急性化学中毒检测ppt课件.ppt

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1、,急性化学中毒检测技术 广州市职业病防治院 朱 峰 2007.8.15,2019/9/8,2,急性化学中毒在现代医学中的地位 急性化学中毒是急诊科的常见病，也是急诊医学的重要组成部分。 急性化学中毒和临床毒理学在西方发达国家早已成为独立医学专业; 我国的中华医学会急诊医学会急性中毒防治专业组起步较晚，1995年于郑州成立，提出远期任务包括： 加强急性化学中毒的流行病学调查； 识别与提高少见与新型品种急性中毒的防治； 创造条件、开展毒物检测技术的普及与提高； 普及与提高急性中毒的防治措施，提高抢救成功率。,2019/9/8,3,急性化学中毒流行病学 目前世界上大约有800万种化学物质，7万多种化

2、学品常用的与人们的日常生活密切相关。 每年要开发2万多种新的化学产品，其中1 000多种流通于市场。 世界经济发展及对化学制品和药品的广泛应用同时导致了急性中毒患者及事件的急剧上升。 中国人接触各种化学品与药物的机会也随着经济发展越来越多。90年代初以来，职业病急性中毒1万/年，农药有机磷中毒特别在农村10万/年。全国城市大医院急诊中毒患者5%。 药物中毒在西方国家始终居急性中毒之首，且呈上升的趋势。芬兰19781984，因药物中毒住院治疗人数从56.5升至63.4人/10万居民/年。涉及药物中毒发生率高低依次为抗精神病、心血管、催眠、抗生素、镇痛和化疗药物。非药物急性中毒的发生率相对稳定，最

3、常见酒精，其次为腐蚀剂、溶剂、石油类物品、一氧化碳等各种气体。中毒发生随着季节变化：一氧化碳、酒精中毒在冬季多，而野蘑菇中毒则秋季多。 我国急性中毒的病因统计方面资料不全。沈阳医大附一院急诊科698个中毒患者资料，催眠安定类药物中毒占最大28.1%，次为一氧化碳19.3%、食物中毒5.6%、酒精4.9%、抗精神病药物3.2%。,2019/9/8,4,毒物概况 基本定义 毒物 在小剂量的情况下，通过一定条件经生物体吸收后，引起机体功能或器质性改变，导致暂时性或持久性病理损害乃至危及生命的化学物质。 有毒与无毒无绝对界限，如有的剧毒物质在微量时有治疗作用，而治疗药物超过限量则可使机体中毒，一些似乎

4、无毒的物质如进入体内达一定剂量后，便能引起毒性反应。 生产性毒物 在工业生产中经常接触的有毒物质称生产性毒物或工业毒物。工业毒物常以气体、蒸汽、烟、尘、雾等形态存在于生产环境。 中毒 有毒物质在体内起化学作用引起机体组织破坏、生理机能障碍甚至死亡等现象称为中毒。毒物和药物很早就已明确，两者无明确界限。一定剂量是药物，超过一定剂量即是毒物。 急性中毒 一次或短时间内大量毒物进入人体后引起的中毒称急性中毒。 急性职业中毒 工人在生产作业过程中由工业毒物引起的急性中毒称为急性职业中毒。,2019/9/8,5, 毒物分类 造成突发性公共卫生事件的毒物分类： 工农业生产活动中如使用有毒有害物质或不当操作

5、，大气、饮水、食物被污染，自然灾害如火山、地震、水灾或者人为投毒、掺假、掺伪。 急性化学中毒物质分类： 挥发性毒物：如氰氢酸、苯胺、苯酚、甲醇、噻吩、甲醛等。 气体性毒物：如一氧化碳、光气、硫化氢、氯气、NO2等。 水溶性毒物：此类毒物主要是指可溶于水的强酸、强碱、和亚硝酸盐。 金属毒物：如砷、汞、镉、硒、铊、铬等的化合物。 不挥发性有机毒物：如生物碱、毒蘑菇中毒蛋白、斑蝥素、蓖麻毒素。 放射性同位素：如60Co，多为偷盗和丢失。 农药中毒：种类多、易获得如杀虫剂、除草剂、杀鼠药等。 常见中毒物质主要有农药（有机磷和氨基甲酸酯类）、鼠药（毒鼠强、氟乙酰胺、敌鼠、安妥）、亚硝酸盐、甲醇、砷和汞、

6、氰化物、非食用油和酸败油脂等。,2019/9/8,6, 影响毒物作用的因素 气候因素：温度、湿度、风速、风向、阴、晴、雨、雪等； 毒物自身物理、化学性质因素： 毒物的脂/水分配系数影响毒物吸收： 脂/水分配系数=1时毒物最易为皮肤吸收； 脂/水分配系数1，脂溶性，容易穿透生物膜但体液运输困难； 脂/水分配系数1，毒物在体内易于运输不易穿过生物膜，易经肠胃排出。 毒物挥发性越大，越易被呼吸道吸入； 化学结构与毒物的关系； 毒物的量； 机体状况：年龄、性别、健康状况、习惯性和过敏性、胃内充盈度。,2019/9/8,7, 毒物毒性和危险程度分级 毒性通常是指化学毒物固有的能引起机体损伤的能力，一般来

