Методи ізолювання речовин із біологічного матеріалу полярними розчинниками презентация

ПЛАН ЛЕКЦІЇ
1. Загальна характеристика і дія на організм речовин, що ізолюються з біологічного матеріалу полярними розчинниками.
2. Класифікація лікарських отрут.
3. Загальні методи ізолювання.
4. Фактори, що впливають на ступінь ізолювання «лікарських» отрут з біологічного матеріалу.
5. Методи очищення витяжок.
6. Приватні методи ізолювання.
www.themegallery.com

АКТУАЛЬНІСТЬ
Методи ізолювання підкисленим спиртом і підкисленою водою були розроблені насамперед для вилучення алкалоїдів. Розробка методу ізолювання підкисленим спиртом була великим кроком у розвитку судової хімії.
www.themegallery.com

www.themegallery.com
Загальна характеристика
До групи речовин, що ізолюються з біологічного матеріалу
полярними розчинниками відносяться:
лікарські речовини рослинного походження;
1
синтетичні препарати.
2

www.themegallery.com
Дія на організм
анальгетики;
1
нейролептики;
2
спазмолітики;
3
анестетики;
4
Серед досліджуваних речовин виділяють :

www.themegallery.com
«Лікарські» отрути
Доступністю препаратів;
1
передозуванням;
2
самолікуванням;
3
індивідуальною непереносимістю;
4
«Лікарські» отрути займають перше місце
серед речовин, що мають токсикологічне значення,
по числу смертельних отруєнь, що обумовлено :
Поєднанням з алкоголем і іншими ліками;
5
Явищами наркоманії;
6
Суїцидами.
7

www.themegallery.com
Физико-химические свойства
Переважно білі або жовтуваті
кристалічні
речовини, які характеризуються
різної розчинність
і кислотно-основними властивостями.
У полярних розчинниках добре розчинні
солі речовин основного і кислого характеру.
В органічних розчинниках розчинні
лікарські речовини, що знаходяться в
неионизированной формі.

www.themegallery.com
Шляхи потрапляння в організм
Парентерально
Перорально
Через дихальні шляхи
Можуть бути введені перкуторно або ректально

www.themegallery.com
всмоктування отрут
Залежить від їх фізико-хімічних властивостей:
Речовини кислого характеру - всмоктуються переважно в шлунку;
Речовини основного характеру всмоктуються переважно в тонкому кишечнику;
Нікотин і анабазин всмоктуються через слизові оболонки рота і легких.

www.themegallery.com
розподіл отрут
Метаболізм отрут протікає переважно в печінці.
Розчинні в ліпідах речовини легко проникають через мембрани і розподіляються в багатих ліпідами органах і тканинах, які рясно забезпечуються кров'ю.
Всі отрути накопичуються в селезінці, печінці, нирках.

www.themegallery.com
Локалізація і виведення отрут
Локалізація отрут залежить від характеру отруєння:
При гострому отруєнні - в шлунку, кишечнику, печінки, нирках;
При хронічному отруєнні - в головному і кістковому мозку.
Виводяться «лікарські» отрути в нативному вигляді та у вигляді метаболітів нирками, кишечником і легенями.

www.themegallery.com
Сучасні загальні та приватні методи ізолювання речовин з біологічного матеріалу

www.themegallery.com
метод ізолювання
Водою, підкисленою кислотою
оксалатній (метод О.О. Васильєвої в
модифікації М.Д.Швайковой)
Водою, підкисленою кислотою сульфатної
(Метод В.П. Крамаренко)
- Для алкалоїдів
ПРИВАТНІ МЕТОДИ
ЗАГАЛЬНІ МЕТОДИ
етанолом,
підкисленим кислотою
оксалатній
(Метод Стаса - Отто)
амфіфільних
розчинниками
(Метод В.А. Карташова
і метод Сшедзінского)
Водою, підкисленою кислотою сульфатної
(метод В.І. Попової) - для барбітуратів
Водою, підлуженою натрій
гідроксидом (метод П.Валова)
- Для барбітуратів
Етанолом, підкисленим кислотою
оксалатній (метод Є.М. Саломатина)
- Для похіднихфенотіазину
Ацетонітрилом,
підкисленим HCl (метод Є.М. Саломатина) –
для похіднихфенотіазину
Водою, підкисленою кислотою
оксалатній з подальшим гідролізом
(Метод Б.М. Ізотова)
- Для похідних 1,4-бензодіазепіну

