殺蟲劑一課件

第八章殺蟲劑授課人：陳麗琴農(nóng)藥包括殺蟲劑、殺菌劑、殺鼠劑、除草劑和植物生長調節(jié)劑…農(nóng)藥中毒是法醫(yī)工作中最常見的中毒〔？〕，我國每年農(nóng)藥中毒者有10萬人。Somuchdeathofpesticidepoisoning!

殺蟲劑按化學結構分為無機類、有機類、生物性殺蟲劑。有機類的應用最多。重點討論:有機類殺蟲劑：有機磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類。這三類殺蟲劑優(yōu)點：高效、代謝快、無殘留，第一代殺蟲劑有機氯類的缺點…第一節(jié)有機磷類殺蟲劑(organophosphoruspesticides)有機磷類占殺蟲劑中毒的80％以上，占農(nóng)藥中毒的70％以上。中毒原因以自殺最多，意外次之，投毒再次之。有機磷殺蟲劑有40余種，其中毒品種在城鎮(zhèn)以敵敵畏為多見，在農(nóng)村以甲胺磷、對硫磷為多見，這三種殺蟲劑的大鼠經(jīng)口LD50分別為80、18.9、13mg/kg。?法醫(yī)毒物分析?個論學習要點化學結構*理化性質*中毒機制及病癥檢材采取方法別離提取方法**檢驗方法〔定性、定量〕**一、結構、理化性質和毒性*有機磷殺蟲劑化學結構通式：根本骨架：磷酸酯或硫代磷酸酯或磷酰胺〔酯鍵是化學性質不穩(wěn)定的原因,酯鍵斷裂后的產(chǎn)物〕；R1、R2一般為烷基；X為烷氧基、芳氧基、鹵素、胺基等。結構分類1．磷酸酯類

2．硫代磷酸酯類

3．焦磷酸酯及硫代焦磷酸酯類4．磷酰胺及硫代磷酰胺類名稱別名化學結構式蒸氣壓/Pa(℃)大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)敵敵畏DDVP1.6(20)9.9(40)80對硫磷一六〇五0.005(20)80(160)6～15甲胺磷多滅磷40（20）20～30樂果0.001(20)13(117)320～380氧樂果0.0033（20）30～60常見有機磷殺蟲劑的結構、蒸氣壓和毒性名稱別名化學結構式蒸氣壓/Pa(℃)大鼠經(jīng)口LD50(mg/kg)內(nèi)吸磷一〇五九0.034（20）6～12甲拌磷三九一一0.11(20)1.6～3.7馬拉硫磷四〇四九0.016(20)1375～2800治螟磷蘇化二〇三0.0227(20)5～10常見有機磷殺蟲劑的結構、蒸氣壓和毒性外觀：工業(yè)品為黃色、棕色油狀物。多數(shù)具有蒜臭味或特殊臭味，少數(shù)具有酯味。溶解性：大多數(shù)難溶或不溶于水，溶于多種有機溶劑，均能溶于丙酮、乙腈等。揮發(fā)性：在常溫下，蒸氣壓都很低，但由于毒性劇烈，仍具有明顯毒性作用，易造成吸入性中毒。適于用GC方法測農(nóng)藥殘留或農(nóng)藥中毒。極性：大多數(shù)極性小或中等極性大小關系到提取溶劑和色譜條件的選擇。極性差異跨度大，不能用一種有機溶劑別離提取所有有機磷殺蟲劑。理化性質穩(wěn)定性：不耐酸堿：中性物質，在堿性和強酸性條件下易水解，在中性或弱酸條件下穩(wěn)定，不能成鹽，不能用成鹽的方法提取或凈化。易水解：磷酸酯或磷酰胺類易水解變?yōu)闊o毒的化合物，溫度升高、堿性介質、金屬離子使水解速度加快。例：對硫磷水解為二乙基硫代磷酸＆對硝基酚。不耐高溫：多數(shù)在200℃以下就發(fā)生分解。能否用Stasotto法別離？能否用水蒸氣蒸餾法別離？能否用其它揮發(fā)性毒物別離提取方法？理化性質二、中毒機制和病癥*抑制膽堿酯酶*有機磷化合物與膽堿酯酶結合形成磷?；憠A酯酶，使其失去水解乙酰膽堿的活性〔見圖〕。造成膽堿能神經(jīng)末梢釋放的化學遞質乙酰膽堿〔ChE〕在突觸間隙不能被及時水解而大量積聚，導致膽堿能神經(jīng)的高度興奮；表現(xiàn)出一系列的毒蕈堿樣〔分布于平滑肌、腺體、括約肌的副交感神經(jīng)節(jié)后纖維〕、

