Химические реакции и электронные приборы для определения алкоголя

Видео: Химия. Кинетика химических реакций. Скорость химической реакции. Центр онлайн-обучения «Фоксфорд»

Химические реакции на алкоголь

Для определения алкоголя в выдыхаемом воздухе в настоящее время в наркологических учреждениях России широко применяются проба Рапопорта и индикаторные трубки Мохова-Шинкаренко и "Контроль трезвости".

Проба А.М.Рапопорта

Безусловно, это проба вчерашнего дня, и в настоящее время должны применяться более современные методы. Однако она до сих пор повсеместно проводится в регионах России. Так, при анализе протоколов медицинского освидетельствования, поступивших в Минздрав РФ в 1999 г. из 60 регионов, в 75% случаев освидетельствований исследование выдыхаемого воздуха проводилось с помощью пробы Рапопорта.

Поскольку методика проведения пробы в различных медицинских изданиях изложена по-разному, мы приводим ее подробно в редакции Методических указаний Минздрава СССР (1988 г.).

В две чистые сухие пробирки наливают по 2 мл дистиллированной воды. В одну из них опускают пипетку с узким вытянутым концом, и испытуемый выдыхает через нее 1,9-2,1 л выдыхаемого воздуха. Объем воздуха дозируется продолжительностью выдоха.

Для продувания воздуха используют пипетку типа пастеровской, и воздух продувают в течение 20-30 секунд. Проходя через воду, алкоголь, содержащийся в выдыхаемом воздухе, растворяется в ней, а затем наличие его определяется с помощью следующей химической реакции.

В обе пробирки приливают осторожно по 20 капель химически чистой концентрированной серной кислоты и после этого - по 1 капле 0,5% свежеприготовленного раствора марганцевокислого калия. Необходимо тщательное выполнение технологии проведения пробы: соблюдение последовательности операций, использование свежеприготовленных дистиллированной воды и 0,5% раствора перманганата калия, чисто вымытых и высушенных пробирок и пипеток, шлангов, проведение реакции в контрольной пробирке.

Внимание! Соблюдение описанной последовательности действий обязательно. Недопустимо продувание выдыхаемого воздуха через раствор, содержащий серную кислоту, так как в этих случаях возможно попадание кислоты в дыхательные пути.

Результаты исследования оцениваются в течение 1 -2 минут с момента введения в пробирку раствора марганцевокислого калия. Если в течение 2 минут раствор в сравнении с контрольным не изменил цвета - экзогенного алкоголя в организме обследуемого нет, испытуемый на момент исследования под воздействием алкоголя не находится.

При полном или частичном обесцвечивании раствора пробу через 15-20 минут проводят повторно. Полное обесцвечивание раствора за 1-2 минуты при повторной пробе свидетельствует о наличии экзогенного алкоголя в выдыхаемом воздухе, что при точном соблюдении методики исследования может подтверждать факт потребления испытуемым спиртных напитков. Порог индикации методом Рапопорта - 0,2-0,3 промилле.

Если при повторной пробе полного обесцвечивания раствора в течение 2-х минут не наступило, результаты пробы расцениваются как отрицательные.

Изменение цвета раствора в контрольной пробирке свидетельствует о нарушении условий проведения пробы (загрязненная сосуда, некачественные реагенты) и опровергает результаты исследования.

Индикаторные трубки Мохова-Шинкаренко и «Контроль трезвости»

Они отлично зарекомендовали себя за более чем три десятилетия применения при медицинском освидетельствовании.
Эти трубки имеют сухую индикаторную набивку (реагент), что исключает необходимость в проведении каких-либо манипуляций с реактивами в момент освидетельствования.

Реагент индикаторных трубок состоит из носителя (силикагеля), импрегнированного раствором хромового ангидрида в концентрированной серной кислоте. При воздействии на реагент парами этилового спирта происходит реакция, во время которой пары спирта восстанавливают ионы 6-ти валентного хрома до ионов 3-х валентного хрома, в связи с чем оранжевый или желтый цвет реагента изменяется на зеленый, что оценивается как положительная реакция.

Несмотря на некоторую неспецифичность метода, все же индикаторные трубки выгодно отличаются от других проб тем, что при воздействии на реагент парами некоторых веществ, лекарств и ядов отсутствует положительная реакция реагента, в то время как она имеет место, например, при пробе Рапопорта.