www.themegallery.com
Класифікація «лікарських» отрут при ізолювання загальними методами
Речовини не утворюють стійких солей з кислотами - екстрагуються органічним розчинником з кислою водного середовища (кисла Хлороформний витяжка):
кислого характеру;
нейтрального характеру;
слабоосновних характеру;
частково середньої основності.

www.themegallery.com
Класифікація «лікарських» отрут при ізолювання загальними методами
2. Речовини основного характеру, які екстрагуються органічним розчинником з лужної водного середовища (лужна Хлороформний витяжка) - алкалоїди та синтетичні препарати - похідні фенотіазину,1,4-бенздіазепіну,піразолону, ПАБК.

www.themegallery.com
підготовка зразка
до дослідження
ЕТАПИ ізольованість «ЛІКАРСЬКИХ» ОТРУТ З БІОЛОГІЧНОГО МАТЕРІАЛУ
взяття навішування
зразка
2-3
кратна екстракція
полярним
розчинником
Частка первинних
витяжок
екстракція отрут
з кислих водних розчинів
органічними
розчинниками
екстракція отрут
з лужних водних
розчинів органічними
розчинниками
Речовини кислотного характеру
Речовини основного характеру

www.themegallery.com
Етапи ізолювання отрут екстракцією полярними розчинниками
Підготовка зразка до дослідження: подрібнення органів трупа.
Взяття навішування (1-100г в залежності від вмісту речовини і чутливості методу).
2-3 разова екстракція отрути підкисленим (подщелоченного) розчинником.
Об'єднання витягів, проціджування і центрифугування екстракту.
Екстракція отрут з кислою водної фази органічними розчинниками - отримання «кислого» хлороформного витягу.
Екстракція отрут з лужної водної фази органічними розчинниками - отримання «лужного» хлороформного витягу.

www.themegallery.com
Ізольованість РЕЧОВИН кислих, нейтральних і слабоосновних ХАРАКТЕРУ
підготовка зразка
до дослідження
2-3 кратне наполягання
зразка з полярними
розчинниками
при рН = 2 ... 3
очищення первинних
витяжок
(Центрифугування)
подщелачивание кислому
водної витяжки 25% -ним
NH4OH Дорн = 9 ... 10
екстрагування
домішок хлороформом
(2-3 рази)
підкислення лужної
водної витяжки
кислотою оксалатній
До рН = 2 ... 3
екстрагування
досліджуваних речовин
хлороформом (3-4 рази)
об'єднання
хлороформних
витяжок
НА ДОСЛІДЖЕННЯ

www.themegallery.com
Особливості ізолювання в залежності від використовуваного екстрагента
При використанні етанолу передбачено осадження білків.
При використанні ацетонітрилу передбачено висолювання отрут.
При використанні ацетону домішки екстрагуються гексаном після додавання HCl.
«Лікарські» отрути екстрагуються хлороформом або ефіром у присутності висалівателя.

