Определение селена в биологическом материале дитизонатным методом
/ Крылова A.H., Рубцов А.Ф. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 1974 — №1. — С. 41-44.
УДК 340.67:546.23
Научно-исследовательский институт судебной медицины (дир. — проф. В.И. Прозоровский) Министерства здравоохранения СССР, Москва
DETERMINATION OF SELENUM IN BIOLOGICAL MATERIAL BY DITHIZONATE METHOD
A. N. Krylova, A. F. Rubtcov
A photocolomimetric technique of selenum determination at a wave length of 420 nm is proposed. Organic substances are oxidized with a mixture of sulphuric, nitric, and chloric acids. The technique allows to determine 2,5 micrograms of selenum in 2,5 grams of an organ.
Металлический селен и особенно его соединения высокотоксичны. Предельно допустимая концентрация селена в воздухе 2 мкг/л, а селенистого ангидрида 0,1 мкг/л. Известны случаи отравления соединениями селена. Наибольшую трудность при экспертизе представляют производственные интоксикации, при которых в организм попадают незначительные количества селена и его соединений главным образом через дыхательные пути и кожу. Изменения со стороны внутренних органов при этом не имеют характерной картины. В этих случаях экспертиза базируется главным образом на количественном определении селена в органах и тканях.
Судебные химики СССР не располагают методикой исследования биологического материала на селен.
Мы поставили перед собой задачу разработать специфичный метод определения малых количеств селена в органах человека. Одновременно необходимо было изучить оптимальные условия разрушения органических веществ, так как имеются указания, что селен во время минерализации теряется из-за летучести его в условиях восстановления и даже при высушивании объектов в мягких условиях (50—60°).
Описан ряд фотометрических и флюориметрических методов определения малых количеств селена. Для анализа биологического материала чаще всего используют достаточно чувствительные способы, основанные на реакциях взаимодействия селена с 3,3`-диаминобензидином, 2,3-диаминонафталином и 0-фенилендиамином. Наиболее чувствителен и специфичен второй метод (0,002 мкг/мл селена).
Однако все эти реактивы недостаточно избирательны по отношению к селену, сами реакции и отделение мешающих веществ требуют значительного времени. Используемые методы разрушения органических веществ громоздки и трудоемки.
В последние годы в аналитической химии ведутся интенсивные исследования по изучению методов определения малых количеств селена.
Д.П. Щербов и соавт. (1967) провели сравнительное изучение наиболее широко рекомендуемых методов определения селена и пришли к выводу о предпочтительном использовании дитизона. Количественное определение производят по одноцветной окраске дитизоната селена.
Метод определения по дитизонату почти так же чувствителен (0,08 мкг/мл), как и другие методы, например с диаминобензидином, диамннонафталином и т. д., но технически он проще и доступнее.
Дитизонат селена начинает экстрагироваться из 1 и. раствора кислоты. Оптимальная кислотность — 11 н. раствор серной кислоты или 6 н. раствор соляной кислоты. Определению мешают ртуть, золото, серебро, их следует предварительно удалять.
Присутствие до 5 мг железа не мешает определению селена по дитизонату, а 10 мг — завышает результаты до 6 %. Железо, медь, ртуть и другие катионы предварительно удаляют из сферы реакции, экстрагируя в виде дитизоматов при рН 2,5.
Определение селена дитиэоматным методом (n=6)
Добавлено селена |
X |
Sx | |||
(в мл) | |||||
4 н. раствор Н2SO4 (200 мл) |
0,05 |
0,043 |
0,003 |
0,040—0,046 |
6,3 |
0,10 |
0,091 |
0,01 |
0,090—0,032 |
9,4 | |
1,00 |
0,983 |
0,05 |
0,933—1,033 |
4,3 | |
10,00 |
9,667 |
0,46 |
9,207—10,072 |
4,1 | |
Печень (100 г) |
0,10 |
0,064 |
0,013 |
0,071—0,097 |
11,7 |
1,00 |
0,940 |
0,076 |
0,864—1,016 |
6,1 | |
10,00 |
9,563 |
0,52 |
9,063—10,103 |
5,0 |
Растворы дитизоната селена устойчивы при хранении в темноте.
Закону Ламберта — Вера подчиняются концентрации селена 0,01—1 мкг/мл.
Недостаток определения селена до дитизонату — высокая окисляемость дитизона, образующего продукты окисления, которые обладают близким к дитизонату селена светопоглощением.
Максимум поглощения дитизоната селена при λ=420 нм, а продуктов окисления дитизона при λ=390 нм.
Мешающего влияния продуктов окисления можно избежать, используя хорошо очищенный дитизон. Очистка должна производиться обязательно перед определением. Очищенный дитизон хорошо сохраняется в холодильнике до 15 дней под слоем 1—2% раствора серной кислоты.