Реагент изменяет цвет на зеленый при воздействии паров следующих веществ: этилового и иных спиртов, эфиров, ацетона, альдегидов, сероводорода. При воздействии бензина, скипидара, уксусной кислоты, камфоры, а также фенола, дихлорэтана реагент приобретаеттемно-коричневую или коричневую окраску.



При воздействии паров валидола, ментола, воды, хлороформа, хлорангидрида, керосина, аммиака, щелочи, этиленгликоля, окиси углерода, чистого выдыхаемого воздуха и слюны цвет реагента - оранжевый.

Правила пользования индикаторными трубками изложены в прилагаемой к ним инструкции. Позеленение даже нескольких кристалликов реагента в процессе проведения пробы позволяет говорить о наличии в организме освидетельствуемого алкоголя в концентрации 0,3-0,4 промилле и выше.

Порог индикации алкоголя с помощью индикаторных трубок Мохова-Шинкаренко и "Контроль трезвости" был подтвержден в НИИ наркологии в 2000 году в ходе их медицинских испытаний.

Следует отметить, что в последние годы на трубку "Контроль трезвости" не наносится красная индикаторная полоса, упоминаемая в отдельных инструкциях по освидетельствованию. Это связано с тем, что отмечаемый ею количественный критерий (0,4-0,5 промилле) практически не подтвердился.

Электронные приборы

Помимо химических реакций в практике освидетельствования все чаще применяются электронные приборы. В сравнении с химическими реакциями они имеют ряд преимуществ, одно из которых - дозируемый пробоотбор. Дело в том, что точное соответствие концентраций алкоголя между воздухом и кровью (динамическое равновесие) устанавливается в альвеоле, и для количественного определения алкоголя в выдыхаемом воздухе необходима порция именно альвеолярного воздуха.

Эмпирически установлено, что для анализа альвеолярного воздуха необходимо сбросить первые 5 объемов вредного пространства (150 мл х 5=750 мл) и исследовать последующую порцию выдыхаемого воздуха, которая и будет содержать только альвеолярный воздух.

Подавляющее большинство индикаторов и анализаторов паров алкоголя в выдыхаемом воздухе имеют пробоотборные устройства, которые позволяют не исследовать первые 750-1000 мл выдыхаемого воздуха и проводить анализ именно альвеолярного воздуха.



Первым из выпущенных в СССР индикаторов паров спирта в выдыхаемом воздухе был настольный индикатор - "Прибор паров спирта ППС-1". В настоящее время он не выпускается промышленностью, но все еще применяется на территории России и стран СНГ. Прибор основан на сорбции паров алкоголя выдыхаемого воздуха с последующей термодесорбцией и сжиганием на элементах чувствительного детектора.

Порядок работы на приборе ППС-1 подробно изложен в прилагаемой к нему инструкции по его медицинскому применению.

Следует отметить, что термокаталитический метод, реализуемый с помощью прибора ППС-1, так же, как и качественные пробы на алкоголь (проба Рапопорта, трубки Мохова-Шинкаренко и "Контроль трезвости"), неизбирательны к этиловому спирту. Указанные способы дают положительные результаты и при наличии в выдыхаемом воздухе ряда других летучих веществ, например, ацетона, эфиров, бензина. В связи с этим в практике медицинского освидетельствования перечисленные пробы используются как предварительные и их результаты должны подтверждаться другими.

Доказательное значение имеет отрицательный результат качественных проб и исследований с помощью индикаторных приборов или сочетание положительных реакций с клинической картиной опьянения.

Следующим индикатором паров алкоголя в выдыхаемом воздухе, разработанным и внедренным в производство в СССР, был "Индикатор паров алкоголя АГ-1200".

Индикатор паров алкоголя АГ-1200

Индикатор паров алкоголя АГ-1200 предназначен для выявления наличия паров алкоголя при его концентрации 100 мкг/л и более в выдыхаемом воздухе (0,2 и более промилле в крови). Он широко используется в наркологических диспансерах, кабинетах медицинского освидетельствования, приемных покоях больниц, в травматологических пунктах, на транспортных предприятиях, а также работниками ГИБДД.

Принцип работы индикатора основан на преобразовании электрического сигнала датчика, изменяющего сопротивление чувствительного слоя при адсорбции паров этанола, воздействующих на его поверхность.

