Методы определения алкоголя в выдыхаемом воздухе Этанол

Методы определения алкоголя в выдыхаемом воздухе

Этанол в выдыхаемом воздухе • В соответствии с приказом № 1 МЗ и СР РФ от 10 января 2006 года при медицинском освидетельствовании на состояние опьянения во всех случаях осуществляется количественное определение этанола в выдыхаемом воздухе

• При освидетельствовании во всех случаях осуществляется исследование выдыхаемого воздуха на алкоголь (п. 11 Инструкции по проведению медицинского освидетельствования на состояние опьянения лица, которое управляет транспортным средством, и заполнению учетной формы 307/у-05 «Акт медицинского освидетельствования на состояние опьянения лица, которое управляет транспортным средством» в редакции приказа № 1 от 10 января 2006 года)

• Заключение о состоянии опьянения в результате употребления алкоголя выносится при наличии клинических признаков опьянения и положительных результатах определения алкоголя в выдыхаемом воздухе при помощи одного из технических средств измерения, проведенного с интервалом 20 минут, или применении не менее двух разных технических средств индикации на наличие алкоголя в выдыхаемом воздухе с использованием их обоих при каждом исследовании, проведенном с интервалом 20 минут. В пункте 16 Акта отмечается, что забор биологического объекта для химикотоксикологического исследования не осуществлялся

Европейская конвенция о дорожном движении, п. 6: • "В национальном законодательстве должны быть предусмотрены специальные положения, касающиеся вождения под воздействием алкоголя, а также допустимый законом уровень содержания алкоголя в крови, а в соответствующих случаях – в выдыхаемом воздухе, превышение которого является несовместимым с управлением транспортным средством. Во всех случаях максимальный уровень содержании алкоголя в крови в соответствии с национальным законодательством не должен превышать 0, 80 г чистого алкоголя на литр крови или 0, 40 мг на литр выдыхаемого воздуха" (в настоящее время в указанном пункте Конвенции этот уровень снижен до 0, 50 промилле).

• Измерение содержания этанола в выдыхаемом воздухе является наиболее простым и, как правило, наиболее доступным методом установления опьянения • Анализаторы паров этанола в выдыхаемом воздухе были разработаны как средства, позволяющие осуществить быструю и неинвазивную оценку концентрации алкоголя в крови • результаты данных измерений часто вызывают конфликты и сомнения

Факторы, ведущие к получению неверных и неточных результатов при исследовании выдыхаемого воздуха на предмет алкоголя: 1) неточность пересчёта концентрации этанола в выдыхаемом воздухе на кровь 2) непостоянство концентрации паров этанола на разных фазах выдоха 3) этанол, адсорбированный в ротовой полости 4) неселективность детектора к этанолу

• Кровоснабжение лёгких весьма интенсивно, поэтому концентрация этанола в альвеолярном воздухе должна достоверно отражать его концентрацию в крови

• Соотношение « кровь / выдыхаемый воздух » = 2100 : 1 ( 1300 : 1 – 3000 : 1 ) определяется соотношением плотностей сред (кровь и воздух) • в 1 мл крови содержится приблизительно такое же количество этанола, как в 2100 мл альвеолярного воздуха

• США и Канада – 2100: 1 • Великобритания, Ирландия, Голландия – 2300: 1 • Германия, Франция, Испания – 2000: 1

Факторы, влияющие на соотношение «кровь / альвеолярный воздух» • Кинетическая фаза, в которую проводилось измерение • Индивидуальные особенности испытуемого

• Концентрация этанола в венозной крови (●), в выдыхаемом воздухе в пересчёте на 2100 л воздуха или 1 л крови (■) и в слюне (♦)

по выдыхаемому воздуху в венозной крови по выдыхаемому воздуху • Концентрация этанола в венозной крови (●), в выдыхаемом воздухе в пересчёте на 2100 л воздуха или 1 л крови (■) и в слюне (♦)

• Аналогичные закономерности наблюдаются при сопоставлении концентраций этанола в артериальной и венозной крови

Артериально-венозные различия • На стадии абсорбции артериальная концентрация этанола превышает венозную • по мере достижения окончания абсорбции артериальновенозные различия снижаются, что отражает процесс распределения и достижения равновесия между артериальной кровью и тканями • На стадии элиминации венозная концентрация превышает артериальную • Скорость снижения концентрации в артериальной крови превосходит таковую для венозной крови, что связано с более медленным окислением этанола, находящегося в тканях