Опыты по экстрагированию дитизоната селена из водных растворов серной кислоты показали, что при содержании 0,05—10 мг селена в в 200 мл 4 н. раствора серной кислоты четыреххлористый углерод извлекает до 98% дитизоната селена при хорошей воспроизводимости и точности результатов определения (см. таблицу). Для определения достаточно 1—5 мл этого раствора, что позволяет использовать данную реакцию для дробного определения.
Органические вещества разрушали двумя методами: смесью концентрированных серной и азотной кислот и окислением биологического материала серной и азотной кислотами в присутствии хлорной кислоты.
Опыты подтвердили, что введение в реакцию 20 мл 42% раствора хлорной кислоты сокращает продолжительность разрушения органических веществ до 1,5—2 часов. Однако хлорная кислота не всегда доступна.
Предварительные опыты показали, что добавление молибдата натрия в окислительную смесь серной, азотной и хлорной кислот (В.В. Ковальский и В, В. Ермаков, 1966) не вызывает значительного ускорения разрушения органических веществ.
Окисление органических веществ серной и азотной кислотами проводили общепринятым методом. Хлорную кислоту добавляли до нагревания, а затем разрушение органических веществ осуществляли по схеме обработки серной и азотной кислотами.
Все опыты проводили с 50 г печени человека, содержащими 0,1—10 мг селена в пересчете на 100 г объекта.
Минерализат освобождали от окислов азота нагреванием с формалином и объем доводили водой до 100 мл.
Для устранения мешающего влияния соединений железа, всегда присутствующих в минерализате в больших количествах, соединений меди, а также возможного присутствия соединений ртути и других металлов, предварительно удаляли их в виде дитизонатов.
Методика
К 1—5 мл минерализата прибавляли водный раствор аммиака до рН 2,5 по 2,4-динитрофенолу и повторно экстрагировали 0,01% раствором дитизона в хлороформе. Последние фракции извлечения имели зеленый цвет, что указывало на полное удаление из сферы реакции сопутствующих и мешающих определению селена элементов. Полученные экстракты не исследовали. К обработанному описанным способом объему минерализата прибавляли концентрированную серную кислоту до
11 н. концентрации ее в растворе и экстрагировали селен 2 мин 0,01% раствором дитизона в четырех хлор истом углероде. Экстрагирование новыми порциями раствора дитизона производили до полного извлечения дитизоната селена, имеющего желтый цвет. Показателем полноты извлечения являлось сохранение первоначального зеленого цвета раствора дитизона в четыреххлористом углероде. Экстракты объединяли, промывали 1% раствором аммиака до бесцветной водной фазы, а затем 4 н. раствором серной кислоты. Измеряли объем экстракта и плотность его на фотоэлектроколориметре ФЭК-Н в кюветах с толщиной слоя 10 мм при 420 нм.
По калибровочному графику определяли количество селена в трупном материале. Растворы дитизоната селена в четыреххлористом углероде не изменяются в течение 2—3 часов, но легко разлагаются на солнечном свету с образованием продуктов окисления дитизона. Колориметрировать следует тотчас после окончания экстрагирования дитизоната.
Результаты опытов приведены в таблице.
При исследовании печени селен определяется дитизонатным методом достаточно точно в широких пределах концентраций — от 0,1 до 10 мг и более в 100 г органа. Из таблицы следует, что селен не теряется во время разрушения органических веществ серной, азотной и хлорной кислотами, а также при разрушении их общепринятым методом окисления серной и азотной кислотами. Относительная ошибка при определении 0,1 мг селена в 100 г печени составляет 11,7%, 1 мг — 6% и 10 мг — 5%.
Метод позволяет определять 2,5 мкг селена в объеме минерализата, соответствующем навеске органа 2,5 г.
Разработанный метод обладает большой чувствительностью и достаточно высокой точностью, может применяться для исследования как больших, так и относительно небольших навесок трупного материала, что имеет значение для судебно-медицинской экспертизы с учетом длительности течения интоксикации и пути введения селена.
Затрата времени на минерализацию в присутствии хлорной кислоты 1 —2 часа, на определение — не более 1,5 часов.
Выводы
- Разработан простой фотоколориметрический метод определения селена в биологическом материале, основанный на использовании реакции образования дитизоната его.
- Селен не теряется в процессе разрушения органических веществ, как общепринятым в судебно-химической практике методом окисления серной и азотной кислотами, так и при разрушении в присутствии хлорной кислоты.
похожие статьи
Особенности распределения 2,4- и 2,6-ди-трет-бутилгидроксибензола в организме теплокровных животных / Шорманов В.К., Цацуа Е.П., Асташкина А.П. // Судебно-медицинская экспертиза. — М., 2019. — №1. — С. 36-42.