Ανίχνευση Τοξικών Ουσιών σε Βιολογικά Υλικά

Μία ουσία που μπορεί να προκαλέσει βλάβη στην υγεία, στο περιβάλλον ή στα φυσικοχημικά χαρακτηριστικά.

Μία ουσία που έχει ιδιότητες που αποτελούν κίνδυνο για την υγεία ή το περιβάλλον.

Μία ουσία που σε μικρή ποσότητα μπορεί να προκαλέσει σοβαρή ναρκωτική ή θανάσιμη βλάβη στον οργανισμό.

Η αρχή της Τοξικολογίας στην οποία η ποσότητα μιας ουσίας καθορίζει την πιθανή τοξικότητά της στον οργανισμό.

Ο κλάδος της Ιατρικής που μελετά τις τοξικές ουσίες, τις επιπτώσεις τους στον οργανισμό, τους μεθόδους ανίχνευσής τους και τη θεραπεία δηλητηριάσεων.

Μία ουσία που παράγεται από μικροοργανισμούς, φυτά ή ζώα και μπορεί να προκαλέσει σοβαρή βλάβη στον οργανισμό.

Ουσίες που μπορούν να επηρεάσουν την ανθρώπινη υγεία, όπως βαρέα μέταλλα, διοξίνες, καθαριστικά, καύσιμα, φάρμακα και επικίνδυνα απόβλητα.

Ο ερευνητής, γιατρός και χημικός που θεωρείται ο πατέρας της Τοξικολογίας.

Πρότυπα που καθορίζουν τις μέθοδοι δοκιμών για χημικές ουσίες, ιδίως σε σχέση με τις επιπτώσεις τους στα ανθρώπινα και στο περιβάλλον.

Σύστημα ποιότητας που εφαρμόζεται για εργαστηριακές δοκιμές, εξασφαλίζοντας αξιοπιστία και επαναληψιμότητα.

Κατηγοριοποίηση των χημικών ουσιών βάσει τους κινδύνους τους για την υγεία των ανθρώπων.

Κατηγοριοποίηση των χημικών ουσιών βάσει των κινδύνων τους για το περιβάλλον.

Χημικές ουσίες που μπορούν να παρεμβαίνουν στις ορμόνες και έτσι να επηρεάζουν τη φυσιολογική ανάπτυξη και λειτουργία.

Η μέτρηση της έκθεσης σε χημικές ουσίες μέσω της ανάλυσης βιολογικών δειγμάτων (π.χ., ούρα, αίμα).

Η ανίχνευση φαρμάκων και δηλητηρίων σε σωματικά υγρά για ιατρικό ή/και νομικό σκοπό.

Η εργασία του εγκληματολογικού τοξικολόγου περιλαμβάνει την ανίχνευση πολύ μικρών ποσοτήτων ουσιών (nanogram, picogram).

Ο τοξικολόγος πρέπει να ταυτοποιήσει την χημική ουσία η ό οποία μπορεί να είναι οποιαδήποτε από τις χιλιάδες φάρμακα ή δηλητήρια που υπάρχουν.

Κίνδυνος αναφέρεται στην πιθανότητα να προκληθεί βλάβη από μια ουσία, ενώ ο κίνδυνος αναφέρεται στην πιθανότητα να έρθει σε επαφή με αυτόν τον κίνδυνο.

Η ποσότητα ή η συχνότητα που χορηγείται μια ουσία επηρεάζει την τοξικότητά της. Παράγοντες όπως η βιοδιαθεσιμότητα και ο μεταβολισμός παίζουν ρόλο.

Η μορφή μιας ουσίας - διαλυτή ή αδιάλυτη - επηρεάζει την έκθεσή σε αυτήν και την τοξικότητά της.

Ο τρόπος εισόδου μιας ουσίας στο σώμα (εισπνοή, κατάποση, ένεση, δερματική επαφή) επηρεάζει την έκθεσή σε αυτήν.

Το σωματικό βάρος, η ηλικία και το φύλο επηρεάζουν την εκδήλωση της τοξικότητας.

Η χρονική διάρκεια έκθεσης σε μία ουσία επηρεάζει την τοξικότητά της

Οι αλληλεπιδράσεις μεταξύ των χημικών στο σώμα μπορούν να ενισχύσουν ή να ενισχύσουν την τοξικότητά τους.