7、说它与进入体内的量呈正比；而危险度则表示某种化学毒物对单个机体或群体所致有害作用出现的预期频率。 毒物的急性毒性可按LD50或LC50来分级：LD50是半数致死量，LC50是半数致死浓度，即引起实验染毒动物半数死亡的毒物剂量或浓度。 一般可按LD50将毒物分为剧毒、高毒、中毒、低毒、微毒等五级表1。,分级 大鼠一次经口LD50 6只大鼠吸入4h死亡24只浓度 兔涂皮LD50 人可能致死剂量（g） (mg/kg) （1/百万） （mg/kg） （60kg体重） 剧毒 1 10 5 0.1 高毒 1 10 5 3 中等毒 50 100 44 30 低毒 500 1000 350 250 微毒 50

8、00 10000 2180 1000,2019/9/8,8, 毒物进入人体的途径（以工业生产为例） 毒物可经呼吸道、消化道和皮肤进入体内； 毒物主要经呼吸道和皮肤进入体内，亦可经消化道进入。 呼吸道是工业生产中毒物进入体内最重要的途径，凡以气体、蒸气、雾、 烟、粉尘形式存在的毒物均可经呼吸道侵入体内，毒物进入肺脏通过闻壁进入血液循环而被运送到全身。通过呼吸道吸收最重要的影响因素是毒物在空气中的浓度：浓度越高，吸收越快。 毒物经皮肤吸收引起中毒亦比较常见，脂溶性毒物经表皮吸收后，还需具有水溶性才能进一步扩散和吸收，故水、脂溶的物质(如苯胺)易为皮肤吸收。 毒物经消化道吸收多是个人卫生习惯不良，手

9、沾染的毒物随进食、饮水或吸烟等而进入消化道 进入呼吸道的难溶性毒物被清除后，可经由咽部被咽下而进入消化道。,2019/9/8,9, 毒物在体内的过程 毒物被吸收后，随血液循环(部分随淋巴液)分布到全身，当在作用点达一定浓度时即可发生中毒。毒物在体内各部位分布不均匀，同一种毒物在不同组织和器官分布量有多有少。有些毒物相对集中于某组织或器官，如铅、氟主要集中在骨质，苯多分布骨髓及类脂质。 毒物吸收后经体内生化代谢作用，化学结构发生一定改变，称之为毒物的生物转化 其结果可使毒性降低(解毒)或增加(增毒)。毒物生物转化可归结为氧化、还原、水解及结合；经转化形成毒物代谢产物最终排出体外。 毒物在体内可经

10、转化后或不经转化，经肾、呼吸道及消化道途径排出而排出。其中经肾随尿排出是最主要的途径，尿液中毒物浓度与血液中的浓度密切相关，尿中毒物及其代谢物测定常是监测和诊断毒物吸收和中毒的重要手段。 毒物进入体内的总量超过转化和排出总量时，体内的毒物就会逐渐增加，即毒物的蓄积，此时毒物大多相对集中于某部位产生毒作用。毒物在体内的蓄积是发生慢性中毒的基础。,2019/9/8,10, 毒物对人体的危害 有毒物质对人体的危害主要为引起中毒。中毒分为急性、亚急性和慢性。 毒物一次短时间内大量进入人体后可引起急性中毒； 小量毒物长期进入人体所引起的中毒称为慢性中毒； 介于两者之间者称之为亚急性中毒。接触毒物不同，中

11、毒后病状不一样： 毒物引起的中毒易造成多器官、多系统的损害： 常见毒物铅可引起神经系统、消化系统、造血系统及肾脏损害； 三硝基甲苯中毒可出现白内障、中毒性肝病、贫血等；对中枢神经系统的麻醉，而慢性中毒主要表现为造血系统的损害。 有毒化学物质对机体的危害，尚取决于一系列因素和条件： 毒物本身的特性(化学结构、理化特性)； 毒物的剂量、浓度和作用时间，毒物的联合作用， 个体的感受性。 机体与毒物间相互作用复杂，中毒表现各异，了解掌握中毒过程和表现有助于防治化学物质中毒。,2019/9/8,11, 中毒机制 进入机体后以原型或代谢产物作用靶器官，与一定的受体或细胞成分相结合产生毒性。 对酶系统的干扰

12、：与酶的金属或活性中心起作用；与辅助因子结合；竞争性抑制；与酶激活剂结合； 对神经传导的干扰； 对血红蛋白功能的抑制、阻止氧的吸收和利用； 对组织或器官的直接化学损伤； 对DNA及RNA合成的干扰。,2019/9/8,12, 急性中毒的诊断的内容 急性中毒诊断包括多方面内容，其中毒物检测与分析只是一部分，有些中毒通过有经验的急诊科医生详细的病史调查和仔细体格检查就能确诊。 急性中毒的诊断大致可分为5个方面的内容： 病史 详尽调查可极大帮助诊断，如自杀病史，吸毒病史，煤气使用不当史； 临床症状 可观察心动过速或过缓、神志障碍、瞳孔变化、呼吸变化、呼吸气味特点等，如胆碱样中毒综合征，阿托品化中毒综

