Análisis Químico Toxicológico

ANÁLISIS QUÍMICO TOXICOLÓGICO

1.- Generalidades.

Por análisis toxicológico se entiende el conjunto de procesos analíticos encaminados a poner de manifiesto la presencia de una sustancia tóxica en una muestra. Mediante éste, los tóxicos se identifican y se cuantifican teniendo en cuenta sus propiedades físico-químicas.

La principal característica diferencial del análisis toxicológico en relación a otras clases de análisis químicos, es que en la mayoría de los casos no se trabaja sobre la muestra problema, sino que es preciso extraer o separar el producto tóxico de la muestra, antes de efectuar en él las reacciones de identificación y cuantificación.

La muestra problema puede ser un fluido biológico (sangre, orina, saliva), o porciones de tejido (hígado, riñón, cerebro, uñas, pelos), en los que se debe buscar la presencia de un producto exógeno (xenobiótico), con el objeto de informar a los tribunales de justicia (toxicología judicial o forense) o para establecer un diagnóstico y/o controlar la efectividad del tratamiento terapéutico (toxicología clínica). En ciertas ocasiones el análisis toxicológico se realiza sobre un comprimido medicamentoso, restos de vegetales, residuos en una taza, vaso, botellas, alimentos, bebidas o envases, etc.

Si la separación de la sustancia no es correcta, si la posterior purificación del extracto obtenido no es suficiente y si no se logra aislar el o los tóxicos que pudieran estar presentes simultáneamente, existirá mucha probabilidad de que el resultado sea erróneo. El analista tiene frecuentemente que establecer en cada caso el margen entre la purificación necesaria y la suficiente.

Como consecuencia de todo lo expuesto, se deduce claramente que existen 2 vías de análisis toxicológico, la primera se refiere cuando ya se sospecha de un tóxico determinado, mientras que la segunda se refiere cuando se desconoce totalmente el tóxico, en éste caso se realizará todo el proceso analítico lo que supone una serie de fases que permitan el aislamiento y la determinación del tóxico.

2.- Modalidades del análisis químico - toxicológico.

A) Cuando se desconoce el tóxico, se requiere seguir una sistemática analítica toxicológica general (marcha analítica).

Esto puede tratarse de envenenamiento agudo, casos de violación, programas de rehabilitación, etc. Envuelve tanto análisis cualitativo como cuantitativo y proporciona un gran reto para el analista, ya que existen muchas sustancias potencialmente tóxicas, que un solo análisis no puede proporcionar resultados definitivos y deben establecerse procedimientos normalizados de trabajos que garanticen, un trabajo sistemático y unos resultados confiables.

La repuesta para este tipo de análisis debe ser rápida y simple, las dos palabras claves son diagnóstico y pronóstico; un resultado negativo o positivo es suficiente para un diagnóstico, pero un análisis positivo puede ser seguido de una cuantificación en la sangre del paciente que tendrá un valor pronóstico.

B) Cuando se busca una determinada sustancia.

Se realizan técnicas de identificación específicas para la sustancia en cuestión, en estos casos se requiere saber concentración plasmática, como en el caso del monitoreo terapéutico de drogas, control de concentración sanguínea en exposición ocupacional etc, para los cuales se hace necesario un análisis cuantitativo de un analito conocido que requiere de tiempo para los procedimientos y determinación en equipos adecuados.

En general, se requiere de la separación del medio, procesos de purificación y a su vez, concentración del producto problema. Cuando se busca un compuesto determinado, se eligen los procedimientos de separación, purificación, etc.; más apropiados a su naturaleza química, con el fin de obtener los mejores rendimientos. Ello permite también el empleo de menor cantidad de muestra.

3.- Fases de un análisis toxicológico general.

3.1.- Preparación de la muestra.

3.2.- Separación o extracción del tóxico de la muestra problema.

3.3.- Purificación de los extractos obtenidos.

3.4.- Identificación del tóxico.

3.5.- Determinación o valoración cuantitativa.

3.1.- PREPARACIÓN DE LA MUESTRA.

Antes de aplicar una separación apropiada, se hace necesario hacer algún procedimiento sobre la muestra biológica. Si se trabaja con fluidos, las drogas se presentan generalmente como solutos y el ajuste de pH puede ser el único requerimiento previo necesario para la aplicación del procedimiento de separación.