DNEL (derived no-effect level): Η μέγιστη συγκέντρωση μιας ουσίας που δεν προκαλεί τοξικότητα.

NOAEL (no-adverse effect level): Η μέγιστη συγκέντρωση μιας ουσίας που δεν προκαλεί αρνητικές επιδράσεις.

MTD (maximum tolerable dose): Η μέγιστη δοσολογία μιας ουσίας που μπορεί να χορηγηθεί χωρίς να προκαλεί νεκρή απώλεια .

Τα οργανοφωσφορικά είναι ένα είδος φυτοφαρμάκου που μπορεί να προκαλέσει καρδιοτοξικότητα, ναυτία, πονοκεφάλους και αυξημένο πτυαλισμό σε περίπτωση έκθεσης.

Η επαγγελματική έκθεση σε οργανοφωσφορικά είναι συχνά πολύ μικρή σε σχέση με την περιβαλλοντική έκθεση.

Τα οργανοφωσφορικά μπορούν να βρεθούν σε γεωργικά προϊόντα, στα τρόφιμα και σε περιβάλλοντα οικίας.

Ουσίες που δρουν ως αναστολείς της ακετυλοχολινεστεράσης, ενός απαραίτητου ενζύμου για τη φυσιολογική λειτουργία των νεύρων, προκαλούν καρδιοτοξικότητα, ναυτία, πονοκεφάλους και αυξημένο πτυαλισμό. Μπορούν να οδηγήσουν και κατά θάνατο.

Η έκθεση του γενικού πληθυσμού σε οργανοφωσφορικά είναι χαμηλή, χωρίς να λαμβάνεται υπόψη η έκθεση σε μεταβολίτες

Η ταυτοποίηση της μητρικής ένωσης που εκτέθηκε κάποιος είναι δύσκολη λόγω της κοινής φύσης των μεταβολιτών στα ούρα.

Η μέτρηση των φυτοφαρμάκων στο αίμα είναι ο πιο ακριβής δείκτης έκθεσης σε ένα συγκεκριμένο φυτοφάρμακο.

Η χρήση HPLC συνδυασμένη με διαδοχική φασματομετρία μάζας (tandem mass spectrometry) έχει αποδειχθεί ακριβέστερη τεχνική για την ανίχνευση μεταβολιτών οργανοφωσφορικών.

Στις περισσότερες περιπτώσεις, οι διαφορετικές μέθοδοι ανάλυσης δεν δείχνουν σημαντικές διαφορές, αν και οι τεχνικές που χρησιμοποιούν HPLC συνδυασμένη με tandem mass spectrometry είναι πιο αξιόπιστες.

Η ανίχνευση μεταβολιτών οργανοφωσφορικών στα ούρα μπορεί να οφείλεται σε περιβαλλοντική έκθεση σε προ-σχηματισμένους μεταβολίτες, δυσκολεύοντας την ερμηνεία των δεδομένων.

Η ανάλυση των ούρων προσφέρει πλεονέκτημα λόγω του μεγάλου όγκου δείγματος, της ευκολίας ανίχνευσης μητρικών ενώσεων και μεταβολιτών τους, καθώς και της δυνατότητας ανίχνευσης για μεγαλύτερο διάστημα σε σχέση με το αίμα. Επιπλέον, η συλλογή ούρων είναι μη επεμβατική.

Η ανάλυση των ούρων δυσκολεύει τον ακριβή προσδιορισμό της δόσης μίας ουσίας λόγω της δυσκολίας συσχέτισης της συγκέντρωσης στα ούρα με την πραγματική δόση.

Η ανίχνευση ουσιών στα ούρα παρέχει ένα παράθυρο χρονικής διάρκειας για την αποκατάσταση της πρόσφατης χρήσης. Για παράδειγμα, οι οπιούχοι μπορούν να ανιχνευθούν για 1-2 ημέρες μετά την τελευταία χρήση.

Η ανάλυση ιστών (όπως Ήπαρ και Νεφροί) είναι συμπληρωματική στην ανάλυση αίματος και αποτελεί μοναδική επιλογή σε περιπτώσεις αποσύνθεσης, ωστόσο η ερμηνεία των συγκεντρώσεων μπορεί να είναι δύσκολη.