13、合征等； 辅助检查 如生化检查、心电图、腹部X平片、内窥镜、假胆碱酯酶测定等； 毒物检测与分析 毒物分析是运用分析化学的原理和方法对生物环境和侵入生物体内的毒物进行定性和定量分析的一门学科。通过检验以确定检材（饮食物、呕吐物、排泄物、血液、尸体内脏等）中是否存在某种或某类毒物及含量。根据毒物的含量，研究能否引起中毒或致死以及毒物怎样侵入机体等，为中毒事件的处理等提供科学依据。 诊断性治疗 如纳络酮对抗阿片类药物中毒，维生素6治疗异烟肼中毒，盐酸苯海拉明对抗吩噻嗪，去铁胺治疗铁中毒（使尿变红）等。,2019/9/8,13, 急性中毒诊断时必须时刻思考的问题 中毒是否与所怀疑的毒物相符合，一般来说

14、急性中毒不外乎以下三个可能： 肯定中毒，即指中毒发生时病史、临床症状与毒物（已知）相符，如患者在使用煤气不当时而造成一氧化碳中毒； 可能中毒，指中毒时的情况和临床症状提示中毒，而毒物未知。如知道患者过量服用某种药物或毒物而致昏迷，但不知道药物或毒物为何物； 有可能中毒，即临床症状提示可能为中毒，但不知病史和毒物。 如何尽快和准确地做出中毒性昏迷分析，是院前急救及各医院急诊科医护人员所应掌握的内容之一。应尽可能从发现患者地点到患者症状体检等方面很快做到推断以至初步诊断。,2019/9/8,14,急性中毒的辅助检查部分对中毒诊断起重要作用。从最简单的尿色观察到血流动力学、消化道内镜检查，大部分急性

15、中毒都可在辅助检查中得到证实。 灭鼠药中毒：氯醛糖可使患者尿液呈橘红色； 线腹部平片可发现金属、三氯已烯等化工物品中毒； 心电图检查：某些三环类抗抑郁药、氯喹中毒呈现宽大畸形的波； 脑电图：某些巴比妥类和某些安定类药物严重中毒患者中可表现为周期性等电位线； 血流动力学检查与监测：钙离子拮抗剂、海洛因、农药百草枯、重金属（如汞）蒸气等造成严重中毒时，可出现休克、心肌抑制、急性呼吸衰竭； 消化道内镜检查：可直接诊断各种腐蚀剂口服中毒；,2019/9/8,15,血电解质测定：特别是血钾可提示一些药物中毒，如因细胞内转移而造成低血钾的药物中毒：氨茶碱、氯喹、肾上腺素、胰岛素；因肾小管丢失而低钾的药物：

16、可卡因、激素、利尿剂；因消化道丢失钾：秋水仙碱、野蘑菇；因排出障碍而造成高血钾的药物：抗移植排斥药物、转化酶抑制剂、非激素类抗炎性药物；因细胞外转移而造成高血钾：洋地黄类药物、受体阻滞剂。 渗透压和阴离子间隙的测定：可帮助诊断那些造成二者显著升高并伴有代谢性酸中毒的化学物品急性中毒：甲醛、乙二醇、丙酮等； 氰化物、甲醛、乙醇、萘啶酸、一氧化碳等中毒，会造成甲基血红蛋白血症，使血乳酸盐急剧增高 各种酶的测定也能帮助诊断某些中毒，如有机磷中毒时的假胆碱酯酶测定。,2019/9/8,16, 发生突发性化学物质中毒事件的分析步骤 化学物质中毒发生后，常需要尽快了解种毒源物质（一种情况是造成中毒的物质是

17、已知，另一种情况是未知。）；造成中毒的原因（有意和无意），如果属有意制造，很多情况下中毒物质是未知。 无论何种情况，均要求采样、处理样品、分析、报告分析结果等步骤。 检验人员去中毒现场的必要性： 卫生医生和化学分析人员对中毒的观察，采样存在一定的差异； 某些毒物在现场就可得出初步结论； 缩短分析时间赢得抢救时间。,2019/9/8,17, 急性化学中毒的毒物检测 理论上最为客观科学，然而由于实验室设备以及其他一些因素限制，每个急性中毒患者急诊时不可能都做毒物检测，也不可能等毒物检测结果出来后才治疗，因此在临床上急性中毒毒物检测的实施、指征及意义都有其局限性。 毒物检验是利用现代分析仪器对有毒物

18、质进行分离并进行检验的一门技术。毒物检验在中国历史上已近几千年。 “神农尝百草”实际上就是一种检验毒物的手段，只是囿于当时检验技术，只能靠最原始的方法来亲自实验、识别是否有毒。 我国第一部法医学专著南宋宋慈所著洗冤集录中记载：若验服毒，用银钗，皂角水揩洗过，探入喉内，以纸密封，良久取出，作青黑色，再用皂角水揩洗，其色不去。如无，其色鲜白。生前中毒，而遍身作青黑，多日皮肉尚有，亦作黑色，若经久，皮肉腐烂见骨，其骨黪黑色；死后将毒药在口中假作中毒，皮肉与骨只作黄白色。,2019/9/8,18, 急性化学中毒毒物检测的意义 确定诊断：毒检可在治疗前、治疗同时和治疗后进行，临床上往往以后两者常见； 评