En el caso de muestras semisólidas como tejidos, la integridad estructural de la muestra debe ser destruida antes de la separación de la droga o tóxico. La técnica más común es la de la homogeneización. Los tejidos deben ser cortados, congelados y pulverizados en ese estado.

Otras técnicas pueden usarse complementarias o sustituyentes de la homogeneización.

La técnica a escoger, dependerá en gran parte de las características del material biológico. Por ejemplo, el cerebro es suave y fácilmente convertido a una consistencia deseable por homogeneización en fase acuosa. En contraste, el músculo esquelético es duro, y requiere un tratamiento pre-homogeneización para obtener una adecuada dispersión.

La escogencia del solvente para homogeneización puede ser crítico, un resumen de los más usados se presenta en la tabla 1. Es particularmente importante que el solvente para homogeneización facilite la dispersión del tejido y la estabilidad química de la droga o tóxico en estudio.

Por ejemplo, los tejidos son generalmente homogeneizados en HCl 0.1N cuando se ensayan drogas básicas; esto asegura la estabilidad química de las drogas y reduce su unión a constituyentes tisulares porque favorece la ionización.

Bases débiles en medio ácido ionización

TABLA No 1

CARACTERÍSTICAS DE SOLVENTES DE HOMOGENEIZACIÓN

SOLVENTE VENTAJAS DESVENTAJAS

H2O Relativamente inerte, buen solvente, no destruyen componentes tisulares. No desnaturaliza todas las enzimas, el pH final puede variar con el tejido.

Ácido diluído (0,1N) Buen solvente, desnaturaliza la mayoría de las enzimas. Alguna desnaturalización protéica, el compuesto puede ser inestable al pH final Puede formarse mucha espuma y jabón.

Ácido fuerte Desnaturaliza todas las enzimas. Se forma agregación y floculación severa.

3.2.- EXTRACCIÓN.

Los métodos de extracción deben ser adecuados para una amplia variedad de muestra, eficientes a concentraciones bajas y aplicables a muchas sustancias.

A pesar de las modernas técnicas de identificación, la detección exitosa es aún muy dependiente de la eficiencia en el método de extracción. Sin embargo, no existe un método único adecuado para todas las muestras o para todos los compuestos tóxicos. De hecho, la habilidad para escoger el mejor método de extracción es tan importante para el toxicólogo, como para el médico seleccionar el mejor tratamiento.

Hay varios factores que pueden influenciar la escogencia del método entre ellos: el objetivo del análisis, el tipo de muestra, los recursos disponibles, la naturaleza del tóxico, etc.

Para fines analíticos, los toxicólogos clasifican los tóxicos de acuerdo a los métodos usados para la extracción:

1.- Tóxicos volátiles: Aislados por destilación o microdifusión.

2.- Tóxicos metálicos: Aislados por oxidación de la materia orgánica.

3.- Tóxicos orgánicos, no volátiles: Aislados por extracción con solventes

orgánicos.

4.- Aniones tóxicos: Aislados por diálisis o métodos de intercambio iónico.

5.- Tóxicos variados: Requieren técnicas especiales de extracción.

Esta clasificación no es rígida, ya que muchas sustancias pueden ser extraídas por más de uno de esos métodos y algunas veces, la combinación de métodos es necesaria para una extracción eficiente.

3.2.1.- EXTRACCIÓN DE TÓXICOS VOLÁTILES: Destilación y Microdifusión.

La destilación es una técnica analítica por medio de la cual se separan sustancias líquidas, dependiendo de su punto de ebullición. Una mezcla de sustancias líquidas con punto de ebullición distantes se puede separar muy bien por destilación.

Los compuestos, especialmente los orgánicos, se pueden separar por esta técnica con buenos resultados. En toxicología, además de la destilación simple, también se utiliza la destilación con arrastre de vapor, especialmente para aquellas sustancias que se descomponen antes de llegar a su punto de ebullición. La destilación se puede realizar en medio ácido o medio básico, dependiendo de la naturaleza de las sustancias.

Durante el proceso de calentamiento las proteínas son coaguladas y una parte de fracción lipídica forma moléculas menos complejas, lo que permite utilizar el residuo de la destilación para la determinación de los tóxicos orgánicos no volátiles.

Equipo para el procedimiento de destilación.

• Mantas de calentamiento de temperatura regulable.

• Condensador

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