Το ενδοφθάλμιο υγρό χρησιμοποιείται για ανάλυση σε περιπτώσεις μερικής σήψης του σώματος, ιδίως για την ανίχνευση αλκοόλ.

Ο σίελος είναι ένα εύκολα συλλεγόμενο δείγμα με μικρή πιθανότητα νοθείας. Η συγκέντρωση ουσιών στο σίελο σχετίζεται γενικά με τη συγκέντρωση στο αίμα.

Η τρίχα συλλέγει ουσίες από διάφορες πηγές : αίμα, ιδρωτοποιούς αδένες, σμηγματογόνους αδένες , καθώς και από εξωτερική επιμόλυνση.

Η ανάλυση τριχών προσφέρει πλεονέκτημα, καθώς επιτρέπει την ανίχνευση ουσιών σε βάθος χρόνου, ανεξάρτητα από περίοδους αποχής. Επιπλέον, η συλλογή είναι εύκολη και ελάχιστα επεμβατική, με δυνατότητα επαναληπτικής δειγματοληψίας.

Το χρώμα μαλλιών (περιεκτικότητα σε μελανίνη), η περιοχή συλλογής, ο ρυθμός ανάπτυξης, η περιποίηση μαλλιών, η λιποφιλικότητα της ουσίας και η αντιφάσεις στα δεδομένα δόσης/συγκέντρωσης είναι λόγοι που επηρεάζουν την ανάλυση τριχών.

Η συγκέντρωση ουσιών σε αίμα και ούρα παρέχει ένα παράθυρο χρονικής διάρκειας για την αποκατάσταση της πρόσφατης χρήσης. Για παράδειγμα, οι οπιούχοι μπορούν να ανιχνευθούν για 1-2 ημέρες στο αίμα και 3-4 ημέρες στα ούρα μετά την τελευταία χρήση.

Η ανάλυση τριχών έχει ένα πολύ μεγαλύτερο χρονικό εύρος ανίχνευσης ουσιών σε σχέση με το αίμα ή τα ούρα.

Σε σύγκριση με το αίμα και τα ούρα , η ανάλυση τριχών παρέχει πλεονέκτημα στην προσδιορισμό του χρόνου χρήσης του άτομου .

Η ανάλυση τριχών προσφέρει πλεονέκτημα στις περισσότερες περιπτώσεις , ότι μπορεί να δηλώσει την παρελθοντική χρήση .

Τα δείγματα τριχών προσφέρουν ένα πολύ μεγαλύτερο χρονικό εύρος ανίχνευσης των υλικών από ό,τι το αίμα ή τα ούρα .

Η ανάλυση τριχών είναι επιθυμητό να γίνεται όταν η χρήση είναι μακροχρόνια .

Η μάζα φασματομετρία είναι μια τεχνική που μετράει τη μάζα ιόντων και την αφθονία τους. Χρησιμοποιείται για να αναγνωρίσει και να ποσοτικοποιήσει συστατικά σε δείγματα.

Μια τεχνική που συνδυάζει την αέρια χρωματογραφία με τη μάζα φασματομετρία. Συνδέει την αέρια χρωματογραφία (GC) με το MS για να αναλύσουμε συστατικά σε ένα δείγμα σε αέρια φάση.

Τέλος, το δείγμα εισάγεται στο MS. Η άμεση εισαγωγή χρησιμοποιείται για καθαρά στερεά δείγματα, όπου το δείγμα τοποθετείται σε μια ράβδο που εισάγεται στην εκκενωμένη πηγή.

Η υγρή χρωματογραφία (LC) συνδυάζεται με το MS. Η LC διαχωρίζει συστατικά ενός δείγματος σε υγρή φάση, πριν να εισάγουν στο MS. Χρησιμοποιείται για περίπλοκα δείγματα μη πτητικών ενώσεων.

Παρέχει άμεση εικόνα εάν ένας οργανισμός βρίσκεται υπό την επήρεια ενός συγκεκριμένου στοιχείου. Η παρουσία μιας ουσίας στο αίμα εξαρτάται από την ημιπερίοδο ζωής της.