煙堿樣〔分布于交感神經(jīng)節(jié)和腎上腺髓質的節(jié)前纖維、骨骼肌神經(jīng)肌肉接頭〕及中樞神經(jīng)系統(tǒng)等膽堿能危象病癥。解救藥物：阿托品、膽堿酯酶復能劑?！?、體內(nèi)過程及檢材采取*入體途徑：消化道〔自殺〕、呼吸道、皮膚粘膜〔意外〕也有經(jīng)靜脈注射、陰道塞入等途徑〔謀害〕吸收、代謝、消除速度：迅速被吸收代謝，排出速度較快，原形難以檢測，代謝產(chǎn)物也要盡早檢測。一般在24h內(nèi)經(jīng)尿排出，局部從肺呼氣排出，少量經(jīng)糞便排出，在體內(nèi)無蓄積。代謝方式：①水解：毒性↓體內(nèi)各器官的磷酸酯酶能水解某些結構的有機磷，將P-X鍵水解為P-OH鍵，使其不能與膽堿酯酶結合，從而解毒。中毒或死亡時間較長者其內(nèi)臟中有機磷原形的含量急劇降低，代謝物的檢出可作為推斷殺蟲劑存在的依據(jù)。

②氧化：毒性↑硫代磷?；?S加-O生成磷酰基硫醚結構氧化成亞砜和砜：內(nèi)吸磷

③復原：毒性↓硝基苯結構中的-O被-H復原生成-NH2例例例對硫磷氧化對氧磷水解硫代磷酸二乙酯+對硝基酚還原氨基對硫磷毒性↑呈結合性隨尿排出毒性↓毒性↓↓檢材采?。?/p>

1.及時采取送檢。2.低溫冷凍保存，并防止與堿性物質接觸〔抑制水解〕。3.同時取送與案情相關聯(lián)的當?shù)貧⑾x劑作為對照樣品〔雜質：氧化產(chǎn)物和中間產(chǎn)物〕。4.對疑心混配殺蟲劑中毒，應弄清殺蟲劑中可能的藥物成分以便確定篩選的范圍和方法。四、檢材處理**提取溶劑的選擇：

中性或弱酸性條件下用極性相似的有機溶劑提取。非極性或弱極性的殺蟲劑宜選用非極性或弱極性溶劑，對極性較強的殺蟲劑可選用極性溶劑。〔有機磷殺蟲劑極性排序＆溶劑極性排序〕

對含有不同極性藥物的混配殺蟲劑，也可使用兩種或兩種以上不同極性的溶劑按不同比例混合使用。

為防止受熱損失，應選用沸點不超過80℃的溶劑。一局部有機磷殺蟲劑的極性由弱至強的順序大致為：辛硫磷、甲拌磷、乙拌磷、對硫磷、甲基對硫磷、倍硫磷、殺螟松、馬拉硫磷、亞胺硫磷、對氧磷、敵敵畏、內(nèi)吸磷、樂果、敵百蟲、氧樂果、磷胺、甲胺磷。一些有機溶劑極性由小到大的順序為：石油醚、環(huán)己烷、甲苯、苯、氯仿、乙醚、醋酸乙酯、正丁醇、正丙醇、丙酮、異丙醇、乙醇、醋酸、甲醇、甲酸、乙腈、水。別離方法的選擇：

直接提取法：

①單純固體狀態(tài)的檢材：如固態(tài)食物等，直接浸泡，振搖提取或超聲波中浸提，過濾，濾液濃縮。

②單純液體狀態(tài)的檢材：如飲料、醬油等，加等容的與檢液不相混溶的有機溶劑振搖萃取屢次，合并提取液，凈化濃縮。

③液、固混存而固形物較多的檢材：如剩余飯菜、嘔吐物、胃內(nèi)容物等，先將固形物連同液體局部一起搗碎，使之成為均勻糊狀，再加足量無水Na2SO4研磨成干砂狀，然后用相應的有機溶劑提取。別離方法的選擇：