19、估病情程度和预后：有些定量的毒物检测可帮助临床医生客观科学地评价病人的中毒程度和预计其预后； 特异性拮抗剂治疗：有些特殊毒物检测可以指导特异性的治疗，如洋地黄抗体针对洋地黄中毒； 法医学要求：在法医学上通常要求明确是何种毒物引起； 科学研究。,2019/9/8,19, 实际工作中毒物检测必须考虑多方面问题: 在急诊时能做哪些毒物检测，何种标本（血、尿或体液），定性、定量，出结果时间，治疗价值，效益价格关系。 应确定毒物检测范围和界限，如美国有一仪器能在一滴血或尿中查700多种药物中毒。检测方法的敏感性和特异性，在毒物动力学方面，要了解检出的是毒物、活性代谢物还是无活性代谢物，在结果的解释方面要

20、知道如是药物则是治疗浓度、有毒浓度、还是致病或致命浓度。 影响检测结果的外界因素，如毒物中毒机制、中毒类型、中毒的方式，是急性中毒、药物过量反应、还是慢性中毒基础上加上毒药过量。如锂盐、氨茶碱中毒就可表现为这3种不同的中毒方式。 患者年龄、原身体状况，如洋地黄中毒与原心脏疾患、联合用药、中毒时间、毒物检测与中毒时间间隔；如扑热息痛大量服用4 h后才开始出现肝脏毒性，中毒代谢产物活性等因素都可影响中毒的严重程度和预后。 学者曾对毒物检测与临床急性中毒符合程度和可靠性比较，发现其可靠程度只在26%86%，而且得出一个重要结论：毒物分析不改变急性中毒的治疗。 综上所述，应根据中毒发病情况、中毒临床症

21、状，有目的、有选择地进行毒物检测与分析。毒物检测的目的是为满足诊断、治疗和病重程度和预后评估，以及法医学的要求。,2019/9/8,20, 毒物检测时会遇到的困难 检材组分复杂，毒物在其中含量低； 毒物在机体中分布不一，如不熟悉分布,会采到代表性差的标本；获得纯品困难； 毒物品种多、增添快，特别是工业原料，大多为未知物。查中毒很像公安破案。 中毒可个人也可为一群体，如为群体造成社会影响大，因此带来的压力大，检验时间出报告时间要求快，给检验者带来心理压力极大,承担的责任大。 中毒发生后要查清原因，涉及多部门多学科。 要求毒物分析人员具备一定的毒理、药理、法医、法化以及分析化学的知识。,2019/

22、9/8,21, 毒物分析的检材采集与保存 检材的采取 胃内容物是最好的检材，血液对某些毒物次之，对某些毒物只能尚可。 采样不正确或无代表性，再精密的仪器，再准确的数据均不能说明中毒原因。 供分析的材料种类很多：呕吐物、排泄物、胃肠及其内容物、血、肾脏、肝脏和中毒者吃剩的食物、药品和其他一些与有中毒关的物质等。 成功的检测与检材采集是否适当有很大关系。如从呼吸道和皮肤进入的毒物，若采集胃内容物，就不会有准确的结果。 毒物分析检材的采集应根据其性质要求各有不同，但应尽可能采集含毒量最多的部分。中毒者吃剩的食物、药品是最好的检材；呕吐物、胃肠内容物、尿、大便和其他一些可疑物品也是较好的检材。 常见毒

23、物中毒检材如表：,2019/9/8,22,2019/9/8,23,2019/9/8,24, 检材采取的一般注意事项 对所采集样品必须注意妥善保存，最好用洁净的玻璃瓶或瓷罐盛装。 干燥检材如米面药片粉末等可用洁净的白纸包装。 所有的检材都要加贴标签，注明检材名中毒者姓名、取材日期、送检要求等。 检材中不得加福尔马林防腐剂（本是毒物，对某些毒物如生物碱、苯酚、氰化物的检测有妨碍），在不妨碍毒物检测的前提下，可加入纯酒精防腐，但在送检同时附送酒精，以供对照。 从毒物分析采样到进行分析的时间愈短愈好。因为某些检材历时过久容易腐败变质，某些毒物放置过久会挥发或破坏，影响毒物的检测。 如送样时间长或不能立

24、即检测，一般应将样品冷藏处理，以减少毒物损失、防止腐败变质。,2019/9/8,25, 急性化学中毒生物检材的选定 尽量选介质背景简单的检材：前处理程序简单；有利于进行痕量分析； 检材要与检测内容相符： 血：可用于检测呼吸道、口及肌肉注射途径摄入的毒物分析，不适于摄入期超过8小时的毒物检测； 胃液：只适于经口摄入的毒物分析； 尿液：可用于经呼吸道、口及肌肉注射途径摄入的毒物分析，对于摄入期超过8小时的毒物检测较有意义。,2019/9/8,26, 各种检材对检测方案的意义 血液：背景复杂多变，但无论毒物经何种途径摄入体内，终将分布到血液，故血液检测的时效性最高、分析结果最为直接、最能反映中毒者病

