Судебная токсикология — это междисциплинарная область, которая объединяет принципы токсикологии с экспертизой в таких дисциплинах, как аналитическая химия , фармакология и клиническая химия, для оказания помощи в медицинском или юридическом расследовании смерти, отравления и употребления наркотиков. [1] Главным направлением судебной токсикологии являются не правовые последствия токсикологического расследования или используемые методологии, а скорее получение и точная интерпретация результатов. Токсикологические анализы могут охватывать широкий спектр образцов. В ходе расследования судебный токсиколог должен учитывать контекст расследования, в частности любые зафиксированные физические симптомы и любые доказательства, собранные на месте преступления, которые могут сузить поиск, такие как пузырьки с таблетками, порошки, следовые остатки и любые доступные химикаты. Вооружившись этой контекстной информацией и образцами для исследования, судебный токсиколог должен идентифицировать конкретные присутствующие токсичные вещества [2] , количественно определить их концентрации и оценить их вероятное воздействие на вовлеченное лицо. [3]
В Соединенных Штатах судебная токсикология объединяет три отдельных дисциплины: посмертную токсикологию, токсикологию человеческой деятельности и судебно-медицинскую экспертизу наркотиков (FDT). [4] Посмертная токсикология включает анализ биологических образцов, полученных во время вскрытия, для определения воздействия наркотиков, алкоголя и ядов. Анализу может подвергаться широкий спектр биологических образцов, включая кровь, мочу, содержимое желудка, ротовую жидкость, волосы и ткани. Судебные токсикологи сотрудничают с патологоанатомами, судмедэкспертами и коронерами для установления причины и характера смерти. Токсикология человеческой деятельности изучает зависимость доза-реакция между наркотиками, присутствующими в организме, и их эффектами. Эта область играет ключевую роль в формировании и реализации законов, связанных с такими видами деятельности, как вождение в состоянии алкогольного или наркотического опьянения. Наконец, судебно-медицинская экспертиза наркотиков (FDT) касается обнаружения употребления наркотиков в таких контекстах, как рабочее место, спортивный допинг, испытательный срок, связанный с наркотиками, и скрининг новых кандидатов на работу. [3]
Идентификация принятого внутрь вещества часто является сложной задачей из-за естественных процессов организма (как описано в ADME ). Химическое вещество редко сохраняется в своей первоначальной форме, попав в организм. Например, героин быстро подвергается метаболизму , в конечном итоге превращаясь в морфин . Следовательно, тщательное изучение таких факторов, как следы инъекций и химическая чистота, становится обязательным для точной диагностики. [5] Кроме того, вещество может подвергаться разбавлению по мере распространения по организму. В отличие от регулируемой дозы наркотика, которая может содержать граммы или миллиграммы активного компонента, отдельный исследуемый образец может состоять только из микрограммов или нанограммов .
