、适用范围较广、可供选择点较多。 主要缺点是费时、费力、操作繁琐。,干法有机质破坏,是在高温、无水状态下使检材中的有机物质被氧化分解除去的方法。 检材烘干 灼烧 灰化 直至除去全部有机质而留下金属 灰化操作方式 直接灰化法：直

4、接对检材进行灰化 碱式灰化法：加碳酸钠或硝酸钾共同灰化,灰 化 法 操 作,灰化器皿 坩埚 电炉高温炉 灰化产物 金属氧化物金属难溶盐 方法特点 直接灰化适宜于不挥发金属（Ba、Pb) 碱式灰化适宜于易挥发金属 含汞检材不宜（易挥发),马弗炉,人工智能箱式电阻炉,镍坩锅,铂金坩锅,金 属 毒 物 分 析,砷及其化合物 汞及其化合物 钡化合物 铬化合物 铅化合物,筛选试验-Reinsch试验,以单质铜为还原剂， 一定酸度和温度下， 一些金属离子可被铜单质还原成为金属单质后再沉积与铜片表面， 形成特殊的颜色而加以鉴别.,可 在 铜 表 面 沉 积 的 金 属,As Hg Ag Bi Sb Se T

5、e 黑 白 银白 黑 紫 黑 黑,Reinsch试验反应式,As2O3+3Cu+6HCl 2As+3CuCl2+3H2O Hg2+Cu Hg+Cu2+ Hg22+Cu 2Hg+Cu2+ Sb2O3+3Cu+6HCl 2Sb+3CuCl2+3H2O （控制酸度、Cl-),Reinsch试验的确证,升华试验 Gutzeit法,砷 (As ) 及其化合物,1. 主要砷化合物 AsH3 ， 砒霜 As2O3 ，Ca(AsO3 ) 2 NaAsO2 2. 砷化合物毒性 As3+ As5+ 气态 可溶性 不溶性,砷与人体健康,砷有灰、黄和黑色三种同素异形体，质脆而硬，具有金属性、元素砷毒性很低，而砷化合物

6、均有毒性、三价砷化物比五价砷化合物毒性高。 溶解度小的雄黄（As2S2 ）和雌黄（As2S3 ）等砷的硫化物毒性低、而砷的氧化物和盐类绝大部分属高毒类。 急性中毒主要为误服三氧化二砷（砒霜）及其他可溶性种化合物所致。 职业中毒少见、某些无机砷化合物可引起人体皮肤癌和肺癌。,砷污染，它使泰国的西南部整个地区的人丧失劳动力。类似的不光是泰国的这个地区，国外的还有津巴布韦、新西兰，智利的北部、日本的宫崎县，我们国家的内蒙，湖南，台湾，山西都有砷中毒的现象。砷中毒会引起皮肤癌、肺癌，还有诱发心血管病，还有糖代谢紊乱，糖尿病和砷中毒是有关系的。还有神经功能紊乱。,1、砷化物中毒： 砷（arsenic）又

7、称砒。三氧化二砷（ arsenic trioxide ）通常称砒霜或白砒，白色粉末，无臭，无味，剧毒。 （1）毒理作用：易于从粘膜吸收（包括阴道粘膜），也能从皮肤吸收。吸收后主要沉积于毛发、指甲、骨、甲状腺、肝、肾中。砷对粘膜有刺激作用，直接损害毛细血管，使其麻痹扩张，渗透性增加，并可引起肝、肾实质细胞变性和坏死。 (2)中毒症状：急性砷中毒表现为腹痛、腹泄、水样大便，有时带血，严重者酷似霍乱。,（3）致死量： 口服中毒量为0.0050.05g，致死量 0.10.2g. (4)尸体检查: 急性死者呈脱水貌，尸僵明显，腐败较慢。迁延数日后死亡者，心、肝、肾等实质脏器脂肪变性，左心内膜下点、片、条

8、纹状出血，特别室中隔。 慢性中毒者可见毛发脱落，皮肤色素沉着，过度角化，特别手掌和足底部明显。 化验检查急性，以呕吐物、胃肠内容物、肝、肾、尿液，均可。慢性，毛发、指甲、骨胳。久埋的棺木及其周围泥土、衣物。,智利7000年木乃伊新发现：砷中毒是死因？,信石,砷 (As ) 及其化合物定性分析,有机质破坏 消化法碱式灰化 筛选反应Reinsch 试验 确证 升华法（定性） Gutzait (定性定量),升华法,As2 + O2 As2O3 (加热升华) 镜下可见As2O3正四面体结晶 操作： 阳性铜片升华管加热升华 冷却镜检观察晶型,Gutzait 法定性 定量分析,原 理 Zn+H+ H2 A

