1、第十一章,金屬毒物 metaltic poisons,第一節(jié) 金 屬 毒 物 metaltic poisons,金 屬 毒 物 (metaltic poisons),能夠引起急性中毒的金屬單質及其化合物,常見種類 砷及其化合物 汞及其化合物 其 它 : 鋇鉛鉻鉈,金 屬 毒 物 的 特 點 體內與蛋白質結合形成難離解的大分子（As，巰基） 在體外檢材中多以混合狀態(tài)存在 對檢材要求范圍廣 金屬離子的價態(tài)在檢測中具有可變性 檢材需經有機質破壞后檢驗,檢測特點,檢材一般需有機質破壞（氧化、分解） 檢測目標物是金屬元素 （無毒-有毒，假陽性） 金屬元素較穩(wěn)定 進行對照試驗以排除干擾 區(qū)別金屬正常含量與

2、中毒,金屬毒物的分離方法,有機質破壞法(destruction of organic substance method) 濕消化法敞開體系壓力罐 干灰化法直接堿式灰化,濕法有機質破壞,濕法有機質破壞是在液體狀態(tài)下破壞并消除生物檢材中的有機物質的方法。 是用氧化劑和輔助氧化劑氧化除去檢材中的各種有機質從而分離出金屬離子待測,常 用 的 消 化 體 系,HNO3H2SO4 HNO3H2O2 HNO3HClO4 HNO3H2SO4KMnO4 HNO3H2SO4常用,HNO3H2SO4 法操作（臟器）,容器：凱氏燒瓶 過 程：檢材加濃硝酸固體熔化-加十幾毫升濃硫酸-檢液顏色變深時繼續(xù)加濃硝酸-直至檢液

3、顏色變淡-加大火力，直至產生三氧化硫的濃重白煙或白煙即將被趕盡 加十幾毫升飽和草酸銨 -繼續(xù)加熱20分鐘冷卻（陽離子硫酸鹽） 產物：最高氧化態(tài)的金屬離子 強酸性水溶液，淡黃色 如AsO43 討論：濃硫酸在濕氧化中起什么作用？飽和草酸銨起什么作用？ （脫水，去亞硝酰硫酸）,濕法有機質破壞特點,優(yōu)點是消化法快速、易操作、易觀察 適用大多數金屬離子,尤為易揮發(fā)金屬， 方法較成熟、適用范圍較廣、可供選擇點較多。 主要缺點是費時、費力、操作繁瑣。,干法有機質破壞,是在高溫、無水狀態(tài)下使檢材中的有機物質被氧化分解除去的方法。 檢材烘干 灼燒 灰化 直至除去全部有機質而留下金屬 灰化操作方式 直接灰化法：直

4、接對檢材進行灰化 堿式灰化法：加碳酸鈉或硝酸鉀共同灰化,灰 化 法 操 作,灰化器皿 坩堝 電爐高溫爐 灰化產物 金屬氧化物金屬難溶鹽 方法特點 直接灰化適宜于不揮發(fā)金屬（Ba、Pb) 堿式灰化適宜于易揮發(fā)金屬 含汞檢材不宜（易揮發(fā)),馬弗爐,人工智能箱式電阻爐,鎳坩鍋,鉑金坩鍋,金 屬 毒 物 分 析,砷及其化合物 汞及其化合物 鋇化合物 鉻化合物 鉛化合物,篩選試驗-Reinsch試驗,以單質銅為還原劑， 一定酸度和溫度下， 一些金屬離子可被銅單質還原成為金屬單質后再沉積與銅片表面， 形成特殊的顏色而加以鑒別.,可 在 銅 表 面 沉 積 的 金 屬,As Hg Ag Bi Sb Se T

5、e 黑 白 銀白 黑 紫 黑 黑,Reinsch試驗反應式,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試驗的確證,升華試驗 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+ 氣態(tài) 可溶性 不溶性,砷與人體健康,砷有灰、黃和黑色三種同素異形體，質脆而硬，具有金屬性、元素砷毒性很低，而砷化合物