Значения соотношений в зависимости от кинетической фазы • Фаза абсорбции – менее 2100: 1 (1800 – 2000) • Фаза элиминации – более 2100: 1 (2200 – 2400)

• равновесие концентраций этанола устанавливается между кровью и альвеолярным воздухом. В верхних отделах дыхательных путей концентрация этанола значительно ниже, поэтому для анализа требуется порция именно альвеолярного воздуха • Эмпирически установлено, что для этого необходимо сбросить первые 5 объёмов мёртвого (вредного) пространства: всего 750 мл

даже в той фазе выдоха, которая, как предполагается, содержит альвеолярный воздух, концентрация этанола не является постоянной Это может быть связано с поглощением этанола слизью, присутствующей на стенках бронхов и трахеи

• небольшие количества этанола могут адсорбироваться на слизистой оболочке ротовой полости и ротоглотки после употребления небольших количеств спиртосодержащих лекарственных препаратов и некоторых пищевых продуктов, а также после полоскания рта спиртосодержащими растворами • Этот «фиксированный» этанол может давать значительную концентрацию в выдыхаемом воздухе и слюне в течение 10 -20 минут, что может привести к получению ошибочных результатов освидетельствования • Учитывая данный факт, при положительном результате целесообразно через 20 минут провести повторное измерение

Кинетические кривые элиминации этанола из полости рта по результатам анализа выдыхаемого воздуха; ○ – после полоскания рта; □ – после полоскания рта с последующим приёмом внутрь

Современные анализаторы позволяют выявить присутствие этанола в ротовой полости по крутизне нарастания концентрации этанола в первых порциях выдыхаемого воздуха «наложение» паров этанола во рту и в лёгких помимо завышенных результатов даёт более быстрое нарастание концентрации этанола по мере выдоха

• Первыми методами, предложенными для индикации паров этанола в выдыхаемом воздухе, были пробы Рапопорта и индикаторные трубки Мохова. Шинкаренко, принцип работы которых основан на химической реакции окисления этанола • Данные методы не позволяют осуществить количественное определение этанола, результаты зависят от температуры окружающей среды и влажности выдыхаемого воздуха • Эти пробы являются неизбирательными к этанолу и могут давать ложноположительные результаты при наличии в выдыхаемом воздухе ацетона и других летучих восстанавливающих веществ, а также при наличии в окружающем воздухе паров спирта, одеколонов или духов, бензина и ряда других веществ

• Набор трубок индикаторных для контроля трезвости по выдыхаемому воздуху включён в перечень зарегистрированных в МЗ и СР индикаторов алкогольных паров, опубликованный 20 декабря 2006 года

Более прогрессивными являются анализаторы с электрохимическими и полупроводниковыми датчиками (портативные скрининговые анализаторы) • • • К достоинствам данных приборов относятся: повышенная специфичность по отношению к алкоголю; полностью автоматизированное тестирование; микропроцессорный контроль за правильностью отбора пробы выдыхаемого воздуха; отбор пробы сопровождается световой и звуковой индикацией; расширенный диапазон рабочих температур

• Большинство портативных скрининговых анализаторов содержат электрохимические сенсоры (электрохимические ячейки)

• Этанол окисляется до ацетальдегида, при этом образуются свободные электроны • Генерируемый электрический ток пропорционален количеству этанола, поступившего в ячейку

• Ацетон, являющийся летучим веществом, наиболее часто встречающимся в выдыхаемом воздухе, не окисляется на поверхности электрода и не даёт ложноположительных результатов

• Тем не менее, специфичность данных приборов хотя и повышена по сравнению с химическими тестами, но всё же не абсолютна; поэтому ложноположительные результаты так же возможны

• Метанол, изопропанол и некоторые другие вещества также подвергаются электрохимическому окислению и дают ложноположительные результаты (изопропанол в некоторых случаях может образовываться из эндогенного ацетона) • Анализаторы рассматриваемой группы не позволяют осуществить контроль чистоты окружающей атмосферы

• Lion Alcolmeter SD-400 (Великобритания)

• Lion Alcolmeter 500 (Великобритания)

• Alcotest 6510 (Германия)

• Alert J 4 X Канада

• Алкотестер (Россия)

