CHAÁT ÑOÄC HÖÕU CÔ PHAÂN LAÄP BAÈNG PHÖÔNG PHAÙP CAÁT KEÙO THEO HÔI NÖÔÙC
HYDROGEN CYANID HCN (ACID HYDROCYANIC, ACID CYANHYDRIC, ACID PRUSSIC) & DAÃN XUAÁT CYANID
MỤC TIÊU 1. Hiểu rõ nguồn gốc, tính chất, độc tính của acid hydrocyanid và các dẫn xuất cyanid. 2. Trình bày đƣợc nguyên nhân gây độc, triệu chứng, cách điều trị ngộ độc các chất này. 3. Nêu đƣợc nguyên tắc của phƣơng pháp kiểm nghiệm acid hydrocyanic và các dẫn xuất cyanid.
MỤC TIÊU 1. Hiểu rõ nguồn gốc, tính chất, độc tính của acid hydrocyanid và các dẫn xuất cyanid. 2. Trình bày đƣợc nguyên nhân gây độc, triệu chứng, cách điều trị ngộ độc các chất này. 3. Nêu đƣợc nguyên tắc của phƣơng pháp kiểm nghiệm acid hydrocyanic và các dẫn xuất cyanid.
ĐẠI CƢƠNG Nguồn gốc cyanid -Chủ yếu từ các nguồn nhân tạo trong môi trường, một phần một phần từ đốt sinh khối, núi lửa và các quá trình sinh hóa tự nhiên từ thực vật bậc vật bậc cao, vi khuẩn và nấm -Hydrogen cyanid (HCN) là chất khí được tạo thành do sự phối sự phối hợp giữa acid và các muối cyanid
dễ dàng
ĐẠI CƢƠNG Nguồn gốc Công nghiệp: - Ngành mạ kim loại (nhằm nâng cao độ bền, tính dẫn điện, và / hoặc dẫn điện của kim loại rắn), sx chất dẻo , thủy tinh , luyện quặng.. - dd rửa hình, chất đánh bóng bạc và kim loại, keo dán sắt ... do khả năng tạo thành phức hợp ổn định với nhiều kim loại (KCN, NaCN)
- Sản phẩm phụ của sự đốt cháy plastic, gỗ, len, các sản phẩm tổng hợp khác.... Nông nghiệp: thuốc trừ sâu, diệt cỏ, diệt chuột, côn trùng ( etyl thiocyanat, metyl thiocyanat )
Nguồn gốc Y học: - Thuốc kháng ung thư Laetrile. - Thuốc dãn mạch, trị cao huyết áp Natrinitroprusside - Hg(CN)2 dùng làm thuốc trị giang mai. Chiến tranh: Chất độc hóa học (Zyklon), thuốc khai hoang (CaCN2).
Tự nhiên: Amygdalin và các cyanogenic glycoside khác được tìm thấy trong hạt thực vật (hạnh nhân đắng, mơ, mận..) lá anh đào, khoai mì (linamarin), măng tre, nấm độc ... Tổng hợp hóa học Hóa phân tích
Tính chất - HCN là chất lỏng không màu hay màu xanh nhạt hoặc dạng khí, dễ bay hơi, dễ tan trong cồn. -NaCN là bột tinh thể màu trắng - KCN là bột tinh thể dễ bị chảy - HCN vị đắng, nóng, mùi hạnh nhân nhẹ. -HCN là một axit yếu với pKa 9,2 HCN và CN- có thể chuyển đổi dựa trên pH và nhiệt độ. -Được hấp thu dễ dàng qua nhiều đường: đường uống, da, màng nhày và đường hô hấp. - Chất độc cực mạnh, tác động nhanh nhất trong các chất độc
Dƣợc động học Hấp thu -Một số muối cyanid (KCN và NaCN) nhanh chóng phân ly trong nước sau khi hấp thu qua đường uống.