25、情的变化，也是中毒者病情危重程度、预后判断、排毒治疗方案是否有效的重要指标，所以急性中毒的送检样品中血液是不可或缺的，需要注意的是应尽量避免溶血，因为血细胞中的物质如血色素游离到血清中将对样品的分析判断带来干扰和影响。 胃液：成分较为简单、是毒物最先分布的介质，毒物在胃内尚未经生物转化，检出时多以原型为主，结果更为直接有效，但胃或其内容物时效性差、前处理过程复杂繁琐、而且多数急性中毒者在抢救前多实施了洗胃，此时的样品分析结果易出现假阳性。 尿液：某些药物和大多数毒品在体内的半衰期较短，在很短时间内就随尿液排出，故此时留取尿液可获得较高检出率，且容易获得，尿液检测也是排毒治疗方案有效性的重要指标

26、。,2019/9/8,27, 中毒发生后对未知毒物分析的步骤与方法 制定检验方案； 进行初步检验非破坏性的检验，检查有无送样委托书，清点，核对样品名称，数量，包装情况并一一登记签名验收： 颜色和形态的观察； 气味的检查； 样品PH值的检查； 灼烧实验观察火焰颜色； 简单的预实验：雷因希 Reinsch试验可初步判断As、Hg、Sb、Se；普鲁士蓝判断氰化物；携带式气体测定仪确定氯气、CO、硫化氢、HCN。 分离与净化：将食物、饮水、空气、土壤中对人体产生毒害物质分离并确定种类名称。分离和净化是工作中的首要环节，也困难复杂耗时费事。进行分离之前应先考虑： 应用什么方法（仪器）进行分析？ 用什么方

27、法进行分离毒物和净化除去杂质？ 有无干扰物质？ 能不能直接进行分析？,2019/9/8,28,样品前处理技术 1）溶剂萃取 液体样品最常用的萃取技术之一，通常叫做液液萃取。固体或者气体中含有的某些物质也可以使用溶剂将溶解，这样的方法也称作溶剂萃取。根据基质的不同，可分为液液萃取、液固萃取和液气萃取（溶液吸收）。其中液液萃取使用最广泛。 利用样品中不同组分分配在两种不混溶的溶剂中溶解度或分配比的不同来达到分离、提取或纯化的目的。现在液液萃取技术包括连续萃取、逆流萃取、微萃取、萃取小柱技术、在线萃取技术、自动液液萃取等方式。连续萃取和逆流萃取有利于处理含有低分配系数物质的样品；微萃取技术有利于提高

28、灵敏度和减少溶剂用量，但回收率方面还有待提高；萃取小柱技术模仿了传统的液液萃取技术，而且使样品收集变得非常容易，同时避免了样品乳化问题；在线萃取和自动液液萃取等方式能够减小人为误差，有利于处理大体积样品。 2）蒸馏 一种使用广泛的分离方法，根据液体混合物中液体和蒸汽之间混合组分的分配差异进行分离。蒸馏技术是挥发性和半挥发性有机物样品精制的第一选择。对于复杂的环境样品前处理而言，很少会用到简单的常压蒸馏，更多使用的是分馏、水蒸气蒸馏、真空蒸馏、抽提蒸馏与液液萃取或升华等技术的联用。 3）固相萃取 利用固体吸附剂将液体样品中的目标化合物吸附，使其与样品的基体和干扰化合物分离，然后再用洗脱液洗脱或加

29、热解吸附，达到分离和富集目标化合物的目的。与液液萃取等传统的分离富集方法相比，具有优点：高的回收率和富集倍数；使用的高纯有毒有机溶剂量很少，减少了对环境的污染；无相分离操作，易于收集分析物组分，能处理小体积试样；操作简便、快速、自动化。 应用固相萃取可以达到：富集痕量被测组分，降低分析方法检测限，提高灵敏度；消除基体干扰对测定的影响，提高分析的准确度；高盐样品的脱盐处理；现场采样，便于试样的运送和储存等目的。固相萃取有待于进一步发展和完善，如一些样品的复杂基体有时会较大程度的降低萃取的回收率；污染严重的复杂样品尤其是含有胶体或固体小颗粒的样品会不同程度的堵塞固定相的微孔结构，引起柱容量和穿透体

30、积的降低、萃取效率和回收率的严重恶化；柱体和固定相材料的纯度有时仍不够理想，使测定的空白难以降低。 4）固相微萃取 在固相萃取基础上发展起来与液液萃取或固相萃取相比，具有操作时间短、样品量少、无需萃取溶剂、适于分析挥发性和非挥发性物质、重现性好等优点。萃取过程使用一支携带方便的萃取器，特别适于野外的现场取样分析，也易于进行自动化操作，可在任何型号的气相色谱仪上直接进样。1997年提出的毛细管固相微萃取方式则多与高效液相色谱联用，分离测定一些气相色谱无法解决的难挥发和热不稳定的化合物，大大扩展了固相微萃取的应用范围。选择性强、灵敏度高、涂层稳定的新型萃取纤维的研制；与多种分析仪器联用的自动操作系