Υπάρχουν θετικά, αλλά και αρνητικά σημεία, όπως η σιδηρά σιδηρο-σιδηρά. Η σιδηρά προέρχεται από την σιδηρο-σιδηρά, αλλά είναι μικρότερη.

Οι μεταθανάτιες συγκεντρώσεις των ουσιών στο αίμα μπορούν να επηρεαστούν από διάφορους παράγοντες, όπως η χημική αστάθεια.

Η ωχρότητα του δέρματος είναι σύμπτωμα αναιμίας. Η αναιμία οφείλεται σε έλλειψη σιδήρου στο αίμα.

Η ημιπερίοδος ζωής μιας ουσίας είναι ο χρόνος που χρειάζεται για να μειωθεί η συγκέντρωσή της στο μισό.

Οι ενδοκρινικοί διαταράκτες επηρεάζουν την ορμονική δράση και έτσι μπορούν να δημιουργούν δυσμενείς επιπτώσεις στην υγεία του ανθρώπου και της άγριας πανίδας (περιβάλλον)

Πώς να ανιχνεύσουμε από μικροσκοπικές ποσότητες μιας ουσίας μέσα στο σώμα

Εξετάζοντας δείγματα ουρών, αίματος, ιστών, τριχών

Η συγκέντρωση μιας ουσίας στο αίμα μειώνεται στο μισό μετά από κάποιο χρονικό διάστημα.

Η ανάλυση τριχών έχει ένα πολύ μεγαλύτερο χρονικό εύρος ανίχνευσης ουσιών σε σχέση με το αίμα ή τα ούρα .

Η μάζα φασματομετρία είναι μια τεχνική που μετράει την μάζα των ιόντων και την αφθονία τους. Χρησιμοποιείται για να αναγνωρίσει και να ποσοτικοποιήσει συστατικά σε δείγματα.

Η τεχνική GC/MS συνδυάζει την αέρια χρωματογραφία με τη μάζα φασματομετρία. Η GC διαχωρίζει συστατικά ενός δείγματος σε αέρια φάση, πριν να εισαχθούν στο MS.

Πρόκειται για ένα γρήγορο τεστ για περιορισμό των πιθανοτήτων.

Η μέθοδος επιλογής για επιβεβαίωση αποτελεσμάτων.

Μία διαδικασία που περιλαμβάνει τη συλλογή, την επεξεργασία και την αναγνώριση των ουσιών που υπάρχουν σε ένα βιολογικό δείγμα.

Η διαίρεση του αρχικού δείγματος σε δύο μέρη έχει ως στόχο τη διενέργεια γενικού screening και επιβεβαίωσης των αποτελεσμάτων.

Η ανάλυση των ουσιών που βρίσκονται σε βιολογικά δείγματα γίνεται με διάφορες μεθόδους και διαδικασίες.

Η υψηλή ακρίβεια της φασματομετρίας μάζας επιτρέπει την απόλυτη ταυτοποίηση ενώσεων ακόμη και σε πολύ χαμηλές συγκεντρώσεις.

Η φασματομετρία μάζας έχει καθιερωθεί ως η πιο διαδεδομένη τεχνική ανάλυσης σε πολλούς επιστημονικούς τομείς.

Η  ανάλυση  τριχών   προσφέρει   ένα   πολύ  μεγαλύτερο   χρονικό    εύρος    ανίχνευσης   των  υλικών   από   ό,τι   το  αίμα  ή   τα  ούρα  .

Η ανάλυση τριχών είναι επιθυμητό να γίνεται όταν η χρήση είναι μακροχρόνια .

Η ανάλυση τριχών προσφέρει πλεονέκτημα στην προσδιορισμό του χρόνου χρήσης του άτομου .

Η ανάλυση τριχών προσφέρει ένα πολύ μεγαλύτερο χρονικό εύρος ανίχνευσης ουσιών σε σχέση με το αίμα ή τα ούρα.

Η ανάλυση τριχών επιτρέπει την ανίχνευση ουσίες σε βάθος χρόνου, ανεξάρτητα από περίοδους αποχής.

Η τρίχα συλλέγει ουσίες από διάφορες πηγές: αίμα, ιδρωτοποιούς αδένες, σμηγματογόνους αδένες , καθώς και από εξωτερική επιμόλυνση.