ở dạng không ion hóa trong dạ dày (US EPA, 1992) và điều kiện trung tính. HCN và các muối cyanid chủ yếu ở dạng HCN ở pH acid của dạ dày và đường tiêu hóa thấp hơn được hấp thụ theo cơ chế khuếch tán thụ động qua màng lipid của lớp nhung mao ruột. -HCN
Hấp thu -HCN được hấp thu nhanh chóng sau khi hít vào, nhập vào các lớp biểu bì.
rồi thâm
-Sự
hấp thu khí HCN qua da cũng được quan sát ở người (sống trong vùng không khí chứa HCN 2%). -KCN và NaCN là những chất ăn mòn da, có thể làm tăng hấp thụ qua da. Trong trường hợp không gây ăn mòn da, các ion cyanid được hấp thu hoàn toàn ít hơn HCN qua đường da.
Phân bố -HCN đi vào hệ tuần hoàn sau khi hít vào (Yamamoto et al, 1982;. Potter, 1950).
hoặc hấp thu qua da
-Cyanid cũng đã được tìm thấy trong phổi, tim, máu, thận, và bộ não của con người đã chết sau khi uống hoặc hít phải HCN (Gettler và Baine, 1938). -Ngay sau khi tiếp xúc cyanid bằng đường uống, ở dạ dày xuất hiện nồng độ cao nhất của cyanid. Mô khác có chứa cyanid bao gồm gan, não, lá lách, máu, thận, phổi (Ansell và Lewis, 1970). -Một lượng nhỏ cyanid thường hiện diện trong huyết tương (0140 mg/L) và trong mô (<0,5 mg/kg CN-) (ATSDR, 2006; Feldstein và Klendshoj, 1954).
Phân bố -Chandra et al. (1980): người không hút thuốc và không tiếp xúc nghề nghiệp liên quan cyanid có trung bình 3,2 mg CN/100 ml máu; người hút thuốc có nồng độ cyanid trong máu trung bình 4,8 mg/100 ml. - Nồng độ nền (background level) là do tiếp xúc với thực phẩm cyanogenic, vitamin B12, và khói thuốc lá một cách thụ động. -Cyanid ưu tiên liên kết với hemoglobin trong hồng cầu, không tích lũy trong các mô dưới dạng ion CN- sau khi tiếp xúc bằng đường uống mạn tính (Leuschner et al, 1991; Chen và Rose, 1952).
Chuyển hóa đường chuyển hóa chính của cyanid là chuyển đổi thành hợp chất thiocyanat có độc cấp tính cấp thấp hơn, chủ yếu nhờ rhodanese (thiosulfate:cyanide sulfurtransferase) (enzym ti thể), và có thể nhờ 3-mercaptopyruvate sulfurtransferase (chỉ có tác dụng antidote ở một vài động vật có vú). -Phản ứng xảy ra gồm 2 bước: B1: thiosulfat phản ứng với nhóm thiol của cystein-247 tạo -Con
thành 1 disulfid. B2: Disulfid phản ứng với cyanid tạo thành thiocyanat (SCN-)
Chuyển hóa -Chuyển hóa thành thiocyanat chiếm 60-80% liều cyanid. - Những đường chuyển hóa phụ bao gồm chuyển hóa tạo thành HCN hay 2-aminothiazoline-4-carboxylic acid (ATSDR, 2006). (phản ứng với cystin tạo thành 2-aminothiazoline-4carboxylic chiếm khoảng 15% liều tiêm cyanid ở chuột (Wood và Cooley, 1956)). -Một
lượng nhỏ cyanid được chuyển đổi thành CO2 hoặc bài tiết dưới dạng không thay đổi HCN trong không khí thở ra.