Алкоголь получает доступ к центральной нервной системе, попадая в кровоток через слизистую оболочку желудка и тонкого кишечника. Затем он пересекает гематоэнцефалический барьер через кровеносную систему. Поглощенный алкоголь может ослабить рефлексы, нарушить нервные импульсы, продлить мышечные реакции и повлиять на различные другие физиологические функции во всем организме. [6]
Подобно алкоголю, марихуана всасывается в кровь и пересекает гематоэнцефалический барьер. Примечательно, что ТГК, высвобождаемый из марихуаны, связывается с каннабиноидными рецепторами CB-1, вызывая различные эффекты. Эти эффекты включают в себя изменения настроения, измененное восприятие времени и повышенную чувствительность, среди прочего. [7]
Кокаин, в отличие от марихуаны или алкоголя, является мощным стимулятором. Попадая в кровоток, он быстро достигает мозга в течение нескольких минут, вызывая значительный всплеск уровня дофамина. Эффекты кокаина интенсивны, но кратковременны, обычно длятся около 30 минут. Основной способ введения — через носовое вдыхание (нюхание), хотя его также можно курить в форме кристаллического камня. Быстрое повышение уровня дофамина во время использования способствует выраженному и сложному снижению, часто побуждая людей искать более высокие дозы при последующем использовании, чтобы достичь тех же эффектов, что и ранее. Такая модель может способствовать развитию зависимости. Эффекты употребления кокаина включают повышенную энергию и эйфорию, сопровождающиеся потенциальными негативными эффектами, такими как паранойя, учащенное сердцебиение и беспокойство, среди прочего. [8]
Образец мочи , взятый из мочевого пузыря , можно получить как добровольно, так и после смерти. Примечательно, что моча менее подвержена вирусным инфекциям, таким как ВИЧ или гепатит В, по сравнению с образцами крови. [9] Многие наркотики обнаруживаются в моче в более высоких концентрациях и более продолжительное время по сравнению с кровью. Сбор образцов мочи — неинвазивный процесс, не требующий профессиональной помощи. Хотя моча обычно используется для качественного анализа, она не дает указаний на нарушение, поскольку наличие наркотиков в моче просто указывает на предшествующее воздействие. [10] Продолжительность обнаружения наркотиков в моче варьируется; например, алкоголь обнаруживается в течение 7–12 часов, метаболиты кокаина — в течение 2–4 дней, а морфин — в течение 48–74 часов. Марихуана, вещество с различным временем обнаружения в зависимости от характера употребления, может быть обнаружена в течение 3 дней после однократного употребления, 5–7 дней при умеренном употреблении (четыре раза в неделю), 10–15 дней при ежедневном употреблении и менее 30 дней при длительном интенсивном употреблении, в зависимости от частоты и интенсивности потребления. [11]
Образец крови объемом около 10 мл (0,35 унции imp fl; 0,34 унции us fl) обычно достаточен для проверки и подтверждения большинства распространенных токсичных веществ. Образец крови предоставляет токсикологу профиль вещества, под воздействием которого находился субъект во время сбора; по этой причине этот образец является предпочтительным для измерения содержания алкоголя в крови в случаях вождения в нетрезвом виде . [12]
Волосы способны регистрировать средне- и долгосрочное или высокодозовое злоупотребление психоактивными веществами. Химические вещества в кровотоке могут переноситься в растущие волосы и сохраняться в фолликуле , что дает приблизительную хронологию событий приема наркотиков. Волосы на голове растут со скоростью приблизительно от 1 до 1,5 см в месяц, поэтому поперечные сечения из разных участков фолликула могут дать оценку того, когда было принято вещество. Тестирование на наркотики в волосах не является стандартным для всей популяции. Чем темнее и грубее волосы, тем больше наркотика будет обнаружено в волосах. Если два человека употребили одинаковое количество наркотиков, у человека с более темными и грубыми волосами будет больше наркотика в волосах при тестировании. Это поднимает вопросы возможной расовой предвзятости в тестах на наркотики с образцами волос. [13] Образцы волос анализируются с помощью иммуноферментного анализа (ИФА). В ИФА антиген должен быть иммобилизован на твердой поверхности, а затем объединен с антителом, связанным с ферментом. [7]