9、s3+ + H2 AsH3 (还原) AsH3 + HgBr2 AsH2(HgBr) 黄 AsH(HgBr)2 棕 As(HgBr)3 黑,依 据 由试纸是否变色而定性 由变色的深浅可半定量 操 作 在 Gutzait 测砷装置中进行,讨论：Gutzait试验中为什么要进行以下操作？ 检液中加酸性 SnCl2 溶液 加入无砷锌粒（Zn粒) 玻璃管中加少量 Pb(Ac)2 棉,二乙基二硫代氨基甲酸银分光光度法Ag-DDC,测定砷的所有玻璃容器，必须用浓硫酸-重铬酸钾洗液洗涤，再以水清洗干净，干燥备用。于各锥形瓶中加10mL盐酸和一定量水，必须使体积约为40mL，此时溶液酸度c(HCl)=3mol

10、L。然后加2mL碘化钾溶液和2mL氯化亚锡溶液，混匀，放置 15min。,置少量乙酸铅棉花于连接管 (图1中2)内，吸取5.0mL二 乙基二硫代氨基甲酸银吡啶 溶液置于15球吸收器(图1中 3)中，按图连接仪器，磨口 玻璃吻合处在反应过程中应 保持密封。称量5g锌粒加入锥形瓶中，迅速连接好仪器，使反应进行约45min。移去球吸收器，充分摇匀溶液所生成的紫红色胶态银。用1cm吸收池，在波长540nm处，以砷含量为0的标准溶液为参比溶液，调节分光光度计的吸光度为零后，测定各标准溶液的吸光度。,显色溶液在暗处可稳定2h，测定应在此期间进行。 以标准溶液(4.9)的砷含量(g)为横坐标，相应的吸光度为

11、纵坐标，绘制工作曲线。 吸取一定量的试液 (使其中含砷量小于20g，体积在30mL以下)于100mL锥形瓶(图1中1)中，加10mL盐酸(4.1)，补充水使其体积为 40mL，然后加入1g抗坏血酸，2mL碘化钾溶液和2mL氯化亚锡溶液，混匀，放置15min。 以下按规定的操作步骤，从“置少量乙酸铅棉花于连接管开始，直至测定溶液的吸光度”为止完成测定。,汞（Hg）及其化合物,单质汞 Hg（液态） 升 汞 HgCl2 甘汞 Hg2Cl2 硝酸汞 Hg(NO3)2 有机汞,汞的性状与特点,一般性状 ： 易挥发; 金属汞不溶于盐酸，能溶于硝酸或热硫酸，也能溶于氢碘酸; 硫化汞极难溶于水和一般稀酸碱，但

12、高温可使之分解，热硝酸或王水等可使之溶解成为可溶性盐。 氧化汞呈红色或黄色，在水中的溶解度小，但可溶于酸。,毒性特点,液态汞，其难溶而无显著毒性，但进入体内因比重大可造成机械性损伤，还会并发疾病甚至死亡 汞蒸气有毒，长期处于含汞环境可引起慢性中毒 一价汞化合物多因溶解度小而毒性较低 。 二价汞化合物氯化汞，即升汞可溶于水有剧毒。 在生产和使用过程中汞主要以蒸气形态经呼吸道进入人体 如汞矿冶炼、镏金、珠砂焙干、气焊切割带汞设备等。胃肠道吸收金属汞甚微，一般不引起中毒。生活性急性中毒多为口服升汞、甘汞和雷汞等汞化合物所致。,案 例,升汞也是一古老的毒药，世界上首例中毒的尸体解剖就是缘于升汞中毒。

13、1562年，法国著名外科医师Pare根据Charles九世（15501574）的命令，对一例已判刑罪犯试验胃肠结石的解毒效能。这是一种由人或动物胃肠中发现的毛发、果实和植物纤维的凝结物，作为一种“有效“ 的解毒剂由西班牙输入法国。罪犯是一厨师，因盗窃其主人的银器而被判绞刑，如果他服此解毒剂可免一死，还可以减刑。外科医师Pare先令此罪犯服下一剂毒物，接着立即服用该解毒剂。该犯迅即出现呕吐，腹部绞痛，腹泻并烦躁，处于极度痛苦之中。他频繁呕吐，冷汗淋漓，身体所有孔道渗血。Pare给其一品脱油剂令饮下，但为时已晚，无助于改善。在其7小时的生存时间内曾叫喊不如死在绞刑架上。Pare解剖了他的尸体，发现

