Phương pháp phân lập các độc chất

1.Phân tích chất độc

• Khi bị ngộ độc,phân tích chất độc giúp chuẩn đoán,phát hiện nhanh nguyên nhân gây độc để có biện pháp cứu chữa chính xác kịp thời.Ví dụ khi bị ngộ độc chì....
• Nhằm xác định loại và nồng độ chất độc trong dịch sinh học:máu,nước tiểu 
• Mẫu rất độc ,hàm lượng chất độc thấp phải tiến hành lấy mẫu phù hợp,có biện pháp phân lập chất độc,làm sạch,phương pháp phân tích thích hợp để có kết quả nhanh và chính xác nhất
• Quá trình phân tích các chất độc thường qua các giai đoạn trên 
• Chu trình từ cách lấy mẫu và bảo quản các chất phân tích => chiết chất độc từ mẫu => phân lập các chất độc => phân tích các chất độc 
• Cách lấy mẫu và bảo quản cho quá trình phân tích:nước tiểu vừa đủ lớn,lấy càng sớm càng tốt,không thêm chất bảo quản.Dịch dạ dày:lọc hay ly tâm 
• Chiết chất độc từ mẫu:chọn dung môi thích hợp,V dung môi gấp 5-25 lần thể tích mẫu,xảy ra với dung môi lắc với dung dịch chiết,chiết liên tục băng dung môi hay chiết siêu tới hạn 
• Phân lập các chất độc:chọn phương pháp phân lập dựa vào các đặc điểm hóa lý của chất độc.Phương pháp cất hoặc phương pháp cất kéo hơi nước => chiết bằng dung môi hữu cơ các chất độc không bay hơi/H2O
• Phương tích các chất độc:Phản ứng định tính để xác định chất độc.Hàm lượng chất độc được định lượng bằng phương pháp thích hợp.Với chất độc vô cơ như AAS.ICP,cực phổ..với các chất độc hữu cơ LC,TLC....Ví dụ như phân tích nồng độ cồn trong máu.

2.Vô cơ hóa và phương pháp phân lập các kim loại 

2.1.Phương pháp vô cơ hóa ướt

• Vô cơ hóa là quá trình oxy hóa đốt cháy các chất hữu cơ để giải phóng kim loại dưới dạng ion 
• Trong một số trường hợp,quá trình vô cơ hóa không đốt cháy hoàn toàn được chất hữu cơ thành CO2,H2O mà chỉ tạo ra các hợp chất đơn giản hơn,kém bền vững hơn,dễ dàng bị phá hủy hơn 
• Các phương pháp vô cơ hóa phổ biến là vô cơ hóa khô(hay phương pháp đốt),vô cơ hóa ướt(dùng acid với các chất tác nhân oxy hóa khác
• Mẫu thử trong độc chất có thể là máu,nước tiểu,thực phẩm
• Nếu mẫu thử là máu,nước tiểu thì phải đong trước,có thể cho thêm một lượng ít NaHCO3 rồi cô cách thủy đến khô
• Nếu mẫu thử rắn(thức ăn,phủ tạng..) thì phải nghiền nhỏ.
• Mẫu thử có cồn thì phải loại cồn bằng đun cách thủy ở phần nhiệt độ thấp để tránh gây nổ khi vô cơ hóa hỗn hợp bằng HCl và KClO3
• Vô cơ hóa bằng phương pháp Clor mới sinh 

                      KClO3 + 6HCl => KCl + 3Cl2 + 3H2O \

                      Cl2 + H2O => 2HCl + O

    => Kim loại được giải phóng dưới dạng muối clorid.Tuy nhiên có nhược điểm:Thời gian vô cơ hóa dài,mất thời gian đuổi clor dư,vô cơ hóa không được hoàn toàn có thể gây mất mát một số nguyên tố 

• Vô cơ hóa bằng các chất oxy hóa mạnh trong acid H2SO4

                      H2SO4 => H2SO3 + O 

                      H2SO3 => SO3 + H2O

                      HNO3 => H2O + 2NO + 3O 

                      2NO => N2 + 2O 

                Phương pháp phổ biến nhất để vô cơ hóa đa số kim loại độc.Ưu điểm: thời gian phá hủy mẫu ngắn,độ nhạy cao với nhiều cation,thể tích dịch vô cơ hóa nhỏ.Nhược điểm có thể mất mát mẫu dễ bay hơi như Hg...