6、均有毒性、三價砷化物比五價砷化合物毒性高。 溶解度小的雄黃（As2S2 ）和雌黃（As2S3 ）等砷的硫化物毒性低、而砷的氧化物和鹽類絕大部分屬高毒類。 急性中毒主要為誤服三氧化二砷（砒霜）及其他可溶性種化合物所致。 職業(yè)中毒少見、某些無機砷化合物可引起人體皮膚癌和肺癌。,砷污染，它使泰國的西南部整個地區(qū)的人喪失勞動力。類似的不光是泰國的這個地區(qū)，國外的還有津巴布韋、新西蘭，智利的北部、日本的宮崎縣，我們國家的內蒙，湖南，臺灣，山西都有砷中毒的現(xiàn)象。砷中毒會引起皮膚癌、肺癌，還有誘發(fā)心血管病，還有糖代謝紊亂，糖尿病和砷中毒是有關系的。還有神經功能紊亂。,1、砷化物中毒： 砷（arsenic）又

7、稱砒。三氧化二砷（ arsenic trioxide ）通常稱砒霜或白砒，白色粉末，無臭，無味，劇毒。 （1）毒理作用：易于從粘膜吸收（包括陰道粘膜），也能從皮膚吸收。吸收后主要沉積于毛發(fā)、指甲、骨、甲狀腺、肝、腎中。砷對粘膜有刺激作用，直接損害毛細血管，使其麻痹擴張，滲透性增加，并可引起肝、腎實質細胞變性和壞死。 (2)中毒癥狀：急性砷中毒表現(xiàn)為腹痛、腹泄、水樣大便，有時帶血，嚴重者酷似霍亂。,（3）致死量： 口服中毒量為0.0050.05g，致死量 0.10.2g. (4)尸體檢查: 急性死者呈脫水貌，尸僵明顯，腐敗較慢。遷延數日后死亡者，心、肝、腎等實質臟器脂肪變性，左心內膜下點、片、條

8、紋狀出血，特別室中隔。 慢性中毒者可見毛發(fā)脫落，皮膚色素沉著，過度角化，特別手掌和足底部明顯。 化驗檢查急性，以嘔吐物、胃腸內容物、肝、腎、尿液，均可。慢性，毛發(fā)、指甲、骨胳。久埋的棺木及其周圍泥土、衣物。,智利7000年木乃伊新發(fā)現(xiàn)：砷中毒是死因？,信石,砷 (As ) 及其化合物定性分析,有機質破壞 消化法堿式灰化 篩選反應Reinsch 試驗 確證 升華法（定性） Gutzait (定性定量),升華法,As2 + O2 As2O3 (加熱升華) 鏡下可見As2O3正四面體結晶 操作： 陽性銅片升華管加熱升華 冷卻鏡檢觀察晶型,Gutzait 法定性 定量分析,原 理 Zn+H+ H2 A

9、s3+ + H2 AsH3 (還原) AsH3 + HgBr2 AsH2(HgBr) 黃 AsH(HgBr)2 棕 As(HgBr)3 黑,依 據 由試紙是否變色而定性 由變色的深淺可半定量 操 作 在 Gutzait 測砷裝置中進行,討論：Gutzait試驗中為什么要進行以下操作？ 檢液中加酸性 SnCl2 溶液 加入無砷鋅粒（Zn粒) 玻璃管中加少量 Pb(Ac)2 棉,二乙基二硫代氨基甲酸銀分光光度法Ag-DDC,測定砷的所有玻璃容器，必須用濃硫酸-重鉻酸鉀洗液洗滌，再以水清洗干凈，干燥備用。于各錐形瓶中加10mL鹽酸和一定量水，必須使體積約為40mL，此時溶液酸度c(HCl)=3mol

10、L。然后加2mL碘化鉀溶液和2mL氯化亞錫溶液，混勻，放置 15min。,置少量乙酸鉛棉花于連接管 (圖1中2)內，吸取5.0mL二 乙基二硫代氨基甲酸銀吡啶 溶液置于15球吸收器(圖1中 3)中，按圖連接儀器，磨口 玻璃吻合處在反應過程中應 保持密封。稱量5g鋅粒加入錐形瓶中，迅速連接好儀器，使反應進行約45min。移去球吸收器，充分搖勻溶液所生成的紫紅色膠態(tài)銀。用1cm吸收池，在波長540nm處，以砷含量為0的標準溶液為參比溶液，調節(jié)分光光度計的吸光度為零后，測定各標準溶液的吸光度。,顯色溶液在暗處可穩(wěn)定2h，測定應在此期間進行。 以標準溶液(4.9)的砷含量(g)為橫坐標，相應的吸光度為