www.themegallery.com
види екстракції
В системі тверде тіло-рідина
(З трупного матеріалу);
1
В системі рідина-рідина
(З витяжки в орг. Розчинник).
2

www.themegallery.com
Змішування витягнутих з клітин речовин
з основою масою екстрагента
Перенесення розчинених отрути і домішок через оболонки клітин
в міжклітинний простір
Фактори, що впливають на ефективність ізолювання
Розчинення йоду і домішок в екстрагенті або взаємодія з екстрагентом
Проникнення екстрагента в клітини і тканини трупного матеріалу

www.themegallery.com
Природа рідин використаних для ізолювання отрут
Проникати в тканини і клітини біоматеріалу.
1
Розчиняти отруйні речовини,
їх метаболіти і солі.
2
Розчиняти якомога менші
кількості домішок.
3
Обумовлює їх здатність :

www.themegallery.com
ФАКТОРИ, ЩО ВПЛИВАЮТЬ НА РІВЕНЬ ізольованість «ЛІКАРСЬКИХ» ОТРУТ З БІОЛОГІЧНОГО МАТЕРІАЛУ
Ступінь подрібнення БІОЛОГІЧНОГО МАТЕРІАЛУ
рН середовища
ПРИРОДА І ВЛАСТИВОСТІ РЕЧОВИН, яка ізолює,
І РЕЧОВИН, ЯКІ ВИКОРИСТОВУЮТЬСЯ Для ізолювання
ПРИРОДА КИСЛОТИ, ЯКА ВИКОРИСТОВУЄТЬСЯ ДЛЯ підкислення
Температура, співвідношення обсягів фаз,
кількість екстракцій

www.themegallery.com
Вплив ступеня подрібнення
При використанні ножиць утворюються
частинки біоматеріалу розміром 0,3-0,5см
1
Застосування м'ясорубки утворюються
частинки розміром 0,1-0,05 см
2
За допомогою гомогенізатора отримують
Біоматеріал з розміром частинок близько 0,01 см
3

www.themegallery.com
оптимальне значення рН
Обумовлено ізоелектричної точкою білка.
Однак при цьому збільшується кількість білкових домішок, що обумовлено підвищенням гідратації молекул білків, пептидів, амінокислот, пігментів і поліпшенням їх розчинності в воді.

www.themegallery.com
Природа рідин, використовуваних для ізолювання отрут
За здатністю змішуватися з водою і ліпідами тканин і органів розчинники поділяють на:
Гідрофільні-високополярние розчинники.
Ліпофільні-малополярние розчинники.
Амфіфільних-метанол,ацетон, ацетонітрил, етанол.

www.themegallery.com
Природа кислоти, використовуваної при підкисленні екстрагента
Впливає на ступінь ізолювання алкалоїдів і синтетичних ліків основного характеру. Це обумовлено різною розчинністю солей азотистих основ з різними кислотами.

www.themegallery.com
Іонна сила розчинів
I=∑ci∙zi
Залежить від концентрації електролітів в цих розчинах - ефект висолювання.

www.themegallery.com
МЕТОДИ ОЧИСТКИ витяжок «ЛІКАРСЬКИХ» ОТРУТ ВІД ДОМІШОК

www.themegallery.com
Методи очищення витяжок
Фільтрування дозволяє очистити витяжки від механічних домішок.
Недоліки - адсорбція отрути на фільтрі, діаметр пір.
Усувається центрифугуванням.

www.themegallery.com
МЕТОДИ ОЧИСТКИ витяжок
ВІД ДОМІШОК
ОЧИЩЕННЯ
від розчинення
РЕЧОВИН
ДІАЛІЗ
СУБЛІМАЦІЯ І дистиляції
твердофазна екстракція
хроматографічні
методи
рідинна екстракція
осадження білків

www.themegallery.com
Методи очищення витяжок
Для осадження білків використовують нагрівання, висолювання, зміна рН середовища.
При підвищенні температури понад 400С відбувається денатурація і знижується розчинність білків.
При підвищенні концентрації електролітів знижується розчинність білків.