31、统的开发；应用领域的不断扩展等都是固相微萃取技术的发展方向。 5）气体萃取（顶空技术） 样品中痕量高挥发性物质的分析测定技术。分为静态顶空和动态顶空，特点：操作简便，只需将样品填充到顶空瓶中，再密封保存直至色谱分析；可自动化，已有不少气相色谱生产商能够提供集成化的气相色谱顶空进样器；可变因素多，静态顶空只需确定顶空瓶中样品的平衡时间和温度，而动态顶空还需确定捕集阱中吸附剂的种类和填充量；灵敏度高，动态顶空具有较高的灵敏度，检出限可达1012水平。顶空技术与色谱联用作为一种广泛使用的可靠和有效的分析测定技术，已成为很多国家及组织的标准方法。,2019/9/8,29,6）膜萃取技术 一种基于非孔膜

32、进行分离富集的样品前处理技术。主要有支载液体膜萃取、连续流动膜萃取、微孔膜液液萃取、聚合物膜萃取等几种模式。优点主要是高富集倍数、净化效率高、有机溶剂用量少、成本低以及易于与分析仪器在线联用等。例如，膜萃取技术被认为是选择性最高及处理后最“干净”的样品前处理技术。溶剂用量方面，聚合物膜萃取技术可不用溶剂，而支载液体膜萃取技术中用于液膜的高沸点有机溶剂的量则可以忽略。在连续流动膜萃取和微孔膜液液萃取中虽然使用有机相，但只需要体积较小的常规有机溶剂。该技术的不足是每次萃取只适合处理一定类型的物质，且经常需要优化很多实验条件。除聚合物膜萃取外，其它膜萃取技术还存在膜的长期稳定性问题。膜萃取的另一个不

33、足之处是进行痕量富集时消耗的时间相对较长，一般认为要比固相萃取或液液萃取慢。 7）微波萃取技术 一种萃取速度快、试剂用量少、回收率高、灵敏以及易于自动控制的样品前处理技术。它利用微波加热的特性来对物料中目标成分进行选择性萃取。具体来说是利用极性分子可迅速吸收微波能量的特性来加热一些具有极性的溶剂，如乙醇、甲醇、丙酮、水等。非极性溶剂则要与极性溶剂混合使用。微波加热过程中萃取温度的提高大大提高了萃取效率。仅在数年前，该技术还被认为是一种极有发展前途的技术甚至是最终的选择。但是，目前的发展事态远达不到期望值。 8）超临界流体萃取 用超临界流体作为萃取剂，从各种组分复杂的样品中，把所需要的组分分离提

34、取出来的一种分离提取技术。由于超临界流体的密度与液体接近，粘度则只略高于气体，而表面张力又很小，汇集了气体和液体的优点，可使萃取过程在高效、快速和相对经济的条件下完成。常用的萃取溶剂为二氧化碳，由于其本身无毒，也不会像有机溶剂萃取那样导致毒性溶剂残留，可以说是一项比较理想的、清洁的样品前处理技术。但是由于超临界流体提取装置较复杂，且在高压下操作有一定的危险性，加之成本较高，其使用很有限。而且该技术的适用范围还局限在非极性或低极性物质，除非取得新的重大突破，很难成为一种重要的广泛使用的样品前处理技术。 9）热解吸 通常与前面介绍的固相萃取、吹扫捕集、膜萃取等样品前处理技术配合使用，主要用于从固体

35、吸附剂上将预测组分解吸下来。热解吸与气相色谱或质谱联用，具有广泛的应用范围，在环境样品分析方面，主要用于使用吸附管采集的大气样品中挥发性有机污染物的检测。热解吸进样的主要特点是可用于复杂样品的分析，无需使用溶剂并可实现自动化。其优点：可进行100的样品组分的色谱分析，灵敏度增加；在色谱分析中没有溶剂峰，可进行宽范围挥发性有机物分析，色谱保留值短的样品组分不会收到溶剂峰的干扰；不使用有机溶剂，减少和消除了对环境的污染。缺点：样品完全解吸可能需要较长的时间，需要考察和计算采样量，样品处理的费用可能较高。此外，热解吸装置的费用较高，如果配备冷捕集和二次冷聚焦设备，样品处理时间和费用将进一步增加。 1

36、0）衍生化技术 通过化学反应将样品中难于分析检测的目标化合物定量转化成另一易于分析检测的化合物，通过后者的分析检测对可疑目标化合物进行定性和/或定量分析。衍生化的目的有以下几点：将一些不适合某种分析技术的化合物转化成可以用该技术的衍生物；提高检测灵敏度；改变化合物的性能，改善灵敏度；有助于化合物结构的鉴定。,2019/9/8,30,11）热裂解 利用热能将大分子化合物（高分子聚合物、生物大分子等）分解成小分子化合物，通过分析小分子化合物的组成、结构来推断大分子化合物的组成和结构。 12)吹扫捕集样品前处理技术 适用于从液体或固体样品中萃取沸点低于200、溶解度小于2的挥发性或半挥发性有机物。美