液-液萃取法：

①組織塊類檢材：如肝、腎、肌肉等，宜剪碎

②液、固混存而液體較多的稀薄檢材：

參加能與水混溶的有機溶劑如丙酮或乙腈，搗碎勻漿，離心或壓榨過濾，取其溶液局部。所得溶液，選用不相混溶的有機溶劑進行萃取。

別離方法的選擇：

SPE法：

適用于量少檢材，精密儀器分析時〔要求雜質少〕。

固相填充物可選用非離子型多孔性大孔網(wǎng)狀吸附樹脂；也可選用以硅膠為載體的化學鍵合相Sep-PakC18等。

HS-SPME法：

適用于揮發(fā)性強的殺蟲劑。

當分析混配殺蟲劑或檢索性篩選時，宜選用非極性涂層如聚二甲基硅氧烷；對極性殺蟲劑如甲胺磷可選用極性涂層聚丙烯酸酯。

凈化方法的選擇：

用SPE法提取的待檢液含雜質較少，可供直接檢測；用L-L萃取法或直接萃取法提取的待檢液含雜質較多，需進一步凈化。

吸附柱凈化法

提取液中的雜質〔色素、脂肪、蠟質等〕與吸附劑吸附牢固，用洗脫溶劑〔提取時所用有機溶劑〕將殺蟲劑洗脫下來。原理似液-固色譜法，兩種組分的別離是由于對吸附劑的作用強弱不同。

吸附柱裝置：內(nèi)徑1.5cm，長30cm，下端帶活塞的玻璃柱，底部放入少許脫脂棉，再依次裝入1.8cm高無水硫酸鈉、10g中性氧化鋁和0.5－1g活性炭混合物、1.8cm高無水硫酸鈉。

薄層凈化法：

用凈化柱處理后，仍不能到達凈化要求時，可用薄層色譜法對有機磷殺蟲劑和雜質進行別離，刮取殺蟲劑斑點洗脫后備檢。

凈化方法的選擇：

分配柱凈化法：

用一種極性溶劑和非極性溶劑作為互不相溶的溶劑對在凈化柱上實行液-液間的分配來到達凈化的目的。

原理似液-液色譜法，一種溶劑作為固定液，附著在載體上，另一種溶劑作為流動相。兩種組分的別離是由于二者在固定液和洗脫液中的溶解度不同。

先使一種溶劑附著于載體外表，參加提取液后，再用另一種不相混溶的溶劑淋洗，除去提取液中的雜質，最后再用溶劑將殺蟲劑洗脫出來。

例：對肝臟提取物中的樂果進行凈化，可準備一根填有無水硫酸鈉、硅美吸附劑、活性炭的柱子，用己烷飽和的乙腈濕潤柱子作為固定相，將提取后需凈化的殘渣溶于少許乙腈注入柱中，然后用己烷沖洗，棄去沖洗液；再參加丙酮沖洗，收集丙酮沖洗液，濃縮后供檢測用。

Attention:分配柱與吸附柱凈化的原理和效果是否相同？請進行比較。濃縮方法的選擇

：

提取凈化后所得的溶液，體積一般都較大，在檢測前必須濃縮。

有機磷殺蟲劑對濃縮的特殊要求：①受熱溫度不能太高；②受熱時間不能太長；③溶質在濃縮過程中不損失。

K-D蒸發(fā)濃縮器

專為溶質具有一定揮發(fā)性的有機溶劑設計。

水浴濃縮

溫度不超過60℃。

缺點：①溶液體積大時，受熱時間長；

②溶質在濃縮過程中揮失。

左：K-D蒸發(fā)濃縮器；右：增加通氣或抽氣裝置、溫度控制裝置、溶劑回收裝置;1.溶液；2.加熱水??；3.空氣或氮氣導入口；4.氣流出口或抽氣口；5.插溫度計管；6.