11、縱坐標，繪制工作曲線。 吸取一定量的試液 (使其中含砷量小于20g，體積在30mL以下)于100mL錐形瓶(圖1中1)中，加10mL鹽酸(4.1)，補充水使其體積為 40mL，然后加入1g抗壞血酸，2mL碘化鉀溶液和2mL氯化亞錫溶液，混勻，放置15min。 以下按規(guī)定的操作步驟，從“置少量乙酸鉛棉花于連接管開始，直至測定溶液的吸光度”為止完成測定。,汞（Hg）及其化合物,單質汞 Hg（液態(tài)） 升 汞 HgCl2 甘汞 Hg2Cl2 硝酸汞 Hg(NO3)2 有機汞,汞的性狀與特點,一般性狀 ： 易揮發(fā); 金屬汞不溶于鹽酸，能溶于硝酸或熱硫酸，也能溶于氫碘酸; 硫化汞極難溶于水和一般稀酸堿，但

12、高溫可使之分解，熱硝酸或王水等可使之溶解成為可溶性鹽。 氧化汞呈紅色或黃色，在水中的溶解度小，但可溶于酸。,毒性特點,液態(tài)汞，其難溶而無顯著毒性，但進入體內因比重大可造成機械性損傷，還會并發(fā)疾病甚至死亡 汞蒸氣有毒，長期處于含汞環(huán)境可引起慢性中毒 一價汞化合物多因溶解度小而毒性較低 。 二價汞化合物氯化汞，即升汞可溶于水有劇毒。 在生產和使用過程中汞主要以蒸氣形態(tài)經呼吸道進入人體 如汞礦冶煉、鎦金、珠砂焙干、氣焊切割帶汞設備等。胃腸道吸收金屬汞甚微，一般不引起中毒。生活性急性中毒多為口服升汞、甘汞和雷汞等汞化合物所致。,案 例,升汞也是一古老的毒藥，世界上首例中毒的尸體解剖就是緣于升汞中毒。

13、1562年，法國著名外科醫(yī)師Pare根據Charles九世（15501574）的命令，對一例已判刑罪犯試驗胃腸結石的解毒效能。這是一種由人或動物胃腸中發(fā)現(xiàn)的毛發(fā)、果實和植物纖維的凝結物，作為一種“有效“ 的解毒劑由西班牙輸入法國。罪犯是一廚師，因盜竊其主人的銀器而被判絞刑，如果他服此解毒劑可免一死，還可以減刑。外科醫(yī)師Pare先令此罪犯服下一劑毒物，接著立即服用該解毒劑。該犯迅即出現(xiàn)嘔吐，腹部絞痛，腹瀉并煩躁，處于極度痛苦之中。他頻繁嘔吐，冷汗淋漓，身體所有孔道滲血。Pare給其一品脫油劑令飲下，但為時已晚，無助于改善。在其7小時的生存時間內曾叫喊不如死在絞刑架上。Pare解剖了他的尸體，發(fā)現(xiàn)

14、其胃底部發(fā)黑、變硬而干燥呈腐爛狀，指示為升汞中毒。試驗結果使國王滿意，因無解毒作用而令將結石焚之于火。其實，Pare在試驗前就已告訴國王該石毫無解毒性能，但國王堅持要進行試驗。這是迄今僅知的一例16世紀中毒死解剖例，揭示了外科學和解剖學發(fā)展之間的密切關系。,治療銀屑病的中藥中都含有汞，如朱砂（硫化汞）、輕粉（主要成份為甘汞）、白降丹（主要成份為二氯升汞）、紅升丹（主要成份為氧化汞）、三仙丹、五色靈等。這些藥物須在醫(yī)生指導下使用，一般不能用做熏蒸治療。 案例：死者1999年6月患皮膚病吃中藥，10天后，發(fā)生了嘔吐、食欲不振、牙齒痛，并出現(xiàn)高燒等癥狀，經多方治療無效（誤診），于7月28日死亡。血液