• Vô cơ hóa bằng hỗn hợp H2SO4,HNO3, HClO4

                      HNO3 => 2NO2 +  H2O2 

                      H2SO4 => SO2 + H2O2

                     2HClO4 => Cl2O6 + H2O2

            phương pháp phổ biến nhất để vô cơ hóa đa số kim loại độc.Ưu điểm:oxy hóa hoàn toàn các chất hữu cơ,oxy hóa được đa số các ion nhiều hóa trị lên hóa trị cao nhất,thời gian ngắn 2,5 -3 lần phương pháp H2SO4,thể tích dịch vô cơ hóa nhỏ .Nhược điểm có thể mất mẫu dễ bay hơi như Hg...

• Vơ cơ hóa bằng hỗn hợp NH4NO3 và H2SO4

                     NH4NO3 + H2SO4 => (NH4)2SO4 + HNO3

                     H2SO4 => H2SO3 + O 

                     HNO3 => 2NO +H2O + O 

                     2NO => N2 + O 

                Ưu điểm: đỡ nguy hiểm cho người làm việc 

• Vô cơ hóa bằng hỗn hợp H2O2 và H2SO4

             H2O2  => H2O + O 

             H2SO4 => SO2 + H2O2

     ưu điểm:ít tỏa khí độc,có nhược điểm là giá thành cao 

2.2.Phương pháp vô cơ hóa khô

Nung mẫu thử với một số muối có tính oxy hóa ở dạng bột như:KNO3,NH4NO3,.có thể thêm than hoặc đốt cháy 

• Đốt với hỗn hợp Na2CO3 với NaNO3

             Phương pháp này ít được sử dụng,chỉ thực hiện với lượng mẫu nhỏ,mất một số kim loại khi đốt ở nhiệt độ cao.Có thể thêm một số chất độc trong một khối lượng nhỏ mẫu thử như tìm As trong nước tiểu,tóc,móng tay...Phương pháp này thường dùng để bổ sung cho phương pháp Clor mới sinh 

• Đốt đơn giản :phương pháp này ít được dùng có thể dùng để xác định sự có mặt của muối:bismuth,kẽm,đồng,mangan,các iodid.
• Sau khi vô cơ hóa chất lỏng thu được đều chứa một lượng chất oxy hóa thừa như nitrogen oxyd hay vết HNO3.Cần loại các chất vô cơ hóa khỏi dung dịch vô cơ hóa,các cách có thể loại chất oxy hóa thừa:dùng HCHO,ure,Na2S

3.Phân lập các chất độc hữu cơ bằng phương pháp cất kéo hơi nước 

3.1.Cơ sở của phương pháp cất kéo hơi nước

• Đun hỗn hợp chất A và B không hòa tan vào nhau thì áp suất riêng phần của chúng tăng lên và không phụ thuộc vào nhau 
• Khi tổng áp suất hơi riêng phần(P= Pa + Pb)  bằng áp suất khỉ quyển trên bề mặt thì hỗn hợp đó sôi =>mỗi chất trong hỗn hợp sẽ sôi ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi của nó
• Cơ sở của phương pháp cất kéo hơi nước

1. Bình sinh hơi làm bằng đồng hoặc thép không gỉ 
2. Bình đựng mẫu thử đặt trong một nồi cách thủy 
3. Ống sinh hàn ngưng tụ pha hơi đưa vào bình chứa mẫu 
4. Mẫu thử cho vào bình 
5. Thêm nước cất(để hỗ hợp sền sệt như cháo)
6. Acid hóa mẫu thử bằng acid hữu cơ không dùng acid vô cơ 
7. Đặt bình vòa nồi cách thủy nối với bình sinh hàn 
8. Cất nhỏ lửa để bốc hơi từ từ,sản phẩm hứng vào một bình 
9. Nếu có chỉ định cần xác định chất độc nào trong mẫu thử thì lấy ngay dung dịch cất để phân tích 
10. Nếu không có chỉ định cụ thể thì lấy riêng dịch cất vào nhiều bình khác nhau 

3.2.Cách lấy mẫu để phân tích các chất độc từ dịch cất được 

• Theo Svaicova

1. Dịch cất được hứng vào 4 bình
2. Bình 1 có 2 ml NaOH 5% cất lấy 15 ml
3. Cất tiếp vào 3 bình khác mỗi bình 25-50 ml 
4. Nếu dương tính chất nào thì cất cho đến khi không còn phản ứng chất đó trong độc chất
5. Bình 1 để xác định CN và dẫn chất halogen mạch thẳng:methanol...
6. Các dịch cất ở bình sau dùng để kiểm tra lại khi cần 