Η ανάλυση τριχών έχει ένα πολύ μεγαλύτερο χρονικό εύρος ανίχνευσης ουσιών σε σχέση με το αίμα ή τα ούρα.

Η ανάλυση τριχών είναι επιθυμητό να γίνεται όταν η χρήση είναι μακροχρόνια .

Η ανάλυση τριχών προσφέρει πλεονέκτημα στις περισσότερες περιπτώσεις , ότι μπορεί να δηλώσει την παρελθοντική χρήση .

Η ανάλυση τριχών προσφέρει πλεονέκτημα, καθώς επιτρέπει την ανίχνευση ουσιών σε βάθος χρόνου, όχι μόνο πρόσφατης.

Η συλλογή τριχών είναι εύκολη και ελάχιστα επεμβατική, με δυνατότητα επαναληπτικής δειγματοληψίας.

Η ανάλυση τριχών προσφέρει ένα πολύ μεγαλύτερο χρονικό εύρος ανίχνευσης των υλικών από ό,τι το αίμα ή τα ούρα .

Η τεχνική GC/MS συνδυάζει την αέρια χρωματογραφία (GC) με τη μάζα φασματομετρία (MS). Η GC διαχωρίζει τα συστατικά ενός δείγματος σε αέρια φάση, ενώ το MS μετράει τη μάζα των ιόντων για τον εντοπισμό και την ποσοτικοποίηση των συστατικών. Ακριβώς σαν να χωρίζετε πρώτα τα υλικά σας με χρώμα και μετά να τα μετράτε με ζυγαριά.

Η άμεση εισαγωγή είναι μια μέθοδος για την εισαγωγή καθαρά στερεά δείγματα στο MS. Το δείγμα τοποθετείται σε μια ράβδο που εισάγεται στην εκκενωμένη πηγή του MS. Όπως η τοποθέτηση μιας πλακέτας σε μια συσκευή που μετράει τις ιδιότητες της.

Η υγρή χρωματογραφία (LC) διαχωρίζει τα συστατικά ενός δείγματος σε υγρή φάση, πριν να εισάγονται στο MS. H LC/MS είναι ιδανική για περίπλοκα δείγματα όπου τα συστατικά δεν μπορούν να διαχωριστούν εύκολα σε αέρια φάση. Σαν να χρησιμοποιείτε ένα φίλτρο για να διαχωρίσετε το νερό από την άμμο πριν την ανάλυση.

Το αίμα είναι ένα κύριο βιολογικό υλικό στο οποίο γίνεται ποσοτική ανάλυση. Η παρουσία μιας ουσίας στο αίμα εξαρτάται από την ημιπερίοδο ζωής της. Είναι όπως να βλέπετε τι από ό,τι έχετε φάει τελευταία παραμένει στο στομάχι σας.

Ποσοτικές μεταθανάτιες συγκεντρώσεις στο αίμα μπορούν να επηρεαστούν από διάφορους παράγοντες όπως η χημική αστάθεια μιας ουσίας. Σαν να αλλάζει η συγκέντρωση μιας ουσίας στο νερό με τον καιρό λόγω της αποσύνθεσής της.

Συνήθως, η ανίχνευση μιας ουσίας στο αίμα δείχνει εάν ένας οργανισμός είναι υπό την επήρεια της. Η παρουσία της στο αίμα εξαρτάται επίσης από την ημιπερίοδο ζωής της. Σαν να έχετε πάρει ένα φάρμακο που δεν δρα άμεσα , αλλά η επήρεια του κράτα για ώρα.

Το ενδοφθάλμιο υγρό είναι κύριο βιολογικό υλικό στο οποίο γίνεται ποσοτική ανάλυση, ιδίως για την ανίχνευση αλκοόλ, σε περιπτώσεις μερική σήψη του σώματος. Όπως να διερευνάτε τι έχει συμβεί σε μια σιωπηλή σειρά .

Ο σίελος είναι ένα εύκολα συλλεγόμενο βιολογικό υλικό με μικρή πιθανότητα νοθείας. Η συγκέντρωση μιας ουσίας στο σίελο σχετίζεται γενικά με την συγκέντρωση της στο αίμα. Σαν να παίρνετε ένα δείγμα από ένα ποτάμι για να δειτε τι κυκλοφορεί στο νερό .