-Con đường giải độc tự nhiên: cyanid (nồng độ thấp) phản ứng với methemoglobin trong hồng cầu cyanomethemoglobin trong máu (Lundquist et al., 1985) cơ sở cho giai đoạn đầu của điều trị ngộ độc cyanide cấp tính, như điều trị bằng thuốc amyl nitrite hoặc sodium nitrite cho các nạn nhân độc cyanide (Klaassen, 2001). -Amyl nitrit và natri nitrit (oxi hóa): tăng chuyển đổi hemoglobin thành methemoglobin phản ứng với CN- để giảm sự tương tác CN- với cytochrom oxidase của mô. cyanid được khử độc bằng cách phóng thích chậm cyanomethemoglobin và cytochrome oxidase và sau chuyển đổi thành SCN- nhờ enzyme rhodanese.
từ đó
-Sodium thiosulfat (giai đoạn thứ hai của điều trị ngộ độc cyanid cấp tính): tăng tốc giải độc bằng cách cung cấp các cơ chất có chứa sulfur cho phản ứng. -Các chất khác được sử dụng để giải độc cyanid: hydroxycobalamin (vitamin B12a: liên kết với cyanid để tạo thành cyanocobalamin (vitamin B12)); Coban edetate được sử dụng như một thuốc giải độc ở một số quốc gia do ái lực cao của coban với cyanide (Klaassen, 2001).
Thải trừ -Cyanid chủ yếu được bài tiết trong nước tiểu thiocyanat sau khi hít phải và tiếp xúc bằng miệng.
dưới dạng
-Một lượng nhỏ được bài tiết trong nước tiểu như cyanid hay như HCN hoặc carbon dioxid (CO2) trong không khí thở ra.
ĐỘC TÍNH Cơ chế gây ngộ độc Ức chế enzym cytocrom C oxidase, ngăn cản sự vận chuyển điện tử trong chuỗi hô hấp tế bào: cyanid tạo phức hợp với hem của cytocrom, ngăn cản sự kết hợp với oxy của hem. -
-Tổ chức của máu
tế bào bị hủy hoại do không sử dụng được oxy giảm oxy mô
-Trung tâm hô hấp ở hành tủy giảm oxy nhiều nhất ngừng thở là nguyên nhân gây tử vong nhanh.
ĐỘC TÍNH Liều độc Đƣờng hô hấp (HCN)
Liều độc: 50 ppm (0,05 mg/L không khí) >150 ppm (0,15mg/L không khí) có thể gây tử vong Gây chết ngay ở nồng độ 300 ppm (0,3mg/L không khí) Giới hạn cho phép trong không khí nơi làm việc : 4,7 ppm (5mg/m3).
Qua đƣờng tiêu hóa (Cyanid)
Liều gây chết : 1,5mg/kg thể trọng
-Lượng HCN
từ không khí hít thở và nước ăn uống sẽ ít hơn so với lượng từ thực phẩm (theo Fiksel et al., 1981). - Nồng độ HCN trong khí quyển là 188 ng/m3, tương ứng với một lượng hít phải là 3,8 mg HCN/ngày, tương ứng với 54 ng HCN/kg ngày (theo ATSDR, 2006). - Những người hút thuốc có thể được tiếp xúc với 10-400 mg HCN mỗi điếu thuốc lá, trong khi người không hút thuốc tiếp xúc với khói thuốc có thể hít 0,06-108 mg HCN mỗi điếu thuốc (theo ATSDR, 2006). - Nồng
độ chất chuyển hóa chính thiocyanat (SCN-) trong nước tiểu ở những người hút thuốc cao hơn 2-5 lần cao hơn so với người không hút thuốc, cho thấy tăng đáng kể phơi nhiễm cyanide qua khói thuốc lá (theo Steinmaus et al., 2007; Brauer et al., 2006; Tsuge et al., 2000)
NGUYÊN NHÂN GÂY NGỘ ĐỘC Do tự sát hay đầu độc: (bằng HCN hay cyanid) gây chết rất nhanh và hữu hiệu.
