Методы определения токсических веществ в объектах окружающей среды, тканях животных и продуктах животноводства - Методы определения токсических веществ в объектах окружающей среды, тканях животных и продуктах животноводства

Химико-токсикологический анализ в ветеринарной токсикологии имеет решающее значение. При установлении диагноза на отравление, изучении миграции токсических веществ в объектах окружающей среды и организме животных, проведении ветеринарно-санитарной оценки кормов и продуктов питания используют, как правило, только химико-аналитические методы исследования. Особенно их значение возросло за последние годы, когда стали уделять особое внимание охране окружающей среды, в системе которой большое место занимает мониторинг -- накопление фактических данных по уровню загрязнения объектов окружающей среды токсическими веществами различного происхождения.

По данным Гунтера (1977), чувствительность аналитических методов определения пестицидов за 25 лет (1941 -- 1965) выросла в десятки тысяч раз. Если в 1941 г. пределы обнаружения большинства токсических веществ составляли 10 мг/кг, то в 1965 г.-- 0,1 мкг/кг.

В настоящее время для анализа остатков химических веществ в объектах окружающей среды и биологическом материале используют современные физико-химические методы, такие, как тонко­слойную и газожидкостную хроматографию, ультрафиолетовую, инфракрасную и атомно-абсорбционную спектрометрию, масс-спектрометрию и хромато-спектрометрию.

Современные методы исследования должны быть по возможности специфичными, т. е. позволяли бы открывать искомое вещество в присутствии других аналогичных соединений, быть достаточно чувствительными и позволяли бы определять миллион­ные доли вещества в 1 кг субстрата. Особенно это важно для мето­дов, предназначенных для санитарной оценки кормов и продуктов животноводства, а также для изучения динамики остатков пестицидов в воде, растениях и организме животных.

Степень определения химических токсикантов должна состав­лять не менее 60% от количества стандартного вещества, внесенного в пробу. Методы должны быть удовлетворительно точными (не менее ± 20%) и хорошо воспроизводимыми.

Методы определения токсических веществ в патологическом материале, объектах окружающей среды, кормах и продуктах пи­тания животного происхождения включают в себя выделение токсического вещества из пробы. Выделение яда из пробы может быть проведено путем мокрого или сухого озоления, отгонки с водяным паром или же экстракцией одним или несколькими орга­ническими растворителями.

Сухое озоление проводят под действием высокой температуры (до 500° С) в муфельной печи. Этот метод в основном используют для выделения металлов.

Мокрое озоление применяют значительно чаще и проводят при помощи концентрированных неорганических кислот, чаще всего смеси азотной, серной кислот и окислителей.

Выделение токсических веществ методом отгонки с водяным миром или дистилляции используют для легколетучих химичес­ких соединений. Сущность метода заключается в том, что пробу тщательно измельчают до кашицеобразного состояния или же разрушают неорганической кислотой, разбавляют водой, а затем воду перегоняют, нагревая колбу или подавая в нее пар от парообразователя. Токсические вещества переводятся в дистиллят.

Чище других в ветеринарной практике выделяют токсические вещества путем их экстракции из пробы органическими раствори­телями. Для этого пробу тщательно измельчают, помещают в колбу и затем заливают одним или несколькими органическими растворителями. Объем органического растворителя должен быть не менее, чем в 2 раза больше массы или объема пробы. Экстракцию токсиканта проводят путем выдерживания пробы с органическим растворителем в течение 20--24 ч, перемешивания на шюттель-аппарате и течение 1--2 ч или смешивания в течение нескольких минут при большой скорости вращения перемешивающего устройства (ультратораксы, омнимиксары и др.). Последний способ предпочтителен, так как при этом образуется гомогенная масса, в которой создается наиболее тесный контакт органического растворителя с субстратом, а следовательно, наиболее полно извле­каются токсические вещества, содержащиеся в пробе. Для этой цели также используют аппарат Соксклета, в котором токсическое вещество экстрагируется при многократном промывании субстрата кипящим органическим растворителем. Аппарат Соксклета обеспечивает более полное извлечение токсиканта из пробы по сравнению с другими методами.

При любом способе выделения токсического вещества в экстракт переходит значительное количество примесей, мешающих определению: жиры, пигменты, воск, белки, соли и др. Для освобождения экстракта от этих веществ используют различные способы очистки: путем омыления, вымораживания, осаждения, перераспределения из одного органического растворителя в другой помощью специальных колонок и др. Последние зависят от вида анализируемого соединения и субстрата, в котором он находится.

Дли того чтобы повысить чувствительность метода анализа, экстракты концентрируют до небольшого объема, достаточного для проведения исследований данным методом. Обычно конечные объемы экстрактов составляют 0,5--5 мл. Для концентрирования используют специальные аппараты Кудерна--Данича, вакуум-ротационные испарители. Концентрирование также можно прово­дить в токе воздуха или азота. В практических условиях наиболее приемлемым способом является концентрирование в токе воздуха. Для этого экстракт заливают в фарфоровую выпарительную чаш­ку, ставят ее под шторку вытяжного шкафа и включают тягу. При определении высоколетучих веществ при концентрировании возможны значительные потери яда, поэтому при этой операции необходимо выполнять следующие требования: не концентрировать конечные экстракты при повышенной (выше 40 °С) температуре, не упаривать досуха очищенные экстракты.

Индикацию токсичных веществ проводят следующими основными методами.

Биологические методы. Применяют главным образом для опре­деления некоторых пестицидов и микотоксинов. Они основаны на чувствительности низших животных, растений или тканей к действию токсического вещества. Так, к инсектицидам и акарицидам наиболее чувствительны различные членистоногие. Чаще дру­гих для определения инсектоакарицидов используют комнатных мух, мух-дрозофил, личинок комаров и рачков-дафний. Для определения микотоксинов применяют кожные пробы на кроликах или аквариумных рыбах гуппи.

Некоторые из микотоксинов, в частности трихотецены и другие, продуцируемые грибом Fusariumsporotrihioides, обладают очень сильным дерматоцидным действием, поэтому реакция кожи является специфической по отношению к метаболитам этих видов грибов. Из всех позвоночных животных наиболее чувствительны по отношению к большинству токсических веществ рыбы, поэто­му их используют для определения не только микотоксинов, но и многих других токсикантов.

Биологические методы индикации обладают высокой чувствительностью, однако в большинстве своем они неспецифичны и не позволяют установить вид токсического вещества. Однако эти ме­тоды широко применяют для общей токсикологической оценки кормов при отравлениях животных на первой стадии лаборатор­ного токсикологического исследования. С помощью этих методов можно установить отравление и исключить заболевания другой этиологии.

Биохимические методы. Основаны на подавлении некоторыми токсическими веществами активности отдельных биохимических систем. В ветеринарном токсикологическом анализе наиболее часто применяют ферментный метод определения фосфорорганических и карбаматных инсектицидов. Он основан на том, что соединения этих групп в условиях in vitro подавляют активность холинэстеразы. Чувствительность метода при определении некоторых ФОС достигает 0,01--0,001 мг/кг. Однако эти методы обладают групповой специфичностью и позволяют установить всю группу в целом, не давая возможности установить вид ФОС. Кроме этого некоторые ФОС, в частности производные тио - и дитиофосфорных кислот, очень слабо ингибируют активность фермента in vitro и нуждаются в предварительной активации.

Похожие статьи




Методы определения токсических веществ в объектах окружающей среды, тканях животных и продуктах животноводства - Методы определения токсических веществ в объектах окружающей среды, тканях животных и продуктах животноводства

Предыдущая | Следующая