14、其胃底部发黑、变硬而干燥呈腐烂状，指示为升汞中毒。试验结果使国王满意，因无解毒作用而令将结石焚之于火。其实，Pare在试验前就已告诉国王该石毫无解毒性能，但国王坚持要进行试验。这是迄今仅知的一例16世纪中毒死解剖例，揭示了外科学和解剖学发展之间的密切关系。,治疗银屑病的中药中都含有汞，如朱砂（硫化汞）、轻粉（主要成份为甘汞）、白降丹（主要成份为二氯升汞）、红升丹（主要成份为氧化汞）、三仙丹、五色灵等。这些药物须在医生指导下使用，一般不能用做熏蒸治疗。 案例：死者1999年6月患皮肤病吃中药，10天后，发生了呕吐、食欲不振、牙齿痛，并出现高烧等症状，经多方治疗无效（误诊），于7月28日死亡。血液

15、中汞含量为0.2mg/kg，肝脏为5.1mg/kg，肾脏为7.7mg/kg，肾脏中汞含量超过人体正常含量上限28.8倍。,正常组织中汞含量（mg/kg）,血0.070.10， 脑0.040.23， 肺0.020.30， 肝0.0050.070， 肾0.0050.267， 毛发1.41.5。,检材处理,1.体外检材：预实验可用Reinsch试验检验。 Reinsch试验确证： 升华试验：汞呈大小不等、可反射光而不透明的汞珠； 碘化汞晶体：在毛细管中靠近升华物处放入一小粒碘，放置lh后，在低倍显微镜下观察。若有汞，则可见红色碘化汞晶体，加热至127以上则转变为黄色碘化汞晶体,红色碘化汞,黄色碘化汞

16、,1. 无机汞化合物中毒：对混有食物的可疑 物可用稀盐酸浸提，滤取清液用化学反应法检验。 2. 体内检材：湿法破坏有机质 ，不能用干法破坏有机质 。（为什么） 3. 尿样可用蛋白沉淀富集后碘化亚铜法检测，也可经高锰酸钾湿消化后冷原子吸收光度法检测。,检测方法,（1）化学反应法：可利用汞盐的下述化学反应检测汞。 1) 与碱反应：加6mol/L氢氧化钠使溶液呈强碱性，汞盐生成黄色氧化汞沉淀。若在稀盐酸溶液中改用氨水替换氢氧化钠，则生成白色氯化氨基汞Hg(NH2)C1沉淀。 2) 与碘化亚铜反应：汞盐、金属汞和汞蒸气都能和碘化亚铜反应生成红色不溶性复合物，反应灵敏，专属性强，可用于检测微量汞。,Hg

17、 + 3CuI HgI2CuI + 2Cu Hg2+ + 3CuI HgI2CuI + 2Cu+ HgI42 + CuI HgI2CuI + 2I 白色 红色 复合物可溶于碘化钾溶液，形成HgI42离子，沉淀溶解。因此，碘化亚铜可用作汞的分离富集试剂。,钡(Ba)化合物,可溶性钡盐都是剧毒物质 常见的有BaCl2H2O BaCO3 Ba(NO3)2,定 性 分 析,检材处理 生成硫酸钡难溶盐 水浸出法 筛选反应 硫酸试验 确证 铬酸钡沉淀法 玫瑰红酸钠法,铬酸钡沉淀法 Ba2+ + CrO42- BaCrO4(pH 57) 黄色 BaCrO4 + H+ Ba2+ + HCrO4- 黄色沉淀溶于

18、稀强酸 (6N HNO3),干 扰 区 分,Ag+/Pb2+ /Sr2+ /Ba2+均与CrO42-产生沉淀 沉淀全溶于稀强酸外，分别有 Ag2CrO4砖红 溶于NH3 PbCrO4 黄色 溶于NaOH SrCrO4 黄色 溶于 HAc BaCrO4 黄色 以上均不溶,小 结,金属毒物的急性和慢性中毒案例均时有发生，对金属离子的体内含量进行定量测定更为重要。 视拟采用的定量分析方法不同（如原子吸收分光光度法或发射光谱法等），体内检材必须经过有机质破坏才能进一步制备成可测样品，掌握并实践这些金属毒物的特性、分析操作程序是本章节的重要内容。 经典的 Reinsch筛选试验和Gutzeit测砷法至今