37、国EPA601、602、603、624、501.1、524.2等标准方法均采用吹扫捕集技术。特别是随着商业化吹扫捕集仪器的广泛使用，吹扫捕集法在挥发性和半挥发性有机化合物分析、有机金属化合物的形态分析中起着越来越重要的作用。吹扫捕集法对样品的前处理无需使用有机溶剂，对环境不造成二次污染，而且具有取样量少、富集效率高、受基体干扰小及容易实现在线检测等优点。但是吹扫捕集法易形成泡沫，使仪器超载。此外，伴随有水蒸气的吹出，不利于下一步的吸附，给非极性气相色谱分离柱的分离也带来困难，并且水对火焰类检测器也具有淬灭作用。 13)加速溶剂萃取（ASE） 用溶剂对固体、半固体的样品进行萃取；ASE特点溶剂用

38、量少, 萃取效率高, 快速,减少人为误差,样品基体影响小,可进行全自动萃取.随着科学技术和仪器分析技术的发展，以前分析中最困难的部分，逐渐变得简单了，新的萃取和净化方法配上仪器分析，使解决突发性化学物质中毒向着快速、准确、灵敏的方向发展。 14）GPC 样品净化系统的特点 可用于所有的有机分析实验相对于其他吸附清洗技术（氧化铝，二氧化硅，Florisil）样品损失低，重复性极高延长了分析柱的寿命降低了GC或GC/MS等分析设备的故障发生率，有更低的检测限。,2019/9/8,31, 光谱分析技术 原子吸收 进行原子吸收测定时，试液在高温下挥发并解离成原子蒸气原子化过程，其中有一部分基态原子进一

39、步被激发成激发态原子，在一定温度下，处于热力学平衡时，激发态原子数 Nj与基态原子数 N0 之比服从波尔兹曼分布定律 ，通过测定基态原子（ N0 ）的吸光度（A），就可求得试样中待测元素的浓度。 火焰法 被测元素原子化后,其基态原子吸收来自空心阴极灯的共振线，且其吸收强度在一定范围内与样品中元素含量成正比例关系，因此在其他条件下不变的情况下，可根据其吸收强度与标准系列比较，进行定量。,2019/9/8,32, 色谱分析技术 色谱分析法又称色层或层析法。它是利用物质的吸附能力、溶解度、亲和力、阴滞作用等物理性质的不同，对混合物中各组分进行分离、分析的方法。色谱分离过程中有流动相和固定相两相，根据

40、所用流动相的不同，色谱法可分为气相色谱法和液相色谱法两大类。,2019/9/8,33, 质谱分析技术 试样分子进入电离室后，在电子流的轰击下，裂解成具有不同质荷比的分子碎片（带有正电荷），在加速电场的作用下，加速进入质量分离器，按质量大小依次到达检测器。,2019/9/8,34, 急性化学中毒分析个例 1 甲醇中毒实验室分析 方法：顶空气相色谱法 样本采集：全血、尿液采集后立即封口完好即刻送检； 测定方法的质量控制及空白值：顶空法测定中的乙醇、甲醇含量，以此判断是否酗酒或饮了甲醇含量高的白酒。 实验室分析：取两份全血2ml，分别注入小顶空瓶（2ml）内，每瓶0.5ml，另取两份空白血（未饮酒者

41、）放入另外两只清洁的顶空瓶中，在一只空白血样瓶中加入20g乙醇，混匀密塞，60水浴1520min，取液上气0.5ml注入色谱仪中。 分析结果的评价：若加20g甲/乙醇的空白血出现乙醇色谱峰，未加甲/乙醇的空白未出峰，样品血未出现甲/乙醇色谱峰，则样品血中不含甲/乙醇，阴性结果可靠；若样品血出现色谱峰，则样品血中含甲/乙醇，空白中无干扰物质，阳性结果可靠。若加甲/乙醇的空白血样不出峰，未加甲/乙醇的空白样也不出峰，样品不出峰或出峰均说明操作有误，阴、阳结果均不可靠。若换另一根色谱柱按另一条件测定，如出现上述可靠的阳性结果，可肯定血中含甲/乙醇。,2019/9/8,35,急性化学中毒分析个例 2

42、苯中毒实验室分析 方法：气相色谱筛选法 样本采集：全血、尿液采集后立即封口完好即刻送检； 测定方法的质量控制及空白值：利用纯物质保留值的色谱峰定性。某固定相上测得检材中成分的保留指数，与文献记载该物质在该固定相上的保留指数比较，可初步判断检材毒物。 实验室分析：用一支20%角鲨烷/Chromasorb.W.AW色谱柱，柱温100，FID温度120，气化室120，以正己烷、正庚烷、正辛烷配制成标准正构烷烃混合溶液，取12l注入色谱仪中，得到正己烷的tr为15min、正庚烷为19min、正辛烷25min。正己烷、正庚烷的 I 值分别为600、700、800，以600、700、800为横坐标，以lg