www.themegallery.com
Зміна рН призводить до зникнення сумарного заряду, при цьому виявляється відсутність електростатичного відштовхування молекул білків, що підсилює утворення осаду. Зміна рН призводить до зникнення сумарного заряду, при цьому виявляється відсутність електростатичного відштовхування молекул білків, що підсилює утворення осаду.
Методи очищення витяжок

www.themegallery.com
Методи очищення витяжок
Схема екстракційної очистки отрут основного характеру
Кодеін-основа
Кодеіна г/х сіль

www.themegallery.com
Методи очищення витяжок
Схема екстракційної очистки отрут кислого характеру
Барбітал-амидна форма
Барбітал натрію імідольна форма

www.themegallery.com
Методи очищення витяжок
В основі ТШХ - методу лежить розподіл отрути між рідкої і твердої фазою, нанесеною на тверду підкладку.
Вибирають системи, в яких домішки залишаються на старті або рухаються разом з фронтом розчинника

Методи очищення витяжок
В основі електрофорезу на папері лежить розподіл речовин на папері, вміщеній в електроліт під дією електричного поля. Іони досліджуваної суміші рухаються до електроду протилежного знака.

www.themegallery.com
Методи очищення витяжок
Очищення екстрактів за допомогою гель-хроматографії заснована на різному поведінці молекул по відношенню до порам гелю.

www.themegallery.com
Методи очищення витяжок
Дистиляція з водяною парою і метод сублімації засновані на летючості окремих представників досліджуваної групи отрут.

www.themegallery.com
Методи очищення витяжок
Метод діалізу заснований на застосуванні напівпроникних мембран, через пори яких здатні проникати іони, невеликі молекули, а великі молекули залишаються по іншу сторону.

www.themegallery.com
Основні етапи ізолювання ОТРУТ ВОДОЮ, Підкисленою КИСЛОТОЮ оксалатовою (МЕТОД О.О. ВАСИЛЬЄВОЇ)
подрібнення біологічного
матеріалу, наполягання з водою,
підкисленою кислотою
оксалатній (2 рази) при рН = 2,0 ... 3,0
проціджування
центрифугування
з об'єднанням водної
витяжки
екстракція хлороформом
3-4 рази
водна витяжка
«Кисла» Хлороформна
витяжка
підлужування до рН = 9…10 25 %-ным NH4ОН
екстракція хлороформом 3-4 раза
«Лужна »Хлороформний витяжка
«ЩХВ»
НА ДОСЛІДЖЕННЯ
НА ДОСЛІДЖЕННЯ

www.themegallery.com
Основні етапи ізолювання отрут етанолом, підкисленим кислотою оксалатній (метод Стаса-Отто)
Подрібнення біологічного матеріалу,
наполягання з етанолом, підкисленим
кислотою оксалатній (3 раза) рН = 2,0…3,0
Випарювання об'єднаних спиртових витяжок
Осадження білкових речовин етанолом
фільтрування витяжки
Повторне випарювання і осадження білкових речовин
Фільтрування та розведення витяжки водою (рН = 2…3)
Екстракція отрут хлороформом(3-4 раза)
Подщелачивание водного розчину до рН = 9…10
Екстракція отрут хлороформом(3-4 раза)

www.themegallery.com
Основні етапи ізолювання барбітуратів водою, підкисленою КИСЛОТОЮ оксалатовою (МЕТОД М.Д. ШВАЙКОВОЙ)
Подрібнення 100 г біологічного
матеріалу, наполягання з водою (200 мл),
підкисленою кислотою
оксалатній (2 години) при рН = 2,0
проціджування
центрифугування
екстракція хлороформом
3 рази (по 20, 15 и 15 мл)
Хлороформна витяжка(3 в 1, 50 мл)
піждужування 25 мл 0,1 н р-ром NaOH
Хлороформну витяжку промивають 1,5 мл води 2 рази, воду приєднують
до лужного водного вилучення
«Лужна »водна витяжка окислюється
до рН = 2, барбітурати екстрагується хлороформом
«КХВ»
НА ИССЛЕДОВАНИЕ

www.themegallery.com
Основні етапи ізолювання
Барбітурати за МЕТОДОМ П.Іванова
Екстракція біологічного матеріалу водним розчином натрію
гідроксиду
центрифугування
Звільнення центрифугата від білків (подкисляют кислотою
сульфатної до рН = 2, додають розчин натрій вольфрамату,
кип'ятять і центрифугують
проціджування центрифугата
Екстракція кислого центрифугата ефіром
Екстракція водою після подщелачивания
Екстракція ефіром після підкислення водного витягу до рН = 2