19、仍在法医毒物分析中延用。 砷、汞、钡是法医学中较常遇到的金属毒物，铊的中毒案例近年来逐渐增多，毒物学研究人员对铊的分析和研究也在不断深入之中。,第十二章水溶性无机毒物,water soluble (water soaked) poisons,水溶性毒物water soluble (water soaked) poisons,能溶于水的强酸、强碱及有毒无机盐类,种类 强酸 HCl HNO3 H2SO4 强碱 NaOH KOH 盐类 NO2- F-,强酸 HNO3 HCl H2SO4性质 发烟酸浓度 HCl 12mol/L d=1.2 HNO3 16mol/L d=1.5 H2SO4 36mol/

20、L d=1.84,水溶性毒物的分离方法 水浸出法 检材 水浸泡 离心 上清液待测 透析法 透析膜包容检材水浸泡 取浸泡液 透析膜实验室制备 取生物内膜,透析法 dialysis method原理,透析法(dialysis)是利用溶液渗透现象进行分离的方法。 与溶液的沸点升高、凝固点下降、蒸气压降低等现象一样，渗透压也是溶液的一种依数性现象。溶液的渗透压只与溶液中溶质粒子的数量有关，与溶质粒子的化学性质无关。溶质粒子越多，溶液的渗透压越大。 若将半透膜置于纯溶剂和溶液之间，溶液的渗透压大，使溶剂分子向溶液中渗透，导致溶液的体积增大浓度降低；而溶液中的小粒子溶质，包括小分子和小离子则可通过半透膜进

21、入纯溶剂。 根据Donnan平衡原理，半透膜两边的渗透压相等时达到动态平衡。,透析法操作,透析膜包容检材用水浸泡 取浸泡液离心待测 透析膜制备实验室制备 取生物内膜,透析法优缺点,优点是： 可以将一些水溶性的小分子或离子型化合物从组成复杂的检材中分离出来，而且不改变其化学性质； 所有大分子和大离子的化合物、不溶性物质则不能通过半透膜。 缺点是： 费时较长，所得透析液中毒物的浓度一般较低。,水溶性毒物的分析 强 酸 类 HCl HNO3 H2SO4 理化性质 毒 性 化学灼伤 案件来源 多为意外事故及蓄意伤害,检 验 方 法 H+检验 以 pH试纸或 pH计检测溶液的酸度 酸度划分 pH 1 7

22、 酸性 pH = 7 中性 pH 7 14 碱性 各强酸都采用酸度试验法筛选,酸 根 的 检 验 Cl-检验 AgNO3反应 Ag+ + Cl- Ag Cl (白色沉淀) Ag Cl +2NH3 Ag(NH3 )2+ Cl- (沉淀消失) Ag(NH3 )2+ + H+ Ag Cl+ 2NH4 + (沉淀出现) Ag+ 与 Cl-互为鉴定,SO42-的检验 1）碳化反应 浓 H2SO4可以使蔗糖碳化变黑 SO42- + HNO3 H2SO4 + NO3 -,SO42-的检验 2）与BaCl2反应 Ba2+ + SO42- BaSO4(白色) （白色沉淀不溶于稀酸） 与K2CrO4反应 Ba2+

23、 + CrO42- BaCrO4(pH 57),NO3 -的检验 1）与 Fe2+反应 Fe2+ + H+ + NO3 - NO2+ Fe3+ H2O (两液面间出现棕色环) 2）与二苯胺反应 NO3 -+H+二苯胺液面间出现蓝色环,强 碱 NaOH KOH 理化性质 毒 性 化学灼伤 案件来源 多为意外及蓄意伤害,检 验 方 法 OH-检验 以 pH试纸或 pH计检测溶液的酸度 各强碱都采用酸度试验法进行初试 筛选是否为碱,金属离子检验K+ Na+ NH4+ K+ 检验 K+Co(NO2)63-+Na+ K2 NaCo(NO2)6 pH 57 生成黄色混晶,NH4+ 的 检 验 NH4+ +OH- NH3+H2O NH3使湿的pH 试纸变蓝 与Nessler试剂反应生成红棕 色沉淀示有NH4+存在,Na+ 检验醋酸铀酰锌法 Na+ + Zn2+ + 3UO22+ + 9Ac- + 9H2O NaZn(UO2)3(Ac) 99H2O pH 57生成黄色结晶,盐 类 NaNO2 KNO2 毒 性 中毒量 0.30.5g 致死量 3g 案件来源 自杀 他杀 误服 检材处理 取水浸出液待测,案 例,199