Do tai biến: - Môi trường bị nhiễm độc khi sử dụng HCN và dẫn xuất để diệt côn trùng, diệt chuột.. - Ăn phải hạt, ngũ cốc có HCN như hạt hạnh nhân, khoai mì, măng tre, nấm độc. - Tiêm truyền nitroprussiat nhanh
Do nghề nghiệp:
việc ở nơi có nồng độ HCN cao mà không có phương tiện bảo hộ
Công nhân làm
TRIỆU CHỨNG NGỘ ĐỘC Ngộ độc cấp -Tiết nước bọt
nhiều, hơi thở có mùi hạnh nhân đắng, chóng mặt, nhức đầu, buồn nôn, nôn mửa, hồi hộp, khó thở, tăng nhịp tim, hạ huyết áp -Trung tâm hành tủy bị liệt, ngất, hôn mê, trụy tim mạch, ngừng thở .
cứng gáy, co giật, lú lẫn
- Sau 1- 2 phút, tim ngừng đập và chết rất nhanh.
TRIỆU CHỨNG NGỘ ĐỘC Ngộ độc bán cấp mặt, nhức đầu, nôn mửa, kích động, bồn chồn, lo lắng nhưng vẫn tỉnh táo. Sau đó xuất hiện các triệu chứng rối loạn thần kinh, co giật, dãn đồng tử, cứng hàm, ngạt thở, hạ huyết áp, tim đập chậm, hô hấp chậm, mặt tái xám (hội chứng cyanose), chân tay lạnh và chết sau 30’. -Chóng
-Di chứng: tổn thương tim và thần kinh.
Ngộ độc trƣờng diễn Thường xuyên bị đau đầu, nôn, chóng mặt.
ĐIỀU TRỊ Điều trị không chuyên biệt Ngộ độc qua đƣờng hô hấp - Đưa khỏi môi trường nhiễm độc. - Hô hấp nhân tạo, thở oxygen 100% hay hỗn hợp carbogen. -Trợ tim (cafein, camphor, niketamid..) - Điều trị triệu chứng: hôn mê, hạ huyết áp, co giật…
Ngộ độc qua đƣờng tiêu hóa - Gây nôn . -Rửa dạ dày, uống thêm than hoạt và thuốc tẩy xổ nhẹ
Ngộ độc qua đƣờng da - Cởi bỏ quần áo, xà bông.
rửa vùng da bị nhiễm độc với nhiều nước và
ĐIỀU TRỊ CHUYÊN BIỆT Bộ KIT antidote của Cyanid Ống hít chứa amyl nitrit (0,3mL) Natri nitrit (IV) 300mg/10mL Cơ chế: -Hợp chất nitrit [O] sắt của HEM (Fe 2+
Fe3+) tạo MetHb. -MetHb + cyanid MetHb cyanid (cyanoMetHb), giải phóng cyanid ra khỏi cytocrom oxydase Chú ý: Liều natrinitrit không được gây MetHb >25% Cần thiết: 300 mg (người lớn) 0,2 ml/kg (trẻ em) Natrithiosulfat: (Tiêm IV 5mL dung dịch 25%) Cơ chế:Thúc đẩy sự biến đổi cyanid (CN-) thành thiocyanat (SCN-) không độc và đào thải dễ dàng qua thận
ĐIỀU TRỊ CHUYÊN BIỆT CYANOKIT (Hydroxocobalamin) IV Vit B12a (Hydroxocobalamin) + cyanid cyanocobalamin(vit B12) đào thải qua nƣớc tiểu.