Η ανάλυση τριχών προσφέρει πλεονέκτημα , καθώς επιτρέπει τον εντοπισμό μιας ουσίας σε βάθος χρόνου , ανεξάρτητα από περίοδους αποχής. Σαν να αναλύετε ένα τραγούδι για να βρείτε πληροφορίες για τον τραγουδιστή μέσα σε πολλά χρόνια.

Η τριχα συλλέγει ουσίες από διάφορες πηγές : αίμα , ιδρωτοποιούς αδένες , σμηγματογόνους αδένες , καθώς και από εξωτερική επιμόλυνση . Είναι σαν να είναι μια σφουγγαρά που ρουφά οτιδήποτε έρχεται σε επαφή μαζί της.

Η ανάλυση βιομαρτύρων, ειδικά των μεταβολιτών στα ούρα, παρέχει τις πιο αξιόπιστες πληροφορίες για την έκθεση σε Φθαλικά. Τα Φθαλικά είναι χημικές ουσίες που εντοπίζονται σε πλαστικά, καλλυντικά και άλλα προϊόντα.

Η ανάλυση βιομαρτύρων για Φθαλικά, ειδικά η μέτρηση των μεταβολιτών στα ούρα, παρέχει πιο αξιόπιστα αποτελέσματα για την έκθεση σε σχέση με την ανάλυση μητρικών ενώσεων. Αυτό συμβαίνει γιατί οι μεταβολίτες εκκρίνονται στα ούρα σε υψηλότερες συγκεντρώσεις.

Τα DEHP και DEP είναι δύο είδη Φθαλικών. Το DEHP είναι μια χημική ουσία που βρίσκεται σε πλαστικά, όπως τα ιατρικά πλαστικά και τα παιχνίδια. Το DEP βρίσκεται σε καλλυντικά και αρώματα.

Η συλλογή και η ανάλυση βιολογικών δειγμάτων για Φθαλικά μπορεί να επηρεαστεί από μια σειρά παραγόντων. Ένας σημαντικός παράγοντας είναι η πιθανότητα συνεισφοράς στην επιμόλυνση από τα ίδια υλικά που χρησιμοποιούνται στην εργαστηριακή διαδικασία.

Για να μειωθεί η πιθανότητα επιμόλυνσης κατά τη δειγματοληψία για Φθαλικά, είναι προτιμότερο να μετράμε τους μεταβολίτες των Φθαλικών στα ούρα μ αντί για τις μητρικές ενώσεις. Αυτή η προσέγγιση ελαχιστοποιεί τον κίνδυνο επιμόλυνσης από τα υλικά που χρησιμοποιούνται στην εργαστηριακή διαδικασία.

Για την ανάλυση των Φθαλικών, χρησιμοποιούνται δύο κύριες τεχνικές: η υγρή χρωματογραφία υψηλής απόδοσης / φασματομετρία μάζας (HPLC/MS) και η αέρια χρωματογραφία / φασματομετρία μάζας (GC/MS). Η HPLC/MS χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των μεταβολιτών, ενώ η GC/MS χρησιμοποιείται για την εκτίμηση των μητρικών ενώσεων

Τα οργανοφωσφορικά φυτοφάρμακα είναι ένα είδος φυτοφαρμάκων που χρησιμοποιούνται ευρέως στη γεωργία και σε οικίες. Η έκθεση στις οὐσίες αυτές μπορεί να προκαλέσει carδιοτοξικότητα, ναυτία, πονοκεφάλους και αυξημένο πτυαλισμό.

Η ανάλυση ούρων είναι η πιο κοινή μέθοδος για την αξιολόγηση της έκθεσης σε οργανοφωσφορικά φυτοφάρμακα. Ωστόσο, η ερμηνεία των δεδομένων στα ούρα μπορεί να είναι δύσκολη λόγω της πενιχρής έκθεσης του γενικού πληθυσμού και της δύσκολης ταυτοποίησης της μήτρικής ένωσης που εκτέθηκε κάποιος.

Η ανάλυση αίματος είναι ο πιο αξιόπιστος τρόπος για την εκτίμηση της έκθεσης στα οργανοφωσφορικά φυτοφάρμακα. Σας παρέχει μία άμεση εικόνα της έκθεσης σε μία συγκεκριμένη χρονική στιγμή.