• Theo Kohn-Abrest

1. Tiến hành với 300mg mẫu thử để lấy 300ml dịch cất 
2. Nhận xét màu,mùi dịch cất
3. Lấy khoảng 50ml để tìm dẫn chất halogen mạch thẳng 
4. Phần còn lại cất lần thứ 2 lấy 100ml.Sau đó cất thêm lần thứ 3 lấy 35ml
5. Lấy rửa dịch cất lần cuối để xác định CN,phenol,...nửa còn lại xác định rượu 

3.3.Nguyên tắc chung chiết suất chất độc hữu cơ 

• Chiết là một quá trình đặc biệt phân bố một chất giữa 2 pha lỏng không trộn lẫn vào nhau,thường là giữa dung môi hữu cơ và nước
• Lắc để tăng tốc độ phân bố chất tan giữa 2 pha lỏng 
• Quá trình lắc ở mức độ thích hợp 
• Đạt tới trạng thái cân bằng ngưng lắc và tách riêng dung môi chiết
• Hiệu suất chiết chất độc từ một mẫu thử phụ thuộc vào nhiều yếu tố 
• Quá trình chiết thường bao gồm các giai đoạn sau 

1. Xử lý sơ bộ mẫu thử: có nhiều mẫu thử không qua giai đoạn này,giai đoạn này tạo điều kiện cho chất độc dễ dàng chuyển sang dung môi hữu cơ như các liên kết protein..nhằm làm giàu chất phân tích như cồn-acid,..
2. Chọn điều kiện cho quá trình chiết suất:bước tiếp theo cần chọn được pH loại dung môi chiết và thể tích thích hợp.Các chất độc thường gặp có tính acid hay base yếu .Giai đoạn đầu chiết ở pH có tính acid nhẹ để chiết được tất cả chất độc có tính acid.Sau đưa pH sang vùng kiềm nhẹ để chiết được hầu hết các alcaloid và base tổng hợp.Dung môi hữu cơ thường dùng là ether và clorofom.Ether hòa tan tốt nhưng bay hơi quá nhanh,dễ bắt lửa.Clorofom cũng là dm tốt,dễ tách pha nhưng dễ tạo nhũ dịch.Quá trình chiết suất thường được tiến hành trong cả môi trường acid và môi trường kiềm.Việc chiết suất ở môi trường acid thường có nhiều tạp chất.Tuy nhiên nếu chất phân tích không chiết ở môi trường này thì vẫn nên loại bỏ bớt tạp chất bằng phương pháp chiết qua pH acid trước khi chuyển sang môi trường kiềm 
3. Loại tạp chất trong dịch chiết;dung dịch ether/clorofom thường có nhiều tạp chất nên việc loại bớt tạp chất có nhiều trong dung dịch chiết là cần thiết.Có nhiều cách để thực hiện quá trình này:cho qua một cột than hoạt tính hay cột ionit,thăng hoa để lấy chất độc,chiết lặp lại nhiều lầ ở 2 môi trường acid yếu và base yếu
4. Phương pháp chiết lại:Các chất độc có tính acid tan trong dung môi khi chiết ở môi trường acid thì chuyển thành muối tan trong nước bằng cách lắc dịch chiết với dd NaOH.Lấy lớp nước,acid hóa và chiết lại bằng ether nhiều lần .Dịch chiết ở môi trường kiềm thì lắc vài lần với dung dịch acid nước .Lấy phần nước gộp lại và kiềm hóa rồi chiết dung môi vài lần.Có thể làm nhiều lần như vậy để loại tạp chất dịch chiết
5. Phương pháp trao đổi ion:trước khi định lượng alcaloid có thể tinh khiết hóa bằng cách cho dung dịch nước của muối alcaloid qua cột cationid,alcaloid được giữ lại ở cột.Rửa cột bằng nước cất để phản ứng trung tính.Đẩy alcaloid khỏi cột bằng 50ml dd acid với tốc độ 2ml/phút.Thường dùng cellulose để oxy hóa làm chất trao đổi ion có ưu điểm là liên kết của nó với alcaloid yếu nên có thể dùng acid đẩy ra nhanh và hoàn toàn 
6. Chiết bằng dung môi:là kĩ thuật sử dụng dung môi để chiết chất phân tích từ mẫu đã làm nhỏ

Tìm hiểu thêm nhiều kiến thức tại bệnh học y khoa