4-Dimethyl aminophenol (Germany) -Tác động nhanh và độc tính thấp hơn nitrit - Liều dùng: 3mg/kg
KIỂM NGHIỆM Định tính Phản ứng Grignard -HCN + acid picric/OHIsopurpurin có màu vàng cam - Nhạy, đặc hiệu, phát hiện HCN/không khí
Phản ứng xanh phổ: Trong OH-, cyanid phản ứng với Fe2+ tạo phức ferriferrocyanid có màu xanh phổ Fe4[Fe(CN)6]3 Định lƣợng Đo quang - Phương pháp tạo phức xanh phổ - Phương pháp tạo màu với thuốc thử 1-p- nitrobezaldehyd/odinitrobenzen: rất nhạy và đặc hiệu. Điện cực chọn lọc ion: nhạy và chính xác cao nhưng cần
CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH -Cyanid trong môi trƣờng thường được hấp thu trong dung dịch natri hoặc kali hydroxyt và được đo bằng phương pháp quang phổ (Agrawal et al., 1991), đo màu, điện cực chọn lọc ion hoặc sắc ký khí có bộ phận hóa hơi (GC-headspace) gắn với detector chọn lọc khí N2 (Maseda 1989 et al,; Seto et al, 1993). -Cyanid trong môi trƣờng nƣớc thường được đo bằng phương pháp so màu, chuẩn độ thể tích (US EPA, 1983), hoặc các phương pháp điện hóa sau khi tiền xử lý để tạo hydrogen cyanid và cho hấp thu trong dung dịch natri hydroxyt. -Cyanid toàn phần (bao gồm tất cả các cyanid có trong một mẫu, VD: trong nước uống) được đo bằng phương pháp đo màu bán tự động và sắc ký ion (US EPA, 1993a).
CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH tự do cũng có thể được xác định mà không cần chưng cất, phương pháp điện cực chọn lọc ion (US EPA, 2003). -Kỹ thuật sắc ký với đầu dò huỳnh quang được sử dụng để phát hiện dư lượng cyanid trong tế bào máu (Chinaka et al., 1998). Cyanid trong dịch và mô sinh học có thể được đo quang sau khi tạo phản ứng methemoglobin. -Do nhiều dạng cyanid không bền và tạo thành khí hydrogen cyanid bay hơi nên việc lấy mẫu, lưu trữ, và phân tích phải được thực hiện một cách thận trọng, tốt nhất là ngay sau khi thu thập mẫu. -Ba kỹ thuật thường được sử dụng (so màu, chuẩn độ, và điện cực chọn lọc) có thể bị vấn đề các chất cản trở (ATSDR, 1989). -Cyanid
CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH -Kim loại ngăn chặn sự chuyển đổi của cyanid thành acid formic làm giảm nồng độ hydrogen cyanid được định lượng (Dolzine et al., 1982). -Hợp chất cacbonyl cũng làm cyanid (Honig et al 1983.,).
giảm sự phục hồi hydrogen
-Natri thiosulfat có thể can thiệp với phép đo thế năng (Sylvester et al 1982.,) hoặc phân tích so màu (Ganjeloo et al., 1980). Nên cẩn thận, vì nó thường được sử dụng như một antidote của cyanid. -Giới hạn phát hiện hydrogen cyanid của các phương pháp khác nhau : khoảng 0,8-400 mg/m3 cho các mẫu không khí; 0,04-200 mg/lít đối với các mẫu dung dịch nước, và 0,8-300 mg/lít đối với các mẫu sinh học
CÁC PHƢƠNG PHÁP PHÂN TÍCH -Việc xác định cyanid trong các dịch sinh học đòi hỏi sự tách cyanid từ thiocyanat bằng phương pháp chưng cất hoặc phương pháp vi khuếch tán vào một dung dịch hấp phụ. -Cyanid được đo quang sau khi tạo phản ứng màu giữa ion cyanua và chloramines-T cộng với pyridin-pyrazolone, p benzoquinone, hoặc p-phenylene diamin. -Cyanid trong máu hiện diện chủ yếu trong các hồng cầu, trong khi thiocyanat chủ yếu trong huyết tương (Lundquist và Sorbo 1989). Do đó, một số nhà nghiên cứu đề nghị phân tích mẫu hồng cầu (McMillan và Svoboda 1982; Sano etal 1992.).