Прибор работает от сети переменного тока и от источника постоянного тока 12 вольт. Размеры 17x7x4,6 см, масса 450 г. Снабжен световой и звуковой индикацией, на передней панели 3 светодиода: желтый, зеленый, красный. Готовность к пробоотбору обеспечивается путем введения в прибор мундштука, через который производится пробоотбор. Никаких других элементов управления прибором нет, что защищает обследуемого от ошибок при неправильном управлении прибором.

Хотя метод полупроводниковой хемосорбции не обеспечивает избирательности к алкоголю, конструкция прибора исключает возможность влияния загазованности окружающей среды на показания прибора.

Через 1,5-2 мин после включения в сеть датчик прибора прогревается до 350 С и на него через открытую камеру поступает окружающий воздух. При наличии в окружающем воздухе летучих горючих веществ в концентрации более 25 мкг/л отключается светодиод "Готов" (зеленый) и исключается возможность введения пробы выдыхаемого воздуха.

Полный рабочий цикл индикатора АГ-1200 - около 40 сек, что позволяет обследовать с его помощью до 100 человек в час.

В последние годы в России разработан и начал производиться серийно анализатор концентрации паров этанола АКПЭ-01. Это избирательный к алкоголю, обладающий высокой точностью прибор, конструкция которого обеспечивает: исследование окружающего воздуха на алкоголь перед каждым взятием пробы выдыхаемого воздуха- исследование в выдыхаемом воздухе именно альвеолярной его порции- автоматический режим проведения всего рабочего цикла (без вмешательства оператора)- распечатку на бумажном носителе результатов исследования с регистрацией номера прибора, даты его последней поверки, даты и времени проведения освидетельствования.

Как мы уже говорили, наиболее широко используемым в наркологической практике в настоящее время является индикатор АГ-1200. Особенно удобен этот прибор при проведении предрейсовых осмотров. Первоначально во время таких осмотров мы использовали импортные приборы: индикатор фирмы Дрегер (Германия), индикатор фирмы Хонда (Япония), Алкотестер фирмы Лайн Лабораториес (Англия) и др., однако позже остановились на АГ-1200 - в основном, в связи с простотой пользования им, четким порогом индикации паров алкоголя на уровне 100 мкг/л (0,2 промилле), высокой производительностью и наличием защиты от неизмеряемых компонентов.

В последние годы в НИИ наркологии по заданию Минздрава РФ проведены медицинские испытания еще нескольких моделей индикаторов паров алкоголя в выдыхаемом воздухе, в том числе Алерт, Драйсейф и Инжури (Канада). Наш предшествующий опыт и проведенные испытания показали, что ни один из импортных индикаторов не удовлетворяет требованиям, предъявляемым к приборам предрейсового контроля.

Это обусловлено тем, что зарубежные фирмы производят индикаторы алкоголя в основном для двух видов потребителей:

• для индивидуальных водителей (для самоконтроля) - упрощенной конструкции и относительно дешевые (до 100 долларов);
• для дорожных полицейских - более надежные, точные и дорогие (700-1200 долларов).

Видео: SafeDrive Цифровой алкотестер

Оба типа приборов разработаны с учетом повышенной точности в пределах допустимых порогов концентрацией алкоголя в выдыхаемом воздухе, принятых в западных странах (0,5 и 0,8 промилле). В зоне констатации факта употребления алкоголя, как это необходимо для предрейсового осмотра (0,2 промилле), импортные приборы имеют либо повышенную (например, Драйсейф и Инжури), либо недостаточную чувствительность (например, Алерт).

Кроме того, в настоящее время периодические проверки, калибровка, настройка импортных приборов (а они требуются для большинства приборов через каждые 2-4 недели) продавцами приборов или какой-либо организацией не обеспечены.

Все это приводит к получению принципиально ошибочных результатов при обследовании как трезвых, так и находящихся под влиянием алкоголя граждан с последующими конфликтами.

При выборе прибора для кабинета освидетельствования следует учесть, что, согласно установленному порядку, наличие регистрации Госстандарта России без дополнительной регистрации изделия Минздравом России и утверждения инструкции по медицинскому применению не дает права для официального использования изделия в медицинской практике.

А.Г. Зеренин