冷凝水進口；7.回收溶劑接收瓶

K-D蒸發(fā)濃縮器優(yōu)點：〔1〕蒸發(fā)濃縮同時防止溶質揮失?！?〕提高溶劑揮發(fā)速度，降低溫度和縮短時間?！?〕定容〔4〕溶劑回收五、檢測方法**〔一〕化學顯色法〔二〕薄層色譜法〔三〕氣相色譜法〔四〕氣相色譜/質譜聯(lián)用法〔一〕化學顯色法——定性篩選1.是否為含硫有機磷〔類別反響〕(1)二氯化鈀反響〔含硫有機磷顯色〕(2)間苯二酚－氫氧化鈉反響〔不含硫有機磷顯色〕(1)PdCl2反響原理：含硫有機磷均可與PdCl2試劑反響生成黃或棕黃色化合物〔PdS〕；對硫磷、甲基對硫磷、殺螟松需100℃加熱20-30min。PdCl2與不含硫有機磷無反響。(2)間苯二酚－氫氧化鈉反響原理：敵敵畏、敵百蟲等不含硫有機磷水解后生成二氯乙醛，在堿性條件下，與間苯二酚縮合，生成玫紅色化合物。間苯二酚－NaOH與含硫有機磷不反響。此反響水合氯醛也顯紅色。2.含硫有機磷中可能是哪類結構〔1〕偶氮色素反響對硫磷、甲基對硫磷、殺螟松等分子中有硝基苯結構，可被復原成苯胺基，后者經(jīng)重氮化后生成重氮鹽，后者與酚或芳胺類偶合生成橙紅色或紫紅色的偶氮色素。2.含硫有機磷中可能是哪類結構〔2〕氫氧化鈉-亞硝酰鐵氰化鈉反響有機磷殺蟲劑中凡含有該結構的，在堿性水溶液中易水解生成硫化物，后者與亞硝酰鐵氰化鈉作用，生成紫紅色絡合物。Na2S+Na2[Fe(CN)5NO]→

Na4[Fe(CN)5NOS]

討論:①化學顯色反響主要是檢測有機磷化合物中某些基團的類別反響，陽性結果不能用于確證某種有機磷殺蟲劑，只能顯示某類基團的存在；②有些反響的靈敏度不高，故不可因顯色反響呈陰性結果而做出否認結論。殺蟲劑化學顯色法〔二〕薄層色譜法——定性、定量分析1.吸附劑選擇：弱酸性，硅膠、硅膠G、硅膠CMC-Na、硅膠GF2542.展開劑選擇：原那么：有機溶劑①非酸非堿；②極性相似；③Rf適度方法：〔1〕通常先用單一溶劑展開，根據(jù)被別離物質在薄層上的別離效果，進一步改變展開劑的極性。通過調整展開劑的極性，調整Rf值，改善別離效果。例：某殺蟲劑用氯仿展開時，Rf太小，甚至停留在原點，可參加一定量極性大的溶劑〔如乙醇、丙酮等〕，根據(jù)別離效果適當改變參加的比例；如果Rf較大，斑點在前沿附近，那么應參加適量極性小的溶劑〔如石油醚、環(huán)己烷等〕。為了尋找適宜的展開劑，往往需要經(jīng)過屢次實驗，有時還需要兩種以上溶劑的混合展開劑?！捕潮由V法2.展開劑選擇：方法：〔2〕別離極性較弱或中等極性的殺蟲劑，以己烷等非極性溶劑為根底，參加極性溶劑調整展開劑極性；別離極性較強的殺蟲劑，用苯或氯仿等中等極性溶劑為根底，用非極性溶劑調整展開劑極性。例：Ⅰ：氯仿-丙酮〔4:1〕；Ⅱ：氯仿-丙酮〔9:1〕；Ⅲ：環(huán)己烷-丙酮〔4:1〕；Ⅳ：苯-環(huán)己烷〔4:1〕；V：環(huán)己烷-氯仿〔1:1〕；Ⅵ：正己烷-丙酮-無水乙醇〔80:20:2〕。表7-3六種展開劑對有機磷殺蟲劑薄層色譜Rf值殺蟲劑名稱

展開劑

ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ樂果0.480.420.07--0.13敵敵畏0.980.900.250.580.300.27甲基對硫磷0.970.980.390.460.400.46對硫磷0.950.970.550.620.460.60亞胺硫磷0.970.960.27/0.580.600.52/0.220.30乙硫磷0.980.950.650.59/0.700.98/0.480.83/0.69甲拌磷0.970.950.77/0.310.650.620.88治螟磷0.980.980.630.700.57-內(nèi)吸磷0.980.900.72/0.300.550.59/0.570.81/0.44三硫磷0.96/0.450.900.720.85/0.910.85/0.560.79馬拉硫磷0.980.980.360.150.630.540.220.48