Костный мозг можно использовать для тестирования, но это зависит от качества и доступности костей. Пока нет доказательств того, что определенные кости лучше других, когда дело доходит до тестирования. Извлечение костного мозга из больших костей проще, чем из маленьких. [14] Судебные токсикологи часто используют костный мозг, чтобы определить, какой тип ядов использовался, среди которых может быть кокаин или этанол. [15] Этанол, в частности, является одним из наиболее злоупотребляемых наркотиков во всем мире, будь то употребление алкоголя и злоупотребление им, являющееся основной причиной смерти. Самоубийства, автокатастрофы и различные преступления часто совершаются под воздействием сильного алкоголя. Процесс определения этанола позволяет судебным токсикологам использовать костный мозг после смерти и изолировать уровень этанола, который был у человека, и скорость метаболизма, с которой можно проследить до момента смерти. [16]
Другие телесные жидкости и органы могут предоставить образцы, в частности образцы, собранные во время вскрытия . Обычным образцом вскрытия является содержимое желудка умершего, которое может быть полезно для обнаружения непереваренных таблеток или жидкостей, которые были приняты до смерти. В сильно разложившихся телах традиционные образцы могут быть недоступны. Стекловидное тело из глаза может быть использовано, так как фиброзный слой глазного яблока и глазницы черепа защищает образец от травм и фальсификации. Другими распространенными органами, используемыми для токсикологии, являются мозг, печень и селезенка. [12]
Обнаружение наркотиков и фармацевтических препаратов в биологических образцах обычно осуществляется путем первоначального скрининга, а затем подтверждения соединения(й), которое может включать количественное определение соединения(й). Скрининг и подтверждение обычно, но не обязательно, проводятся с помощью различных аналитических методов. Каждый аналитический метод, используемый в судебной токсикологии, должен быть тщательно протестирован путем проведения валидации метода, чтобы гарантировать правильные и неоспоримые результаты в любое время. Выбор метода тестирования в значительной степени зависит от того, какое вещество ожидается найти, и от материала, на котором проводится тестирование. [17] Обычно используется схема классификации, которая помещает яды в такие категории, как: едкие вещества, газы и летучие вещества, металлические яды, нелетучие органические вещества и прочие. [3]
Иммуноферментный анализ требует забора крови и использования антител для обнаружения реакции с веществами, такими как наркотики. Вещества должны быть специфичными. Это наиболее распространенный метод скрининга на наркотики. Используя целевой наркотик, тест покажет вам, является ли он положительным или отрицательным для этого наркотика. При прохождении теста может быть 4 результата. Эти результаты могут быть истинно положительными, ложноотрицательными, ложноположительными и истинноотрицательными. [14]
Газовая хроматография-масс-спектрометрия ( ГХ-МС ) является широко используемым аналитическим методом для обнаружения летучих соединений. Методы ионизации, наиболее часто используемые в судебной токсикологии, включают электронную ионизацию (ЭИ) или химическую ионизацию (ХИ), причем ЭИ является предпочтительным в судебно-медицинском анализе из-за его подробных масс-спектров и большой библиотеки спектров. Однако химическая ионизация может обеспечить большую чувствительность для определенных соединений, которые имеют функциональные группы с высоким сродством к электрону. [18]
Жидкостная хроматография-масс-спектрометрия ( ЖХ-МС ) позволяет анализировать полярные и менее летучие соединения. Для этих аналитов не требуется дериватизация, как в ГХ-МС, что упрощает подготовку образцов. В качестве альтернативы иммуноферментному скринингу, который обычно требует подтверждения с помощью другой методики, ЖХ-МС обеспечивает большую селективность и чувствительность. Это впоследствии снижает вероятность ложноотрицательного результата, который был зарегистрирован при иммуноферментном скрининге наркотиков с использованием синтетических катинонов и каннабиноидов. [19] Недостатком ЖХ-МС по сравнению с другими аналитическими методами, такими как ГХ-МС, является высокая стоимость оборудования. Однако недавние достижения в области ЖХ-МС привели к более высокому разрешению и чувствительности, что помогает в оценке спектров для идентификации судебно-медицинских аналитов. [20]
Соединения, предположительно содержащие металл, традиционно анализируются путем разрушения органической матрицы путем химического или термического окисления. Это оставляет металл, который необходимо идентифицировать и количественно определить в неорганическом остатке, и его можно обнаружить с помощью таких методов, как тест Рейнша , эмиссионная спектроскопия или рентгеновская дифракция . К сожалению, хотя это и идентифицирует присутствующие металлы, оно удаляет исходное соединение и, таким образом, затрудняет попытки определить, что могло быть проглочено. Токсическое воздействие различных металлических соединений может значительно различаться. [12]