www.themegallery.com
Основні етапи ізолювання
Барбітурати за МЕТОДОМ В.І. ПОПОВІЙ
Наполягання біологічного матеріалу з водою,
підкисленою до рН = 2.3 кислотою сульфатної (тричі)
Проціджування і центрифугування витяжки
Очищення центрифугата методом гель-хроматографії
(Сефадексе G-25)
Екстракційне концентрування за допомогою хлороформу
Випарювання хлороформно витяжки

www.themegallery.com
Основні етапи ізолювання
Барбітуратів методом Єви Вантаж-Харді
Подрібнення біологічного матеріалу, розтирання з HCl (NH4) 2SO4
наполягання з етанол: хлороформ 1:1
фільтрування витяжки
Разделение фильтрата и удаление воды
Отгонка спирта и хлороформа под вакуумом
Поділ фільтрату і видалення води
4-х кратна екстракція хлороформом

www.themegallery.com
Ізольованість АЛКАЛОЇДІВ
МЕТОДОМ В.П. КРАМАРЕНКО
ОБ'ЄКТИ
ДОСЛІДЖЕННЯ
підготовка об'єкта
до дослідження(50-100 г)
Очистка первичных вытяжек
(центрифугирован підготовка об'єкта
до дослідження ие)
центрифугування
Подщелачивание «кислої»
водної витяжки розчином
NaOH до рН = 8,5…9,0
об'єднання
хлороформних
витяжок
Мозок, печінка, нирки,
шлунок і кишечник з вмістом,
промивні води, легкі, сеча
2-3 - кратне наполягання
об'єкта з 0,2 М
розчином H2SO4при рН = 2,5
Очищення «висолюванням»
домішок безводних(NH4)2SO4
2-разова екстракція
діетиловим ефіром
екстрагування речовин
з «лужної» витяжки
хлороформом (3-4 рази)
ДОСЛІДЖЕННЯ
АЛКАЛОЇДІВ

www.themegallery.com
Основні етапи ізолювання Похіднихфенотіазину
МЕТОДОМ Е.М.САЛОМАТІНА
(МОДИФІКАЦІЯ МЕТОДУ СШЕДЗІНСКІ)
Наполягання біологічного матеріалу, підкисленого кислотою хлоридною,
з ацетонітрилом (тричі) при струшуванні
Фільтрування ацетонітріловой витяжки в водний розчин натрію сульфату
Екстракція отриманого розчину ефіром після підкислення розчином
кислоти хлорної до рН = 3
Екстракція водно-ацетонітрил ної витяжки ефіром після вилуговування
розчином натрій гідроксиду до рН = 13
Екстракція ефірної витяжки розчином 1 моль / л сульфатної кислоти

www.themegallery.com
Основні етапи ізолювання похідних
Фенотіазином МЕТОДОМ Е.М. Саломатін
(МОДИФІКАЦІЯ МЕТОДУ СТАСА-ОТТО)
Настоювання біологічного матеріалу зі спиртом,
підкисленим кислотою оксалатній(рН = 2…3)
Випарювання спиртових витяжок на водяній бані
Осадження домішок 96% спиртом
Упарювання спиртової витяжки
Розчинення осаду у воді при нагріванні та фільтруванні
Підкислення водного розчину до рН = 2…3
екстракція ефіром
Поідлужування водної витяжки до рН = 13
екстракція ефіром
Реекстракції 0,5% -ним розчином кислоти сульфатної

www.themegallery.com
Методи очищення від домішок

www.themegallery.com
Методи очищення від домішок

www.themegallery.com
Методи очищення від домішок

www.themegallery.com
Методи очищення від домішок

ВИСНОВКИ
www.themegallery.com
Розглянуто сучасні загальні та приватні методи ізолювання речовин з біологічного матеріалу