15、中汞含量為0.2mg/kg，肝臟為5.1mg/kg，腎臟為7.7mg/kg，腎臟中汞含量超過人體正常含量上限28.8倍。,正常組織中汞含量（mg/kg）,血0.070.10， 腦0.040.23， 肺0.020.30， 肝0.0050.070， 腎0.0050.267， 毛發(fā)1.41.5。,檢材處理,1.體外檢材：預實驗可用Reinsch試驗檢驗。 Reinsch試驗確證： 升華試驗：汞呈大小不等、可反射光而不透明的汞珠； 碘化汞晶體：在毛細管中靠近升華物處放入一小粒碘，放置lh后，在低倍顯微鏡下觀察。若有汞，則可見紅色碘化汞晶體，加熱至127以上則轉變?yōu)辄S色碘化汞晶體,紅色碘化汞,黃色碘化汞

16、,1. 無機汞化合物中毒：對混有食物的可疑 物可用稀鹽酸浸提，濾取清液用化學反應法檢驗。 2. 體內檢材：濕法破壞有機質 ，不能用干法破壞有機質 。（為什么） 3. 尿樣可用蛋白沉淀富集后碘化亞銅法檢測，也可經高錳酸鉀濕消化后冷原子吸收光度法檢測。,檢測方法,（1）化學反應法：可利用汞鹽的下述化學反應檢測汞。 1) 與堿反應：加6mol/L氫氧化鈉使溶液呈強堿性，汞鹽生成黃色氧化汞沉淀。若在稀鹽酸溶液中改用氨水替換氫氧化鈉，則生成白色氯化氨基汞Hg(NH2)C1沉淀。 2) 與碘化亞銅反應：汞鹽、金屬汞和汞蒸氣都能和碘化亞銅反應生成紅色不溶性復合物，反應靈敏，專屬性強，可用于檢測微量汞。,Hg

17、 + 3CuI HgI2CuI + 2Cu Hg2+ + 3CuI HgI2CuI + 2Cu+ HgI42 + CuI HgI2CuI + 2I 白色 紅色 復合物可溶于碘化鉀溶液，形成HgI42離子，沉淀溶解。因此，碘化亞銅可用作汞的分離富集試劑。,鋇(Ba)化合物,可溶性鋇鹽都是劇毒物質 常見的有BaCl2H2O BaCO3 Ba(NO3)2,定 性 分 析,檢材處理 生成硫酸鋇難溶鹽 水浸出法 篩選反應 硫酸試驗 確證 鉻酸鋇沉淀法 玫瑰紅酸鈉法,鉻酸鋇沉淀法 Ba2+ + CrO42- BaCrO4(pH 57) 黃色 BaCrO4 + H+ Ba2+ + HCrO4- 黃色沉淀溶于

18、稀強酸 (6N HNO3),干 擾 區(qū) 分,Ag+/Pb2+ /Sr2+ /Ba2+均與CrO42-產生沉淀 沉淀全溶于稀強酸外，分別有 Ag2CrO4磚紅 溶于NH3 PbCrO4 黃色 溶于NaOH SrCrO4 黃色 溶于 HAc BaCrO4 黃色 以上均不溶,小 結,金屬毒物的急性和慢性中毒案例均時有發(fā)生，對金屬離子的體內含量進行定量測定更為重要。 視擬采用的定量分析方法不同（如原子吸收分光光度法或發(fā)射光譜法等），體內檢材必須經過有機質破壞才能進一步制備成可測樣品，掌握并實踐這些金屬毒物的特性、分析操作程序是本章節(jié)的重要內容。 經典的 Reinsch篩選試驗和Gutzeit測砷法至今

19、仍在法醫(yī)毒物分析中延用。 砷、汞、鋇是法醫(yī)學中較常遇到的金屬毒物，鉈的中毒案例近年來逐漸增多，毒物學研究人員對鉈的分析和研究也在不斷深入之中。,第十二章水溶性無機毒物,water soluble (water soaked) poisons,水溶性毒物water soluble (water soaked) poisons,能溶于水的強酸、強堿及有毒無機鹽類,種類 強酸 HCl HNO3 H2SO4 強堿 NaOH KOH 鹽類 NO2- F-,強酸 HNO3 HCl H2SO4性質 發(fā)煙酸濃度 HCl 12mol/L d=1.2 HNO3 16mol/L d=1.5 H2SO4 36mol/