43、15、lg19、lg25为纵坐作半对数坐标图。将少量已纯的未知毒物与1ml三个正构烷烃的标准混合溶液混匀，取15l注入色谱仪中，得调整保留时间为17min，从坐标图中查得lg17的 I值为649，查分析化学手册色谱部分，此未知物为苯。,2019/9/8,36,急性化学中毒分析个例 3 氰化物中毒实验室分析 方法（定性）：苦味酸法（筛选），普鲁士兰法（确证）。 样本采集：全血、胃内容物采集后立即封口完好即刻送检；HCN及其盐进入人体后很快吸收，以CN1-形式存在于组织和体液，血、脾浓度高于肺、肝、肾310倍。血液中CN1- 主要与血红蛋白结成氰化血红蛋白存在于血球中，血清和血浆中含量较少，全血C

44、N1-含量为血浆的48倍。血和组织中的CN1-在硫氰酸酶作用下，大部分转变为CNS1-从尿排出，使尿中CNS1-含量大增，而CN1-浓度很低。如果尿中CNS1-含量显著增加（与正常人比），可作为中毒诊断的依据之一。 实验室分析： 氰络盐及（或）硫氰酸盐存在时氰化物的检验：当检出样品中存在氰络盐和硫氰酸盐时，苦味酸法、普鲁士蓝法不能直接应用。在检材中应加入碳酸氢钠溶液使p为9.3蒸馏，馏出液再用普鲁士蓝法。因为是弱酸，在弱碱性条件下有相当大的比例不离解。当检材加入碳酸氢钠后加热，与处于平衡状态的氰氢酸可以被蒸馏出来。如果馏液收集足够多，几乎所有都转变为氰氢酸蒸出。,2019/9/8,37,急性化

45、学中毒分析个例 4 有机磷中毒实验室分析 方法（定性）：GC-MS。 样本采集：胃内容物、全血及其他样品采集后立即封口完好即刻送检（应低温密封保存）；辅助生化酶学检测时应采集非抗凝血样； 实验室分析： 存在困难：品种多,销售、购买合法；标准品匮乏，发生中毒时如无现成调查材料支撑要确定具体农药困难；农药极性不同，选择提取液困难。 有机磷农药的结构：磷酰胺酯型；膦酸酯型（敌敌畏、敌百虫）；磷酸酯型 17个有机磷农药的极性排序：辛硫磷甲拌磷乙拌磷对硫磷甲基对硫磷倍硫磷杀螟松马拉硫磷亚胺硫磷对氧磷敌敌畏内吸磷乐果敌百虫氧乐果磷胺甲胺磷 样品处理和保存注意：如果是测定已知农药，选择与该农药极性相似的溶剂

46、进行提取。如果是未知农药，建议采用卫法监（2003）199号文中推荐的溶剂乙腈作为提取溶剂。 有机磷农药在样品会随样品腐烂造成农药分解损失特别在常温条件下。,2019/9/8,38,急性化学中毒分析个例 5 金属（砷、汞、铅）中毒实验室分析 方法（定量）：原子荧光、原子吸收分光光度法。 样本采集：尿、全血、饮食物、呕吐物、胃内容物采集后立即封口完好即刻送检； 实验室分析： 样品前处理：去除有机质成分、使金属与有机质蛋白分离。 上机定量分析处理后样本中的游离金属成分。 根据参考值范围确定样本中的金属浓度是否正常，是否存在金属中毒。,2019/9/8,39,急性化学中毒分析个例 6 安眠类药物中毒

47、实验室分析 方法（定量）： GC-MS法。 样本采集：全血、尿、胃内容物采集后立即封口完好即刻送检； 实验室分析： 样品前处理：氯仿、乙醚萃取分离。 上机定性分析处理后样本。 根据标准图谱库搜索与之匹配的成分。,2019/9/8,40, 急性化学中毒分析个例 7 迷幻类（海洛英、吗啡、可卡因、摇头丸）药物中毒实验室分析 方法：快速试纸筛查（定性） GC-MS法（定量） 。 样本采集：全血、尿、胃内容物、剩余残留物采集后立即封口完好即刻送检； 实验室分析： 快速试纸筛查（定性）：按照试纸检测操作步骤初步筛查，若显示阴性则直接报告结果；若显示阳性则进行下一步GC-MS定量； 样品前处理：氯仿、乙醚

48、萃取分离。 上机定性分析处理后样本。 根据标准图谱库搜索与之匹配的成分。,2019/9/8,41, 急性化学中毒分析个例 8 鼠药类（毒鼠强）药物中毒实验室分析 方法：快速试纸筛查（定性） GC-MS法（定量） 。 样本采集：胃内容物、剩余残留物、全血、尿采集后立即封口完好即刻送检； 实验室分析： 快速试纸筛查（定性）：按照试纸检测操作步骤初步筛查，若显示阴性则直接报告结果；若显示阳性则进行下一步GC-MS定量； 样品前处理：氯仿、乙醚萃取分离。 上机定性分析处理后样本。 根据标准图谱库搜索与之匹配的成分。,2019/9/8,42, 急性化学中毒分析个例 9 一氧化碳中毒实验室分析 方法：定性、定量 。 样本采集：全血（大静脉处）采集后立即封口完好即刻送检； 实验室分析： 碳氧血红蛋白定量。,谢 谢 大 家！,