• Наиболее совершенным является метод, основанный на ИК-спектроскопии • Данный метод широко применяется за рубежом и в значительной степени вытеснил другие методы определения этанола в выдыхаемом воздухе • Приборы данной группы позволяют достоверно отличить этанол от других перекрёстно реагирующих летучих соединений • прибор в автоматическом режиме осуществляет анализ окружающего воздуха

К недостаткам ИК-анализаторов относятся • меньшая портативность • более продолжительный выход на режим (в течение 15 – 20 минут) • бόльшая продолжительность анализа

Схема устройства ИК-анализатора этанола в выдыхаемом воздухе 1 – источник ИК-излучения; 2 – приёмник образца воздуха; 3 – фокусирующая линза; 4 – колесо с узкополосными ИК светофильтрами; 5 – высокочувствительный фотоэлемент; 6 – микропроцессор

АКПЭ-01 (Россия)

Lion Intoxilyzer 1400 (Великобритания)

Lion Intoxilyzer 8000 (Великобритания)

Lion Intoxilyzer 8000 • Относительная погрешность измерения – 5% (тогда как у большинства электрохимических анализаторов – до 10%)

Неизмеряемый компонент Содержание неизмеряемого компонента в газовой смеси Дополнительная абсолютная погрешность, мг/дм 3, не более Ацетон не более 0, 5 мг/дм 3 0, 02 Метанол не более 0, 1 мг/дм 3 0, 10 Изопропанол не более 0, 1 мг/дм 3 0, 04 Оксид углерода не более 0, 2 мг/дм 3 0, 01 Этилацетат не более 0, 15 мг/дм 3 не более 0, 03 мг/дм 3 –* 0, 03 Метан не более 0, 3 мг/дм 3 не более 0, 06 мг/дм 3 –* 0, 01 Диоксид углерода не более 10 % об. 0, 03 Примечание – «*» на дисплее появляется сообщение о наличии неизмеряемого компонента в анализируемой газовой смеси.

Анализатор Alcotest 7110 • комбинация инфракрасного оптического детектора (9, 5 мкм) и специализированного электрохимического сенсора Dräger. Sensor

Этанол как естественный метаболит организма человека

• В организме человека постоянно присутствует этанол, образующийся в биохимических процессах – эндогенный этанол • Источник эндогенного этанола – эндогенный ацетальдегид, который образуется главным образом в результате декарбоксилирования пирувата при участии соответствующего фермента пируватдегидрогеназного комплекса

Эндогенный ацетальдегид превращается в этано обратимой реакции, катализируемой алкогольдегидрогеназой

• В методических указаниях Минздрава СССР «Медицинское освидетельствование для установления факта употребления алкоголя и состояния опьянения» (2 сентября 1988 г. № 06 -14/33 -14) приводятся значения в пределах 0, 008 – 0, 4 ‰, однако далее отмечено, что высокие значения, порядка 0, 3 – 0, 4 ‰ обнаруживаются при использовании неизбирательных к алкоголю методов (фотоколориметрия), а при использовании газовой хроматографии определяется не более 0, 02 – 0, 07 ‰ эндогенного этанола

Концентрация эндогенного этанола по данным разных авторов Средние значения концентрации эндогенного этанола, г/л Максимальные значения, г/л Jones A. W. , 1983 0, 00039 0, 0016 Пронько В. С. , 1987 0, 00044 0, 0043 Шишкин С. Н. , 1988 0, 00038 0, 0013 Al-Awadhi A. , 2004 0, 00040 0, 0352 Авторы

• Концентрация эндогенного этанола в крови здоровых людей в среднем составляет 0, 0004 г/л; максимальные значения не превышают сотых долей г/л • Концентрация эндогенного ацетальдегида в 100 -1000 раз меньше, чем концентрация эндогенного этанола

Многие из пищевых продуктов содержат этанол, однако его концентрация в них не соизмерима с возможностью обнаружения в организме при проведении медицинского освидетельствования

Содержание этанола в некоторых пищевых продуктах Продукт Простокваша Кефир Йогурт Сметана Хлеб пшеничный из муки I сорта Хлеб пшеничный из муки II сорта Хлеб ржаной Сок виноградный консервированный Этанол, % по объёму (пределы колебаний) 0, 007 – 0, 012 0, 028 – 0, 035 0, 003 – 0, 005 0, 040 – 0, 055 0, 40 – 0, 44 0, 10 – 0, 18 0, 28 – 0, 36

Благодарю за внимание