討論:展開劑的選擇是TLC別離成功的重要條件之一，主要是考慮展開劑的極性。選用有適宜Rf值〔〕的展開劑，待別離組分與吸附劑的作用強弱差異較大，別離效果才好。薄層分析中常出現(xiàn)多個斑點，可能性：①多種殺蟲劑；②生產(chǎn)中的中間產(chǎn)物；③空氣中氧化、分解產(chǎn)物；④體內(nèi)檢材提取的代謝產(chǎn)物。對策：分析時以當?shù)毓I(yè)同種殺蟲劑或代謝物為對照。殺蟲劑薄層色譜法3.顯色法：①有機磷殺蟲劑通用顯色法例：對硝基芐基-吡啶顯色法，磷鉬酸顯色法②含硫有機磷殺蟲劑顯色法例：溴-剛果紅顯色法，二氯醌氯亞胺-溴顯色法，溴酚藍-醋酸顯色法，二氯化鈀顯色法③含多鹵代甲烷基的有機磷殺蟲劑顯色法例：間苯二酚-氫氧化鈉顯色法④含共軛不飽和鍵結構〔如芳環(huán)〕的有機磷殺蟲劑顯示法紫外燈下顯示：硅膠GF254薄層板，在254nm紫外光下觀察，含該類結構的殺蟲劑斑點處無亮綠色熒光。

〔二〕薄層色譜法TLC定性、定量分析有機磷殺蟲劑手工操作定性：比對試樣與對照品斑點的顏色、數(shù)目及Rf值，用多種展開劑系統(tǒng)得到的Rf值與對照品一致時才能根本認定。半定量：目視比較法，將一系列濃度的對照品與試樣溶液點在同一薄層板上，展開并顯色后，以目視法直接比較試樣斑點與對照品斑點的顏色深度或面積大小，求出被測組分的近似含量，精密度±10％。薄層掃描儀定性：原位紫外吸收掃描，用吸收波長＆Rf進行定性分析。定量：通過測量試樣和對照品斑點反射光或透射光強度、斑點面積實現(xiàn)定量?！踩硽庀嗌V法——定性、定量分析色譜條件：〔1〕色譜柱一般以弱極性或中等極性的固定相為宜；〔2〕有機磷高溫易分解，柱溫不宜過高，選用適中柱溫170℃～230℃，進樣口和檢測器溫度也不宜過高；〔3〕各種有機磷殺蟲劑的保存時間差異較大，在分析混配殺蟲劑或檢索性篩選時宜用程序升溫〔見圖〕；〔3〕檢測器：NPD或FID〔見圖〕。↑〔三〕氣相色譜法例：20種有機磷殺蟲劑和6種氨基甲酸酯類殺蟲劑的別離用15m×0.32mm的彈性石英毛細管柱，NPD檢測器，檢測器和進樣口溫度為240℃。柱溫：140℃→5℃/min→175℃→2℃/min→180℃〔2min〕→10℃/min→230℃〔1min〕，共運行20min。載氣〔N2〕，流速50mL/min，尾吹氣〔N2〕流速45mL/min，氫氣為5×104Pa，空氣3×104Pa，分流比1:50。

1.甲胺磷

2.敵敵畏

3.乙酰甲胺磷

4.速滅磷

5.敵百蟲

6.涕滅威

7.葉蟬散

8.仲丁威

9.久效磷

10.樂果

11.呋喃丹

12.巴胺磷

13.二嗪農(nóng)

14.抗蚜威

15.西維因

16.甲基對硫磷

17.殺螟松

18.蟲螨磷

19.馬拉硫磷

20.倍硫磷21.對硫磷

22.甲噻硫磷

23.克線磷

24.乙硫磷

25.亞胺硫磷

26.伏殺磷

殺蟲劑氣相色譜法討論:

用GC法定性分析有機磷殺蟲劑比較困難：①易受雜質干擾。出現(xiàn)多個色譜峰勿輕易認為是多種殺蟲劑中毒，分析時應用當?shù)毓I(yè)對照品或代謝物或相應空白樣品做對照排除干擾。②陽性結果應在兩根極性不同的色譜柱上與對照取得一致的保存時間方可靠。GC定量分析可用外標法或內(nèi)標法進行?！菜摹矴C/MS——定性分析例：分析檢液中敵敵畏、樂果、甲胺磷、馬拉硫磷、對硫磷，選用HP-5MS彈性石英毛細管柱，柱溫50℃〔3min〕→20℃/min→130℃→30℃/min→190℃〔10min〕。進樣口溫度250℃，接口溫度280℃，柱流量1.0mL/min，脈沖不分流進樣，EI源，電離電壓70eV，質量數(shù)范圍50～300amu，5種有機磷殺蟲劑可得到很好別離，各組分用于定性的特征離子質荷比分別為：109，185；87，125；94，141；173，125，93；109，291，97。

GC法分析殺蟲劑雜質干擾大，定性較困難，GC/MS聯(lián)用法定性分析更為可靠。對硫磷殺螟松甲基對硫磷六、代謝物分析1999年8月16日，某市唐某〔男，30歲〕在其丈人家喝酒后，感覺身體不適，3小時后死亡。法醫(yī)師在尸檢中未發(fā)現(xiàn)身體有任何異常特征。提取死者的肝臟、心血和胃內(nèi)容，用氣相色譜/質譜法進行毒物分析，結果在死者肝組織、心血中除檢出對硫磷〔1605〕農(nóng)藥外，還檢出氨基對硫磷，胃內(nèi)容中未檢出對硫磷。檢驗結果說明，死者體內(nèi)的對硫磷不是通過胃腸道攝入，疑心是皮膚吸收中毒。因此又提取唐某死時所穿衣服進行毒物分析，從其衣褲上也檢出對硫磷。問題集中在唐某衣褲上怎么沾有對硫磷？原來在12天前唐某和妻子吵架時，其妻翻開一瓶1605農(nóng)藥欲行自殺，在阻攔過程中局部1605液體濺到了唐某的褲子上，唐某未加注意，稍微漂洗了一下，便又穿在身上。因天氣炎熱，唐某只穿一條褲子，其褲子上的1605經(jīng)過皮膚積累性吸收終于引起其死亡。討論：死者唐某的肝臟、血液中除檢出對硫磷外，怎么還檢出了氨基對硫磷？他是否是兩種農(nóng)藥中毒致死？案例1有機磷殺蟲劑在機體內(nèi)易分解代謝，在體內(nèi)的代謝方式主要是氧化、復原和水解等。在檢不出體內(nèi)有機磷殺蟲劑原形的情況下，穩(wěn)定代謝物的檢出可作為推斷殺蟲劑存在的依據(jù)。例1：對硫磷進入機體后，可被氧化成對氧磷，局部水解成硫代磷酸二乙酯和對硝基酚等，主要復原為氨基對硫磷，實踐工作中查明對硫磷中毒的尸體血液和內(nèi)臟中都存在氨基對硫磷。例2：含有雙鍵硫的硫代磷酸酯類如馬拉硫磷、甲基對硫磷、樂果等殺蟲劑在體內(nèi)的氧化產(chǎn)物分別為馬拉氧磷、甲基對氧磷、氧樂果等。例3：含有硫醚基團的內(nèi)吸磷、甲拌磷的氧化產(chǎn)物砜和亞砜?！惨弧硨α蛄?、對氧磷和氨基對硫磷的分析對硫磷氧化對氧磷水解硫代磷酸二乙酯+對硝基酚還原氨基對硫磷毒性增強毒性減低毒性減低1.TLC展開劑：己烷-乙醇-丙酮〔3:1:1〕2.GC或GC/MSNPD檢測器，在弱極性或中等極性的固定相上，氮氣流速25mL/min，進樣口和檢測器溫度220℃，柱溫190℃下測定保存時間，對硫磷、氨基對硫磷、對氧磷可得到別離。用選擇離子檢測或取出質譜圖核對鑒定,氨基對硫磷的特征離子m/z為261，233，205，125，109，97，80?！惨弧硨α蛄住ρ趿缀桶被鶎α蛄椎姆治觥捕衬蛑杏袡C磷二烷基磷酸