20、L d=1.84,水溶性毒物的分離方法 水浸出法 檢材 水浸泡 離心 上清液待測 透析法 透析膜包容檢材水浸泡 取浸泡液 透析膜實驗室制備 取生物內膜,透析法 dialysis method原理,透析法(dialysis)是利用溶液滲透現(xiàn)象進行分離的方法。 與溶液的沸點升高、凝固點下降、蒸氣壓降低等現(xiàn)象一樣，滲透壓也是溶液的一種依數性現(xiàn)象。溶液的滲透壓只與溶液中溶質粒子的數量有關，與溶質粒子的化學性質無關。溶質粒子越多，溶液的滲透壓越大。 若將半透膜置于純溶劑和溶液之間，溶液的滲透壓大，使溶劑分子向溶液中滲透，導致溶液的體積增大濃度降低；而溶液中的小粒子溶質，包括小分子和小離子則可通過半透膜進

21、入純溶劑。 根據Donnan平衡原理，半透膜兩邊的滲透壓相等時達到動態(tài)平衡。,透析法操作,透析膜包容檢材用水浸泡 取浸泡液離心待測 透析膜制備實驗室制備 取生物內膜,透析法優(yōu)缺點,優(yōu)點是： 可以將一些水溶性的小分子或離子型化合物從組成復雜的檢材中分離出來，而且不改變其化學性質； 所有大分子和大離子的化合物、不溶性物質則不能通過半透膜。 缺點是： 費時較長，所得透析液中毒物的濃度一般較低。,水溶性毒物的分析 強 酸 類 HCl HNO3 H2SO4 理化性質 毒 性 化學灼傷 案件來源 多為意外事故及蓄意傷害,檢 驗 方 法 H+檢驗 以 pH試紙或 pH計檢測溶液的酸度 酸度劃分 pH 1 7

22、 酸性 pH = 7 中性 pH 7 14 堿性 各強酸都采用酸度試驗法篩選,酸 根 的 檢 驗 Cl-檢驗 AgNO3反應 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 + (沉淀出現(xiàn)) Ag+ 與 Cl-互為鑒定,SO42-的檢驗 1）碳化反應 濃 H2SO4可以使蔗糖碳化變黑 SO42- + HNO3 H2SO4 + NO3 -,SO42-的檢驗 2）與BaCl2反應 Ba2+ + SO42- BaSO4(白色) （白色沉淀不溶于稀酸） 與K2CrO4反應 Ba2+

23、 + CrO42- BaCrO4(pH 57),NO3 -的檢驗 1）與 Fe2+反應 Fe2+ + H+ + NO3 - NO2+ Fe3+ H2O (兩液面間出現(xiàn)棕色環(huán)) 2）與二苯胺反應 NO3 -+H+二苯胺液面間出現(xiàn)藍色環(huán),強 堿 NaOH KOH 理化性質 毒 性 化學灼傷 案件來源 多為意外及蓄意傷害,檢 驗 方 法 OH-檢驗 以 pH試紙或 pH計檢測溶液的酸度 各強堿都采用酸度試驗法進行初試 篩選是否為堿,金屬離子檢驗K+ Na+ NH4+ K+ 檢驗 K+Co(NO2)63-+Na+ K2 NaCo(NO2)6 pH 57 生成黃色混晶,NH4+ 的 檢 驗 NH4+ +OH- NH3+H2O NH3使?jié)竦膒H 試紙變藍 與Nessler試劑反應生成紅棕 色沉淀示有NH4+存在,Na+ 檢驗醋酸鈾酰鋅法 Na+ + Zn2+ + 3UO22+ + 9Ac- + 9H2O NaZn(UO2)3(Ac) 99H2O pH 57生成黃色結晶,鹽 類 NaNO2 KNO2 毒 性 中毒量 0.30.5g 致死量 3g 案件來源 自殺 他殺 誤服 檢材處理 取水浸出液待測,案 例,199