Хіміко-екологічний аналіз токсикантів

Об’єкти екотоксикологічних досліджень надзвичайно різноманітні. Це – води, грунту, фармацевтичні препарати, біологічні об’єкти тваринного походження, харчові продукти і напої, пестициди, засоби побутової хімії, рослинність, відходи і т.д. Тому комплекс прикладних завдань, що вирішуються екотоксикологія, далеко не простий і вельми специфічний. Найбільш пріоритетні з них:

1) створення сучасної методології екотоксикологічних досліджень, що дозволяє проводити достовірну оцінку якості навколишнього середовища в умовах природокористування та комплексного впливу основних її екологічних складових на живі організми;

2) здійснення ранньої діагностики вимірювань в організмі, що виявляються до настання морфологічних генетичні, популяційних та інших вимірів;

3) розробка прикладних основ хіміко-токсикологічного аналізу пріоритетних забруднювачів, що включає різноманітні способи їх виявлення, ізолювання та кількісного визначення в об’єктах довкілля;

4) створення цілеспрямованого моніторингу токсикантів, що викликають ті чи інші відхилення в живих організмах, який дозволить по-новому підійти до ідентифікації найбільш активно діючого фактора, так як специфічність біохімічного відповіді організму дасть можливість простежити шлях від слідства до причини, тобто вийти на відповідного токсичного агента або на вузьку групу агентів, виділяючи їх із загального масиву речовин-забруднювачів.

Основне завдання хіміко-токсикологічного аналізу – встановлення характеру об’єкта, його консистенції і морфологічного складу.

Надзвичайно велика різноманітність об’єктів хіміко-токсикологічного аналізу обумовлює специфічні його особливості, які полягають в ізолювання (або витягу з досить великої кількості досліджуваного зразка мізерно малих кількостей токсиканта) і необхідності аналізу в більшості випадків не індивідуальних речовин, а багатокомпонентних сумішей, в яких кожен визначається компонент може впливати на наступний. Стандартна схема виконання хіміко-токсикологічного аналізу включає методи виділення (або ізолювання) і очищення токсикантів, а також методи їх якісного виявлення та якісного визначення (рис.1). Серед цих методів особливу увагу, як правило, приділяється методам виділення і очищення, оскільки аналізовані системи являють собою досить складні неоднорідні і багатокомпонентні суміші, аналіз яких пов’язаний з рядом труднощів, обумовлених селективністю визначення, достовірністю і відтворюваністю одержуваних аналітичних даних.

В залежності від властивостей і природи токсикантів для виділення речовин органічного походження застосовують різні способи ізолювання: дистиляцією з Воляном парою; підкисленим 96?- або 70?-ним етиловим спиртом (алкалоїди, ряд синтетичних речовин, глікозиди); підкисленою водою (алкалоїди, синтетичні лікарські препарати та ін.); підлуженою водою (деякі органічні кислоти, фенол і його похідні); різними органічними розчинниками (залишкові кількості пестицидів та ін.).

Для ізолювання речовин неорганічної природи використовуються мінералізація (з’єднання металів і миш’яку), діаліз (кислоти, луги, солі деяких отруйних кислот), озолення (фториди, кремнійфтористим з’єднання).

Основними методами, застосовуваними для очищення виділених токсикантів, є сублімація і перекристалізація; екстракція і реекстракції; різні види хроматографії (газо-рідинна, хроматографія в тонкому шарі сорбенту). Найбільш широко застосовуються останні з описаних внаслідок дуалізму характерних для них аналітичних можливостей. Так, вони дозволяють не тільки визначити і відокремити досліджувані сполуки від супутніх компонентів, але і якісно визначити їх структури і кількісний вміст. Наприклад, газорідинна хроматографія широко застосовується для аналізу спиртів (етилового, метилового та ін.), Ацетальдегіду, деяких галогенопроізводних, а хроматографія в тонкому шарі сорбенту – для аналізу барбітуратів, алкалоїдів, різних лікарських речовин, глікозидів, елементно-органічних сполук.

Основні вимоги до методів якісного виявлення – досить висока чутливість, яка характеризується низькою межею виявлення, і специфічність. У ряді випадків на практиці застосовують вельми традиційні аналітичні методи (гравіметричні і тітріметріческіе), проте вони не поширені широко через недостатню чутливість (діапазон визначених змістів токсикантів 0,1-1 г) при необхідності роботи з недостатньо великими обсягами розчинів (до 100 мл ). Більш чутливими і експресному є мікрохімічні методи, наприклад, крапельний аналіз і мікрокристалоскопічних аналіз з елементами кристаллооптики, широко застосовуються для аналізу як органічних, так і неорганічних сполук, що дозволяють визначати токсиканти в діапазоні концентрацій 0,001-0,01 г при аналізі дуже малих обсягів аналізованих систем (від 0,01 до 0,1 мл).

Для виявлення окремих токсичних сполук (хініну, стрихніну, нікогліна, атропіну та ін.) Застосовуються хроматографічні, полярографічні, люмінесцентні та біологічні методи.

Методи кількісного визначення токсикантів представлені арсеналом різних фізичних (нейтронно-активаційний, рентгенофлуоресцентний, мас-спектрометричний) та фізико-хімічних методів (атомно-абсорбційний аналіз, атомно-емісійний метод з індуктивно зв’язаною плазмою, хроматографічні, електрохімічні та спектрофотометричні методи з використанням органічних реагентів різних класів). Останнім часом активно застосовуються тест-методи на основі класичних кольорових реакцій, що дозволяють визначати токсиканти на рівні експерсс-аналізу з досить високою точністю і селективністю. Перспективні в екотоксикології комбіновані аналітичні методи, що поєднують ефективні прийоми концентрування з різноманітними способами детектування і хімічними сенсорами.

Посилання на основну публікацію